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SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL,

BOMBEO MECANICO.

I. INTRODUCCINEl bombeo mecnico es un mtodo de levantamiento artificial de

produccin primaria. Consiste en una bomba de subsuelo de

accin reciprocante que es abastecida con energa transmitida a

travs de una sarta de varillas (cabillas). Esta energa proviene

de un motor elctrico o de combustin interna, la cual moviliza a

una unidad de superficie mediante un sistema de engranae !

correas.

II. MARCO TEORICO

1. RECUPERACION SECUNDARIA


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"egunda etapa de produccin de #idrocarburos durante la cual

el fluido e$terno, como agua o gas, se in!ecta en el !acimiento

a travs de pozo de in!ecciones ubicadas en la roca que

tengan comunicacin de fluidos con los pozos productores. El

propsito de la recuperacin secundaria es mantener la

produccin del !acimiento ! desplazar los #idrocarburos #acia

el pozo. %as tcnicas de recuperacin secundaria ms

comunes son la in!eccin de agua ! la inundacin con agua.

&ormalmente, el gas se in!ecta en el casquete de gas ! el

agua se in!ecta en la zona de produccin para barrer elpetrleo del !acimiento. 'urante la etapa de recuperacin

primaria, puede comenzar un programa de mantenimiento de la

presin, pero es una forma de recuperacin meorada. %a

recuperacin secundaria alcanza su lmite cuando el fluido

in!ectado (agua o gas) se produce en cantidades considerable

de los pozos productores ! la produccin dea de ser

econmica. El uso sucesivo de la recuperacin primaria !

recuperacin secundaria en un !acimiento de petrolero,

produce alrededor de * al +* del petrleo original

e$istente en el lugar.

2. BOMBEO MECANICO

El bombeo mecnico es el mtodo de levantamiento artificial

ms usado en el mundo. Consiste fundamentalmente en una

bomba de subsuelo de accin reciprocante, abastecida de


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energa a travs de una sarta de cabillas. %a energa proviene

de un motor elctrico o de combustin interna, la cual moviliza

una unidad de superficie, mediante un sistema de engranaes !

correas. El bombeo mecnico convensional tiene su principal

aplicacin en el mbito mundial en la produccin de crudo

pesados ! e$trapesados, aunque tambin se usa en la

produccin de crudos mediano ! livianos.

-ara que ocurra la accin de bombeo, el pistn realiza un

movimiento reciprocante dentro del barril, la tubera confina la

sarta de cabillas de succin que acciona a su vez la bomba en

el subsuelo posee vlvulas fias ! viaeras, son vlvulas de no

retorno de bola ! asiento de modo que solo permite el fluo en

una sola direccin #acia el cabezal.

3. FUNCIONAMIENTO

El levantamiento del crudo se realiza mediante la accin de las

bombas de subsuelo, las cuales son accionadas por la sarta de

varillas que les transmiten la potencia requerida, generada en

superficie.


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Estas bombas consisten esencialmente de un pistn dentro de

un barril con vlvulas de entrada ! salida de fluido, ! pueden

ser de accin simpe o de accin doble.

%as bombas de accin simple son usadas generalmente encombinacin con sistemas de empue mecnico, mientras que

las de accin doble se emplean con ma!or frecuencia con

sistema de empue #idrulico.

%a vlvula fia ! cierra ! comienza la carrera descendente. El

pistn se mueve #acia abao ! produce un punto de

compresin cuando la presin interna es superior a la quee$iste en la vlvula viaera, esta se abre ! el fluido es

transferido al pistn #asta llegar al punto muerto inferior, donde

se repite el ciclo de bombeo. &o obstante #a! que tener

presente que la tubera deba ser capaz de soportar la presin

debido a la columna de fluo sobre la bomba.

4. EQUIPOS

%os componentes que conforman el sistema de bombeo

mecnico se dividen en / categoras0 Equipo de superficie !

equipo de subsuelo.

4.1. SUPERFICIE

4.1.1.UNIDAD DE BOMBEO"u funcin principal es proporcionar el movimiento

reciprocante apropiado, con el propsito de accionar la

sarta de varillas ! estas, la bomba de subsuelo mediante la


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accin de correas ! engranaes se logra reducir las

velocidades de rotacin.

El movimiento rotatorio resultante se transforma en uno

reciprocante, a travs de la manivela, la biela ! el propiobalancn.

4.1.1.1. COMPONENTES DE LA UNIDAD DE

BOMBEO

4.1.1.1.1. ESTRUCTURA

Es la parte principal de la unidad de bombeo (base) la

cual se fabrica con perfiles de acero. "irve como

miembro rgido que une el soporte maestro reductor !

motor con una alineacin apropiada para el

mecanismo de trabao

4.1.1.1.2. SOPORTE MAESTROConstituido de 1 soportes de perfiles de acero. 'ebe

tener suficiente rigidez ! resistencia para soporta el

doble de la carga m$ima del varilln pulido.

4.1.1.1.3. BLOQUE VIAJEROEste elemento est constituido de un perfil de acero,

el mismo que se coloca sobre un coinete que se

encuentra en el centro del soporte maestro.

4.1.1.1.4. BIELA

Es un elemento fabricado de acero, la misma que

sirve para transmitir el movimiento del boque viaero.


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4.1.1.1.5. MANIVELA"e fabrica de #ierro fundido ! esta acoplado al ee del

reductor de velocidades para transmitir el movimiento

a las bielas.

4.1.1.1.6. CAJA DE ENGRANAJES

2ambin conocida como reductor de velocidades. Es

un conunto de engranaes #elicoidales cu!o obetivoes reducir la velocidad ! cambiar el movimiento de

rotacin entre el motor ! el sistema biela (manivela

que esta accionado por medio de correas o bandas).


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4.1.1.1.7. PESAS O CONTRA PESO

"e utiliza para balancear las fuerzas desiguales que

se originan sobre el motor durante a las carreras

ascendente ! descendente del balancn a fin de

reducir la potencia m$ima efectiva ! el momento de

rotacin. Estas pesas generalmente, se colocan en la

manivela ! en algunas unidades sobre la viga

principal, en el e$tremo opuesto el cabezote.

4.1.1.1.8. PRENSA ESTOPAConsiste en una cmara cilndrica que contienen los

elementos de empaque que se austan a la barra

pulida permitiendo sellar el espacio e$istente entre la

barra pulida ! la tubera de produccin, para evitar el

derrame de crudo de petrleo.


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4.1.1.1.. BARRA PULIDA

2ubera fabricada de material resistente,

generalmente se encuentran de dimetros de 3 !

4 pulg. 5 longitud de ! // pies. "e encarga de

soportar el peso de la sarta de varillas, de la bomba !

del fluido dentro de la tubera.

4.1.1.2. UNIDADES CONVENCIONALES

Es el ms antiguo ! usado en la industria, %as cuales

tienen el apo!o en el punto medio del balancn. Es la

unidad ms conocida ! popular de todos los campos

petroleros, por ventaas econmicas, fcil operacin !

mantenimiento. %a rotacin de la manivela puede ser en

ambas direcciones ! es transmitido por medio de

correas, a la caa de transmisin la cual reduce la

velocidad a travs de un sistema de engranaes. Este

movimiento ms lento es comunicado a la viga viaera

mediante cone$in manivela ! convertir alternativo

vertical que se reflea en la barra pulida.

6entaas0- Costos de mantenimiento baos.- 7sualmente es meor que el 8ar9 :: con sarta de cabillas

de fibra de vidrio.- ;ombea ms rpido que las otras unidades.-


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=ssociation) califica los motores seg>n el deslizamiento !

las caractersticas de torque durante el arranque.

4.1.2.2. MOTORES A GASE$isten / tipos de motores a gas. 8otores de baa

velocidad con uno o / cilindros ! los motores

multicilindricos de alta velocidad.

%os motores de baa velocidad tienen velocidades de ?

rpm o menores ! alto torque. %os motores

multicilindricos pueden tener altas variaciones develocidad (#asta un 1*) ms que los motores de baa

velocidad.

Estos motores tpicamente queman gas rentado ! son

generalmente ms baratos que los motores elctricos,

pero sin embargo los costos de capital ! el

mantenimiento son usualmente ms altos que para losmotores elctricos. %os motores a gas son

primordialmente utilizados en locaciones remotas sin

disponibilidad de electricidad.

4.2. SUBSUELO

El equipo de subsuelo est restringido en su estructura

por el dimetro de la tubera de revestimiento. "us

componentes son0

4.2.1.TUBERIA DE PRODUCCIN


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Es una serie de tubos que se usa para trasportar el fluido a la

superficie !, al mismo tiempo, sirve de gua a la sarta de

varillas que acciona la bomba. Esta tubera va sueta al

cabezal del pozo mediante un colgador ! corrida dentro de la

tubera de revestimiento.

El dimetro de la tubera utilizada depende del dimetro de la

tubera de revestimiento. %as tuberas se clasifican de

acuerdo a su grado en0

@A, &AB, -A ! otros. %a letra significa la cantidad de

acero con que est fabricada la tubera de produccin, por lotanto la &AB es superior al @A ! el -A superior al &AB,

el numero significa el lmite m$imo de elasticidad a que

puede ser sometida la tubera sin deformarse.

%a siguiente tabla nos da la resistencia a la tensin de cada

dimetro de tubera de produccin, de acuerdo a su grado @A

o &AB. En las tuberas de subsuelo se usa con msfrecuencia la tubera de produccin de grado @A.

':=8E2


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Controla los movimientos de la tubera, eliminar los

esfuerzos durante la accin de bombeo, mantiene la tubera

en una posicin constante ! reduce la friccin entre las

cabillas ! la tubera. Cuando se mantiene la tubera de

produccin anclada, permite un ma!or recorrido del pistn

dentro del barril, porque aumenta el movimiento relativo de

este con respecto a la tubera de produccin por embolada.

%as anclas de tuberas se diseIan de modo que puedan

asentarse bien mecnicamente por rotacin de la tubera o

#idrulicamente aplicando la presin de la columna de fluido

en la tubera.

4.2.3.VARILLAS

Es el elemento de cone$in entre la unidad de bombeo,

instalada en la superficie ! la bomba de subsuelo. 8ediante

esta se trasmite el movimiento reciproco a la bomba para

deslizamiento de fluido, generalmente son fabricadas

en acero! por lo tanto, poseen propiedades de elasticidad,

aunque e$isten cabillas de fibra de vidrio! las continuas,
http://www.monografias.com/trabajos10/hidra/hidra.shtml#fahttp://www.monografias.com/trabajos10/coma/coma.shtml#defihttp://www.monografias.com/trabajos11/vidrio/vidrio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/coma/coma.shtml#defihttp://www.monografias.com/trabajos11/vidrio/vidrio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/hidra/hidra.shtml#fa


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cada una de ellas diseIadas para diferentes dimetros !

longitud.

4.2.3.1. VARILLA API O CONVENCIONALESE$isten tres tipos de varillas =-: de acuerdo al material

de su fabricante C., ', J. %as longitudes de las cabillas

pueden ser de / o 1 pies, utilizando niples de cabillas

(tramos de cabillas de menor longitud), en los casos que

ameriten para obtener la profundidad de asentamiento

de la bomba, otros elementos adicionales de la sarta de

cabilla s podran ser una barra ("in9er ;ar), diseIado

para adicionar peso al colocar en la parte inferior de la

barras de peso es de 4 a / pulgadas. En pozos

productores de crudo pesado donde se crea unaespecie de colc#n que aumenta el efecto de flotacin

de las cabillas durante su carrera descendiente,

dificultando el desplazamiento del pistn dentro del barril

de la bomba , con una consecuente disminucin de


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la eficienciavolumtrica de la bomba, es ventaoso

utilizar barra de peso en la sarta de cabillas, !a que

facilita el desplazamiento de crudo viscoso al mantener

tensin en la sarta de cabillas.

V!"#$$!% T#&' () "on utilizadas para cargas medias !

pozos corrosivos, son varillas #ec#as de nquel !

molibdeno (=:": +KLL).

V!"#$$!% T#&' C) "on para cargas medias ! pozos no

corrosivos, son varillas de combinacin de carbono !

manganeso (=:": 1K). V!"#$$!% T#&' D) "e usan en pozos de elevadas

cargas ! no corrosivas o debidamente in#ibidos, son

fabricados de carbono o aleado.

4.2.4.VARILLON PULIDO

Es el encargado de colgar la sarta de varillas del balancn. En

su parte inferior va acoplado a las varillas dentro de la tubera

de produccin ! su parte superior va agarrada por medio de

una grapa que descansa sobre el elevador de la gua!a del

balancn.

En la carrera ascendente del balancn del varillon pulido o

barra pulida soporta el peso de las varillas, de la bomba ! del

fluido dentro de la tubera de produccin. -or esta razn son

fabricados de materiales mu! resistentes ! como su nombre

lo indica, su superficie es completamente pulida a fin de
http://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtml


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permitirle el libre paso a travs de la empaquetadura de la

prensa estopa sin daIarlas, como se muestra en la siguiente

figura.

4.2.4.1. VARILLAS NO API O CONTINUAS

"on aquellas cabillas que no cumplen conlas normas=-:, ellas son Electra, continuas, fibra de

vidrio dentro de las cuales las ms usadas son las

cabillas continuas, su elongacin es 1.B veces ma!or

que las cabillas de acero para la igual carga ! dimetro.

4.2.5.BOMBA DE SUB SUELO4.2.5.1. COMPONENTES DE LA BOMBA DE SUB

SUELO

Es el primer elemento que se debe considerar al diseIar

una instalacin de bombeo mecnico para un pozo, !a

que del tipo, tamaIo ! ubicacin de la bomba depende el

resto de los componentes. Es una bomba dedesplazamiento positivo que su funcin es levantar el

fluido desde el nivel del pozo #asta la superficie e

impulsarlo por la lnea de fluo #asta el punto de
http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml


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recoleccin, funciona mediante presiones diferenciales

del sistema sobre sus componentes.

4.2.5.1.1. BARRIL O CILINDRO DE LA BOMBA

Es una pieza cilndrica pulida en la cual se almacenael fluido ! se mueve el pistn.

4.2.5.1.2. EL EMBOLO O PISTON

Es el elemento movible dentro de la bomba. "u

dimetro la capacidad de desplazamiento ! su

resistencia es menor que el que la del cilindro.

4.2.5.1.3. LA VALVULA VIAJERA

Est ubicada en el pistn, el tipo bola ! asiento,

permite la entrada del fluido del barril al pistn.


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4.2.5.1.4. LA VALVULA FIJA DE TIPO BOLA *

ASIENTO

Est formada por un sistema de bola ! asiento que

facilita la entrada del fluido desde el pozo #asta el

barril de la bomba.

4.2.5.1.5. ANCLAJE O +APATAEs la combinacin de las partes reunidas

inferiormente para obtener el anclae de la bomba !

efectuar un sello #ermtico.

4.2.5.2. CICLO DE FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA

!, El pistn est movindose #acia abao, cerca del final

de la carrera, el fluido est movindose #acia arriba a

travs de la vlvula viaera, mientras que el peso de la

columna de fluido en la tubera es soportado por lavlvula de pie o vlvula fia, la cual est en

consecuencia cerrada.


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-, El pistn est movindose #acia arriba cerca al final

de la carrera, la vlvula viaera esta a#ora cerrada.

-or consecuencia de la carga debido a que lacolumna del fluido a sido transferido desde la tubera

#asta la sarta de varillas. En este momento comienza

la produccin del pozo en superficie, la vlvula de pie

est abierto.

5. VENTAJAS * DESVENTAJAS

!, V/0!!%- El diseIo es poco compleo- Confiabilidad ! bao mantenimiento- =lto conocimiento en todas las aplicaciones (Crudos,

pesados ! livianos)- -ermite alcanzar un alto grado de deplecin.- 2olera altas temperaturas


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- -uede utilizar combustible o electricidad como fuente de

energa.- -uede bombear el pozo a una mu! baa presin de entrada

para obtener la m$ima produccin.

- -uede ser usado prcticamente toda la vida productiva delpozo.

- Mcil aplicacin de tratamientos contra la corrosin ! la

formacin de escamas.

-, D%/0!!%- %a efectividad del sistema puede verse afectada

severamente por la presencia del gas.- %a presencia de arenas ocasionan el desgaste severo del

equipo-


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o &o debe e$istir presencia de arena.o "olo en pozos unidireccionales.o "e puede usar en pozos desviadoso Este mtodo de levantamiento se encuentra entre / !

/ (;--')III. CONCLUSIONES * RECOMENDACIONES

"e tiene que el funcionamiento del bombeo mecnico consiste

en una bomba que se baa dentro de la tubera de produccin, la

cual es accionada por medio de unas varillas que transmiten un

movimiento desde el aparato de bombeo que consta de unbalancn. %a principal dificultad que presenta la implementacin

de este mtodo es el #ec#o de que no puede ser utilizado a

grandes profundidades debido a las grandes e$tensiones de

varillas que deberan usarse.

7no de los aspectos ms importantes que debe realizar es un

anlisis a fondo sobre el tipo de !acimiento donde se instalara un

sistema de bombeo mecnico !a que podra #aber

complicaciones durante la produccin, !a sea por gas disuelto en

el petrleo o por componentes corrosivos que daIara el equipo

lo cual incrementaran los costos econmico en la produccin por

paros de equipo para su respectivo mantenimiento.

O


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O =prender acerca de cmo diseIar ! operar sistemas de

bombeo mecnico, ma$imizando la vida >til del sistema ! la

eficiencia global del mismo.

O -oder reconocer los motores encargados de suministrar la

energa necesaria ! as optar por el ms recomendado.

IV. BIBLIOGRACIA

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