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9/6/2005

Bombeo Electro Sumergible Curso BasicoSchlumberger Public

Beatriz Cordoba Paula Erazo Carlos HerreraWell Completions and Productivity Artificial Lift

Schlumberger Public

Objetivo del CursoAl finalizar este curso, usted estara en capacidad de: Describir las caracteristicas, beneficios, desventajas y aplicaciones de un sistema de Bombeo Electrosumergible Explicar los componentes de un sistema de Bombeo Electrosumergible y su operacion Realizar un diseno sencillo de un equipo de fondo y la seleccion de un equipo de superficie para BES Efectuar un diagnostico basico de problemas que se presentan en la operacion de un sistema BES2 Initials 9/6/2005 Schlumberger Public

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Agenda del Curso Dia 1 Dia 2Generalidades Bombeo Electrosumergiblel l l

Sistema BES Aplicaciones Ventajas Desventajas Componentes Basicos del Sistema

Componentes Basicos del Sistema (Cont.)Schlumberger Public

Diseo y Seleccin de equipos BESl l l

Fundamentos de Hidrulica Dimensionamiento de Equipos Clculos y Seleccin

Evaluacin

Dia 3 Dia 43 Initials 9/6/2005

Ejemplos de diseno de sistema BES Solucion de Problemasl

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Cartas amperimetricas

Software SubPump para Diseo de BES Evaluacin Final

Sistema BESUtiliza la accion de una bomba centrifuga movida por un motor electrico sumergible, para imprimir al fluido de yacimiento la energia necesaria para alcanzar la superficie y ser producido.

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Comparacion de Metodos de Levantamiento ArtificialRango Tipico de Aplicacion de Levantamiento Artificial Ft./Lift12,000 11,000 10,000 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000Schlumberger Public

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1,000 Bombeo Mecanico5 Initials 9/6/2005

2,000 3,000 PCP

4,000 5,000

6,000 7,000 8,000 Bombeo Hidraulico

9,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 BPD Bombeo Electrosumergible Gas Lift

Aplicaciones Instalacion en revestimiento hasta de 4 Producen desde 100 bpd hasta 100,000 bpd Temperatura de fondo de hasta 350 F o mas con materiales y construcciones especiales Levantamiento hasta de 12,000 pies Pozos verticales, desviados o horizontales, teniendo en cuenta los dog leg existentes Altos GOR utilizando manejadores de gas Ambientes corrosivos o abrasivos, con materiales y construcciones especiales6 Initials 9/6/2005 Schlumberger Public

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Aplicaciones (Cont.)Instalacion Estandar La bomba se ubica por encima de perforaciones, de forma que el fluido producido bana el exterior del motor, disipando el calor generadoSchlumberger Public

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Aplicaciones (Cont.)Instalacion encamisada La camisa obliga al fluido de produccion a banar la superficie del motor (Cuando el equipo se ubica al frente o por debajo de perforaciones)Schlumberger Public

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Aplicaciones (Cont.)Instalacion para Incremento de Presion Permite la inyeccion a alta presion en lineas de transferencia o inyeccion de aguaSchlumberger Public

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Aplicaciones (Cont.)Instalacion con Succion en el Fondo Para aplicaciones de drenaje o con baja presion de succionSchlumberger Public

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Aplicaciones (Cont.)Instalacion con Descarga en el Fondo Para inyeccion en fondo a alta presionSchlumberger Public

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Ventajas Flexibilidad y versatilidad del sistema: Amplio rango de volumenes Se puede utilizar con baja presion de fondo Pozos verticales o desviados Amplia confiafilidad en aplicaciones costa afuera Operacion bajo condiciones extremas (temperatura, corrosion, abrasion) con la utilizacion de materiales y construcciones especiales La utilizacion de variadores amplia el rango de aplicacion de un mismo equipo12 Initials 9/6/2005

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Desventajas La mayor limitacion de un sistema BES es la temperatura: Limite de temperatura del cable de potencia Elastomeros utilizados en el equipo Temperatura del motor Altos GOR pueden afectar el funcionamiento del equipo Alto contenido de solidos puede causar rapido desgaste y disminucion en el run life Altos dog leg alteran la instalacion y operacion13 Initials 9/6/2005

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Componentes del SistemaLos componentes basicos de un equipo de fondo para BES son: Motor Cable de Potencia Protector Seccion de entrada o Intake Bomba Sistema de Control y Monitoreo14 Initials 9/6/2005 Schlumberger Public

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El MotorEs un motor trifasico, tipo jaula de ardilla, de induccion de dos polosSchlumberger Public

Principio de Operacion Componentes Clasificacion

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Principio de Operacion - MotorCuando la corriente electrica fluye a traves de un conductor, provoca la induccion de un campo magneticoLineas de fuerza magnetica

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Corriente

Si la direccion de la corriente cambia, la direccion del campo magnetico tambien cambia16 Initials 9/6/2005

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Principio de Operacion Motor (Cont.)Cuando el conductor se encuentra en forma de bucle, las lineas de fuerza son muy similares a las creadas alrededor de un imanSchlumberger Public

S

N

Se presentan campos magneticos de igual magnitud pero direccion contraria17 Initials 9/6/2005

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Principio de Operacion Motor (Cont.)Esto representa dos pares de polos N-S. La atraccion repulsion hace rotar el bucle para balancear fuerzasSchlumberger Public

NForce

NS

+

Corriente fluyendo atraves del conductor

N

S

Force

+N

Force

Force

Sb) Desbalance de fuerzas

Sc) Rotacion y balance de fuerzas

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Principio de Operacion Motor (Cont.)La rotacion requerida para el balanceo es de 90 grados. Si se aplica corriente alterna, la direccion de flujo de corriente cambia 50 o 60 veces por segundo (invirtiendo el campo magnetico), asi la rotacion permanece constante mientras haya flujo de corriente.Schlumberger Public

N+N S

NS

SS

SS N

SN

+N

+N

+S

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+

S19 Initials 9/6/2005

S

N

NEl bucle rota para balancear fuerzas

NRotacion total de 180 grados. Fuerzas balanceadas

Se crea un torque en el bucle de alambre

El bucle rota para Si el campo magnetico balancear fuerzas se invierte , hay nuevamente desbalance

Principio de Operacion Motor (Cont.)Lo anterior es el funcionamiento cuando existe una sola fase de potencia.Schlumberger Public

El motor electrosumergible utiliza 3 fases, con un offset de 120 grados, conectadas en estrella para establecer un punto neutral

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Componentes del MotorHousingSchlumberger Public

EstatorBobinado del Estator

Rotor

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Componentes del Motor (Cont.)Estator Esta compuesto de laminas ranuradas de acero o bronce compactadas a presion, bobinadas con tres alambres (uno por cada fase).Compactadas a Presion

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Laminas Ranuradas22 Initials 9/6/2005

Bobinado

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Componentes del Motor (Cont.)Rotor Es un dispositivo que rota dentro del estator. Esta formado de laminas ranuradas de menor diametro que el estator, con barras de cobre en cada ranura.RotorSchlumberger Public

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Componentes del Motor (Cont.)Debido a la forma en la que estan construidos, los rotores de los motores electrosumergibles son llamados tipo Jaula de Ardilla. Del numero de rotores presentes en el motor, depende la potencia entregada por el mismo.

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Componentes del Motor (Cont.)La corriente es inducida en el rotor, debido al campo magnetico creado en el estator.Schlumberger Public

Se crea la rotacion explicada anteriormente:NFuerza MovimientoMovimiento

+Fuerza

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S25 Initials 9/6/2005

Componentes del Motor (Cont.)Rotor Bearing Su funcion es brindar la capacidad de empuje radial y axial al motor. Tiene agujeros de flujo para facilitar la lubricacin del motor.Schlumberger Public

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Componentes del Motor (Cont.)Thrust Bearing Se ubica en la parte superior del motor, y su funcion es soportar el empuje generado por todos los rotoresSchlumberger Public

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Eje

Componentes del Motor (Cont.)

El eje del motor electrosumergible permite la circulacin de aceite dielctrico a travs de l y de los rotor bearing para asegurar la lubricacin de sus partes mviles.

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Rotores Eje

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Componentes del Motor (Cont.)Pothead Este elemento permite conectar el motor de fondo, mediante el cable de potencia, a la potencia suministrada en superficieSchlumberger Public

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Empalme con Cinta REDA29 Initials 9/6/2005

Clasificacion de Motores375 : 3.75 OD 456 : 4.56 OD

RatingFija Convencional S : Estandar