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UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA FACULTAD DE INGENIERIA UDABOL ING. EN GAS Y PETROLEO
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INTRODUCCIN
El bombeo mecnico es el ms antiguo, mas econmico y ms comn de los mtodos de
extraccin artificial.
Aproximadamente el 85% de los pozos de bombeo en el mundo utilizan este mtodo.
Los componentes principales son: la sarta de varillas, la tubera de produccin, el
equipo superficial o aparato de bombeo y
el motor de impulso.
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ANTECEDENTES
El bombeo mecnico naci prcticamente en la par con la
industria petrolera, cuando el
Coronel Drake perforo su pozo en
Pensilvania en 1859, en aquellos
tiempos la perforacin se haca con
herramientas de percusin.
Antes cuando el pozo mora, era ms fcil usar el balancn de
madera, ahora ya no. Pero los
componentes del mtodo siguen
siendo los mismos
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Determinar los parmetros
ms importantes en el
Estudio del diseo del
Bombeo Mecnico y
sus limitaciones.
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METODOLOGA DEL TRABAJO
DESARROLLO TEMTICO
El bombeo mecnico consiste en
una bomba de subsuelo de accin
reciprocante, que es abastecida
con energa producida a travs de
una sarta de cabillas. La energa
es suministrada por un motor
elctrico o de combustin interna
colocada en la superficie. Tiene
su mayor aplicacin mundial en la
produccin de crudos medianos y
livianos.
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CONSIDERACIONES EN EL DISEO DE
UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
Caractersticas del yacimiento:
porosidad
permeabilidad
presencia de arena
presin
temperatura
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CONSIDERACIONES EN EL DISEO DE
UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
Empuje del Yacimiento:
empuje de agua
gas en solucin
capas de gas.
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CONSIDERACIONES EN EL DISEO DE
UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
Propiedades del Crudo:
API
Viscosidad
Contenido de parafinas
Tendencia incrustante del agua
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CONSIDERACIONES EN EL DISEO DE
UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
Evaluacin econmica.
Completacin del Pozo
Dimetro del casing
Profundidad
Desviacin Dimetro del tubing
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CONSIDERACIONES EN EL DISEO DE
UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
Tipo de Energas Disponibles:
Gas a alta presin
Fluidos a alta presin
Electricidad
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CONSIDERACIONES EN EL DISEO DE
UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
Restricciones Externas
hay comunidad cercana al pozo?
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FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO
MECANICO Tiene dos puntos muy bien definidos:
muerto superior y muerto inferior.
Cuando el balancn esta en el punto
muerto inferior sus vlvulas fija y
viajera se hallan cerradas. Al
comenzar la carrera ascendente, la
presin de fondo y el efecto de
succin del pistn permite la apertura
de la vlvula fija; el fluido pasa del
pozo hacia el interior de la bomba.
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Resistente
De larga vida
Eficiente
Fcil y barato de trasportar
Silencioso
No contaminante
Seguro de instalar y de operar
CARACTERISTICAS DEL BOMBEO
MECANICO
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APLICACIN DE LOS SISTEMAS DE
RECUPERACION A NIVEL MUNDIAL
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VENTAJAS DEL BOMBEO MECANICO
Tiene buena eficiencia.
Permite la optimizacin y el control.
Bajo costo de mantenimiento.
Pueden emplearse materiales para disminuir los problemas de corrosin.
Es flexible permite ajustar la produccin a travs de la longitud de
la carrera y la velocidad de bombeo.
Fcil diseo.
Unidades pueden ser cambiadas a otros pozos.
Adaptable a agujeros reducidos.
Levanta aceites viscosos y de altas
temperaturas.
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LIMITACIONES Y DESVENTAJAS
No es posible manejar slidos.
No se adapta a grandes profundidades.
En operaciones costa-afuera resulta pesado y estorboso.
Presenta desgaste en las varillas y en la tubera de produccin en
pozos desviados.
No aplicable cuando se tienen altas relaciones Gas-Petrleo.
Su eficiencia decrece con la profundidad.
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RANGO DE APLICACIN DE BOMBEO
MECANICO
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COMPONENTES DE UN SISTEMA
DE BOMBEO MECANICO
EQUIPOS DE SUPERFICIE
El motor
Equipo de bombeo de superficie: estructura, balancn, motor, caja
reductora, cabezote.
Tubera o tubing.
Sarta de varillas.
Bomba de subsuelo.
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MOTOR DE LA UNIDAD DE BOMBEO
MECANICO
La funcin del motor de
la unidad de bombeo
mecnico es suministrar
a la instalacin energa
mecnica la cual
eventualmente es
transmitida a la bomba
y usada para levantar el
fluido.
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ESTRUCTURA DEL BALANCIN PETROLERO
La principal funcin es
almacenar energa en la
carrera descendente, y
entregar energa en la
carrera ascendente.
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CABEZOTE
Se encarga de
mantener vertical toda
la lnea conformada
desde la rienda, sarta
de varillas, hasta la
bomba.
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VASTAGO PULIDO VARILLON PULIDO
La relacin directa entre
la sarta de varillas y el
equipo de superficie es
el varillon pulido o
vstago pulido.
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BARRA CARGADORA
Cerca del final superior
del varillon pulido esta
una abrazadera del
varillon el cual es
soportado por barra
cargadora.
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EQUIPOS DE SUBSUELO
SARTA DE VARILLAS
Trasmite energa desde
el equipo de superficie
hacia la bomba de
subsuelo.
BOMBA
Recibe el fluido desde
la formacin hacia
dentro de la sarta de
produccin. De all a
superficie.
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COMPONENTES PRINCIPALES DE LA BOMBA
DEL SUBSUELO
Barril de trabajo.
Pistn.
Vlvula fija o estacionaria.
Vlvula viajera.
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CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA
EL BOMBEO MECANICO
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BOMBEO CONVENCIONAL
Clase I: El modelo
convencional es el ms antiguo
y usado en la industria cuyos
orgenes se basan en los
aparatos usados para perforar
los pozos.
La rotacin de la manivela
puede ser en ambas
direcciones.
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VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento.
Costos menores que otro tipo de unidades.
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio.
Puede girar en el sentido mas rpido que la MARK II
sin problemas.
Requiere menos contrabalanceo que la
MARK II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones, no estn eficiente como el MARK
II.
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro
tipo de unidades
(especialmente con varillas de
acero).
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Clase III: MARK II Y AEROBALANCEADA
El MARK II o Unitorque se introdujo a principios de los aos
60 con su revolucionario diseo
que requera menos energa que
uno convencional para levantar
la misma carga de fluidos.
Las contrapesas estn colocadas en una manivela de
doble brazos separados y
opuestos a la manivela de los
pines con un ngulo de desfase
que oscila entre 19 y 28 .
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VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas
de acero).
Puede bajar costo 5 a 10 % comparada con el siguiente
tamao de la unidad
convencional.
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones, no pude bombear tan rpido como la
convencional, porque puede causar
problemas de fallas en las varillas.
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj.
Puede causar mas dao a las varillas y bomba en caso de fluido
pesado.
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa
compresin que puede causar
fallas por pandeo.
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UNIDAD BALANCEADA POR AIRE
La utilizacin de aire en vez
de pesadas manivelas y
contrapesos, el sistema de
aire ha sido tan simplificado
que las nicas partes de
funcionamiento continuo son
el cilindro y el pistn equilibrio.
Como resultado el tamao de
la unidad es
considerablemente mas
pequeo minimizando los
costos de traslado y montaje.
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VENTAJAS Es mas compacta y fcil
de balancear que las otras
unidades.
Los costos de envi son mas bajos que la de otras
unidades ( debido a que su
peso es memos )
Puede rotar tanto en sentido horario como anti
horario.
DESVENTAJAS Son mas simplificadas u
requieren mayor
mantenimiento ( compresor de
aire y cilindro de aire)
LA CONDENSACION del aire en el cilindro puede constituir
un serio problema.
La caja de engranaje podria daarse si el cilindro pierde la
presin del aire
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UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA
ROTAFLEX La primera unidad con el
mecanismo actual fue instalada en
diciembre de 1987. Actualmente se
cuentan con 825 instalaciones a
nivel mundial, principalmente en
Texas, Oklahoma, Venezuela y
Colombia.
Bsicamente el rotaflex puede incluirse como unidad Clase I ya
que el pivote se encuentra entre la
carga del pozo y la generacin del
torque.
La gran diferencia est en que el brazo del torque es de solamente
18 y por tanto necesita menos
esfuerzo.
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VENTAJAS Embolada larga y lenta que
permite mejorar el llenado del
barril.
Reducir los problemas de golpe de fluido.
Minimizar los problemas de interferencia de gas.
Reducir el desgaste entre las partes mviles.
Reducir los esfuerzos de tensin y compresin sobre la sarta de
cabillas.
Aumentar la eficiencia total del sistema.
Unidad 100 % mecnica.
APLICABLE EN : Pozos nuevos.
Pozos desviados y horizontales.
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tubera.
Crudos medianos y pesados.
Aplicaciones con alta temperatura de fondo.
Pozos con aporte bajo nivel de fluido.
Pozos someros de alta produccin.
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VIDEOS
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CONCLUSIONES
Los parmetros clave del diseo para un Bombeo mecnico son: la tasa de produccin esperada, las cargas a soportar por las cabillas, las
cargas en la caja de engranajes de la unidad de bombeo, costos
de energa, aporte del yacimiento, entre otros.
El mtodo de levantamiento artificial ms comn y antiguo del mundo
es el bombeo mecnico.
Debido a su simplicidad y robustez, es posible su aplicacin en
casi todos los tipos de pozos que requieren levantamiento.
Sin embargo, existen lmites fsicos para la aplicacin en cuanto
profundidad y caudales se requiera levantar.
Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecnico
se dividen en dos categoras: Equipo de superficie y equipo de
subsuelo.
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RECOMENDACIONES
El diseo es poco complejo.
El sistema es eficiente, simple y fcil de operar por el personal de campo.
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso.
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energa.
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas.
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control de la tasa de produccin.
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GRACIAS POR SU ATENCION..!!!
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..!!