SISTEMA DE BOMBEO ELECTROSUMERGIBLEA grandes rasgos este tipo de levantamiento consiste en una bomba centrifuga multietapa con un motor elctrico de fondo acoplado, capaz de levantar el fluido desde fondo hacia superficie, mediante la rotacin centrifuga de los impulsores de la bomba, lo que permite que el fluido ascienda a travs de etapas de la bomba centrifuga y llegue a la superficie con suficiente energa.

Un sistema de bombeo electrosumergible se puede dividir en tres grupos: EQUIPOS DE SUPERFICIE:La instalacin de superficie consta de un transformador reductor de 13,8 Kv a 480 v, necesarios para operar el variador de frecuencia, que provee voltaje trifsico variable al transformador elevador multi-tabs, elevando el voltaje necesario para la operacin del motor en el fondo del pozo, la caja de venteo es un punto de conexin del equipo de superficie con el equipo de fondo, y finalmente junto a la caja de venteo se instala un registrador de amperaje de motor electrosumergible.

El primer transformador reduce el voltaje de 13,8 Kv a 480 V, para el funcionamiento del variador de velocidad, mientras que el segundo eleva el voltaje de salida del variador al que requiere el motor electrosumergible.

TRANSFORMADOR

Son dispositivos electromagnticos transmisores de potencia elctrica alterna. Son sumergidos en aceite y con auto enfriamiento. Estn diseados para transformar el voltaje primario en la lnea elctrica al voltaje que pueda requerir el motor. Pueden ser transformadores de una sola fase o trifsicos.

MULTIT-ABS

Este transformador es frecuentemente utilizado en aplicaciones como alimentacin de motores para bombas de pozo profundo.

CABEZAL DEL POZO

Se encarga de cerrar mecnicamente el pozo en superficie, soporta todo el peso del equipo electrosumergible instalado, y mantiene el control sobre el espacio entre el casing y la tubera de produccin del pozo.

CAJA DE VENTEO

Bsicamente tiene tres funciones principales: la primera, dar un punto de conexin entre la bobina secundaria del transformador elevador multi-taps y el cable elctrico de potencia proveniente del fondo del pozo. La segunda, ventear a la atmosfera el gas que se encuentra en la armadura de proteccin del cable elctrico de potencia que proviene del pozo. Y tercero, facilitar los puntos de prueba accesibles para realizar mediciones elctricas del equipo de fondo.

TABLERO DE CONTROL

Componente desde donde se maneja la operacin del aparejo de produccin en el fondo del pozo.

VARIADOR DE FRECUENCIA (VDF)

La bomba generalmente es poco flexible cuando opera a una velocidad fija; el equipo est limitado a una gamma fija de caudales de produccin y a una altura de columna dinmica generada que es fija para cada caso. Este variador de frecuencia alivia estas restricciones, permitiendo que se vare la velocidad de la bomba, el gasto, la altura de columna dinmica o ambas se puedan ajustar, dependiendo de las aplicaciones sin modificaciones al aparejo de fondo del pozo.

EQUIPO DE FONDOSon aquellas piezas que operan instalados en el subsuelo. El acoplamiento de las piezas se da con conectores cilndricos con estras. Son de acero inoxidable y son nicos para cada conexin. Las dimensiones dependen del dimetro de cada componente del equipo de fondo.

BOMBA

Las bombas sumergibles son bombas centrifugas multietapa. Cada etapa consta de un impulsor rotativo y un difusor esttico. El nmero de etapas determina la carga total generada y la potencia requerida. El cambio presin - energa se logra cuando el lquido que esta siento bombeado rodea el impulsor, y a medida que el impulsor gira induce un movimiento rotatorio en el lquido. Existen dos componentes para el movimiento impartido al lquido por el impulsor. Un movimiento radial hacia afuera, desde el centro del impulsor causado por la fuerza centrfuga. El otro movimiento es en direccin tangencial al dimetro externo del impulsor. El resultado de los dos componentes es la direccin real del flujo.

Las bombas de flujo pequeo tienen un diseo de flujo radial. Cuando las bombas alcanzan flujos del orden de 1900 BDP- 3500 BDP en bombas de mayor dimetro, el diseo cambia a flujo mixto.

SEPARADOREl uso de este sistema en pozos que tienen una alta relacin gas-petrleo es muy comn. La bomba no tiene la capacidad suficiente para manejar el gas y puede llegar a bloquearse. Por lo que se debe instalar un separador, el cual utiliza la fuerza centrfuga para separar el gas libre del fluido del pozo antes de entrar a la bomba. El fluido entra en el separador y es guiado hacia una cmara centrifuga rotativa por la accin del inductor. Una vez en el centrifugado, el fluido con la mayor gravedad especifica es llevado a la pared eterna de la cmara rotativa por la fuerza centrfuga, dejando el gas en el centro. El gas es separado del fluido por medio de un divisor y es expulsado al espacio anular del pozo donde empieza a ascender. El fluido ms pesado se dirige a la entrada de la bomba en donde es bombeada a la superficie.

El separador tiene un rango de eficiencia del 80% al 95%, y se ve afectada por los volmenes, la composicin y las propiedades del fluido.

SECCION SELLANTE (SELLO)

Esta seccin se encuentra entre el motor y la comba o el separador de gas y tiene funciones principales como: permitir la expansin dielctrico contenido en el entrehierro del motor; igualar la presin en la cavidad del pozo con el fluido dielctrico del motor; aislar el fluido del pozo del fluido dielctrico limpio del motor: absorber el empuje axial descendente de la bomba.

MOTOR ELECTRICO SUEMRGIBLE

Los motores utilizados para las bombas sumergibles son trifsicos, de dos polos y de induccin, tipo jaula de ardilla. Son llenados con un petrleo mineral altamente refinado con alta rigidez elctrica. El voltaje de operacin puede ser de 230 a 5000 voltios. El amperaje requerido vara entre 12 a 200 amperios. La potencia requerida se logra incrementando la longitud, o el dimetro, del cuerpo del motor. El motor est compuesto de rotores, de 12 a 8 pulgadas de longitud, montados en una flecha y localizados en el campo elctrico (estator) montado dentro de la carcaza de acero. Los motores pueden llegar a ser de 33 pies de largo y pueden estar diseados para generar 400 caballos de fuerza. El estator est compuesto de electroimanes individuales que forman un cilindro hueco con un polo de cada electroimn mirando hacia el centro del grupo. El movimiento elctrico es creado por el cambio progresivo de la polaridad en los polos del estator de manera que su campo magntico combinado gira. El rotor tambin est compuesto de un grupo de electroimanes arreglados en un cilindro con los polos mirando hacia los polos del estator. El rotor gira por medio de atraccin y repulsin magntica al tratar sus polos de seguir el campo elctrico rotante generado por el estator. La velocidad a la cual gira el campo del estator es la velocidad sincrnica.

SENSOR DE PRESION Y TEMPERATURA DE FONDO

Permite obtener datos valiosos del comportamiento de la bomba y del yacimiento mediante el empleo de sistemas de deteccin de la presin y la temperatura en el fondo del pozo. Correlacionando la presin del yacimiento con la tasa de produccin, un operador puede determinar cundo es necesario cambiar el tamao de la bomba, cambiar el volumen de la inyeccin o considerar la intervencin del pozo.

Estos sensores tienen la capacidad de monitorear la temperatura y la presin de fondo, proporcionar la deteccin de fallas elctricas y colocarse en interfase con el controlador de velocidad variable para regular la velocidad.

CABLELa unin elctrica entre los equipos de fondo y los de control de superficie son los cables. Existen varios tipos de cables en una instalacin de bombeo electrosumergible: extensin de cable plano, cable de potencia y conectores de superficie.La extensin de cable plano es una cola de cable de caractersticas especiales que en uno de sus extremos posee un conector especial para acoplarlo al motor. En el otro extremos se empalma al cable de potencia. Y la diferencia entre ambos radica en que los cables de extensin poseen las mismas propiedades mecnicas y elctricas que los cables de potencia pero son de tamao inferior.El conector al motor, conocido como POTHEAD, es uno de los puntos ms crticos de la instalacin debido a las limitaciones de espacio.Existen muchos tipos de cables. La seleccin de cada uno de ellos depende de las condiciones a las que estar sometido en el fondo. Para ellos es necesario tener en cuenta: temperatura de fondo, presin mxima del sistema, relacin gas-petrleo del fluido y la presencia de agentes corrosivos en el fluido.Los cables de potencia pueden ser redondos o planos. La seleccin de uno u otro depende del espacio disponible entre la tubera de produccin y el revestidor del pozo.

Se prefiere utilizar el cable redondo ya que es estructuralmente ms fuerte que el plano, por lo que es menos susceptible a daos durante la instalacin, y porque es simtrico lo que permite que el sistema permanezca elctricamente balanceado.Otro tipo de cable utilizado en bombeo electrosumergible es el conector de superficie, los cuales son colas de cable con conectores especiales para cruzar a travs del cabezal de boca de pozo.