bombas hidraulicas

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BOMBAS HIDRAULICAS SISTEMA DE BOMBEO HIDRAULICO. Los sistemas de bombeo hidráulico proporcionan una flexibilidad extraordinaria en la instalación y capacidad de funcionamiento para cumplir una amplia gama de requerimiento de extracción artificial. La instalación de la potencia superficial puede ponerse en un lugar central para servir a pozos múltiples, o como una unidad conveniente montada sobre patin localizada en el lugar del pozo individual. El requerimiento de equipo mínimo en el cabezal del pozo acomoda de cerca el pedestal de perforación espaciado de cerca, o las terminaciones de plataforma, asi como los requerimientos superficiales de perfil bajo. Las cuatro instalaciones hoyo abajo que se ilustran son adaptables a una variedad de condiciones de terminado de pozo, incluyendo pozos direcciones y horizontales. En muchas aplicaciones la bomba hoyo abajo se puede instalar como una “bomba libre”, permitiendo la recuperación de la bomba para darle servicio usando un sistema de fluido de potencia en el lugar, para circular la bomba a superficie. En el pozo no se requiere equipo de retirar tubos para retirar la “bomba libre” hidráulica. SISTEMAS DE BOMBEO HIDRAULICO INTRODUCCION AL BOMBEO HIDRAULICO. 1.- Historia del bombeo hidráulico. En su forma actual el bombeo hidráulico es un método casi totalmente nuevo para levantar los fluidos desde el subsuelo hasta la superficie. El principio básico del bombeo hidráulico fue utilizado por primera vez para producir petróleo en el año 1875 por el señor faucett. La bomba faucett en el subsuelo fue un aparato accionado por vapor de agua, y requería un pozo de gran diámetro para operarla. Por estas exigencias en cuanto al diámetro, la bomba faucett, no encontró muchas aplicaciones comerciales en el campo petrolero. En los años 1920, las profundidades cada vez mayores de los pozos volvieron a inspirar las reflexiones sobre el método de bombeo hidráulico. La primera instalación hidráulica en un pozo petrolero fue realizada el 10 de marzo de 1932 en california a cargo del señor C.J Coberly. De ahí en adelante miles de pozos petroleros han sido explotados con bombas hidráulicas. El número de nuevas instalaciones hidráulicas con cada año que pasa. En la medida que sigan de que sigan aumentando el volumen, peso, profundidad y perforación direccional de los pozos y su producción, la aplicación del bombeo hidráulico continuara aumentando rápidamente. El principio fundamental aplicado en el bombeo hidráulico en el subsuelo, es apoyado en la ley de pascal, que explica “la presión aplicada sobre cualquier punto de un líquido contenido se transmite, con igual intensidad, a cada porción del fluido y las paredes del recipiente que lo contiene. La aplicación de este principio permite transmitir presión desde un lugar centralizado en la superficie, mediante tubería llena de líquido, hasta cualquier número de puntos dentro de un pozo petrolero. El liquido a presión en estas líneas de fluido motriz se dirige hacia una sección motriz pozo abajo, haciéndole accionar en forma reciprocante, aperando así una bomba a pistón mecánicamente acoplada. 2.- VENTAJAS DEL BOMBEO HIDRAULICO Es más flexible para adaptarse a los cambios en caudales de producción. Puede producir mayores caudales desde mayores profundidades, que BES, gas lift y mecánico. Funcionan más confiablemente en pozos direccionales. Usualmente no requieren una torre para recuperar las bombas libres. Tiene buena eficiencia a grandes profundidades.

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Bombe hidraulico; tipos de bombas

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Page 1: Bombas Hidraulicas

BOMBAS HIDRAULICAS

SISTEMA DE BOMBEO HIDRAULICO.

Los sistemas de bombeo hidráulico proporcionan una flexibilidad extraordinaria en la instalación y capacidad de funcionamiento para cumplir una amplia gama de requerimiento de extracción artificial. La instalación de la potencia superficial puede ponerse en un lugar central para servir a pozos múltiples, o como una unidad conveniente montada sobre patin localizada en el lugar del pozo individual.El requerimiento de equipo mínimo en el cabezal del pozo acomoda de cerca el pedestal de perforación espaciado de cerca, o las terminaciones de plataforma, asi como los requerimientos superficiales de perfil bajo.Las cuatro instalaciones hoyo abajo que se ilustran son adaptables a una variedad de condiciones de terminado de pozo, incluyendo pozos direcciones y horizontales.En muchas aplicaciones la bomba hoyo abajo se puede instalar como una “bomba libre”, permitiendo la recuperación de la bomba para darle servicio usando un sistema de fluido de potencia en el lugar, para circular la bomba a superficie. En el pozo no se requiere equipo de retirar tubos para retirar la “bomba libre” hidráulica.

SISTEMAS DE BOMBEO HIDRAULICO

INTRODUCCION AL BOMBEO HIDRAULICO.

1.- Historia del bombeo hidráulico.En su forma actual el bombeo hidráulico es un método casi totalmente nuevo para levantar los fluidos desde el subsuelo hasta la superficie.El principio básico del bombeo hidráulico fue utilizado por primera vez para producir petróleo en el año 1875 por el señor faucett. La bomba faucett en el subsuelo fue un aparato accionado por vapor de agua, y requería un pozo de gran diámetro para operarla. Por estas exigencias en cuanto al diámetro, la bomba faucett, no encontró muchas aplicaciones comerciales en el campo petrolero.En los años 1920, las profundidades cada vez mayores de los pozos volvieron a inspirar las reflexiones sobre el método de bombeo hidráulico.La primera instalación hidráulica en un pozo petrolero fue realizada el 10 de marzo de 1932 en california a cargo del señor C.J Coberly. De ahí en adelante miles de pozos petroleros han sido explotados con bombas hidráulicas. El número de nuevas instalaciones hidráulicas con cada año que pasa. En la medida que sigan de que sigan aumentando el volumen, peso, profundidad y perforación direccional de los pozos y su producción, la aplicación del bombeo hidráulico continuara aumentando rápidamente.El principio fundamental aplicado en el bombeo hidráulico en el subsuelo, es apoyado en la ley de pascal, que explica “la presión aplicada sobre cualquier punto de un líquido contenido se transmite, con igual intensidad, a cada porción del fluido y las paredes del recipiente que lo contiene.La aplicación de este principio permite transmitir presión desde un lugar centralizado en la superficie, mediante tubería llena de líquido, hasta cualquier número de puntos dentro de un pozo petrolero. El liquido a presión en estas líneas de fluido motriz se dirige hacia una sección motriz pozo abajo, haciéndole accionar en forma reciprocante, aperando así una bomba a pistón mecánicamente acoplada.

2.- VENTAJAS DEL BOMBEO HIDRAULICO Es más flexible para adaptarse a los cambios en caudales de producción. Puede producir mayores caudales desde mayores profundidades, que BES, gas lift y mecánico. Funcionan más confiablemente en pozos direccionales. Usualmente no requieren una torre para recuperar las bombas libres. Tiene buena eficiencia a grandes profundidades. Las instalaciones en múltiples pozos pueden accionarse desde una sola fuente de fluido motriz. Pueden explotar los pozos con mayores relaciones de gas petróleo GOR. Requieren menos mantenimiento de los componentes que trabajan dentro del pozo. Se pueden reparar las bombas jet en el campo. Las bombas jet pueden tolerar sólidos dentro de la producción. Las bombas jet pueden producir altos volúmenes.

3.- DESVENTAJAS DEL BOMBEO HIDRAULICO. Hay una falta generalizada de conocimientos sobre el sistema. Es compleja la fabricación de bombas hidráulicas a pistón. Requiere que el personal de operaciones tenga los conocimientos suficientes. La alta presión en la superficie puede plantear un peligro. Se requiere acondicionar (limpiar) el fluido motriz. Los sistemas centralizados requieren equipos grandes de tratamiento. La poca resistencia de la tubería de revestimiento a la presión más alta puede restringir las aplicaciones con flujo

revertido.

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4.- FUNDAMENTOS DEL BOMBEO HIDRAULICO4.1.- definiciónUn sistema de bombeo hidráulico, como los que actualmente se ofrecen en el mercado, toma su liquido de un reservorio de fluido motriz en la superficie, lo pasa a través de una bomba reciprocante multiplex a pistón en la superficie para incrementar la presión del liquido, e inyecta el liquido a presión dentro del pozo a través de una sarta de tubería.Al fondo de la sarta de tubería de inyección, el líquido a presión se introduce en una sección motriz hidráulica, colocada por debajo del nivel del fluido a producir.

4.2.- tipos de sistemas de operación.Hay básicamente dos tipos operativos de los sistemas de bombeo hidráulico; el sistema de fluido motriz cerrado y el sistema de fluido motriz abierto.Sistema de fluido motriz cerrado (CPF): no se permite que los fluidos de producción se mezclen con los fluidos motrices de operación dentro de ninguna parte del sistema.Requiere una sarta adicional de tubería, la cual sirve para el retorno del fluido motriz que ya cumplió su función en el fondo del pozo hasta el tanque respectivo para volverse a presurizar y recircular.Esta exigencia de una sarta adicional de tubería, mas la complejidad asociada del diseño en el fondo de pozo, hace que un sistema cerrado sea mas costoso que el sistema abierto. Por esta razón el sistema CPF es menos popular y se utiliza menos que la configuración abierta de fluido motriz.El hecho de que el fluido motriz y el producido estén separados en todo momento ofrece algunas ventajas cuando el fluido producido sea extremadamente abrasivo o corrosivo. Permite utilizar materiales menos sofisticados en la parte motriz de la

bomba, y podrá prolongar la vida útil de la bomba, también de las instalaciones relacionadas con el fluido motriz en la superficie, si no se utiliza inhibidores.

Además, puede resultar ligeramente preferente para las plataformas marinas y en algunas instalaciones industriales o residenciales., cuando el espacio disponible es escaso y costoso. Ya que el tanque de reserva y acondicionamiento del fluido motriz necesita tener solo el tamaño necesario para proporcionar un volumen adecuado de fluido motriz para alimentar a la bomba multiplex, el tamaño del tanque de fluido motriz requerido en el cabezal del pozo es relativamente pequeño y casi todo el fluido producido podrá introducirse directamente en la línea de flujo.En un sistema cerrado de fluido motriz, la mayoría de las bombas de subsuelo de la sección motriz se lubrica con el fluido motriz y alrededor del 10 porciento del fluido motriz se pierde al mezclarse con el fluido producido. Es por esto que incluso en un sistema cerrado , es necesario aumentar fluido de la línea de producción para continuar completando el volumen de fluido motriz, para ello hay que contar con un tanque de fluido motriz suficientemente grande para que se asienten las partículas solidas en este fluido agregado.El hecho de que ningún fluido motriz es absolutamente anticorrosivo, por el proceso de recirculado de fluido motriz lo volverá cada vez más sucio, sumados a estos dos factores, los sólidos que se encuentran en el fluido agregado para completar el volumen, obligan a contar con un tanque de reserva y acondicionamiento.

Sistema de fluido motriz abierto (OPF): el fluido de operación se mezcla con el fluido producido del pozo y regresa a la superficie en este estado, mezclado.Se requieren dos conductos de fluido en el pozo, uno para contener el fluido motriz a presión y dirigirlo a la sección motriz de la bomba, y otro conducto (usualmente el espacio anular) para contener el fluido motriz que ya acciono la bomba, mas el fluido producido, en su retorno a la superficie.

De los dos sistemas, el más sencillo y económico es el sistema abierto. Además de estas ventajas existen otras.

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Primeramente, el fluido motriz cirulante es el medio ideal para transportar aditivos químicos al fondo del pozo. Inhibidores de corrosión y antiestimulantes.En segundo lugar, el fluido motriz al agregarse actúa como diluyente. Cuando se levanten fluidos que sean altamente corrosivos, reduce su concentración en un 50 por ciento.Tercera ventaja, al producir fluidos con alto contenido de parafina, permite circular fluidos calentados o con agentes disolventes dentro de las líneas de fluido motriz.

5.- SISTEMAS PARA ACONDICIONAR EL FLUIDO MOTRIZ EN LA SUPERFICIELa función de un sistema que acondiciona el fluido motriz en la superficie es proporcionar un volumen constante y adecuado de

un fluido motriz idóneo para operar las bombas en el subsuelo.El éxito y la economía en la operación dependen en gran medida de la eficiencia del sistema de acondicionamiento en superficie, al suministrar un fluido limpio para el sistema de bombeo en superficie y dentro del pozo.El objetivo principal al acondicionar el fluido motriz para utilizarlo es liberarlo al máximo de gases y sólidosHay dos tipos de sistemas de acondicionar el fluido motriz para las instalaciones de bombeo hidráulico: el sistema de fluido motriz centralizado, y el sistema autónomo de acondicionamiento en el cabeza (econodraulic).5.1 Sistema centralizado de acondicionamientoEste sistema tratara dicho fluido para uno o más pozos, para eliminar el gas y sólidos, en un solo lugar.El fluido acondicionado se presurizado mediante una poderosa bomba a pistón y luego pasa por los múltiples necesarios para luego dirigirse hacia el o los pozos del sistema.Se debe diseñar de acuerdo a los siguientes parámetros.

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SISTEMA CENTRALIZADO DE FLUIDO MOTRIZ

Tanque de decantación del petróleo motrizEn este sistema usualmente tiene 24 pies de alto, tres anillos de hacer API empernados, con 750 barriles de capacidad, un cónico y un sumidero de hierro colado.

DifusorEste se monta dentro del tanque de decantación. Debe tener un borde dentado o perforado, con un diámetro mínimo de 8 pies. El difusor debe montarse en una posición horizontal, 2 pies por encima del borde inferior del tanque.

Botas de gasSe construye de tres secciones empernadas, cada una de 20 pulgadas de diámetro y ocho pies de largo, conectados con una sección superior que tiene un diámetro de 36 pulgadas y ocho pies de largo.El petróleo de la planta de tratamiento y de la válvula de alivio de la bomba multiplex alimenta a la bota de gas a través de una apertura en el centro de la parte larga de sección superior, por una línea que tiene un diámetro mimo de tres pulgadas.

Línea de producción hasta el tanqueLa sección inferior de la bota de gas está conectada al tanque decantador de fluido motriz por una línea que tiene al menos cuatro pulgadas en diámetro, montada a un pies sobre el borde inferior del tanque.Hay que instalar una válvula de apertura total en la línea de producción entre la bota de gas y el tanque decantador de petróleo motriz.La línea de producción será terminada con una te de cabeza de toro montada verticalmente debajo del centro del difusor.

Línea de veteo del gasDebe tener al menos al menos tres pulgadas de diámetro. debe conectarse mediante un múltiple con el tanque del petróleo motriz , formando un ciclo para impedir la contaminación del fluido motriz en el caso de que se saque del circuito a la bota de gas.

Retiro de producciónLa línea para retirar la producción está montada en el tanque decantador de fluido motriz, y sube hasta 18 pulgadas

desde la parte superior del tanque. La línea debe tener un diámetro mínimo de cuatro pulgadas.La línea de retiro de producción debe estar conectada a la línea de venteo de gas para impedir el regreso por sinfoneo.

Línea de evacuaciónEl tanque decantador del petróleo motriz está conectado con la fosa y el tanque de almacenamiento de la producción mediante una línea de remoción de tres pulgadas en diámetro. Las válvulas en la línea controlan la dirección de flujo.La línea de evacuación debe estar instalada a 8 pulgadas sobre el fondo del tanque. Debe extender hasta el centro del tanque, desde donde desciende un tubo vertical hasta el sumidero, llegando hasta un punto a 3 pulgadas desde el fondo.De utilizarse un tanque de fondo plano, la línea de remoción debe terminar en el centro del tanque con una te con cabeza de toro, montada en sentido horizontal.

Líneas de suministro de la bomba multiplexEl tanque decantador del petróleo motriz será conectado a la bomba multiplex por dos líneas, cada una de tres pulgadas de diámetro. Estas líneas deben estar ubicadas lo más lejos posible de la línea de retiro, al menos a 90 grados de distancia en el tanque.Una línea debe estar embridada al tanque a tres pies de su parte más alta, y la segunda a 7 pies de la parte más alta. Las líneas deben correr a un pie de distancia entre sí, y deben unirse a aproximadamente cinco pies sobre el borde inferior del tanque.

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Una válvula de compuerta de apertura completa debe instalarse en cada línea. La válvula en la línea inferior permanecerá cerrada excepto en las emergencias.

5.2- Modulo portátil para acondicionamiento del fluido en el sitio del pozo y modulo de fuerza

Una planta de energía para el lugar donde se encuentra el pozo (unidad econodraulic). Es un paquete completo de componentes, instado en el pozo o cerca de él, que cumple las mismas funciones que el sistema de fluido motriz centralizado.Los componentes básicos son: un separador de tres fases (un separador horizontal, un separador vertical), una o más centrifugas ciclónicas (desarenadoras) para eliminar los sólidos, y una bomba de fluido motriz en superficie.Estas unidades son portátiles, requieren un mínimo de mano de obra y materiales para su instalación, y eliminan la necesidad de la planificación detallada y a largo plazo que se requiere para un sistema central.Tienen una característica similar a la de un sistema central cerrado, que pueden proporcionar acondicionamiento de fluido motriz para uno o más pozos.

6.- TIPOS DE SISTEMAS DE SUBSUELOHay tres tipos básicos de sistemas de subsuelo: En un sistema de tipo libre.- no requiere una unidad especial para colocar ni recuperar la bomba. Más bien la bomba queda dentro de la sarta de fluido motriz, “libre” para circularse hasta el fondo o de vuelta arriba.El un sistema de tipo fijo.- la bomba de fondo se conecta con la tubería de fluido motriz, y se coloca en el pozo como una parte integral de dicha sarta.Las bombas tienen que colocarse o retirarse con una unidad de tracción para sacar toda la tubería.En el sistema a base del cable.- la bomba se coloca en una camisa deslizante, se instala sobre una válvula de inyección de productos químicos.Se coloca la bomba pozo abajo o se la retira con cable liso. La bomba podrá operarse con el flujo normal o revertido.

6.1 sistema de bomba libre

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El tipo libre no requiere de una unidad especial para colocar ni recuperar la bomba. Más bien, la bomba queda dentro de la sarta de fluido motriz, asentada en un conjunto especial de fondo de pozo que se la conoce como neplo de asentamiento, cámara de fondo o cavidad "libre" para circularse hasta el fondo o de vuelta a la superficie.

Instalación tipo paralelo –librePara un sistema abierto de fluido motriz incorpora dos sartas de tubería y una cavidad, pero sin empaquetadura “packer” fig.1.8La sarta principal se utiliza para suspender la cavidad. Este conjunto de fondo de pozo tiene un receso que recibe el arpon que está en el fondo de la sarta paralela.La sarta paralela se coloca en forma independiente.Durante las operaciones de producción, el fluido motriz a presión se bombea por la sarta principal, donde opera la sección motriz hidráulica de la bomba.Después de que el fluido motriz se utilice ( cuando ya paso por la parte motriz de la bomba), sale de dicha parte para mezclarse con el fluido de producido. Esta mezcla retorna pora la sarta paralela hasta la superficie.Este diseño en el fondo permite que el gas se ventee pro el espacio anular de la tubería de revestimiento y mejora la eficiencia volumétrica de la bomba en los pozos con mucho gas.La desventaja de este diseño es que requiere la sarta adicional de tubería. Usualmente la sarta paralela es de menor diámetro, lo que produce más perdida por fricción, con la consiguiente necesidad de mayor potencia. El tamaño máximo de ambas sartas se determina por el diámetro del casing.Esto limita también el tamaño de la bomba que podrá introducirse, y por lo tanto limita también el volumen de fluido que podrá levantarse.

La figura 1.9 muestra dos diseños utilizados con las instalaciones de sistemas cerrados de fluido motriz. En ambos diseños ser requieren tres sartas paralelas de tubería: una para el fluido motriz, otra para el retorno del fluido motriz y una tercera para la producción.La sarta principal siempre debe quedarse anclada para minimizar el estiramiento de la tubería, el que podría alcanzar a desansentar la sarta o sartas paralelas, conlo que ya no servirían como anular de retorno.Las bombas jet power lift pueden utilizarse en instalaciones paralelo-libre, en flujo convencional o revertido.En al fig. 1.9 sistema cerrado de fluido motriz CPF, la bomba se desasienta y la hace circular hasta la superficie bombeando hacia abajo por la sarta de producción.Mientras que en el otro diseño de desansentar por la tubería de retorno del fluido motriz PRU, la bomba llega a la superficie cuando se bombea hacia abajo por la tubería de retorno del fluido motriz.En estos diseños, el tamaño de las sartas de tubería y de la bomba son restringidos severamente por el diámetro interior de la tubería de revestimiento.Instalación casing-libreEste diseño es el menos complicado y menos costoso para las bombas libres. Consiste en una sola sarta de tubería, una cavidad, y una empaquetadura.Durante la operación se circula le fluido motriz hacia abajo por la sarta de tubería, donde acciona la bomba hidráulica en el fondo, para luego mezclarse con los líquidos y gases producidos.Esta mezcla de fluido motriz usado y fluidos producidos retorna hasta la superficie por el espacio anular de la tubería de revestimiento.Casing-libre para un sistema abierto de fluido motriz, fig. 1.10Este diseño, todo el gas producido debe pasar por la bomba. Esto puede afectar la eficiencia de una bomba a pistón en cuanto a su desplazamiento de líquidos, en relación directa a la cantidad de gas que se produce. En cambio las bombas jet pueden ayudarse incluso con el aporte de gas. Por la sencillez y menores costos del sistema abierto de fluido motriz tipo casign-libre, hay más bombas hidráulicas instaladas según este diseño que con cualquier otro tipo de instalación.Variaciones de diseño de Casing-libre para un sistema cerrado de fluido motriz, fig. 1.11Tipo casing-libre y con venteo del gas puede utilizarse donde la eficiencia de desplazamiento se ve severamente afectada por una relación alta de gas a petróleo (GOR). En este diseño, una sarta paralela auxiliar se introduce en un packer doble debajo de la bomba para ventear el gas hasta la superficie. La producción, mas el fluido usado, retornan por espacio anular del casing.Otra variación en el diseño de las instalaciones se ilustra en al fig. 1.12, con la válvula de seguridad instalada debajo de la bomba hidráulica. Esta válvula se mantiene abierta por la presión del fluido motriz. Si ocurriera algún desastre en la superficie, aliviaría la presión sobre el fluido motriz y el resorte de la válvula de seguridad cerraría el pozo a nivel del packer.

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Conjuntos de fondo de pozoLas cavidades par bombas tipo libre tendrán una camisa de sellamiento. La propia bomba tiene un sello en su diámetro exterior para sellar todo el conjunto cuando se asienta la bomba.La cavidad de tipo casign ofrece la misma función de sellamiento como el conjunto paralelo, pero solo una sarta d tubería se inserta, con un packer.Válvulas de pie con tubería recuperableEsta válvula de pie se ubica en el extremo inferior de la cavidad. Durante la operación, la bomba se asienta sobre esta válvula de pie.El propósito de la válvula de pie es impedir que el fluido motriz salga por el extremo inferior de la sarta de tubería durante las operaciones de circular la bomba hacia dentro o hacia fuera.La válvula de pie está diseñado de tal modo que podría recuperarse con una herramienta de cable de acero, si esto fuera necesario.6.2.- sistemas de bomba fijaEstas son instalaciones de tipo permanente.La principal razón para elegir una instalación de bomba fija seria para levantar grandes volúmenes. Ya que el tamaño físico de estas bombas no está limitado por el diámetro interior de la tubería, se pueden utilizar pistones más grandes (en las partes motriz y de bombeo), lo que dará un mayor desplazamiento.Instalación fijo-insercion (fija concéntrica)Se introduce una tubería grande hasta el fondo. Luego se coloca la bomba en una sarta de tubería más delgada dentro de la sarta principal, asentada en una zapata de asiento. Fig. 1.15Instalación fijo-casing.La bomba se coloca en la sarta de tubería con un packer debajo de la bomba. Fig.1.16Este tipo de instalación generalmente se utiliza donde hay que trabajar con caudales altos de producción y bombas grandes.

BOMBEO HIDRAULICO TIPO EMBOLO (RECIPROCANTE):

PRINCIPIOS DE OPERACIÓN:

El fluido motriz es enviado hasta el fondo del pozo bajo presión, hasta una válvula que permite el movimiento reciprocante de la bomba.

COMPONENTES:

Un cilindro, el Embolo, la válvula móvil, y la válvula de pie.

TIPOS DE DISEÑO:

Simple Acción.- Desplaza el fluido únicamente durante su carrera en un solo sentido ascendente o descendente

Doble Acción.- Desplaza el fluido en ambos sentidos a la vez: en ascendente y descendente

CAPITULO III

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DESCRIPCIÓN DE LAS BOMBAS HIDRÁULICAS TIPO JET3.1 GENERALIDADESEs un tipo especial de bombas de subsuelo que a diferencia de las de pistón que operan por medio de un pistón de bomba reciprocante de desplazamiento positivo accionado por un pistón motriz acoplado, no emplea partes móviles y ejecuta su acción de bombeo mediante la transferencia de momentun entre el fluido motriz y el fluido del pozo que se produce al mezclarse estos pasando a través de la unidad de subsuelo. Conlas bombas hidráulicas tipo Jet, siempre se tiene un sistema de fluido motriz abierto.La ausencia de partes móviles estrechamente ajustadas permite a la bomba jet tolerar fluidos de producción, motriz abrasivos y corrosivos que para el caso de otros sistemas el levantamiento artificial son limitaciones importantes.Otra ventaja de las bombas jet en la solidez de la sección de trabajo, que hace que pueda adaptarse a casi cualquier completación de fondo de pozo, frecuentemente se pueden obtener tasas de producción más altas que con las bombas de pistón, por lo que se recomienda su uso en pozos con altos IP, así como también en pozos con presencia de escala, producción de gas y presencia de arena.Estas bombas no son aplicables a todos los pozos, pues necesitan presiones de succión relativamente altas para evitar cavitación y no requerir altas potencias.3.2 FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA JETLos caudales de producción y fluido motriz en las bombas jet se controlan mediante una configuración de boquillas y gargantas “venturi “. Diferentes configuraciones geométricas se utilizan para controlar la luz entre los orificios de la boquilla y el tubo de mezcla para lograr los caudales deseados de producción como se ilustra en la figura 412Fig. 4 Funcionamiento de la bomba jet

NOMENCLATURAPn = Presión en el orificio (nozzle pressure)Ps = Presión de succión de bomba(pump suction pressure)Pd = Presión de descarga de bomba(Pump discharge pressure)Qn = Caudal de inyección (Power fluid)Qs = Caudal de succión (Produced fluid)Qd = Caudal de descarga ( Qs+Qn )An = Area del orificio (nozzle section)At = Area de la garganta ( throat section)As = Area de succión (At-An)

NODOS DE INTERES

COMO FUNCIONAN“El fluido motriz se bombea a un caudal determinado (Q1) hasta la bomba jet en el subsuelo, donde llega a una boquilla con una presión total que se designa como (P1).Este fluido a presión alta se dirige, entonces, a través de la boquilla, lo que hace que la corriente de fluido tenga alta velocidad y baja presión.La presión baja (P3) llamada presión de succión permite que los fluidos del pozo entren en la bomba y sea descargado por la tubería de producción el caudal de producción deseado (Q3).Entonces el fluido motriz arrastra al fluido del pozo por efectos de la alta velocidad, estos dos fluidos llegan hasta una sección de área constante en donde se mezclan, en este punto se mantiene la velocidad y la presión constante.Cuando los fluidos combinados llegan al final de esta sección constante, al iniciar el cambio de áreas en el difusor tenemos que la velocidad va disminuyendo a medida que aumenta el área y la presión se incrementa.13

Page 9: Bombas Hidraulicas

Esta alta presión de descarga (P2) debe ser suficiente para levantar los fluidos combinados al caudal deseado (Q2) hasta la superficieLos componentes claves de las bombas jet son las boquillas y la garganta(throat). El área de las aperturas en estos elementos determina el rendimiento de la bomba. Estas áreas se designan como AN y AT.La relación entre estas áreas AN/AT se conoce como la relación de áreas. Las bombas que tienen las mismas relaciones de áreas tendrán también las mismas curvas de rendimiento.El volumen de fluido motriz utilizando será proporcional al tamaño de la boquilla. El área en la bomba debe dar paso al caudal de producción en el espacio anular entre la boquilla y la garganta. Las características de la bomba en cuanto a la cavitación responden sensiblemente a esta área.” 4 143.3 ELEMENTOS QUE CONFORMAN LA BOMBA JETDentro de los elementos más importante de este tipo de bombas se encuentran:N0ZZLE.- (BOQUILLA) Es una herramienta fabricada de aleación para soportar altas presiones, la característica de esta boquilla es que en el extremo superior tiene un diámetro más grande que en el extremo inferior. Esto para crear mayor velocidad y menor presión a la salida de la boquilla.El fluido motriz pasa a través de esta boquilla donde virtualmente toda su presión se transforma en energía cinética.THROAT.- (GARGANTA) También se lo conoce como tubo de mezcla, es en donde se mezcla el fluido inyectado y el fluido producido.La característica es que a lo largo del tubo el diámetro va aumentando.DIFUSOR.- Tiene un área expandida donde la velocidad se transforma en presión suficiente para levantar los fluidos a la superficie.4 154 SERTECPET, manual de operaciónFigura 5 Partes de una bomba jet

3.4 COMPARACIÓN DE LA BOMBA TIPO JET CON LA BOMBA TIPOPISTON“Las bombas hidráulicas de pistón son aplicables en pozos con producciones medianas y altas, con bajas presiones de fondo, pero debe tenerse mucho cuidado en pozos con alta relación Gas - Petróleo (GOR), o con presencia de escala o arena, las bombas tipo jet tiene la capacidad de manejar volúmenes extremadamente altos, además puede trabajar con sólidos y fluido corrosivo”. 6En la bomba tipo Jet, las partes internas pueden ser reemplazadas fácilmente en el campo y solamente tienen dos partes sujetas a desgaste (boquilla y garganta). La ausencia de partes móviles, como en las bombas tipo pistón, estrechamente ajustadas permite a la bomba jet tolerar fluidos de formación y motriz abrasivos y corrosivos. La solidez de la acción de trabajo de la bomba jet hace que pueda adaptarse a cualquier completación de fondo del pozo.Frecuentemente con las bombas tipo jet se puede obtener tasas de producción más altas que con las bombas de pistón, por lo que es importante como también en pozos con presencia de escala, arena y alta producción de gas.El costo de mantenimiento de la bomba tipo jet es menor, comparado al costo de mantenimiento de la bomba pistón. 166 Quiroga S. Klover; pruebas y completaciones de pozos. Abril 1991El tiempo de reparación de la bomba jet en menor que la bomba tipo pistón. Esto se debe a que la bomba tipo jet tiene dos partes desgastables (boquilla y garganta)