Repblica Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular para la Defensa. Universidad Nacional Experimental Politcnica de la Fuerza Armada Bolivariana. Ncleo Barinas.

Prof.: Aris Pea.

Bachilleres: Lozada Jess C.I.: 18.449.264 Pea Ana C.I.: 20.516.200 Garca Gnesis C.I.: 20.519.397 Ramos Daireth C.I.: 20.865.843

VII Semestre Seccin: P-73 Ingeniera de Petrleo

Barinas, junio de 2012

Introduccin.

Ms del 90% de los pozos productores de petrleo requieren alguna forma de levantamiento artificial. La mayora de estos pozos se encuentran ubicados en campos marginales, tambin conocidos como campos maduros. Se utilizan tcnicas de levantamiento artificial cuando los yacimientos no cuentan con suficiente energa como para producir petrleo o gas en forma natural conducindolos a la superficie, o cuando los regmenes de produccin no son los deseados. Asociado en general con campos marginales, este dficit energtico se produce habitualmente cuando la presin del yacimiento se ha agotado a travs de la produccin. No obstante, las estrategias de levantamiento artificial se emplean en una amplia variedad de pozos que incluyen desde los pozos de aguas profundas con infraestructura submarina que producen a altos regmenes de produccin, hasta los pozos ms viejos de los campos ms antiguos.

La decisin acerca del tipo de sistema de levantamiento artificial a desplegar es ms complicada e implica la evaluacin de las caractersticas del yacimiento, por ello se estudiaran dos sistemas como los son el bombeo electrosumergible (BES) y bombeo de cavidad progresiva (BCP), a fin de conocer cmo funciona cada uno de estos sistemas.

Bombeo Electrosumergible.

El bombeo electrosumergible es un sistema de levantamiento artificial aplicado para desplazar volmenes de crudo con una alta eficiencia y economa, en yacimientos potencialmente rentables (o en su defecto con grandes prospectivas) y en pozos profundos, con el objeto de manejar altas tasas de flujo.

Utiliza la accin de una bomba centrifuga movida por un motor elctrico sumergible, para imprimir al fluido de yacimiento la energa necesaria para alcanzar la superficie y ser producido.

Este mtodo es aplicado generalmente cuando se presentan los siguientes casos: Alto ndice de productividad. Baja presin de fondo. Alta relacin agua petrleo. Baja relacin gas lquido.

El BES se basa en la utilizacin de bombas centrfugas (de mltiples etapas) de subsuelo ubicadas en el fondo del pozo, estas son accionadas por motores elctricos.

El bombeo electrosumergible tiene un rango de capacidades que va desde 200 a 9000 BPD, trabaja a profundidades entre los 12000 y 15000 pies, el rango de eficiencia est entre 18 68% y puede ser usado en pozos tanto verticales como desviados o inclinados.

Fig. 1 equipos de bombeo electrosumergible. Fuente: Reina Prez (2008)

Una unidad tpica de BES est constituida en el fondo del pozo por los componentes: motor elctrico, protector, seccin de entrada, bomba

electrocentrfuga y cable conductor. Las partes superficiales son: cabezal, cable superficial, Tablero de control y transformador.

Adems, se incluyen todos los accesorios necesarios para asegurar una buena operacin, como son: separador de gas, flejes para cable, extensin de la mufa, vlvula de drene, vlvula de contrapresin, centradores, sensor de presin y temperatura de fondo, dispositivos electrnicos para control del motor, caja de unin, y controlador de velocidad variable.

La integracin de los componentes mencionados anteriormente es indispensable, debido a que cada uno lleva a cabo una funcin esencial en el sistema para obtener las condiciones de operacin deseadas que permitan impulsar a la superficie los hidrocarburos.

Caractersticas principales de un sistema de Bombeo Electrosumergible. Es necesario tener presente las condiciones que tienden a limitar el empleo de este sistema: 1. No es recomendable emplear este sistema en pozos de alta relacin GLR. 2. No es recomendable emplear este sistema en pozos de Baja Presin. 3. Es fundamental para el diseo, conocer la presin de burbuja del reservorio que el pozo va drenar, as como la presin actual del reservorio. 4. La importancia de esto ltimo radica en que no es lo mismo bombear una sola fase (lquido) que dos fases (gas + lquido), debido a que la ecuacin del ndice de Productividad cambia segn sea el caso, de all por qu se hace necesario conocer la presin del reservorio y su valor respecto a su presin de burbuja. 5. Las condiciones mecnicas del pozo pueden ser otro factor limitante por lo que es necesario conocer las caractersticas de la completacin (dimetro del casing y los intervalos abiertos a produccin). 6. Otro factor a tener en cuenta sin duda es el corte de agua, como la mayora de los sistemas de levantamiento artificial, ste se ha diseado para fluidos incompresibles, y como sabemos el petrleo s es compresible, ms aun cuando est acompaado de gas. 7. Es necesario tambin considerar el tipo de fluido del reservorio y sus caractersticas (la alta viscosidad del fluido es un factor limitante, y en algunos casos, en reservorios no consolidados, los fluidos producidos son acompaados por granos de arena y en otros, se forman incrustaciones al ingresar a la instalacin, daando sus partes). Descripcin del mtodo. El mtodo de levantamiento artificial por bombeo electrosumergible (BES) tiene como principio fundamental levantar el fluido desde el yacimiento hacia la

superficie, mediante rotacin centrfuga de los impulsores de la bomba, lo que permite que el fluido ascienda a travs de la etapas de los impulsores y llegue a la superficie con suficiente energa hasta la estacin recolectora. La potencia requerida por la bomba electrosumergible es suministrada por un motor elctrico acoplado al eje de la bomba, el cual est ubicado en el fondo del pozo, y la corriente elctrica requerida se suministra a travs del cable de potencia el cual est fijado a la tubera de produccin que soporta el sistema de fondo y conecta el motor a la superficie. Equipo de subsuelo. Sensor de Presin: El sensor de presin es un equipo que se coloca acoplado a la parte final del motor. Est constituido internamente por circuitos que permiten enviar seales a la superficie, a travs del cable de voltaje primario de alimentacin al motor, las cuales son registradas mediante un instrumento instalado en el panel de superficie, convirtindose en seales de presin de fondo a la profundidad de operacin de la bomba.

Motor: Los motores usados son de tipos dipolares, trifsicos, jaula de ardilla, tipo induccin. Formados por 20 rotores acoplados al eje, ubicados en los estatores y recubiertos por una carcasa de acero. Se encuentran lleno de un aceite mineral altamente refinado, de alta resistencia dielctrica, que ayuda a lubricar los cojinetes del motor y transfiere el calor generando de l a su carcasa. Los fabricantes ofrecen una gran disponibilidad de motores adaptados al dimetro de la tubera de revestimiento.

Protector: se encuentra ubicado entre el motor y la bomba y facilita la conexin de estos elementos. Se encarga de mantener los fluidos del pozo fuera del motor, absorbe las cargas axiales de la bomba impidiendo que sean reflejadas en el motor, permite la expansin y contraccin del aceite del motor debido, producidas por el calentamiento y enfriamiento durante el arranque y la parada del equipo. Existen diferentes clases de protectores, como son: tipo laberinto, tipo

bolsa, tipo modular. Su escogencia depende de las caractersticas del pozo y de su fluido.

Seccin de Entrada: La seccin de entrada se encuentra entre el protector y la bomba. Existen dos tipos bsicos de entrada: el estndar y el separador de gas.

Bomba Centrfuga: Una bomba centrfuga est compuesta de etapas mltiples. Cada una de stas consta de un impulsor rotativo, el cual le imparte energa cintica al fluido que pasa a travs de la bomba a una continua aceleracin, y un difusor estacionario que cambia esta energa cintica en potencial. Los impulsores son del tipo flotante o balanceado. Tienen un diseo de labe curvo y son totalmente cerrados. Su mxima eficiencia depende de un buen diseo. De acuerdo con la forma de los pasajes de la bomba, sta se clasifica como de flujo radial o mixto. La configuracin y el dimetro del impulsor de la bomba determinan la cantidad de energa que se transmite al fluido.

Bomba Balanceada Hidrulicamente: Se habla de bomba balanceada hidrulicamente cuando el diseo realizado se ajusta a las condiciones reales del pozo; es decir, que la presin que acta sobre el impulsor mantiene este flotante entre los difusores o, lo que es lo mismo, la fuerza a cada lado de la etapa (succin y descarga) est balanceada aproximadamente en el pico de eficiencia o rango de operacin recomendado por el fabricante.

Bomba Fuera de Rango: Se habla de condicin de bomba fuera de rango (downthrust), cuando se crea un desbalance hidrulico, porque la bomba genera mayor presin (mayor altura de elevacin), la cual empuja el impulsor hacia abajo y, por ende, es menor el fluido que entra en el canal del difusor. Esto provoca que el impulsor se mueva hacia abajo contra el difusor y produzca un desgaste en sus arandelas inferiores del difusor. Bajo esta condicin la bomba est ligeramente sobre dimensionada para manejar el volumen producido por el pozo.

Empuje hacia arriba es la situacin contraria: la bomba genera menor presin, es decir, menos altura de elevacin; produciendo mayor fluido del que el canal del impulsor permite. El impulsor, entonces, se mueve hacia arriba, contra la cara inferior del siguiente difusor y desgasta las arandelas superiores.

Cable de Potencia: El cable de potencia es uno de los componentes principales del sistema electrosumergible, por su funcin y costo. El cable es trifsico, est constituido de tal forma que puede resistir las temperaturas, las presiones y las impregnaciones de los fluidos del pozo. Todos los cables cumplen con estrictas especificaciones. Se ofrecen en varios tamaos de conductores (No. 1, 2, 4 y 6) y materiales, tanto en configuraciones redondas como planas. El conductor es de cobre de uno o ms hilos de fases. Los fabricantes manufacturan cables especiales para altas temperaturas y para pozos con alta relacin gaspetrleo.

Cable de Extensin: El cable de extensin es otro conector que tiene mucha importancia durante la instalacin. Es el cable de extensin al motor, el cual puede enfrentar restricciones crticas para pasar en el pozo. Esto se debe a que esta extensin casi siempre necesita ser instalada en un espacio reducido, ya que la bomba y el motor, en muchos casos, son de un dimetro mayor que los cuellos de tubera. Adems, est localizado en el lugar de mayor temperatura del pozo, donde los factores ambientales sern ms exigentes. Por este motivo, el cable de extensin normalmente es de seccin plana. Por otro lado, sus conductores son ms

pequeos que los del cable de potencia y hay menos espacios disponibles para el aislamiento.

Aunque el cable de extensin es plano, tambin muy corto, cualquier desbalance de voltaje resultar insignificante. Generalmente, el cable de

extensin se empalma al cable de potencia justo por encima de la bomba (10 15) y de la descarga de sta. Equipos de superficie.

Los equipos de superficie estn constituidos por el transformador, tablero de control y/o variador de frecuencia, caja de empalme y el cabezal.

Transformador: Son unidades sumergidas en aceite y con auto enfriamiento. Estn diseadas para transformar el voltaje primario a la lnea elctrica al voltaje que pueda requerir el motor correspondiente. Para efectos de diseo la capacidad de carga de los transformadores se calcula en capacidad de carga en potencia aparente expresada en kilovoltios o amperios, debido a la amplia flexibilidad de los transformadores y a los diferentes voltajes y condiciones en que funcionan, adems de la inexactitud del factor de potencia que se le aplica (potencia en Kw).

Tablero de control: Es un equipo que protege y controla el funcionamiento y ensamblaje de fondo. Estos tableros tienen dispositivos de proteccin contra bajas y altas de amperajes, desconectores de fusibles, registradores de amperajes y reguladores para bombeo intermitente. Se fabrican diferentes tipos de tableros en relacin con la potencia del motor y el voltaje secundario requerido por este ltimo.

Variador de Frecuencia: Es un tablero de control que contiene dispositivos capaces de suministrar frecuencias y voltajes variables al motor. Dado que la velocidad es directamente proporcional a la frecuencia, las revoluciones por minuto pueden ser controladas desde la superficie. Los principales beneficios que se obtienen con el variador de frecuencia son los siguientes:

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Permite arrancar los motores a bajas velocidades reduciendo los esfuerzos en el eje de la bomba y componentes del motor. Al arrancar el equipo, la bomba puede operar en un rango por debajo de su frecuencia nominal, lo cual reduce el desgaste y los efectos de abrasin. En el motor se reducen los efectos estrictamente magnticos en el embobinado.

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Protege el equipo de fondo de disturbancias elctricas, el equipo es tan sensible que cualquier sobre- carga o baja- carga producida en la fuente de alimentacin acciona dispositivos de produccin de proteccin que paran el funcionamiento del equipo evitando dao al motor.

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Permite evaluar el comportamiento de un pozo a fin de obtener el ndice de productividad real del mismo. La aplicacin del variador de velocidad o frecuencia al conjunto- motor

bomba de un equipo electrocentrifugo est ntimamente relacionada con las leyes de afinidad, las actuales establecen que al aplicar velocidad en cualquier punto de la curva de una bomba centrifuga, la columna o altura vara en proporcin directa con el cuadrado de la velocidad y la potencia al freno (BHP) vara con el cubo de la velocidad.

Caja de Empalme: La caja de empalme tambin llamada caja de conexiones o venteo cumple con las siguientes funciones:

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Permite conectar el cable suplidor de energa del equipo de superficie con el cable de conexin al motor.

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Permite ventear a la atmosfera cualquier cantidad de gas que fluya a la superficie a travs del cable, evitando que llegue al panel lo cual ocasionara una explosin. Cabezal: El cabezal es el que sustenta todo el equipo de fondo acoplado a

la tubera de produccin y a su vez est diseado para permitir el paso del cable y sellar alrededor del mismo. El conjunto sellante puede resistir hasta 3000 lpc. Existen diferentes tipos de cabezal dependiendo de las condiciones del pozo.

Soporte de la tubera: Se usa para prensar el cable que viene de la conexin del motor al conjunto protector bomba y tubera de produccin; estos flejes metlicos son colocados uno por cada 15 pies y el tamao depende de la tubera de produccin. Ventajas y desventajas. Ventajas.

Los costos de levantamiento para grandes volmenes son bajos. Es usado en pozos verticales y desviados. Pueden manejar tasas de produccin alrededor de 200 90000 BPD. Este tipo de instalaciones no impacta fuertemente en las zonas urbanas. Bajo mantenimiento. Se facilita el monitoreo de presiones y temperaturas de fondo del hoyo, a travs del uso de sensores. Puede ser manejado en pozos con grandes cortes de agua y baja relacin gas- lquido. Alta resistencia en ambientes corrosivos dentro del hoyo.

Desventajas.

Es imprescindible la corriente elctrica, se requiere de altos voltajes. Los cables se deterioran al estar expuestos a altas temperaturas. Los cables dificultan el corrido de la tubera de produccin. No es recomendable usar cuando hay alta produccin de slidos. No es funcional a altas profundidades debido al costo del cable, a posibles problemas operacionales y a los requerimientos de alta potencia de superficie.

Con la presencia de gas libre en la bomba, no puede funcionar ya que impide el levantamiento. Las bombas estn afectadas por: temperatura de fondo y produccin de arena.

Parmetros a controlar en el bombeo electrosumergible.

Verificacin del nivel de fluido. Verificacin de la instalacin. Presiones de cabezal y fondo. Seguridad y optimizacin.

Bombeo de cavidad progresiva.

El sistema de Bombeo por Cavidades Progresivas debe ser la primera opcin a considerar en la explotacin de pozos productores de petrleo por su relativa baja inversin inicial; bajos costos de transporte, instalacin, operacin y mantenimiento; bajo impacto visual, muy bajos niveles de ruido y mnimos requerimientos de espacio fsico tanto en el pozo como en almacn. Este sistema se puede utilizar en la produccin de fluidos muy viscosos y posee pocas partes mviles por lo que su mantenimiento es relativamente sencillo.

Un sistema BCP consta bsicamente de un cabezal de accionamiento en superficie y una bomba de fondo compuesta de un rotor de acero, en forma helicoidal de paso simple y seccin circular, que gira dentro de un estator de elastmero vulcanizado.

La operacin de la bomba es sencilla; a medida que el rotor gira excntricamente dentro del estator, se van formando cavidades selladas entre las

superficies de ambos, para mover el fluido desde la succin de la bomba hasta su descarga.

El estator va en el fondo del pozo enroscado a la tubera de produccin con un empaque no sellante en su parte superior. El dimetro de este empaque debe ser lo suficientemente grande como para permitir el paso de fluidos a la descarga de la bomba sin presentar restriccin de ningn tipo, y lo suficientemente pequeo como para no permitir el paso libre de los acoples de la extensin del rotor.

El rotor va roscado en las varillas por medio del niple espaciador o intermedio, las varillas son las que proporcionan el movimiento desde la superficie hasta la cabeza del rotor. La geometra del conjunto es tal, que forma una serie de cavidades idnticas y separadas entre si. Cuando el rotor gira en el interior del estator estas cavidades se desplazan axialmente desde el fondo del estator hasta la descarga generando de esta manera el bombeo por cavidades progresivas.

Tipos de instalacin BCP.

Instalacin convencional: En la instalacin convencional, primero se baja la tubera de produccin se la ancla con un packers luego de la fijacin se baja el estator y rotor que son instalados de forma separada; en este tipo de instalacin se demora y consume ms tiempo y en consecuencia mayor inversin, las varillas son las que proporcionan el movimiento giratorio, son enroscadas al rotor generando el movimiento giratorio que el sistema exige para ponerse en marcha. Este tipo de instalacin hoy en da ya no es tan usada por el tiempo que consume, mientras que la instalacin insertable es el que lo ha suplantado.

Instalacin Insertable: En la configuracin de bombas insertables el estator se baja al fondo del pozo conjuntamente con el resto del sistema de subsuelo. En otras palabras, la bomba completa es instalada con la sarta de varillas sin

necesidad de remover la columna de tubera de produccin, minimizando el tiempo de intervencin y, en consecuencia, el costo asociado ha dicho trabajo. La bomba es la misma que en la configuracin convencional con la diferencia de que viene adaptada a un sistema de acople que permite obtener un equipo totalmente ensamblado como una sola pieza. Al rotor se le conecta una extensin de varilla la cual sirve como apoyo al momento de espaciado de la bomba. Los acoples superior e inferior de esta extensin sirven de gua y soporte para la instalacin de este sistema.

Ventajas de la instalacin insertable: Poseen las mismas ventajas generales que una BCP convencional, sumado a los beneficios de un sistema insertable: No necesita ser removida la columna de tubera de produccin para extraer la bomba del fondo. La sustitucin de la bomba de fondo puede ser realizada con ayuda de un equipo pequeo de servicio. Los costos de servicio y mantenimiento son reducidos. Y La torsin de trabajo es baja, razn por la cual pueden utilizarse varillas de dimetro menor disminuyendo el roce con el tubing.

Equipos de subsuelo. Tubera de produccin: Es una tubera de acero que comunica la bomba de subsuelo con el cabezal y la lnea de flujo. En caso de haber instalado un ancla de torsin, la columna se arma con torsin ptimo API, correspondiente a su dimetro. Si existiera arena, an con ancla de torsin, se debe ajustar con la torsin mxima API, de este modo en caso de quedar el ancla atrapada, existen ms posibilidades de librarla, lo que se realiza girando la columna hacia la izquierda. Si no hay ancla de torsin, se debe ajustar tambin con el mximo API, para prevenir el desenrosque de la tubera de produccin.

Sarta de varillas: Es un conjunto de varillas unidas entre s por medio de cuplas formando la mencionada sarta, se introduce en el pozo y de esta forma se hace parte integral del sistema de bombeo de cavidad progresiva. La sarta est situada desde la bomba hasta la superficie. Los dimetros mximos utilizados estn limitados por el dimetro interior de la tubera de produccin, utilizndose dimetros reducidos y en consecuencia cuplas reducidas, de manera, de no raspar con el tubing. Estator: Usualmente est conectado a la tubera de produccin; es una hlice doble interna y moldeado a precisin, hecho de un elastmero sinttico el cual est adherido dentro de un tubo de acero. En el estator se encuentra una barra horizontal en la parte inferior del tubo que sirve para sostener el rotor y a la vez es el punto de partida para el espaciamiento del mismo. Elastmero: Es una goma en forma de espiral y est adherida a un tubo de acero el cual forma el estator. El elastmero es un material que puede ser estirado varias veces su longitud original teniendo la capacidad de recobrar rpidamente sus dimensiones una vez que la fuerza es removida. Rotor: Suspendido y girado por las varillas, es la nica pieza que se mueve en la bomba. Este consiste en una hlice externa con un rea de seccin transversal redondeada, tornada a precisin hecha de acero al cromo para darle mayor resistencia contra la abrasin. Tiene como funcin principal bombear el fluido girando de modo excntrico dentro del estator, creando cavidades que progresan en forma ascendente. Estando el estator y el rotor al mismo nivel, sus extremos inferiores del rotor, sobresale del elastmero aproximadamente unos 460 mm a 520 mm, este dato permite verificar en muchos casos si el espaciamiento fue bien realizado. En caso de presencia de arena, aunque sea escasa, esta deja muchas veces marcada la hlice del rotor. De este modo, al retirar el rotor por cualquier motivo, se puede observar en qu punto estuvo trabajando dentro del estator, partiendo del extremo superior del rotor.

Centralizador: Puede ser un componente adicional, sin embargo, tiene mayor uso en especial para proteger las partes del sistema. El tipo de centralizadores es el "no soldado". Empleado en la tubera con el propsito de minimizar el efecto de variaciones y a la vez para centralizar la bomba dentro de la tubera de produccin. Niple Intermedio o Niple Espaciador: Su funcin es la de permitir el movimiento excntrico de la cabeza del rotor con su cupla o reduccin de conexin al trozo largo de maniobra o a la ltima varilla, cuando el dimetro de la tubera de produccin no lo permite. En este caso es imprescindible su instalacin. Niple De Paro: Es parte componente de la bomba y va roscado al extremo inferior del estator. Su funcin es: Hacer de Tope al rotor en el momento del espaciamiento, para que el rotor tenga el espacio suficiente para trabajar correctamente. Servir de pulmn al estiramiento de las varillas, con la unidad funcionando. Como succin de la bomba. Los ms usuales son los de rosca doble, con una rosca hembra en su extremo superior, que va roscada al estator y una rosca macho de la misma medida en su extremo inferior, para permitir instalar debajo el ancla de torsin o cualquier otro elemento. A la vez el centro de la misma hace de tope con el rotor, durante el espaciamiento. Trozo De Maniobra: Es muy importante instalar un trozo de esta medida inmediatamente por encima del rotor, en lugar de una varilla, cuando gira a velocidades superiores a las 250 RPM. Cuando se instala una varilla, debido a su largo y al movimiento excntrico del rotor que se transmite directamente a ella, tiende a doblarse y rozar contra las paredes de la ltima tubera de produccin. El trozo de maniobra, al ser de menos de la mitad del largo de la varilla, se dobla menos o no se dobla, dependiendo de su dimetro. Ancla de Torsin: Al girar la sarta en el sentido de las agujas del reloj, o hacia la derecha (vista desde arriba) se realiza la accin de girar la columna

tambin hacia la derecha, es decir hacia el sentido de desenrosque de los caos. A esto se suman las vibraciones producidas en la columna por las ondas armnicas ocasionadas por el giro de la hlice del rotor dentro del estator, vibraciones que son tanto mayores cuanto ms profunda es la instalacin de la bomba. La combinacin de ambos efectos puede producir el desprendimiento de la tubera de produccin, el ancla de torsin evita este problema. Cuanto ms la columna tiende al desenrosque, ms se ajusta el ancla. Debe ir siempre instalada debajo del estator. Es el elemento de la columna donde el esfuerzo de torsin es mayor, no siempre es necesaria su instalacin, ya que en bombas de menor caudal a bajas velocidades y bajas profundidades no se tienen torques importantes y no se producen grandes vibraciones. No obstante, es recomendable en todos los casos. Niple Asiento: es una pequea unin sustituta que se corre en la sarta de produccin. Permite fijar la instalacin a la profundidad deseada y realizar una prueba de hermeticidad de caera. En bombas insertables el mecanismo de anclaje es mediante un mandril a copas que permite utilizar el mismo niple de asiento que una bomba mecnica, evitando en un futuro el movimiento de instalacin de tubera de produccin al momento de cambiar el sistema de extraccin. Mandril A Copas: Permite fijar la instalacin en el niple de asiento y produce la hermeticidad entre la instalacin de tubera de produccin y el resto del pozo. El trmino mandril tiene muchos significados. Puede referirse al cuerpo principal de una herramienta o un eje. Adicionalmente, partes de la herramienta podran estar conectadas, arregladas o encajadas adentro. Tambin puede ser varillas de operacin en una herramienta. Zapato probador de hermeticidad: En caso de ser instalado (altamente recomendado), se debe colocar siempre arriba del niple intermedio. Para poder probar toda la caera y adems como su dimetro interno es menor que el de la tubera de produccin no permite el paso de centralizadores a travs de l. Para

algunas medidas de bomba, no se puede utilizar, porque el pasaje interior del mismo es inferior al dimetro del rotor impidiendo su paso en la bajada. La interferencia entre el rotor y el estator es suficiente sello para probar la hermeticidad, aunque siempre existe escurrimiento, tanto mayor, cuanto mayor sea la presin total resultante sobre la bomba. La suma de la presin de prueba ms la altura de la columna debe ser tal que no supere la altura manomtrica de la bomba para evitar daarla. Cao Filtro: Se utiliza para evitar, (en el caso de rotura de estator con desprendimiento de elastmero), trozos de tamao regular del mismo, pueden estar dentro del espacio anular. Una vez cambiada la instalacin de fondo, estos pedazos de elastmero podrn ser recuperados con equipo especial y no permanecern en el pozo donde se corre el peligro que sean succionados nuevamente por la bomba. Equipos de superficie. Una vez obtenidos los parmetros, mnimos de operacin, necesarios para accionar el equipo de subsuelo, es necesario dimensionar correctamente los equipos de superficie que sean capaces de proveer la energa requerida por el sistema. Cabezal de rotacin: El cabezal de rotacin debe ser diseado; para manejar las cargas axiales de las varillas, el rango de velocidad a la cual debe funcionar, la capacidad de freno y la potencia necesitara. Este es un equipo de accionamiento mecnico instalado en la superficie directamente sobre la cabeza de pozo. Consiste en un sistema de rodamientos o cojinetes que soportan la carga axial del sistema, un sistema de freno (mecnico o hidrulico) que puede estar integrado a la estructura del cabezal o ser un dispositivo externo. Un ensamblaje de instalacin que incluye el sistema de empaque para evitar la filtracin de fluidos a travs de las conexiones de superficie. Adems,

algunos cabezales incluyen un sistema de caja reductora accionado por engranajes mecnicos o poleas y correas. Sistema de transmisin: Como sistema de transmisin se conoce el dispositivo utilizado para transferir la energa desde la fuente de energa primaria (motor elctrico o de combustin interna) hasta el cabezal de rotacin. Para la transmisin de torsin de una mquina motriz a una mquina conducida, existen al menos tres mtodos muy utilizados: Transmisin con engranajes, correas flexibles de caucho reforzado y cadenas de rodillos. Dependiendo de la potencia, posicin de los ejes, relacin de transmisin, sincrnica, distancia entre ejes y costo; se seleccionar el mtodo a utilizar. En la mayora de las aplicaciones donde es necesario operar sistemas a velocidades menores a 150 RPM, es usual utilizar cabezales con caja reductora interna (de engranaje) con un sistema alternativo de transmisin, como correas y poleas. Esto se hace con el fin de no forzar al motor a trabajar a muy bajas RPM, lo que traera como resultado la falla del mismo a corto plazo debido a la insuficiente disipacin de calor. Sistema de Freno: La segunda funcin importante del cabezal es la de frenado que requiere el sistema. Cuando un sistema BCP est en operacin, una cantidad significativa de energa se acumula en forma de torsin sobre las varillas. Si el sistema se para repentinamente, la sarta de varillas de bombeo libera esa energa girando en forma inversa para liberar torsin. Adicionalmente, a esta rotacin inversa se le suma la producida debido a la igualacin de niveles de fluido en la tubera de produccin y el espacio anular, en el momento de la parada. Durante ese proceso de marcha inversa, se puede alcanzar velocidades de rotacin muy altas. Al perder el control de la marcha inversa, las altas velocidades pueden causar severos daos al equipo de superficie, desenrosque de la sarta de varillas y hasta la rotura violenta de la polea el cabezal, pudiendo ocasionar esta situacin daos severos al operador.

Ventajas y desventajas. Ventajas Los sistemas BCP tienen algunas caractersticas nicas que los hacen ventajosos con respecto a otros mtodos de levantamiento artificial, una de sus cualidades ms importantes es su alta eficiencia total. Tpicamente se obtienen eficiencias entre 50 y 60 %. Se puede utilizar en la produccin de fluidos muy viscosos y que posee pocas partes mviles por lo que su mantenimiento es relativamente sencillo. Produccin de fluidos altamente viscosos (2000-500000) centipoises. La inversin de capital es del orden del 50% al 25% del de las unidades convencionales de bombeo, dependiendo del tamao, debido a la simplicidad y a las pequeas dimensiones del cabezal de accionamiento. Los costos operativos son tambin mucho ms bajos. Se seala ahorros de energa de hasta 60% al 75% comparado con unidades convencionales de bombeo eficiente. El sistema de accionamiento es tambin eficiente a causa de que la varillas de bombeo no se levantan y bajan, solo giran. Los costos de transporte son tambin mnimos, la unidad completa puede ser transportada con una camioneta. Opera eficientemente con arena debido a la resiliencia del material del estator y al mecanismo de bombeo. La presencia de gas no bloquea la bomba, pero el gas libre a la succin resta parte de su capacidad, como sucede con cualquier bomba, causando una aparente ineficiencia. Amplio rango de produccin para cada modelo, rangos de velocidades recomendados desde 25 hasta 500 RPM, lo que da una relacin de 20 a 1 en los caudales obtenidos. Este rango se puede obtener sin cambio de equipo.

La ausencia de pulsaciones en la formacin cercana al pozo generar menor produccin de arena de yacimientos no consolidados. La produccin de flujo constante hacen ms fcil la instrumentacin.

El esfuerzo constante en la sarta con movimientos mnimos disminuye el riesgo de fallas por fatiga y la pesca de varillas de bombeo. Su pequeo tamao y limitado uso de espacio en superficies, hacen que la unidad BPC sea perfectamente adecuada para locaciones con pozos mltiples y plataformas de produccin costa fuera.

El bajo nivel de ruido y pequeo impacto visual la hace ideal para reas urbanas. Ausencia de partes reciprocantes evitando bloqueo o desgaste de las partes mviles. Simple instalacin y operacin.

Desventajas Con respecto a las desventajas que ofrece este sistema:

El elastmero se puede llegar a deteriorar debido a agentes contaminantes en el crudo y que no puede ser utilizada a grandes profundidades por dos razones principales: sera necesario el uso de grandes extensiones de varillas y las altas temperaturas tambin pueden daar el elastmero.

Resistencia a la temperatura de hasta 280F o 138C (mxima de 350F o 178C). Alta sensibilidad a los fluidos producidos (elastmeros pueden hincharse o deteriorarse con el contacto de ciertos fluidos por perodos prolongados de tiempo).

Tendencia del estator a dao considerable cuando la bomba trabaja en seco por perodos de tiempo relativamente cortos (que cuando se obstruye la succin de la bomba, el equipo comienza a trabajar en seco).

Desgaste por contacto entre las varillas y la caera de produccin en pozos direccionales y horizontales.

Requieren la remocin de la tubera de produccin para sustituir la bomba (ya sea por falla, por adecuacin o por cambio de sistema).

Sin embargo, estas limitaciones estn siendo superadas cada da con el desarrollo de nuevos productos y el mejoramiento de los materiales y diseo de los equipos. En su aplicacin correcta, los sistemas de bombeo por cavidades progresivas proveen el ms econmico mtodo de levantamiento artificial si se configura y opera apropiadamente.

Conclusiones.

El sistema de bombeo electrosumergible (B.E.S) es un sistema de levantamiento artificial que emplea la energa elctrica convertida en energa mecnica para levantar una columna de fluido desde un nivel determinado hasta la superficie, descargndolo a una determinada presin. Como en todos los casos cuando se desea disear un sistema de levantamiento artificial, es recomendable recordar: No siempre lo ms barato es lo ms conveniente. No siempre la ms costosa es la mejor solucin. El bombeo

electrosumergible ha probado ser un sistema artificial de produccin eficiente y econmico. En la industria petrolera, comparativamente con otros sistemas artificiales de produccin tiene ventajas y desventajas, debido a que por diversas razones no siempre puede resultar el mejor, es decir un pozo candidato a producir artificialmente con bombeo electrosumergible, debe reunir caractersticas que no afecten su funcionamiento como las altas relaciones gas/aceite, las altas temperaturas, la presencia de arena en los fluidos producidos, que son factores con influencias indeseables sobre la eficiencia del aparejo. Entre las caractersticas del sistema estn su capacidad de producir

volmenes considerables de fluido desde diferentes profundidades, bajo una amplia variedad de condiciones del pozo y particularmente se distingue por qu, el motor est directamente acoplada con la bomba en el fondo del pozo. El ensamble de bombeo elctrico trabaja sobre un amplio rango de profundidades y volmenes, su aplicacin es particularmente exitosa cuando las condiciones son propicias para producir altos volmenes de lquidos con bajas relaciones gas-aceite. El sistema de bombeo de cavidades progresivas es una tecnologa que ha demostrado ser la ms eficiente en levantamiento artificial, en la produccin de petrleos con elevada viscosidad y en pozos de difcil operacin (alta temperatura, presencia de gas y porcentajes de agua elevados), los componentes de este sistema fueron diseados para trabajar eficazmente en

condiciones extremas. Utilizando este sistema se tendra la recuperacin ms rentable de petrleos pesados, en las reservas se tiene una mayor cantidad de estos, que los petrleos convencionales. La seleccin de cada uno de sus componentes lo hace ms eficiente que los otros sistemas de recuperacin secundaria. Las variadas ventajas que aporta este sistema lo hace ms

confiable en la produccin de petrleos pesados. Este tipo de levantamiento es de gran ayuda en el aporte de energa, ya que del petrleo pesado se puede sacar ms derivados.

Bibliografa.

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