bes - bombeo bomba electro

7/25/2019 Bes - BOMBEO BOMBA ELECTRO

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Bombeo electrosumergible(Nivel Bsico)

OPE - 01


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Objetivo

Esta presentacin trata los conceptos bsicos de

funcionamiento del equipo de bombeo electrosumergible (ESP),

por lo tanto no pretende ser un manual de operaciones ni de

mantenimiento de este equipo.

Al finalizar el curso, el estudiante debe contestar un examen

terico con total acierto.


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Introduccin

Las bombas electrosumergibles son usadas en todos los pozos del

campo de a!o Limn para el le"antamiento artificial del crudo. Es unsistema mu# eficiente, que en caso de a"er$a permite un r%pido

mantenimiento.

En este curso se describen los principios b%sicos de funcionamiento

del equipo ESP, pero para un me&or entendimiento, se recomienda

que "ea pre"iamente el mdulo de 'ombas.

ElectroSpeed# ElectroStartson marcas registradas de entrilift.entriliftes una marca registrada de 'aer *ug+es o.E-Aes una marca registrada del grupo Sc+lumberger.

ESPes una marca registrada del grupo oods.


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ON!ENI"OON!ENI"O

/ntroduccin al sistema ESP

'omba

0otor

Sello

able de potencia

Equipo en superficie

Accesorios


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Introduccin #l sistem# E$P


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%&u' es el sistem# E$P

El sistema de bombeo electrosumergible (ESP) es un sistema de

le"antamiento artificial, ue e*tr#e crudo de los po+os. Sus

caracter$sticas respecto a otros sistemas de bombeo son1

2 0ane&a altos caudales de fluido.

2Su mantenimiento es r%pido.2Permite una pronta atencin a los pozos ca$dos.

2 Pronta recuperacin de la in"ersin inicial de los equipos.


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El $istem# E$P

El sistema ESP se compone de1

Euipo de super,icie

3ransformador reductor (S-3)

3ablero de control (4ariador o arrancador directo)

3ransformador ele"ador (S53)a&a de 4enteo

Euipo de ,ondo

'omba

Sello

0otor

able de potencia

Sensores (6pcionales)


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Euipo de super,icie

El equipo de superficie se compone de

m%quinas el7ctricas que regul#n l#energ.# el'ctric#, seg8n los

par%metros de operacin del equipo de

fondo.

0%s adelante se explicar% con detalle el

funcionamiento de cada uno.

3ransformador S-3 3ransformador S53

3ablero de ontrol


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Euipo de ,ondo

El equipo de fondo es el corazn del

sistema ESP. 6pera dentro del po+o,a miles de pies de profundidad del

cabezal del pozo.

A continuacin se muestra el

funcionamiento del equipo de fondo1

bomb#/ sello #motor.

/ngreso del equipo de fondo a un pozo.

abezal de un pozo


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bic#cin del euipo de ,ondo

La bomba se localiza m%s o menos a 9::: pies

por deb#jodel ni"el del fluido del pozo, aunque

este "alor puede "ariar.

-e arriba +acia aba&o el orden es1

Bomb#

$ello

otor

3odos los elementos est%n unidos #l mismo eje

por medio de acoples.

ni"el


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Bomb#


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Bomb#s centr.,ug#s

5na bomba centr$fuga es un dispositi"o que transfiere energ$a mec%nica

a un flu$do por la accin rotati"a de una turbina ;llamada impulsor-quegira dentro de una ca"idad o di,usor.

A este con&unto impulsor ; difusor se le llama et#p#de la bomba.

Las bombas electrosumergibles (ESP) son

bomb#s centr.,ug#s multiet#p#s que

pueden tener +asta


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Bomb#s E$P

La forma como funcionan las bombas electrosumergibles es la

siguiente1

A medida que el impulsor gira, todo el

fluido que entra en 7l es e*puls#do

2#ci# #,uer# por accin de la fuerza

centr$fuga.-ebido a la forma de los alabes del

impulsor, el ,luido es lev#nt#do

+acia el difusor, quien a su "ez lo

encamina al impulsor de la siguiente

etapa.

A ma#or n8mero de etapas en una

bomba ESP, m#3or es l# presina la

salida.orte lateral de una bomba ESP


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Et#p#s de l# Bomb# E$P

Seg8n el tipo # dise!o de cada bomba, cada etapa genera una presin

determinada. ecuerde que entre m%s etapas aumentamos la presinpero el c#ud#l se m#ntiene const#nte, #a que el caudal depende

de la "elocidad del motor.

GEPresin0,433Cabeza

=

En los sistemas de bombeo, se usa m%s el t7rmino c#be+#en "ez de

presin. Por e&emplo, si en el fondo de un tanque de 9: pies lleno con

agua la presin es =>psi, se dice que +a# 10 pies de c#be+#4Esto,

porque se sabe que 9: pies de altura de agua +acen una presin de

=>psi en el fondo.

abeza ?pies@

Presin ?psi@

E1 gra"edad espec$fica del l$quido (aguaB9, crudoB:.CD)


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"imension#miento de l# bomb#

1 et#p#

audal1


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"ise;o del sistem# de bombeo

5n sistema de bombeo depende de "arios factores. Algunos son1

2El tipo de crudo # su "iscosidad

2La cantidad de agua

2El caudal (que depende de la "elocidad del motor)

2La presin del #acimiento

Para facilitar esta labor, los fabricantes de bombas entregan unas

curv#s de rendimiento/ las cuales permiten obtener todos los

par%metros requeridos de una manera sencilla, tales como1

28mero de etapas de la bomba

2Potencia del motor

2abeza entregada por la bomba


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urv# de rendimiento

#p#cid#d (BP")

Punto mejor e,icienci#

Potenci# del motor

#be+#

E,icienci# del# bomb#

7#ngo de Oper#cin

Las cur"as de rendimiento dan informacin sobre un# sol# et#p#de

la bomba ESP.on base en esta informacin, se puede calcular la cabeza entregada

por toda la bomba, el caudal o capacidad, la eficiencia # otros

par%metros con que debe operar.


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otor


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otor el'ctrico de induccinLa potencia requerida por la bomba es suministrada por un motor

el'ctrico de induccin. Este se compone de un estator # "arios

rotores.

El motor contiene #ceite diel'ctricoen su interior para refrigerar #

lubricar sus componentes. Estos est%n dise!ados para resistir

temperaturas +asta de =F:G. Est% sellado para e"itar que penetre el

fluido de pozos en su interior.

0otor ESP en mantenimiento


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Est#tor

El estator es la parte externa del motor que rodea los

rotores sin 2#cer cont#cto con ellos. ontiene unosde"anados que generan un campo magn7tico al ser

excitados con corriente alterna.


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7otores

Los rotores son barras de cobre que forman una

especie de &aula, donde se induce una corriente # segener# el movimientoal interactuar con los campos

magn7ticos de los de"anados.

Las barras est%n unidas por medio de l%minas de acero.


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"imension#miento del otor

ada etapa de la bomba reuiere

un# potenci# para ser accionada,

mientras que cada rotor del motor

entreg# un# potenci#.

El motor debe ser dise!ado para entregar la potencia necesaria por

la bomba.

10 =Ppor rotor

9 =Ppor etapa

1 rotor > 10 =P

1 et#p# > 9 =P

1 rotor p#r# ? et#p#s

Por e&emplo1


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5elocid#d del motor

La "elocidad en los motores de induccin depende de l# ,recuenci#

de la corriente A que lo alimenta.

np

f120rpm

=

rpm 4elocidad del motor en re"oluciones por minuto.

, Hrecuencia en *ertz.

np 8mero de polos del motor.

Los motores del equipo ESP tienen todos 9 polos.

Para "ariar la "elocidad del motor se requiere "ariar

la frecuencia de la corriente A # para ello se usan

los v#ri#dores de velocid#d (5$")4

H ?*z@ rpm

I: .F::

D: >.:::


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$ello


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%P#r# ue sirve el sello

uando la temperatura del aceite del motor sube a causa de la carga

de traba&o, el aceite #ument# su volumen debido a la expansin

t7rmica. Este "olumen adicional de aceite es contenido por el sello.

Adem%s de esto, el sello cumple las siguientes funciones1

2 egula la presin del aceite con la del fluido del pozo.2 Absorbe la fuerza de empu&e causada por la bomba # que puede

da!ar el motor.


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P#rtes

El sello se compone de1

Los fluidos del pozo +acen contacto con la bolsa el%sticadel sello, por la cual se regula la presin del aceite del

motor. 5na bolsa

Sellos mec%nicos

%maras

laber$nticas

%mara de

empu&e

Las c%maras laber$nticas son ca"idades que &unto con lossellos mec%nicos act8an en caso que se rompa la bolsa.

La c%mara de empu&e absorbe las cargas axiales de la

bomba que pueden da!ar al motor.


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Si la bolsa se rompe, el fluido de pozos puede llegar

+asta el motor # da!arlo. Para esto, el sello cuenta con

un sistema de c%maras laber$nticas # sellos mec%nicos.

Si la bolsa se rompe, un sello mec%nico act8a. Si estefalla, el fluido entra en la primera c%mara de laberinto.

El Laberinto retarda el paso +acia la segunda c%mara.

Se encuentra otro sello. Si este falla, el fluido ingresa a

la segunda c%mara donde tambi7n es retardado.


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#ble de potenci#

i i


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"escripcin

El cable de potencia transporta la energ$a el7ctrica desde el equipo

de superficie +asta el motor, en el equipo de fondo. Los cables se

clasifican por1

2 orriente # "olta&e del motor

2 La temperatura # profundidad del pozo

2 i"el de #isl#miento el'ctrico del cable

ormalmente, los cables de potencia miden miles de pies de

longitud # su geometr$a puede ser redond#o pl#n#.


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P#rtes del c#ble

able edondo able Plano

El cable de potencia usado en a!o Limn tiene una resistencia de

aislamiento +asta de D4. 3odos tienen una #rm#dur# de acerogal"anizado # una c2#uet#protectora, para que las condiciones en

el pozo no afecten el conductor.

El conductor es un cable de cobre, que "iene re"estido de un

pol$mero que sir"e de #isl#miento.

Armadura +aqueta Aislamiento onductor


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Euipo en super,icie


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!#bleros de ontrol

Los tableros de control suministran la potenci# el'ctric# al motor

de la bomba, seg8n los par%metros de operacin.Son alimentados por el sistema el7ctrico de a!o Limn.


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!ipos de !#bleros de ontrol

En a!o Limn se usan b%sicamente cinco tipos de tableros de control en

los pozos1

2 Arrancador -irecto (Switchboard)

2 Arrancador Sua"e (Soft Starter)

2 4ariador entrilift /S o S (VSD)

2 4ariador obicon Perfect Harmony

24ariador Enfriado en Aceite (Oil Cooled)


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6rr#nc#dor "irecto

El arrancador directo o switchboard ($B)

pre"iene al motor de cambios bruscos en la

corriente.

La potencia tanto a la entrada como a lasalida del S' tiene un# ,recuenci#

const#nte de F:*z, por lo tanto el motor

siempre gira a JK; >.F::rpm

Los arranques del motor son bruscos coneste tipo de tablero.

Switchboard


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6rr#nc#dor $u#ve

El arrancador sua"e o soft starter ($$)

pre"iene tambi7n al motor de cambios

bruscos en la corriente # permite un

#rr#nue su#vedel motor.

El arranque sua"e se logra "ariando la

frecuencia de la corriente progresi"amente,

desde :*z +asta F:*z.

5na "ez encendido el motor, el $$traba&a aF:*z.

Soft starter


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5#ri#dores de


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!r#ns,orm#dores $"! 3 $!

Los "ariadores requieren una tensin de entrada entre C:4

generalmente. Esta tensin se logra con el tr#ns,orm#dor reductor

($"!)que ba&a el "olta&e desde las l$neas de 9>.C4 o >IF:4)

3ransformador S-3 3ransformador S53

8 j d t


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8# c#j# de venteoealiza tres funciones1

2onectar los cables de energ$a con la bomba.

24entila con la atmsfera los gases que puedan estar atrapados

dentro de los cables del motor.

2Permite un r%pido c+equeo de los "olta&es # corrientes paradiagnstico de los problemas en el equipo de fondo.


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6ccesorios

Y - Tool


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Y - Tool

Este accesorio permite el ingreso de las diferentes +erramientas de

Mell testingN al pozo sin inter,erircon el funcionamiento de la ESP.

O ; 3ool

'omba

Sello

0otor

Y - Tool

P="


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P="

El P*- es unsensor ubicado deba&o del motor que en"$a se!ales

al tablero de control por medio del cable de potencia.

-a informacin sobre la presin# latemper#tur#del fluido del

pozo.

able de potencia 3ablero de control


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