86533068 bombeo mecanico para ingenieros

BOMBEO MECANICO

PARA INGENIERO

INSTRUCTOR:

ING. HENRRY GONZALEZ

CAPITULO 1.

SEGURIDAD EN LAS OPERACIONES

Es una actividad encaminada a prevenir accidentes ,

enfermedades ocupacionales e impacto al ambiente a través

de la identificación, evaluación y control de los riesgos

laborales, para generar condiciones de seguridad, salud y

bienestar a los individuos

SEGURIDAD, HIGIENE Y AMBIENTE

¿QUE SON LOS RIESGOS?

Amenaza evaluada en cuanto a su probabilidad de ocurrencia

y a la gravedad potencial de sus consecuencias posibles.

¿QUE SON FACTORES DE RIESGOS?

Todo elemento (físico, Químico, ambiental.) presente en las

condiciones de trabajo que por si mismo, o en combinación,

puede producir alteraciones negativas en la Salud de los

trabajadores

CONSECUENCIAS DE LOS RIESGOS

Accidentes

Incidentes

Enfermedades

Lesiones

¿QUE SON FACTORES DE RIESGOS?

Accidente:

Es un suceso imprevisto no deseado que puede interumpir

una actividad ocasionando lesiones, daños al ambiente, a

terceros.

Incidente:

Es un suceso imprevisto no deseado que puede interrumpir

una actividad no ocasionando lesiones, daños al ambiente, ni

a terceros

TIPOS DE RIESGOS OCUPACIONALES

FISICOS

QUIMICOS

BIOLOGICOS

ERGONOMICOS

PSICOSOCIALES

R

I

E

S

G

O

S

RIESGOS FISICOS

EXPLOSIÓN Y/O

INCENDIO

GOLPEADO POR/

CONTRA

ATRAPADO POR/

ENTRE

CAIDAS A UN

MISMO NIVEL

ALTA PRESION

Explosión: Liberación masiva de energía que causa una discontinuidad de

presión u onda de sobre presión. Incendio: Es el proceso de combustión

que se propaga en forma incontrolada en el espacio y el tiempo,

caracterizado por la presencia de calor, humo, llama o cualquier

combinación de los mismos.

Golpeado por: Se refiere a la acción de cuerpos que caen, se desplazan

o se deslizan generando contacto directo con la persona y con potencial

de causar lesiones. Golpeado contra: Se refiere a contactos de las

personas con superficies u objetos ásperos, punzantes o cortantes y con

potencial de causar lesiones.

Atrapado por / En / Entre: Aquellos riesgos donde parte o la totalidad del

cuerpo puede ser atrapado por, en o entre equipos en movimiento, bien

sea de índole mecánico o por procesos manuales.

Caída a un mismo nivel: Aquellos originados en superficies de trabajo

que puedan ocasionar una caída a un mismo nivel o resbalones, por

ejemplo: pisos resbaladizos (grasa, aceite, lodos, coeficiente de fricción

bajo), desniveles, obstáculos en la vía de circulación y congestionamiento

de materiales.

Alta Presión: Fuga o descarga súbita por sistema de alta

presión, tales como: cilindros, tuberías, válvulas o

conexiones de equipos presurizados, por la incorrecta

manipulación, uso indebido o fallas en los equipos, y que

pueden originar lesiones graves.

RIESGOS QUIMICOS (Contacto / Inhalación o Absorción de sustancias químicas)

Derivadas de la exposición profesional o accidental a

sustancias químicas o tóxicas líquidas, sólidas, y gaseosas,

por contacto directo o por cualquier vía de entrada al

organismo (ingestión, absorción, inhalación).

Riegos Potenciales:

• H2S. Sulfuro de Hidrogeno

RIESGOS BIOLOGICOS

Asociados a los agentes patógenos (Bacterias, virus, hongos,

parásitos, etc..) que pueden afectar la salud y el bienestar

humano causando efectos secundarios, ya sea por contacto

directo o por medio de fuentes o vectores.

RIESGOS PSICOSOCIALES

Son un conjunto de situaciones de origen familiar, social y

laboral a las cuales se enfrenta el trabajador y que pueden,

entre otras cosas, originar condiciones de malestar, fatiga,

ansiedad, apatía, estrés, disminución en el rendimiento de

trabajo o desmotivación.

RIESGOS ERGONOMICOS

Acción a la cual puede estar expuesto una persona, al

momento de manipular, manejar o levantar de una forma

inadecuada, materiales, herramientas, equipos pesados y

dispositivos atascados (válvulas, pernos, palancas, etc.), con

potencial de causar efectos probables a la salud (hernias,

esguinces, dolores musculares, lumbagos, entre otros).

SEGURIDAD EN LA CONDUCCION DE VEHICULOS

Todo conductor esta sujeto a la agresión del transito y a las

condiciones ambientales permanentemente, lo cual repercute en

una serie de situaciones que constituyen un entorno, el cual

exige una actitud y un comportamiento de máxima alerta para

reducir la posibilidad de un accidente.


Causas Comunes de accidente La totalidad de los accidentes de transito es el resultado de una combinación

de causas. El conocimiento de cada una permitirá establecer las

responsabilidades y, en consecuencia, tomar medidas para evitar su

ocurrencia.

Causas Comunes:

1. Alcohol y drogas

2. Impericia

3. Reflejos/Edad

4. Abuso/Violación

5. Condiciones del Vehículo

6. Condiciones climático-ambientales

7. Distracción

8. Condiciones psicofisiologicas del conductor

9. Señalización/Vías

SEGURIDAD EN LA CONDUCCION DE VEHICULOS Consecuencias de los accidentes Las consecuencias generadas por un accidente de transito pueden ser las

siguientes:

• Físicas: Referidas a aquellas que afectan corporalmente a los involucrados en

el accidente.

• Psicoemocionales: Están relacionadas con el impacto emocional que produce

el accidente, sobre el conductor, los ocupantes de los vehículos y los

observadores

• Económico / Materiales: aquellas que afectan económicamente al conductor

al generar daños a los vehículos, la estructura, los equipos, las herramientas y

los instrumentos.

• Laborales: Están constituidas por las sanciones y penalización que los

procedimientos y normas corporativas tengan establecidos, según la gravedad

de la participación del conductor afectado.

• Ambientales: Están asociadas a aquellas situaciones o impactos ambientales

que pueden presentarse posteriormente a un accidente de transito.

• Sociales / familiares: Relativas al impacto emocional que se refleja en el

entorno y los que puedan resultar afectados en un accidente de transito.

Específicamente, su incidencia en el estabilidad del entorno familiar.


Manejo Defensivo. (Algunas Recomendaciones)

Aspectos fundamentales en el manejo defensivo:

• Actitud

• Espacio

• Visibilidad

Actitud:

Involucra la preparación mental y decisiones conscientes que toma un

conductor por ejemplo:

• Realice un chequeo antes del viaje

• Aparte de usted toda distracción mental y física

• Conozca su ruta

• Prepárese para manejar defensivamente.




• Actitud

• Espacio

• Visibilidad

Espacio:

Significa dejar tiempo y espacio de maniobrabilidad para

evitar situaciones peligrosas. Mientras se esta detrás de

otros vehículos, debe practicarse este principio: “Un

segundo de tiempo de seguimiento por cada 3 metros de

longitud del vehiculo mas dos segundos de tiempo para

pensar/actuar bajo condiciones ideales”. En un automovil,

este debe ser al menos 4 segundos. En un camion,

esto significa no mas cerca de 6 segundos de tiempo

de seguimiento.




Espacio

40 Kph 11.00 Mts. P/seg.





De la Tabla se tiene que viajando a 40 Kph bajo

condiciones ideales la distancia minina entre vehículos

debería ser de al menos 44 mts.

Relación de Velocidad en Mts. P/seg.




• Actitud

• Espacio

• Visibilidad

Visibilidad:

La visibilidad involucra una técnica denominada los “cinco

habitos de la vision”.

1. Mire lejos hacia delante.

2. Tenga visión panorámica

3. Mantenga sus ojos en movimiento

4. Deje siempre una salida

5. Cerciorese de que otros lo vean.



El hábito de mirar hacia delante

ayudara a eliminar tensiones al

manejar, y ayuda también a eliminar,

así como reducir la severidad a los

choques frontales.

Tener visión panorámica no es

mas que ver y conocer todo lo

que esta sucediendo alrededor

suyo y de su vehiculo

(Adelante, a los lados, detrás

de su vehiculo) todo el tiempo.



Un conductor con visión panorámica NUNCA se vera involucrado en un choque

frontal o trasero por causa de imprudencia, descuido o distracción.



Un buen conductor MANTIENE

SUS OJOS EN MOVIMIENTO.

Recuerde mover sus ojos cada dos

segundos como mínimo, observe

los retrovisores cada 5 – 8

segundos, mire en las

intersecciones en todas las

direcciones.

Deje siempre una salida. No permita que

otro conductor lo obstruya, deje siempre

una salida a los cuatro lados. Si se coloca

al lado de usted y conduce en paralelo a

su misma velocidad, entonces acelere o

desacelere. Mantenga su espacio y

visibilidad, espere siempre lo

inesperado.



Los choques en retroceso (Comunes en áreas

operacionales) son calificados como

EVITABLES lo que compromete la estabilidad

laboral del operador involucrado. Algunas

recomendaciones importantes son: Revise su

espacio atrás, toque cornete antes de

desplazarse, retroceda lentamente, observe

ambos espejos retrovisores laterales.



Cerciórese de que lo vean. Comuníquese con los individuos a su alrededor (Peatones,

niños, animales, otros conductores). Para lograr esto use su corneta, luces, luces de

cruce e incluso las manos para llamar la atención.

SEGURIDAD AL CONDUCIR

• No exceda los limites de velocidad o maneje a una

velocidad conveniente dependiendo de las

condiciones del camino o ambientales.

• Mantenga los vehículos en buenas condiciones

mecánicas, incluyendo llantas, frenos, luces, etc.

• En viajes largos cambie de chofer o tome un

descanso cada 150 km.

• En la localización del pozo, estacione el vehiculo del

lado del viento o cruzado y por lo menos a 5 mts del

cabezal del pozo.

Cada accidente es la suma de una serie de circunstancias desafortunadas y

pobres decisiones.

PRECAUCIONES BASICAS AL ESTAR EN EL POZO

Cada accidente es la suma de una serie de circunstancias desafortunadas y

pobres decisiones.

• Use equipo de protección personal, incluyendo casco,

botas de seguridad, lentes, etc.

• Si es necesario subir a la estructura de la Unidad de

Bombeo para tomar medidas, asegúrese de que el

interruptor primario de energía este abierto y que el freno de

la unidad este firmemente asegurado. Siga los

procedimientos de desconexión y lo indicado en la unidad.

• Cuando trabaje sobre la unidad de bombeo, observe

todos los reglamentos de seguridad de cargas relativas al

uso del reten de seguridad y cadena para asegurarse de

que el brazo de la manivela no se mueva.

INSPECCION BASICA (Alrededor del pozo-Posibles Riesgos)

Use un monitor personal para detectar H2S.

Fugas de gas o líquidos.

Protectores en las manivelas y en las correas.

Freno de la unidad

Guaya de la unidad (Alineado y en buenas condiciones)

Elevador del balancín

Tablero de control (use un detector de voltaje)

Condiciones del suelo alrededor del pozo.

Presiones altas extremas en la tubería de producción o el revestidor.

Barra pulida.

NORMAS DE SEGURIDAD AL OPERAR UNIDADES

DE BOMBEO MECANICO

Las unidades de bombeo Mecánico están diseñadas

para dar servicio confiables por muchos años. Como

cualquier maquina con partes móviles, existen peligros

potenciales asociados con su uso. Estos peligros

pueden reducirse si la maquina es apropiadamente

operada y mantenida.

PELIGRO POTENCIAL, EFECTO Y PREVENCION (Atrapado por/entre – Golpeado por)

Efecto: Causara lesiones severas o muerte.

Prevención:

No permita que personal permanezca debajo de

cargas o partes móviles.

Coloque el freno y encadene la viga viajera

durante la instalación y mantenimiento para

prevenir el movimiento de las manivelas.

Mantenga despejadas las áreas de balanceo de

las manivelas y las pesas y cualquier parte que

este en movimiento.

No opere las unidades sin los protectores

apropiados en su lugar.

No realice servicios a pozos sin antes remover

el cabezal.

ASEGURANDO LAS MANIVELAS

Siempre ejecute el mantenimiento de la unidad con las manivelas en la

posición de las 6 en punto cuando sea posible.

Es esencial prevenir el movimiento de las manivelas detenidas en cualquier Posición. Nunca utilice

solo el freno como medida de seguridad. Siempre utilice tantos métodos como sea posible para

respaldar los procedimientos de parada y arranque diseñados por la compañía.

ASEGURANDO LAS MANIVELAS

Precaución: Frenado abrupto

podría dañar severamente los

engranes de la caja. Un frenado

lento y suave es recomendado.

Encadenando la viga viajera y el cabezal.

Frena la unidad con las manivelas en la posición deseada.

Usar una cadena robusta (No

menos de 3/8 de plg, aleación

grado 8). Encadene desde la base

del cabezal a la base y la segunda

cadena de la parte trasera de la

viga viajera hasta la base.

SEGURIDAD ALREDEDOR DE LA UNIDAD DE BOMBEO

El contacto con cualquier parte móvil puede causar lesiones graves

o incluso la muerte. No es recomendable operar las unidades de

bombeo sin cerco perimetral apropiado instalado.

Cerco Unidad Estos dispositivos no solo

protegen al trabajador

alrededor de la unidad,

también protegen a los

animales domésticos o

salvajes de ser heridos o

muertos.

Protector de

Correas Ofrecen un gran margen de

seguridad cuando se trabaja

alrededor de una unidad de

bombeo.

Protector de

Cabezal Este tipo de protección es

requerida cuando el

cabezal o el elevador

descienden por debajo de

los 2 mts. (Referencia

API 11ER).

PELIGRO POTENCIAL, EFECTO Y PREVENCION (Shock Eléctrico)

Efecto: Puede causar lesión severa o muerte

Prevención: Mantenga la unidad de bombeo al menos 5 mts

de cualquier cableado sobre el cabezal.

Bloquee todas las fuentes de energía.

Cualquier trabajo eléctrico debe ser ejecutado

por personal especializado.

PELIGRO POTENCIAL, EFECTO Y PREVENCION (Shock Eléctrico-Manipulando el arrancador-Caja de fusibles)

Efecto: Puede causar lesión severa o muerte

Prevención: No manipule el arrancador si el operador no

esta en condiciones para operar con

seguridad.

Si existe humedad o el arrancador esta

mojado no lo manipule.

Recomendación: (Contacto inicial con el arrancador)

Situé una mano en el bolsillo del pantalón y

toque el panel con el dorso de la otra mano.

No colocarse de frente al panel de control

durante su manipulación

RECOMENDACIONES DE SEGURIDAD

No prestar atención a las siguientes advertencias podría resultar en lesiones

físicas severas o incluso la muerte.

• Las unidades de bombeo tienen grandes y pesadas partes móviles. Incluso una

unidad temporalmente detenida tiene componentes que súbitamente podrían

moverse por los efectos de la gravedad.

• Todo el personal debe estar alerta y mantener libre el área de balanceo de las

manivelas, área de contrapesas, cabezal, y cualquier área en potencial

movimiento.

• Nunca se pare debajo de la viga viajera o el cabezal durante su instalación o

remoción

• Trabajos eléctricos deben ser ejecutados por personal calificado. Inspección

regular y mantenimiento a los motores eléctricos, temporizadores automáticos y

cualquier otro componente eléctrico.

• No asuma que unidades detenidas no están operacionales. Temporizadores

automáticos pueden arrancar la unidad sin advertencia.

• Nunca ejecute labores de mantenimiento a la unidad durante climas severos

(lluvias, tormentas, etc).

EQUIPOS DE SEGURIDAD PERSONAL

Es recomendable utilizar vestimenta ajustada, la remoción de cualquier prenda

(cadenas, pulseras, relojes, etc). El uso de casco de seguridad, lentes, guantes, botas

de seguridad y protectores auditivos (de ser necesarios) es de carácter obligatorio para

cualquier actividad de campo relacionada con la industria del petróleo.

ANALISIS DE RIESGO EN EL TRABAJO (ART)

Es el desglose de un trabajo en su secuencia de tareas básicas

dirigido a identificar los riesgos involucrados en una actividad y

aplicarle medidas preventivas para minimizar, reducir y controlar los

mismos.

DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO: Es la secuencia básica del trabajo a

ejecutar.

RIESGOS INVOLUCRADOS EN LA ACTIVIDAD: Es la secuencia de los

riesgos involucrados en la actividad.

MEDIDAS PREVENTIVAS: Se indica las medidas preventivas necesarias

para controlar, minimizar y reducir los riegos inherentes a las actividades.

ART. DEFINICION

ANALISIS DE RIESGOS EN EL TRABAJO (ART) (Revisión Pozo bombeo Mecánico en Operación)

Secuencia de pasos básicos del trabajo Riesgo Involucrado Medidas Preventivas 1.- Verificación de estado en área del pozo. 1.1- Detectar condiciones inseguras.. 1.2- Verificar la buena instalación y ubicación de la

cerca protectora de la unidad mecánica. 2.- Revisión del arrancador eléctrico. 2.1- Verificar conexión de aterramiento del equipo. 2.2- Abrir tapa principal del arrancador. 2.3- Verificar que el selector de posición este en

posición (auto). 2.4- Verificar la instalación del tornillo de seguridad

en la tapa secundaria del arrancador. 3.- Revisión de la unidad de bombeo mecánico (balancín). 3.1- Verificar conexión de aterramiento al revestidor del pozo. 3.2- Verificar condiciones de operabilidad del motor eléctrico (ruido , estado de correas y polea). 3.3.- Verificar que no exista ruido-desgaste-desajuste en los siguientes elementos de la unidad de bombeo (balancín): - Caja de transmisión ( verificar nivel de aceite).

- Golpear contra objeto fijo

- Pisar sobre objeto punzante.

- Caída dentro de fosa.

- Mordedura por animal.

- Inhalación de sustancias toxicas.

- Fugas de gas.

- Humedad.

- Derrame de crudo/ lubricantes gas-oil.

- Contacto con corriente eléctrica.

- Explosión e incendio.

- Caída de piezas (elementos del la unidad de bombeo).

- Ergonómico. - Contacto con corriente eléctrica.


- Golpear contra objeto en movimiento


- Ergonómico.

- Estacionar vehiculo a una distancia mayor que 8

mts del cabezal del pozo

- Limpiar basura en área del cabezal.

- Tapar fosa.

- Cortar monte en cabezal del pozo

- Monitoreo constante de gases tóxicos.

- Sanear derrame área del pozo.

- No fumar en área del pozo.

- Utilizar equipos de seguridad personal.

- Asegurarse que el sistema de aterramiento del equipo se encuentre debidamente conectado.

- No realizar la actividad en presencia de lluvia o humedad.

- Al momento de abrir la tapa del arrancador tocar la misma con el dorso de la mano. - Abrir la tapa del arrancador resguardando el cuerpo y la cara con la misma.

- Hacer uso de herramientas adecuadas. -Evitar sobreesfuerzos y posiciones inadecuadas al operar equipos y herramientas.


- Asegurarse que el sistema de aterramiento del equipos se encuentre debidamente conectado.

- Mantenerse alejado de pesas y correas de la unidad de bombeo mecánico.

- Observar constantemente los movimientos de la unidad mecánica

- Hacer uso de herramientas adecuadas. - Evitar sobreesfuerzos y posiciones inadecuadas al operar equipos y herramientas.

ANALISIS DE RIESGOS EN EL TRABAJO (ART) (Revisión Pozo bombeo Mecánico en Operación) Continuación…

Secuencia de pasos básicos del trabajo Riesgo Involucrado Medidas Preventivas 3.2- Verificar condiciones de operabilidad del motor eléctrico (ruido , estado de correas y polea). 3.3.- Verificar que no exista ruido-desgaste-desajuste en los siguientes elementos de la unidad de bombeo (balancín): - Caja de transmisión ( verificar nivel de aceite). - Volante de transmisión. - Eje de transmisión. - Correas. - Protector de correas - Manivelas. - Pines. - Brazos. - Compensador. - Braquetes. - Cojinetes. - Viga viajera. - Cabezote. - Poste maestro. - Anclaje. - Base metálica. - Guaya. - Espaciador. - Adobera. - Mecanismo de frenos (palanca-extensión-

bandas). 4.- Revisión del cabezal del pozo. 4.1- Revisar que la primera y segunda válvula de 4” estén abiertas y no existan filtraciones en las mismas. 4.2- Verificar que la válvula de ½ de toma muestra este cerrada. 4.3- Verificar que la válvula superior de 2” .del chp/thp este abierta y no exista filtración en la misma. 4.4- Verificar que la válvula de 2” de enlace entre revestidor y tubería de 4” este abierta y no exista filtración en la misma. 4.5- Verificar que la válvula inferior de 2” instalada en

el revestidor para la toma de registros sonicos este

- Contacto con corriente eléctrica.


- Golpear contra objeto en movimiento


- Ergonómico.

- unidad de bombeo mecánico. - Observar constantemente los movimientos de la unidad mecánica

- Hacer uso de herramientas adecuadas. - Evitar sobreesfuerzos y posiciones inadecuadas al operar equipos y herramientas.


- Asegurarse que el sistema de aterramiento del equipos se encuentre debidamente conectado.

- Mantenerse alejado de pesas y correas de la unidad de bombeo mecánico.

- Observar constantemente los movimientos de la unidad mecánica

- Hacer uso de herramientas adecuadas. - Evitar sobreesfuerzos y posiciones inadecuadas al operar equipos y herramientas

ANALISIS DE RIESGOS EN EL TRABAJO (ART) (Revisión Pozo bombeo Mecánico en Operación) Continuación

Secuencia de pasos básicos del trabajo Riesgo Involucrado Medidas Preventivas cerrada y no exista filtración en la misma. 4.6- Verificar que la válvula de 2” del tubo del mechero este abierta, y no exista aporte de crudo hacia la fosa del mechero. 4.7- Verificar estado del prensa estopa. 4.8-Verificar estado de la barra pulida y comprobar la instalación del cuello de seguridad. 4.9- Verificar que no exista flotación de cabillas. 4.10- Verificar a través del manómetro la presión a nivel del cabezal del pozo. 5.- reportar condiciones del pozo a la sala de datos.

INTRODUCCION BOMBEO MECANICO PARA INGENIERO

EL BOMBEO MECANICO ES EL METODO DE

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL MAS POPULAR EN EL

MUNDO

BREVE RESEÑA HISTORICA Chinos. 400 años A.C. Extracción de Agua.

Egipcios. 476 años D.C. Extracción de agua.

ESTADISTICAS MUNDIALES DE POZOS DE PETROLEO

Total de pozos de Petróleo

• Pozos Levantamiento Artificial: 830.000 (94%)

• Pozos con Bombeo Mecánico: 591.000 (67%)

• Pozos Flujo Natural: 55.000 (6.2 %)

Otros Métodos de Levantamiento Artificial

• Pozos BES: 115.000 (13%)

• Pozos Gas Lift: 66.000 (7.5%)

• Pozos BCP: 60.000 (6.8%)

FUENTE DE REDUCCION DE RENTABILIDAD

• Baja Eficiencia del Sistema

• Bomba Dañada

• Llenado Incompleto De La Bomba

• Unidad Desbalanceada

• Motor Mal Dimensionado

• Fallas en el Equipo.

• Cabillas Partidas

• Fuga En Tubería

• Fallas En La Bomba

• Fallas En La Caja De Engranaje

VENTAJAS:

1. Fácil de Operar

2. Fácil para cambiar la Producción

3. Mas Eficiente la mayoría de los casos.

4. Unidades de Superficie fáciles de

Intercambiar.

5. Pueden usar motores a gas si no se dispone

de electricidad.

6. Análisis con aplicaciones de diagnostico y

diseño disponible.

DESVENTAJAS:

1. Problemas con arena.

2. Problemas con Gas libre.

3. Producción esta limitada con profundidad.

4. Limitado para aplicaciones Costa Afuera.

5. Limitaciones para hoyos desviados.

Tasa d

e P

rod

ucció

n (

Bls

/d)

Profundidad (piesx1000)

PRODUCCION vs. PROFUNDIDAD

APLICABILIDAD DEL SISTEMA Consideraciones

de Aplicación

Rango

Típico

Máximos

Profundidad de

Operación

100‟ – 11.000

„ TVD

16.000 TVD

Volumen de

Operación

5 – 1500

BFPD

5.000 BFPD

Temperatura de

Operación

100 – 350 °F 550 °F

Desviación del Pozo 0 – 20°

Asentamiento

de la bomba

0 – 90° Desplazamiento

de la bomba

Angulo de

construcción <

15°/1000 pies

Manejo de

Corrosión

De bueno a excelente / Con

materiales mejorados

Manejo de Gas De razonable a bueno

Manejo de Sólidos De razonable a bueno

Gravedad del Fluido > 8° API

Servicios Workover o Pulling

Tipo de Motor Eléctrico o a Gas

Aplicabilidad Costa

Afuera

Limitada

CAPITULO 2.

REVISION DE FUNDAMENTOS

TENSION Conceptos Básicos

Tensión: La tensión es definida como fuerza por unidad de área, Por ejemplo, si jalas

una cabilla con un área seccional de 1 plg2 con una fuerza de 1000 lbs, entonces la

tensión en la cabilla será:

lpcoplbsp

lbsTension 1000lg/1000

lg1

1000 2

2

F=1000 lbs/plg2 F=1000 lbs/plg2

Área= 1 plg2Área= 1 plg2Área=2 plg2Área=2 plg2

Tensión= 1000 lpc Tensión= 500 lpc

TRABAJO Conceptos Básicos

Trabajo: El trabajo es la fuerza que se aplica contra un cuerpo durante una cierta

distancia. Por ejemplo, si se aplica una fuerza de 1000 lbs a un bloque para moverlo 10

pies, entonces el trabajo hecho será:

lbspiespieslbsDFW 000.10101000

10 pies

F=1000 Lbs

10 pies

F=1000 Lbs

Trabajo= FxD =1000 Lbsx10 pies = 10.000 Lbsxpie

POTENCIA Conceptos Básicos

Potencia: La potencia muestra que tan rápido puede realizarse el trabajo. Cuanto mas

rápido se realice el trabajo, mayor será la potencia requerida. En el ejemplo de arriba, si

te toma 10 segundos mover el bloque 10 pies, entonces la potencia será:

Potencia= W/t =10.000 Lbs-pies/ 10 seg. = 1000 Lbsxpie/seg.

= 1.82 Hp

seglbspiesseg

lbspies

t

WPotencia /)(000.1

10

000.10

10 pies

F=1000 Lbs

10 pies

F=1000 Lbs

t=0 t=10

10 pies

F=1000 Lbs

10 pies

F=1000 Lbs

t=0 t=10

POTENCIA Conceptos Básicos

Potencia= W/t =10.000 Lbs-pies/ 5 seg. = 2000 Lbsxpie/seg.

= 3.64 Hp

10 pies

F=1000 Lbs

10 pies

F=1000 Lbs

t=0 t=10

10 pies

F=1000 Lbs

10 pies

F=1000 Lbs

t=0 t=10t=05

ENERGIA Conceptos Básicos

Energía: Energía es la capacidad, o potencial para realizar un trabajo.

usadaEnergia

UtilTrabajoEficiencia

TORQUE Conceptos Básicos

Torque: El Torque es una fuerza de torsión. La Figura muestra la conexión de

la manivela al eje. Si se aplica una fuerza F de 1000 lbs (perpendicular a la

horizontal) a una distancia de 10 plg desde el centro del eje, el eje podría

experimentar un torque igual a:

Torque Máximo.

lg000.10lg101000 plbsplbsDFT

Eje

TORQUE Conceptos Básicos

Torque cero: Cuando el ángulo de la manivela es 0º o 180º

el torque en el eje es cero debido a que la distancia D es

igual a cero.

Torque Máximo.

0lg01000 plbsDFT

MOMENTO Conceptos Básicos

Momento: Es definido como la tendencia a causar rotación alrededor de un

punto. En otras palabras es básicamente lo mismo que el torque. En bombeo

por cabillas, el momento se refiere al torque en la caja de engranaje producido

por las contrapesas y la manivela de la unidad de bombeo.

)( XsenDsenFDFT

lbspsenT lg070.707.71000)45(101000

TORQUE A CUALQUIER

ANGULO

ps

pwf

Qmax Tasa

0 Q

Pre

sio

n

Indice de Productividad Constante

El primer intento para contruir una curva que refleje el comportamiento de

afluencia de un pozo (primera aproximacion) fue el de una linea recta. Bajo este

supuesto, la tasa de produccion (Q) del pozo, seria directamente proporcional a

la diferencia entre la presion estatica y la presion de fondo fluyente (PS – PWF),

esta constante de proporcionalidad es conocida como indice de productividad

(IP) y matematicamente mediante la ecuacion

IP= ---------------------- Q

PS-PWF

ps

pwf

Qmax Tasa

0 Q

Pre

sio

n

Indice de Productividad Variable

Aproximacion de Vogel, en mucho pozos que producen por algun metodo de levantamiento

artificial, por lo general la presion de fondo fluyente ha disminuido por debajo de la magnitud

de la presion de burbujeo (PB) de manera que el fluido es multifasico con una fase gaseosa la

cual afecta la produccion y la relacion matematica,

Gilbert fue el primero en observar el efecto, el desarrollo un metodo de analisis de pozos,

utilizando un indice de productividad variable y llamo la relacion entre caida en la presion de

fondo y la tasa de flujo como Inflow Performance Relationship ( Indice de comportamiento de

afluencia) conocida en forma abreviada como IPR. Muskat presento modelos teorico

mostrando que para dos fases (Liquido y gas) , la IPR es curva y no un linea recta .

ps

pwf

Qmax Tasa 0 Qb

Pre

sio

n


A partir de eso estudio Vogel considero diferentes aspecto y propiedades de rocas y obtuvo

una curva para la relacion PWF/PS y Q/Qmax cuya expresion matematica general es la

siguiente

Q/Qmax =1 -0.2 x (PWF-PS) – 0.8 x ( PWF/PS)^2.

Esta ecuacion es conocida como la ecuacion de Vogel y se utiliza para yacimiento

produciendo por debajo de la presion de burbujeo. Conocida la presion de burbujeo, una

prueba de produccion (Q) y la presion fluyente correspondiente (PWF) se puede calcular el IP

y la QB mediante las siguientes expresiones.

IP = Q / (PS-PWF)

Qb= IP x ( PS- Pb)

Qmax= 0 se tiene

Qmax=(IP x Pb) / 1.8 + Qb

Para Pwf mayor o igual a PB

Q = IP x (PS – PWF)

Para Pwf menor a PB

Q = Qb + (Qmax-Qb) x (1-0,2 x (Pwf/Pb)- 0.8 x (Pwf/Pb)^2)

Esta es una linea recta (IP)

Pb (Qb,Pb)


(EJERCICIO) Utilizando las ecuaciones expuesta anteriormente proceda a resolver el siguiente ejercicio

DATOS: CALCULAR

Ps= 4200 LPC Qb

Pb= 3000 LPC Qmax UTILIZANDO VOGEL

IP= 2 B/D/LPC Q PARA Pwf = 1500 LPC

Realizar la grafica

ps

pwf

Qmax Tasa 0 Qb

Pre

sio

n


(EJERCICIO) Utilizando las ecuaciones expuesta anteriormente proceda a resolver el siguiente ejercicio

DATOS: CALCULAR

Ps= 4200 LPC Qb

Pb= 3000 LPC Qmax UTILIZANDO VOGEL

IP= 2 B/D/LPC Q PARA Pwf = 1500 LPC

Realizar la grafica

SOLUCION:

Qb= IP x ( PS- Pb) = 2 x (4200-3000) = 2400 b/d

Qmax= 0 se tiene

Qmax=(IP x Pb) / 1.8 + Qb = (2 x 3000) / 1,8 + 2400 = 5733 b/d

Para Pwf mayor o igual a PB

Q = IP x (PS – PWF)

Para Pwf menor a PB

Q = Qb + (Qmax-Qb) x (1-0,2 x (Pwf/Pb)- 0.8 x (Pwf/Pb)^2)

Q= 2400+ (5733-2400)x [1-0,2 x (1500/3000)-0,8 x (1500/3000)^2 )

Q= 2400+(3333)x[1-0,2 x (0,5)- 0,8 x (0,5)^2]= 2400+3333x [1-0,1-0,2]

Q= 2400 + 2333 = 4733 b/d

Esta es una linea recta (IP)

Pb (Qb,Pb)

CAPITULO 3.

SISTEMA DE BOMBEO MECANICO


UNIDAD DE BOMBEO

UNIDAD

MOTRIZ

CAJA DE

ENGRANAJEBARRA

PULIDAPRENSA

ESTOPA

LINEA DE FLUJO

REVESTIDOR

TUBERIA

SARTA DE CABILLAS

BOMBAPERFORACIONES

DEL

REVESTIDOR

UNIDAD DE BOMBEO

UNIDAD

MOTRIZ

CAJA DE

ENGRANAJEBARRA

PULIDAPRENSA

ESTOPA

LINEA DE FLUJO

REVESTIDOR

TUBERIA

SARTA DE CABILLAS

BOMBAPERFORACIONES

DEL

REVESTIDOR

SISTEMA DE BOMBEO MECANICO EQUIPO DE SUPERFICIE

SISTEMA DE BOMBEO MECANICO Equipo de Superficie

11

22 3344

55

77

1010

66

1111

88

1212

99

11

22 3344

55

77

1010

66

1111

88

1212

99

Componentes del Cabezal de Producción:

1) Prensa Estopa.

2) Cruceta.

3) Primera Válvula de 4” del brazo.

4) Segunda Válvula de 4” del brazo.

5) Válvula Toma muestra.

6) Válvula del Revestidor.

7) Válvula sonolog de 2”.

8) Válvula de 2” del mechero.

9) Brida superior del cabezal.

10) Línea de flujo.

11) Válvula Cheque.

12) Válvula 2” de la tubería de producción.

Cabezal de Producción: Es un conjunto de equipos especialmente diseñados para

permitir que el fluido de gas y/o liquido salga a la superficie en forma controlada.


Prensa Estopa: Es un conjunto de piezas que se utilizan para sellar el espacio

entre la barra pulida y la tubería, permitiendo el paso del petróleo hacia la línea

de flujo evitando así la salida incontrolada de crudo al ambiente.

BARRA PULIDA

EMPACADURASSELLANTES

PRENSA ESTOPA

LINEA DEFLUJO

CRUDO

CRUCETA

BARRA PULIDA

EMPACADURASSELLANTES

PRENSA ESTOPA

LINEA DEFLUJO

CRUDO

CRUCETA

Prensa Estopa Regular.

El cambio para diferentes barras

pulidas es sencillo, simplemente

cambiando el split bronze bushing

superior e inferior y los empaques.

SISTEMA DE BOMBEO MECANICO Equipo de Superficie. Prensa Estopas Clásicos

Prensa Estopa Regular -1500 lpc, presión de Operación.

- Temp. Máxima de operación 350 °F

Prensa Estopa de Doble empacadura - Constituye uno de los prensa estopa mas usados en la

industria.

SISTEMA DE BOMBEO MECANICO Equipo de Superficie. Accesorios Prensa Estopa

Dispositivo Anticontaminación. Sistema de detección de fugas para prevenir costosos derrames

por el prensa estopa.

Lubricantes de Alto Rendimiento Provee un sello secundario al prensa estopa


Preventor: Los preventores o impide reventones, son equipos especialmente

diseñados para impedir que el flujo de gas y/o liquido en un reventón, salga a

la superficie en forma incontrolada.


Unidad de Bombeo: La función de la unidad de bombeo es convertir el

movimiento rotacional de la unidad motriz al movimiento ascendente-

descendente de la barra pulida. Una unidad de bombeo apropiadamente

diseñada tiene el tamaño exacto de caja de engranaje y estructura. También

tiene suficiente capacidad de carrera para producir el fluido que deseas.


Diseño de la Unidad.

La API ha desarrollado un método estándar para describir las unidades de

bombeo. Es como sigue:

TIPO DE UNIDAD

C: Convencional

M: Mark II

A: Balanceada por aire

Miles de lbs-plg Cientos de Lbs

En plg.


Componentes principales de la unidad de bombeo.

• Caja de Engranaje

• Guaya

• Elevador

• Espaciador

• Polea del Motor

• Pesas

• Viga viajera

• Manivelas

• Brazos

• Barra Pulida

• Unidad Motriz


Caja de Engranaje: La función de la caja de engranaje es convertir torque

bajos y altas rpm de la unidad motriz en altos torque y bajas rpm necesarias

para operar la unidad de bombeo. Una reducción típica de una caja de

engranaje es 30:1. Esto significa que la caja de engranaje reduce los rpm a la

entrada 30 veces mientras intensifica el torque de entrada 30 veces. Son de

doble reducción. Con manivelas gemelas y engranajes con dientes en V con

razón de reducción según normas API.

CUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTA


Guaya: Alambre de acero compacto que

sirve de sostén al sistema de

levantamiento (elevador y sarta de

cabillas).

Elevador: Es aquel que sujeta la sarta de

cabillas con el sistema de guayas

conectado al cabezote.

Espaciador: Es el espacio que existe

desde la parte inferior del elevador y una

placa de referencia en donde se ubica el

equipo dinagrafico.

LEUTHER

ELEVADOR

BARRA

PRENSA

GUAYA

GRAPAESPACIADORLEUTHER

ELEVADOR

BARRAPULIDA

PRENSAESTOPA

LEUTHER

ELEVADOR

BARRA

PRENSA

GUAYA


ELEVADOR

BARRAPULIDA

PRENSAESTOPA

LEUTHER

ELEVADOR

BARRA

PRENSA

GUAYA


ELEVADOR

BARRAPULIDA

PRENSAESTOPA

LEUTHER

ELEVADOR

BARRA

PRENSA

GUAYA


ELEVADOR

BARRAPULIDA

PRENSAESTOPA


Polea del motor: Es un elemento de enlace que permite la transmisión de

potencia a la caja de engranaje. Los diámetros de poleas mas utilizados son

de 7”, 9”, 11” y 13 pulgadas. Esta va instalada en el eje del motor, con

canales en forma de V entre los cuales se colocan las correas, que

transmiten el movimiento rotatorio al volante de la caja.

VISTA EXTERIOR

CORTE SECCIONAL

Eje del

Motor

Canales

Buje

VISTA EXTERIOR

CORTE SECCIONAL

Eje del

Motor

Canales

Buje

Cuña

VISTA EXTERIOR

CORTE SECCIONAL

Eje del

Motor

Canales

Buje

VISTA EXTERIOR

CORTE SECCIONAL

Eje del

Motor

Canales

Buje

Cuña

D

d

R

RPMTPM

Velocidad de la

Unidad

Donde:

TPM: Velocidad de bombeo, tiros por

minuto.

RPM: Revoluciones del motor, rev/min.

R: Relación del engranaje reductor.

d: Diámetro de la polea del motor, plgs.

D: Diámetro de la polea de la caja de

engranaje, plgs.


Contrapesas:

Son estructuras de metal que dan el peso necesario para balancear la carga

en la viga viajera.

Los contrapesos ayudan a reducir el torque que la caja debe suministrar. En

la carrera ascendente, las contrapesas proporcionan energía a la caja de

engranaje (Al caer). En la carrera descendente estos almacenan energía

(subiendo). La condición operacional ideal es igualar el torque en la carrera

ascendente y descendente usando la cantidad correcta del momento de

contrabalanceo. Cuando esto ocurre la unidad esta Balanceada.


Manivelas: Es la estructura metálica que soporta los brazos permitiendo el

movimiento de la viga viajera.

Brazos: Son los que sujetan las manivelas al compensador.

Pin

Pesas

Brazo Pitman

Pin

Manivela

Pesas

Brazo Pitman

Pin

Pesas

Brazo Pitman

Pin

Manivela

Pesas

Brazo Pitman


Viga Viajera:

Convierte el movimiento rotacional del motor en el movimiento reciprocante

vertical de la barra pulida.


Barra Pulida: La barra pulida es la encargada de

enlazar la sarta de cabillas con la unidad de

bombeo (balancín). Soporta la carga de la sarta de

cabillas, además garantiza la no fricción de la barra

con el empaque del prensa estopa evitando fugas

y consecuente daño al ambiente, generalmente es

de 1 1-1/4” y de 1-1/2”, y la longitud varia entre 20

y 30 pies. Como su nombre lo dice, la barra pulida

tiene una superficie lisa y brillante. La superficie

de la barra pulida previene el desgaste de las

empacaduras del prensaestopa.


Motor: Equipo que suministra y potencia a la unidad de bombeo para

levantar los fluidos del pozo. Este puede ser un motor de combustión

interna o eléctrico, siendo este ultimo el de mayor utilización en la

industria.


Geometría de las Unidades de

Bombeo:

Las siguientes páginas muestran los

tipos de unidades de bombeo más

populares. Estas son:

1. Tipo convencional

2. Mark II

3. Balanceadas por Aire

GEOMETRIA. UNIDAD CONVENCIONAL


Unidad de Bombeo Convencional Ventajas:

1. Costos de Mantenimiento bajos.

2. Cuesta menos que otras Unidades.

3. Usualmente es mejor que el Mark II con

sarta de cabillas de fibra de vidrio.

4. Puede rotar en sentido horario y antihorario.

5. Puede bombear más rápido que las

Unidades Mark II sin problemas.

6. Requiere menos contrabalanceo que las

Mark II.

Desventajas:

1. En varias aplicaciones no es tan eficiente

como el Mark II u otros tipos de unidades.

2. Podría requerir cajas de engranaje más

grandes que otros tipos de unidad

(especialmente con cabillas de acero).


Unidad de Bombeo Convencional

SISTEMA DE BOMBEO MECANICO Equipo de Superficie-Thomassen


Unidad de Bombeo Mark II Ventajas:

1. Tiene menor torque en la mayoría de los casos.

2. Podría costar menos (-5%, -10%) comparada

con el siguiente tamaño en una unidad

convencional.

3. Es más eficiente que las unidades

convencionales en la mayoría de los casos.

Desventajas:

1. En varias aplicaciones, no puede bombear tan

rápido como una unidad convencional debido a

su velocidad en la carrera descendente.

2. Solo puede rotar en sentido antihorario.

3. En caso de existir golpe de fluido podría causar

mas daño a la sarta de cabillas y la bomba.

4. Puede colocar la base de la sarta de cabillas en

severa compresión causando fallas por pandeo.

5. Puede experimentar torques mas altos que las

unidades convencionales cuando se usan

cabillas de fibra de vidrio, además, de la

posibilidad de colocarlas en compresión.


Unidad de Bombeo Mark II


Convencional vs. Mark II


Unidad Balanceada por Aire Ventajas:

1. Es más compacta y fácil de balancear que

las otras unidades.

2. Los costos de transporte son mas bajos que

otras unidades (debido a que pesa menos)

3. Vienen en tamaños más grandes que

cualquier otro tipo de unidad.

4. Puede rotar tanto en sentido horario como

antihorario.

Desventajas:

1. Son más complicadas y requieren mayor

mantenimiento (compresor de aire, cilindro de

aire).

2. La condensación del aire en el cilindro puede

constituir un serio problema.

3. La caja de engranaje podría dañarse si el

cilindro pierde la presión de aire.

SISTEMA DE BOMBEO MECANICO Equipo de Superficie - Compresor de Aire


Unidad Balanceada por Aire


Otras Unidades de Bombeo

Reverse Mark II Esta unidad ofrece una alternativa mejorada al diseño y geometría de las unidades

convencionales. A pesar de las similitudes en la apariencia la geometría de las

unidades Reverse Mark II pueden reducir el torque y los requerimientos de potencia

en muchas aplicaciones de bombeo. En algunos ejemplos cajas de engranajes y

motores más pequeñas pueden usarse.



Reverse Mark II



Unidades Slant Hole. (Pozo Desviado)



Unidad de Bombeo Churchill Disponibles exclusivamente por el Fabricante Lufkin, estas ofrecen la misma dureza y

resistencia que las unidades convencionales. Han sido utilizadas regularmente en

pozos poco profundos.



Unidades de Bombeo de Bajo Perfil Unidades de bombeo compactas diseñadas para instalación en campos de irrigación con

sistemas de aspersores móviles o en áreas urbanas donde las características del

bajo perfil serian deseadas.



Unidades de Bombeo Strapjack Las Unidades de bombeo Strapjack combinan longitudes de carrera máximas y

requerimientos de altura mínimos (similar al bajo perfil) permitiendo operación

continua bajo sistemas de irrigación activos. Esta unidad es única y apropiada para

aplicaciones especiales donde el impacto visual debe ser minimizado. Con este

diseño de “bajo perfil” el impacto visual es reducida en áreas sensibles tales como

parques y zonas residenciales. Mejorando la relación con los propietarios de las

áreas mencionadas.



Unidades de Bombeo Rotaflex (Longitudes de Carrera largas) Diseñado para pozos profundos, problemáticos y de alto potencial. Con la Unidad

Rotaflex bombas de cabillas de succión pueden ser utilizadas en vez de bombas

electro sumergible, o bombas hidráulicas de subsuelo. Tiene una carrera máxima de

306 pulgadas.


Flexibilidad para trabajar en el

Cabezal del pozo.



Unidades de Bombeo Rotaflex


Unidades de Bombeo Rotaflex (Algunas Características)

1. Manejo eficiente de altos volúmenes, mayores cargas y desviación de pozos.

2. Reduce el desgaste en las cabillas y las tuberías. Incrementando la vida útil.

3. Menos ciclos.

4. Aumento en la eficiencia del sistema

5. Fácil de Instalar y hacer servicio.

6. Torques menores, lo que se traduce en menores requerimientos de energía.

7. Reducción significativa de las cargas dinámicas, resultando en menores costos

operacionales.

8. Proporciona una mejor razón de compresión a la bomba lo que minimiza problemas

de bloqueo por gas.



Unidad de Bombeo Dynapump Dynapump es un sistema de unidad de bombeo computarizado.

El dynapump utiliza sensores electrónicos, equipamiento

hidráulico y sistemas de monitoreo computarizado con el

propósito de extraer petróleo lo mas eficientemente posible

tanto para pozos profundos como para pozos someros.

Componentes principales: Cilindro Hidráulico: Proporciona la fuerza de levantamiento.

1800 lpc es la máxima presión de diseño.

Sistema de Poleas: Transmite la fuerza de levantamiento a la

sarta de cabillas a través de una guaya

Recipiente de gas: Actúa como un contrapeso y no tiene

inercia.

SISTEMA DE BOMBEO MECANICO EQUIPO DE FONDO

SISTEMA DE BOMBEO MECANICO Equipo de Fondo

Revestidor: Es una tubería que reviste el hueco del pozo desde la formación hasta la superficie y

sirve de soporte al cabezal de producción.

A través de el se puede conducir el gas y como medio conductor del petróleo, cuando

el pozo produce a través del anular (revestidor-tubería). Los diámetros más

utilizados son: 5-1/2”, 7” y 9-5/8”. Especificaciones del Revestidor

Diámetro

Externo (plg)

Peso

(lbs/pie)

Diámetro Interno

Nominal (plg)

Diámetro Interno (Drift)

(plg)

7 17 6.538 6.413

7 20 6.456 6.331

7 23 6.366 6.241

7 26 6.276 6.151

7 29 6.184 6.059

8-5/8 24 8.097 7.972

8-5/8 28 8.017 7.892

8-5/8 32 7.921 7.796

8-5/8 36 7.825 7.701

8-5/8 38 7.775 7.651

8-5/8 40 7.725 7.601

9-5/8 29.3 9.063 8.907

9-5/8 32.3 9.001 8.845

9-5/8 36 8.921 8.765

9-5/8 40 8.835 8.679

9-5/8 43.5 8.755 8.599

9-5/8 47 8.681 8.525

9-5/8 53.5 8.535 8.379


Forro o Liner: Es una tubería ranurada y lisa cuyas dimensiones varían dependiendo del tipo

utilizado, la cual es instalada en el fondo del pozo e impide el derrumbamiento de

la zona productora.

Es el utilizado en la mayoría de las completaciones actuales de pozos someros con

horizontes productores conformados por areniscas no consolidadas. Especificaciones del Forro o Liner

Diámetro Externo

(plg)

Peso

(lbs/pie)

Diámetro Interno

(lbs/pie)

Diámetro Interno Drift

(pulg.)

4-1/2 9.5 4.090 3.965

4-1/2 11.6 4.001 3.875

4-1/2 13.5 3.920 3.795

5 13 4.494 4.369

5 15 4.408 4.283

5-12 13 5.044 4.919

5-1/2 15.5 4.950 4.825

5-1/2 17 4.892 4.767

5-1/2 20 4.778 4.653

5-1/2 23 4.670 4.545

6-5/8 20 6.049 5.924

6-5/8 22 5.989 5.864

6-5/8 13 6.255 6.130

6-5/8 17 6.135 6.010

6-5/8 24 5.951 5.796

6-5/8 26 5.855 5.730

6-5/8 28 5.791 5.666

7 17 6.538 6.413

7 20 6.456 6.331

7 23 6.366 6.241

7 26 6.276 6.151

7 29 6.184 6.509


Tubería de Producción (Tipos)

La siguiente figura presenta los tipos de tubería: EUE y “Hydril”, las cuales son

utilizadas para realizar las operaciones inherentes a la completacion de pozos que

producen bajo el método artificial por bombeo mecánico. La diferencia principal

entre ambas, lo constituye el cuello o sistema de conexión entre tubo y tubo. La

sarta de tubería “Hydril” mantiene un diámetro externo uniforme en toda su

extensión; mientras que, en la EUE, los diámetros de los cuellos son mayores que

el cuerpo de la tubería.

Especificaciones de la Tubería de Producción

Diámetro Peso Diámetro

externo

Diámetro

interno

Diámetro

Externo Área

(Et) Constante

de elasticidad Longitud

API (plg) Lbs/pie Nominal (plg) Drift (plg) Drift (plg) Plg2 (plg/lbs/pie) Pie

2-3/8 4.7 2.375 1.995 3.063 1.304 0.307 20 o 30

2-7/8 6.5 2.875 2.441 3.668 1.802 0.221 20 o 30

3-1/2 9.3 3.5 2.992 4.5 2.59 0.154 20 o 30

4-1/2 12.75 4.5 3.958 5.563 3.601 0.111 20 o 30


Sarta de Cabillas: La sarta de cabillas conecta la bomba de fondo con la barra pulida. La función principal

es transmitir el movimiento oscilatorio de la barra pulida a la bomba. Esto

proporciona la potencia necesaria por la bomba para producir hidrocarburos. La

resistencia, vida útil y fuerzas fricciónales de la sarta de cabillas tiene un impacto

significativo en la economía de un pozo.

Para minimizar los costos y las cargas

tensiónales, la sarta de cabillas se diseña

usualmente de forma ahusada

(adelgazamiento en forma cilíndrica).

Diámetros mayores de cabillas son

colocados en el tope y más pequeños en

la base.


Sarta de Cabillas: La sarta de cabillas tiene un impacto mayor en el comportamiento del sistema. Afecta

las cargas en la barra pulida y la caja de engranaje, consumo de energía, torque en

la caja de engranaje, carrera de fondo, y frecuencia de fallas de las cabillas.

F K

R Y

11 51

7/ 8 R

F K

R Y

11 51

7/ 8 R


Cabillas API: De acuerdo al material de fabricación, existen tres tipos de clases de cabillas API: C, D

y K. La siguiente tabla., resume sus especificaciones.

Cabillas API. Especificaciones de Fabricación

CLASE API

C D K

Resistencia a la tensión mínima 90 115 85

Dureza, Brinell 185-235 235-285 175-235

Metalurgia AISI-1036 Carbón AISI 46XX

Carbón Aleación* Aleación*

*Níquel y Molibdeno.


Especificaciones de Fabricación:

Cuello (Diam. Exte.) Tamaño Tubería Min.

(Diam)

Diámetro

(pulg.)

Peso

(Lbs/pie)

Área

(pulg.)

Normal

(pulg.)

Especial

(pulg.)

Normal

(pulg.)

Especial

(pulg.)

1/2 0.726 0.1964 - 1.000 - 1.66

5/8 1.135 0.3068 1.500 1.250 2-1/16 1.99

3/4 1.634 0.4418 1.625 1.500 2-3/8 2-1/16

7/8 2.224 0.6013 1.813 1.625 2-7/8 2-3/8

1 2.904 0.7854 2.188 2.000 3-1/2 2-7/8

1-1/8 3.676 0.9940 2.375 - 3-1/2 -


Diseños de la sarta de cabilla:

COMBINACIONES DE CABILLAS

SEGÚN DIAMETRO DEL PISTON DE LA BOMBA

Diámetro

(pulg.)

¾” - 7/8” 7/8” – 1” ¾” - 7/8” – 1” 1” - 1-1/8” 7/8” – 1” – 1-1/8”

% 3/4 % 7/8 % 3/4 % 7/8 % 1 % 7/8 % 1

1 ½” 68.6 74.3 50.5 26.4 78.1 58.8 21.7

1 ¾” 65 71.9 44.9 29.5 76.5 54.9 23.7

2” 60.8 68.1 35.2 33 74.5 50.5 26

2 ¼” 56.1 66 30.8 36.5 72.4 45.4 28.7

2 ½” 50.8 62.5 22.5 41.3 69.7 39.8 31.7

2 ¾” 45 53.6 13.2 46.2 67.3 33.5 35

3 ¼” 31.6 49.7 61.2 19.2 42.6

3 ¾” 16 39.3 54 26 51.4

NOMENCLATURA DECOMBINACION DE SARTA PARA EL DISEÑO

66 ¾ 88 1 99 1-1/8

77 7/8 86 1 – 7/8 - ¾ 97 11/8 – 1 -7/8

76 7/8 – 3/4 87 1 – 7/8 98 1-1/8 - 1


Bombas de Subsuelo. Introducción

Las bombas de subsuelo son el medio común para aumentar la productividad de los

pozos bajando la presión fluyente. En lugar de bajar el gradiente de presión dentro de la

tubería como en el caso del gas lift, las bombas de subsuelo incrementan la presión en el

fondo de la tubería una cantidad suficiente para levantar la columna de fluido hasta la

superficie.

Dos tipos de bombas son usadas: Bombas de desplazamiento positivo, que incluyen

Bombeo Mecánico e hidráulico y bombas de desplazamiento dinámico de las cuales la

mas común es la electro sumergible.


Bombas de Subsuelo.

Diámetros y áreas del pistón y la Válvula Fija

Diámetro del pistón

(plg)

Área del pistón (plg) ID del Asiento de la

VF (plg)

Área de flujo del asiento de la

VF (lpg2)

1-1/16 0.887 0.500 0.196

1-1/4 1.227 0.578 0.262

1-1/2 1.767 0.656 0.338

1-5/8 2.074 0.656 0.338

1-3/4 2.405 0.844 0.559

1-25/32 2.490 - -

2 3.142 0.937 0.689

2-1/4 3.976 1.062 0.887

2-1/2 4.909 1.312 1.350

2-3/4 5.940 1.312 1.350

3-1/4 8.296 1.688 2.238

3-3/4 11.045 1.75 2.405

4-3/4 17.721 - -


Bombas de Subsuelo

La típica bomba por cabillas

de succión es un arreglo

embolo-cilindro. En la

terminología de campos

petroleros el embolo es

llamado pistón y el cilindro

se le conoce como barril de

la bomba.


Bombas de Subsuelo. Introducción.

En los sistemas de levantamiento

mecánico, una bomba de cualquier

configuración es necesaria para transferir

los fluidos desde la formación hasta la

superficie. Varios tipos de bombas son

usadas. Pero todas ellas tiene

componentes básicos. Los tipos de

bombas se distinguen entre ellas por la

forma como están ensamblados los

componentes y como funcionan estos.

Presión - Lpc

Pro

fun

did

ad -

pie

s

PERFIL DE PRESIONES FLUIDO INCOMPRESIBLE

¿POR QUE LA BOMBA? PRESION DE

FORMACION PRESION FONDO

DE POZO

PRESION ENTRADA

DE LA BOMBA - PIP

PRESION DE

DESCARGA

PRESION DE

CABEZAL - THP

SIN PRODUCCION


Bombas de Subsuelo (Componentes)

Indiferentemente del tipo, las bombas de subsuelo tienen los siguientes componentes

principales:

El pistón

El barril

La válvula viajera

Válvula fija

Mecanismo de Sello. Zapata


Bombas de Subsuelo

(Componentes)

El pistón

El pistón mueve el fluido desde el

fondo de la bomba hasta el tope.

Este movimiento puede ser causado

por el recorrido del pistón dentro del

barril o debido al movimiento del

barril alrededor del pistón. Estos se

clasifican en metálicos y no-

metálicos.



El barril

El barril es el componente de la bomba dentro del

cual el fluido proveniente del yacimiento fluye hacia

la superficie. El barril puede ser un componente

insertado dentro de la tubería o formar parte de esta.

Los barriles se diferencian principalmente por el tipo

y grosor del metal utilizado. Típicamente los barriles

viene en tres grosores: pared delgada, pared regular

y pared gruesa. El material de la pared puede ser en

varios grados de acero al carbono, acero inoxidable,

bronce y laminas de cromo.



Válvulas


Bombas de Subsuelo (Acción de las Válvulas)

CarreraAscendente

CarreraDescendente

Válvula Fija

BarrilDe la bomba

CarreraAscendente

CarreraDescendente

BarrilDe la bomba

Válvula Fija

Válvula

Viajera

CarreraAscendente

CarreraDescendente

Válvula Fija

BarrilDe la bomba

CarreraAscendente

CarreraDescendente

BarrilDe la bomba

Válvula Fija

Válvula

Viajera

Para un caso ideal de bomba llena y fluido

Incompresible, en la carrera ascendente la

válvula viajera cierra, La fija abre y el fluido

comienza a ser bombeado A través de la

tubería hasta la superficie. En la carrera

descendente, la válvula viajera Abre y la fija

cierra. Sin la acción de las válvulas, la

producción no seria posible.


Bombas de Subsuelo (Ciclo de Bombeo-Acción de Válvulas)


Bombas de Subsuelo (Designación API)


Bombas de Subsuelo (Tipos de Bomba)


PASOS PARA EL DISEÑO DE UNA INSTALACION DE BMC

1. Determinar, junto con el personal de Yacimientos: rata de producción (qt), gravedad

API, %ASA,

2. eficiencia volumétrica (Veff), sumergencia (FOP), presión de admisión (PIP)

3. y profundidad (PID) de la bomba.

Estimar la carrera neta del pistón (Sp) y la velocidad de bombeo (N) para calcular el

diámetro del pistón de la bomba (Dp) de acuerdo a:

Dp = 2.94 ( qt/(Sp*N*Veff))^.5

3. Con el Dp y la PID, escoger la sarta de cabillas, unidad de bombeo y tubería


Mecanismo de sello. Zapatas El sistema de anclaje de las bombas de subsuelo, a la tubería de producción, se

denomina zapata, la cual es un niple de asentamiento que se ajusta al anillo de

fricción o bronce de la bomba, formando un sello hermético entre el fluido retenido

y el pozo. La figura que se muestra en la siguiente página muestra los tipos de

anclaje o zapatas: Mecánica y de Fricción.

MECANICO

FRICCION

MECANICO

FRICCION

MECANICO

FRICCION

MECANICO

FRICCION


Mecanismo de sello. Zapatas

Las dos de la Izquierda son del tipo

Mecánico. Mientras la de la derecha

es del tipo copas.

Ambos tipos de zapata son

satisfactorias, pero si la temperatura

de fondo supera los 250°F (121ºC)

zapatas del tipo mecánico deben ser

usadas.


Anclas de Gas El ancla de gas trabaja forzando el fluido a

moverse hacia abajo antes de entrar a la

bomba, la mayor parte del gas se separa y

fluye hacia arriba entre el anular

revestidor-tubería. En pozos con

problemas de interferencia de gas la

entrada de la bomba debe moverse por

debajo de las perforaciones. Esto permitirá

la separación del gas que fluirá hacia

arriba antes que entrar dentro de la

bomba.

Liquido

Gas

Perforaciones

Revestidor

Liquido

Gas

Perforaciones

Revestidor

Tubería

Liquido

Gas

Perforaciones

Revestidor

Liquido

Gas

Perforaciones

Revestidor

Tubería


Anclas de Gas

Como se observa en la figura colocar la bomba

por debajo de las perforaciones (entrada de

fluido desde la formación), el anular revestidor-

tubería cumple la función de separador natural

tomando ventaja de la segregación

gravitacional.

En este segundo caso al situar la entrada de la

bomba por encima de las perforaciones gran

parte del gas fluye a través de la bomba

disminuyendo dramáticamente la eficiencia del

sistema. Es en estos casos donde el USO DEL

ANCLA DE GAS ES IMPERATIVO.

Bomba

Pozo

Perforaciones Liquido + gas

Liquido

Liquido + gas

Gas

Línea de Flujo

Ancla De Gas Natural. Entrada De La Bomba Debajo De Las Perforaciones.

Perf.

Bomba

Liquido + gas

Gas

Línea de Flujo

Entrada De La Bomba Encima De Las Perforaciones.


Anclas de Gas (Tipos)

Ancla de gas natural:

Los tipos de ancla de gas “Natural” se refieren

a colocar la bomba debajo de las

perforaciones y así permitir que el gas sea

bay paseado de la entrada de la bomba.

Esta es la más simple y la mejor manera

de minimizar la interferencia de gas.

Perforada

RevestidorTubería

Tubería

Perforada

RevestidorTubería

Perforada

RevestidorTubería

Tubería

Perforada

RevestidorTubería

Perforada

RevestidorTubería

Tubería

Perforada

RevestidorTubería

Perforada

RevestidorTubería

Tubería

Perforada

RevestidorTubería



Ancla de gas natural (Poorboy)



Anclas de gas tipo empacadura:

Este tipo de anclas de gas ofrecen un buen

resultado en la mayoría de las

aplicaciones. Este diseño usa una

empacadura y un tubo spill-over para

separar el gas del líquido. El líquido

producido fluye a través el spill-over

dentro del anular del revestidor. El gas

sube en el anular en cuanto el fluido fluye

hacia la entrada de la bomba. La longitud

del spill-over puede ser incrementada para

mejorar la eficiencia de separación de gas

en pozos con mucho gas.

Perforaciones

Revestidor

Liquido

Rebosadero

Empacadura

Perforaciones

Revestidor

Liquido

Rebosadero

Empacadura

Tubería

Perforaciones

Revestidor

Liquido

Rebosadero

Empacadura

Perforaciones

Revestidor

Liquido

Rebosadero

Empacadura

Tubería


Equipo Adicional de Bombeo

El sistema de separación de gas incluye el

niple perforado, el ancla de gas y tubo de

barro, y el tapón al final el tubo de barro

(tapón ciego). El tapón ciego y el niple

perforado aseguran que ninguna basura

(sucio, swab rubber, etc) entren en la

bomba. El tubo de barro esta conectado al

niple perforado y es la cámara que permite

que el gas se separe desde el liquido

antes de entrar a la bomba. El niple

perforado es donde el fluido entra a la

bomba.

Acople de

Tubo deBarro

Tapónciego

Niple

Perforado

Niple deAsentamiento

Revestidor

Sarta de Cabillas

Bomba

Acople de

Tubería

Tubo deBarro

Tapón

Ciego

Niple

Perforado


Revestidor

Sarta de Cabillas

Acople de

Tubería

Tubo de

Succión

Bomba

Acople de

Tubo deBarro

Tapónciego

Niple

Perforado


Revestidor

Sarta de Cabillas

Bomba

Acople de

Tubería

Tubo deBarro

Tapón

Ciego

Niple

Perforado


Revestidor

Sarta de Cabillas

Acople de

Tubería

Tubo de

Succión

Bomba


ESPECIFICACIONES DE LAS ANCLAS DE GAS

Donde puede instalarse Diámetro (pulg) Longitud

(pies)

Tubo de Succión

Tipo Casing (pulg.) Forro

(pulg.)

Copas Cuerpo Diámetro (pulg.) Longitud

(pies)

C-33 7 6-5/8 3.93 3-1/2 3 1 ½ 20

C-43 7 7 5.27 4-1/2 3 2 20

C-46 7 7 5.27 4-1/2 6 2 20

C-49 7 7 5.27 4-1/2 9 2 20

P-23 4-1/2 2-7/8 1 20

P-33 7 5 3-1/2 3 2 20

P-43 7 7 4-1/2 3 2 20

P-46 7 7 4-1/2 6 2 20

PK-21 7 2-7/8 16 1

PK-31 7 3-1/2 16 1 ½

R-410 7 4 6-5/8 2-3/8 20

R-510 8-5/8 5 2-3/8 20

N-23 5-1/2 2-3/8 20

N-27 5-1/2 2-7/8 20

N-31 6-5/8 3 ½ 20

C=Tipo Copas

P=Poor man

PK=Empacadura

N=Natural

PK=Gilbert

EJEMPLO:

C-43 (2x20)

Ancla de gas tipo copas, tubo de 4” de diámetro y 3 pies de longitud, tubo de succión de 2” y 20 pies de longitud.

CAPITULO 4. OPERACIÓN Y SERVICIO DE LA

UNIDAD DE BOMBEO

OPERACIÓN Y SERVICIO

Mantenimiento de la Unidad de Bombeo. El primer paso para mantener la unidad de bombeo es preparar un buen programa de

mantenimiento y seguirlo.

INSPECCION DIARIA La inspección diaria puede alargar la vida útil de

la Unidad localizando los problemas antes que los

daños ocurran. El operador del campo debe

escuchar cuidadosamente los sonidos de la

unidad en operación ya que estos pueden

decirnos mucho acerca de su condición. La

inspección debe también incluir la revisión de

fugas de aceite para lubricación, tanto como

inspección visual en el suelo en busca de

componentes sueltos como por ejemplo pernos,

tuercas o arandelas.


Mantenimiento de la Unidad de Bombeo.

INSPECCION SEMANAL Los pasos para una inspección semanal

incluyen:

• Ejecutar los pasos de la inspección diaria.

• Camine alrededor de la unidad de bombeo y

observar su operación.

• Deténgase en un buen punto de

observación para mirar el ensamblaje de las

partes durante un ciclo completo de bombeo,

este atento a movimientos inusuales,

vibraciones y sonidos atípicos.

• Revise que la línea blanca en el pin del

brazo pitman este correctamente alineado.



Una línea blanca debe pintarse en la superficie de la tuerca desde el pin de seguridad

hasta las manivelas. Se pintaran varias pulgadas en la manivela. Esta línea le permite al

operador reconocer cualquier cambio en la alineación de los componentes, incluso si las

manivelas están en movimiento. Durante la inspección diaria y luego el operador debe

anotar cualquier pequeño cambio que pueda indicar que la tuerca se esta aflojando.



INSPECCION MENSUAL

Los pasos de la inspección mensual

incluyen:

• Complete los pasos de la inspección

semanal.

• Revise el nivel de fluido en la caja de

engranaje y observe si existe evidencia de

fuga de fluidos.

• Lubrique el cojinete central, equalizer, y los

brazos Pitman.



NIVEL DE FLUIDO CAJA

LUBRIQUE EL COJINETE CENTRAL,

EQUALIZER, Y LOS BRAZOS

PITMAN.



INSPECCION TRIMESTRAL

O SEMESTRAL

La inspección trimestral o semestral es

especialmente importante. Algunas Unidades

de bombeo nuevas necesitan ser lubricadas

por completo cada seis meses. A medida que

la unidad se va desgastando los periodos de

lubricación deberán acortarse a cada cinco,

cuatro y hasta tres meses. Con algunas

unidades será necesario lubricar

mensualmente, con una especial atención al

mantenimiento entre cada lubricación. Parte

de este mantenimiento se ejecuta con la

unidad de bombeo en movimiento y otra

parte se ejecuta con la unidad detenida y

los frenos accionados.

OPERACIÓN Y SERVICIO Problemas en la Unidad de Bombeo

Problemas en la Caja de engranaje o los brazos Pitman.

1. Brazos Pitman se aflojen o suelten

2. Desgaste severo de los dientes de la caja de Engranaje.

PRECAUCIONES:

1. Revisar cuidadosamente la lubricación, limpieza, ajuste y apretado del pin una

ves realizado cambio de tiro.

2. Cuando se revise el nivel de aceite en la caja de engranaje, el operador debe

prestar especial atención a la presencia de hojuelas de metal en el aceite. Cuando

estos residuos metálicos son detectados, la tapa deberá removerse, la caja de

engranaje vaciada y limpiada, y nuevo aceite agregado.

3. Periódicamente la tapa de la caja de engranaje debe removerse para

asegurar que todos los cojinetes están recibiendo la cantidad apropiada de aceite y

que este tiene el nivel apropiado. De existir agua o sedimentos estos deben

removerse.


Inspección Caja de Engranaje (Semianual): Revise la condición de los dientes

del engranaje por desgaste anormal. Existen varias formas de fallas de los engranes. A

continuación se discutirán las mas comunes.

Marcas en los dientes son una

indicación de que el grosor de la

película de aceite es insuficiente para

las cargas impuestas. Estas marcas

son verticales desde el tope a la base

del diente.


Inspección Caja de Engranaje (Semianual):

“Picadura”, es un tipo de fatiga de la

superficie que ocurre cuando el limite de

endurecimiento de un material es

excedido. Se observan pequeñas

cavitaciones a lo largo del superficie del

diente. El tipo de picadura mostrado en la

figura anterior es usualmente ocasionada

por sobre torques. Continuas

sobrecargas podrían resultar en fallas

sobre los dientes del engrane.


Inspección Caja de Engranaje (Semianual):

Si el lubricante presenta alguna de las siguientes condiciones, el operador

deberá recomendar su reemplazo:

1. Un olor acido o a quemado podría indicar oxidación del aceite al punto de tener

que ser reemplazado.

2. Si se observa sedimento en la muestra tomada, el aceite de ser o reemplazado o

removido para filtrar el sedimento. El sedimento es encontrado en unidades de

engranes que no han revisado cambio de aceite por largo tiempo.

3. Si agua es encontrada en la muestra, el agua debe ser completamente drenada

por el sumidero. La presencia del agua en aceite usado puede detectarse

colocando una gota o dos en una superficie metálica calentada. Burbujeo o

salpique ocurrirá con presencia de agua en aceite tan bajas como 0.1%. Mas de

0.2% de agua en el aceite sugiere el cambio inmediato del aceite.


Algunos problemas ocasionados por Pobre Mantenimiento:

1. Pobre lubricación debido a bajo nivel de aceite.

2. Oxidación como resultado de agua en el aceite.

3. Inicio de dificultades debido a bajo nivel de aceite, viscosidad excesiva,

especialmente en climas fríos.

4. Pobre lubricación debido a sobre llenado de la caja de engranaje lo que genera

formación de espuma.

5. Acumulación de sedimentos debido a la mezcla de diferentes tipos de aceite,

aditivos incorrectos, o envejecimiento del aceite.

6. Pobre cubrimiento de la superficie de los engranes debido a que el aceite es

muy fino o se ha sobrecalentado.

7. Desgaste en los engranes debido a contaminantes tales como sucio y

brocados de metal en el aceite.

La mayoría de los problemas listados pueden remediarse con el vaciado,

lavado y cambio de aceite de la caja de engranaje.

OPERACIÓN Y SERVICIO Ajustes a la Unidad de Bombeo

Realizando Ajustes en la Unidad de Bombeo.

1. Cambiar el balanceo de las contrapesas.

2. Cambiar la longitud de la carrera.

3. Bajar o subir la sarta de cabillas para estimular problemas de bloqueo por gas o

fallas en la bomba (Golpe de bomba).

4. Realizar cambio como longitud de la correa, tamaño del motor, control

dinamometrito, etc.

La mayoría de estos cambios no son típicamente ejecutados por el operador del campo. Algunos

requieren de equipos especializados. La intención es brindarle al operador las nociones básicas y

procedimientos para la ejecución de estas tareas.


Cambiando la posición de las contrapesas

Las contrapesas son movidas hacia adentro o hacia fuera de la manivela tanto

como sea necesario para balancear las cargas de la unidad.

Cuando se balancean las cargas de las contrapesas en unidades con unidad

motriz eléctrica, un amperímetro deberá usarse para monitorear el amperaje en la

carrera descendente y ascendente.


Cambiando la posición de las contrapesas

Cuando las pesas son reposicionadas o removidas de la unidad de bombeo, el

balanceo de la unidad puede repentinamente cambiar con el peso de la sarta de

cabillas siendo aplicado al final de la viga viajera. Esto podría causar un repentino

vaivén de la manivela. Para prevenir esto, la mayoría de los procedimientos de

ajustes requieren que el freno sea encadenado.


Cambiando la longitud de la carrera. La longitud de la carrera en la mayoría de las unidades de bombeo es ajustable.

El brazo de la manivela generalmente tiene tres huecos en un patrón lineal o triangular,

de modo que moviendo los brazos a diferentes huecos cambiara la longitud de la

carrera en varias pulgadas.

Para cambiar la longitud en la manivela se procede generalmente de la

siguiente manera:

1. Para preparar la unidad para el cambio, mueva las contrapesas a una posición

ligeramente por debajo de la horizontal.


Cambiando la longitud de la carrera.

2. Coloque una grapa de barra pulida y apriete con fuerza. Luego de apretar

accione momentáneamente el motor para liberar las cargas del elevador y transferirlas

a la grapa.


Cambiando la longitud de la carrera.

3. Aplique el freno y encadénelo de modo que la unidad este seguro y no pueda

moverse.

4. Limpie y engrase el nuevo hueco, removiendo el oxido y la pintura.

5. Cambie el pin al nuevo hueco.

6. Apriete y ajuste las tuercas.

7. Engrase el hueco previamente usado para prevenir oxido.

8. Marque la tuerca de modo que cambios de posición pueden ser detectados.


Subiendo o bajando la sarta de cabillas. Espaciado.

Razones por las cuales las cabillas pueden subirse o bajarse.

1. Algunas bombas deben bajarse para romper bloqueo por gas.

2. Estimular la remoción de basura debajo de las bolas y el asiento.

Cuando las cabillas se bajan para golpear el fondo, en la carrera descendente la

bomba esta muy cercana al fondo y el conector superior del vástago golpea el conector

superior de la bomba. Esto envía una onda de choque a través de la bomba para

aflojar la obstrucción debajo del asiento y permite a la bomba iniciar nuevamente la

acción de bombeo.


Subiendo o bajando la sarta de cabillas. (Remoción de basura).

Representación esquemática de carácter instruccional. El golpe real ocurre entre el

Conector superior de la bomba y el vástago

Golpe de bomba

Onda de Choque


Procedimiento para bajar las cabillas.

1. Detenga la unidad con el cabezal abajo y aplique el freno.

2. Coloque la grapa de la barra pulida y apriete.

3. Suelte la grapa superior del elevador, súbala varias pulgadas y apriete

nuevamente.

4. Libere el freno suavemente para permitir transferir nuevamente las cargas a la

grapa del elevador.

5. Remueva la grapa inferior de la barra pulida.

6. Arranque la Unidad.

Este procedimiento bajara las cabillas, y la unidad debería quedar con un

golpe ligero al final de la carrera descendente.


Procedimiento para subir las cabillas.

1. Detenga la unidad con la manivela cercana a la posición de las 10 u 11 en

punto o lo que es lo mismo unos 15° antes de alcanzar el punto muerto

superior y coloque inmediatamente el freno.

2. Coloque las grapa de la barra pulida sobre el prensa estopa y apriete.

3. Suelte el freno.

4. Arranque la unidad de bombeo.

5. Rápidamente al alcanzar la unidad el punto muerto superior (12 en punto)

detenga la unidad y aplique los frenos.

6. Afloje la grapa superior del elevador de la unidad permitiendo que esta

ruede hasta descansar en el elevador. Luego apriete nuevamente la grapa

permanente.

7. Libere el freno y deja la unidad bombeando.


Prevención de Fallas Efecto de la grapa en fallas por fatiga de la barra pulida.

Grapa. Modelo de Fricción

Contacto

Grapa. Modelo Dentado.

Cuatro puntos de contacto Grapa. Modelo de Fricción

Contacto


Cuatro puntos de contacto

Calibre de la grapa

Mas pequeño que el

Diámetro externo de

La barra pulida

Calibre de la grapa

Igual al diámetro

externo de

La barra pulida

Grapa. Modelo de Fricción

Contacto


Cuatro puntos de contacto Grapa. Modelo de Fricción

Contacto


Cuatro puntos de contacto

Calibre de la grapa

Mas pequeño que el

Diámetro externo de

La barra pulida

Calibre de la grapa

Igual al diámetro

externo de

La barra pulida


Prevención de Fallas Efecto de la grapa en fallas por fatiga de la barra pulida.

Algunas consideraciones importantes:

1. Las grapas de Modelo dentado tienen concentraciones de tensión más bajas

que las grapas de fricción. Por lo tanto, las grapas dentadas son la mejor opción. Sin

embargo, incluso con grapas del modelo dentado, la barra pulida no puede tolerar

muchas más de 2° de flexión en el elevador.

1. Sobre apretar las grapas del modelo dentado no incrementan el factor de

concentración de esfuerzos. Sin embargo, como ya se menciono una buena

política es siempre seguir el procedimiento recomendado por el fabricante y no

aplicar a los pernos mas torque que el necesario para alcanzar el rango de

capacidad de la grapa.


Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas Mecanismos de Fallas

Fallas por Tensión. La carga se concentrará en un punto en la sarta de cabillas,

crea una apariencia de encuellado descendente en torno a la circunferencia de la

varilla y ocurre una fractura cuando se reduce la sección transversal. Este extraño

mecanismo de falla sólo ocurre cuando se aplica demasiada carga en la sarta de

cabillas, tal como al tratar de sacar una bomba atascada de su asentamiento.

Fallas por Fatiga. Las fallas de fatiga son progresivas y empiezan como grietas

pequeñas por esfuerzo que crecen bajo la acción de esfuerzos cíclicos.


Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas Mecanismos de Fallas

Los dos ejemplos a la derecha son fallas

por tensión. Una falla por tensión se

caracteriza por una reducción del diámetro

de la zona transversal en el punto de

fractura. Las fallas típicas por tensión

tienen mitades de fractura cónica. El

segundo ejemplo desde la derecha es

típico en aspecto para fallas por tensión.

Los ejemplos restantes son fallas por fatiga en: El ejemplo en el extremo izquierdo es una falla por

fatiga torsional de una bomba de cavidad progresiva. El segundo cuerpo de la varilla a la izquierda

es una falla por fatiga endurecida superficialmente. Una falla por fatiga en una varilla de bombeo

endurecida superficialmente generalmente presenta una pequeña parte de fatiga y un

desgarramiento grande por tensión. El tercer cuerpo de varilla desde la izquierda es típico en

aspecto para la mayoría de las fallas por fatiga. Las fallas típicas por fatiga tienen una parte de

fatiga, una parte de tensión y un desgarramiento por cizalladura final.


Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas Fallas de Diseño y Operación Las Figuras anexas son ejemplos de fallas

mecánicas inducidas operacionalmente y por diseño. El desgaste, la fatiga por flexión, fatiga por flexión unidireccional y fallas por fatiga de esfuerzo indican Cargas Compresivas de la varilla, pozos desviados, golpe de fluido, interferencia de gas, cabillas de bombeo bajo gran esfuerzo, tubería anclada incorrectamente, bombas golpeando el fondo, émbolos de bombas que se atascan, tubería desanclada o alguna combinación de los ya mencionados.


Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas Fallas de Diseño y Operación

La Figura es un ejemplo de golpeteo de acople a tubería.

El golpeteo de acoplador a tubería es el resultado de

contacto de ángulo extremadamente agresivo con la

tubería por la sarta de cabillas. Este contacto agresivo es

el resultado directo de golpe severo de fluido, tubería

desanclada (o anclada incorrectamente), atascamiento

de émbolos de bomba (o émbolos atascados), o

cualquier combinación de los mencionados.


Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas Fallas Mecánicas

El daño mecánico puede ser causado

por diseño inadecuado,

procedimientos incorrectos de

preservación y manejo,

procedimientos descuidados de

enrosque y desenrosque, prácticas

operativas desactualizadas o

cualquier combinación de estos

elementos. Las Figuras son un ejemplo de fallas de

fatiga por doblez. Por lo general, mientras

mayor sea la doblez en el cuerpo de la

varilla, más complicado será el aspecto en

las superficies de fracturas. La aplicación

de malos procedimientos de

preservación y manejo normalmente

ocasionan que se doblen las cabillas.


Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas Daños Superficiales

Se debe hacer todo lo posible para impedir

daños mecánicos superficiales a las cabillas de

bombeo, cabillas cortas y acoples. Los daños

superficiales aumentan los esfuerzos durante

las cargas aplicadas, con la potencialidad de

ocasionar fallas de la sarta de cabillas de

bombeo.


Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas Fallas Por Conexiones Causas:

Las fallas de pérdida de desplazamiento

pueden surgir de:

• Lubricación inadecuada

• Enrosque inadecuado

• Demasiada fuerza de apriete

• Desgaste de golpeteo de tubería o cualquier

combinación de estos elementos.

La Figura es un ejemplo de fallas de unión macho debido a una pérdida de desplazamiento. La

muestra a la derecha es típica en aspecto para una falla de pérdida de desplazamiento de la unión

macho. El enrosque insuficiente o la pérdida de apriete causó la separación de la cara del reborde de

la unión macho y la cara del reborde del acoplador. Cuando estas caras se separan, un movimiento

de flexión se agrega a la carga de tensión en la unión macho.


Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas Fallas Por Conexiones Esta Figura es otro ejemplo de dos tipos de

fallas de unión macho. La muestra a la

izquierda es típica en aspecto de una falla

debido a pérdida de desplazamiento. Sin

embargo, esta fractura de unión macho fue

ocasionada por las llaves hidráulicas para

cabillas durante el enrosque según

evidenciado por el desgarramiento por

tensión escalonado.

La muestra a la derecha es un ejemplo de

fuerza torsional excesiva en una unión

macho blanda.


Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas Fallas Por Conexiones

Este es un ejemplo de desfileteado de roscas

en la conexión de las cabillas de bombeo. El

desfileteado de roscas es un daño mecánico

a la varilla de bombeo y/o a las roscas de

acople. El desfileteado de roscas es el

resultado de roscas dañadas o contaminadas

que ocasionan que la interferencia entre las

roscas sea lo suficiente para desgarrar y

destrozar las superficies de las roscas.

OPERACIÓN Y SERVICIO Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas

Fallas Por Conexiones

Las fallas de cuadrado de llave son

extremadamente raras y ocurren con poca

frecuencia a menos que sea de un daño

mecánico, corrosión o defecto de fabricación. El

ejemplo a la izquierda es una falla de cuadrante

de llave debido a daño mecánico severo. Una

retención suelta o descuidada en las llaves

hidráulicas para cabillas ha redondeado la

esquina cuadrada de llave. El ejemplo a la

derecha es una falla de cuadrado de llave debida

a un defecto de fabricación. La falla comenzó en

la marca de estampa del troquel y es un

ejemplo de falla de profundidad de estampa de

troquel excesiva. Las marcas de estampa de los

dados pueden convertirse en entalladuras que

sirven como elevadores de esfuerzo si la

profundidad del estampado por troquel durante el

proceso de forjado, no es controlado y mantenido

dentro de las pautas de la Especificación API 11B,

Tolerancias Admisibles.

OPERACIÓN Y SERVICIO Prevención de Fallas. Sarta de Cabillas

Fallas Por Conexiones

Este es un ejemplo del daño que ocurre como

resultado de apretar demasiado y severamente la

conexión de las cabillas de bombeo. El ejemplo

ilustrado es un acople apretado demasiado que se

ha abombado o combado cerca de la cara de

contacto.

Ejemplo de grietas de impacto en acoples. No se

debe permitir la práctica de “calentar” o martillar

sobre acoples para aflojarlos. Este ejemplo muestra

cómo el daño de impacto a un acople Clase T

ocasiona grietas de fatiga por esfuerzo entorno los

puntos de impacto y corrosión localizada acelerada.

Martillar sobre acoples Clase SM ocasiona grietas

de fatiga por esfuerzo en la superficie dura de

rociado y resulta en una falla de acoples debido a

fatiga por esfuerzo/corrosión..

OPERACIÓN Y SERVICIO DE LA

UNIDAD DE BOMBEO Procedimiento de Arranque, Operación y Parada de pozo por Bombeo Mecánico.

OPERACIÓN Y SERVICIO Procedimiento de Arranque, Operación y Parada de pozo por Bombeo Mecánico.

A continuación se describen los procedimientos operacionales

para el arranque, operación y parada de instalaciones y

equipos de superficie asociados al bombeo mecánico,

diferenciándolos de acuerdo al tipo de unidades de bombeo

disponibles.


Procedimientos para Unidades de Bombeo Convencional

Unitorque

Arranque

Para efectuar el arranque de un pozo de bombeo mecánico, en condiciones

eficientes y seguras, se deben cumplir las siguientes etapas:

Condiciones y Verificaciones Previas

Inspeccionar detalladamente las condiciones generales del pozo (lago o tierra).


Condiciones y Verificaciones Previas (Pozo)

Inspeccionar detalladamente las condiciones

generales del pozo (lago o tierra).


Estado Físico

En el Lago: Plataforma del pozo, tipo, atracadero, defensas, cacholas,

escalera, pisos, barandas, grúa, identificación y contaminación ambiental.

En Tierra: Vía de acceso, localización, fosas, anclajes (muertos), quemador,

protección y cercas, identificación y contaminación ambiental.

Equipos y Accesorios: Cabezal del pozo (estado de válvulas, instalación del

revestidor, línea de flujo y de diluente, donde aplique y filtraciones). Unidad de

bombeo (barra pulida conectada, correas completas y en posición, freno en

buena posición y aplicado, nivel de aceite en la caja de engranaje). Motor de

Combustión interna (nivel de agua, aceite del motor y lubricador, suministro de

combustible); si es motor eléctrico (alimentación eléctrica conectada, panel

eléctrico completo y buenas condiciones, interruptor principal en posición

“OFF”).

Elaborar reportes de las condiciones observadas y de las acciones tomadas.


Condiciones y Verificaciones Previas (Estación)


Condiciones y Verificaciones Previas (En la Estación)

1. Inspeccionar en forma general las condiciones operacionales de la estación;

verificando los estados y funcionamiento de los equipos; controles de

seguridad y ambientales:

• El estado de las válvulas de los múltiples correspondientes al pozo

(producción general, petróleo limpio, petróleo sucio, prueba y diluente, donde

aplique).

• Abrir la válvula del múltiple de producción, y del múltiple de diluentes donde

aplique asegurándose que el resto de las válvulas estén cerradas.

• Presión del separador de producción general.

• Calentadores.

• Nivel de crudo en los tanques.

• Bombas en operación y en reserva.

• Ausencia de condiciones inseguras para el personal, equipos, instalaciones y

terceros.

• Ausencia de fuentes de contaminación ambiental.

2.- Elaborar reporte de las condiciones observadas y las acciones tomadas.


Apertura del Pozo

Para la apertura del pozo es importante cumplir el

procedimiento, practicas operacionales, recomendaciones y

aspectos de seguridad y ambiente establecidos por cada filial,

en función del tipo de instalación. Las actividades que deben

seguirse son:


1. Disponer y utilizar las herramientas adecuadas para realizar operaciones

eficientes y seguras.

2. Disponer e instalar los instrumentos de medición adecuados para cada

rango de trabajo. Abrir lentamente la válvula de conexión para que queden

en servicio los instrumentos que indiquen sus registros, registrador de

presión (manómetro) y de temperatura (termómetro).

3.- Abrir lentamente las válvulas del cabezal y de la línea de flujo.

4.- Abrir lentamente la válvula de la conexión Revestidor – Tubería para dejar

el pozo abierto a la línea de producción o abierto a la línea de venteo

según el caso. Abrir lentamente la válvula de la línea diluente y circularlo

hasta obtener retorno a la superficie por la tubería anular.

5.- Soltar el freno lentamente.


6. Activar el sistema eléctrico. Activar el interruptor principal en posición “ON”

(encendido), colocar el selector de arranque en posición automático y

esperar un minuto hasta que el temporizador se active y arranque el motor

eléctrico, de esta manera quedara en servicio la unidad. Si después del

lapso comprendido no se energiza el motor, pasar el selector de arranque

de la posición “Automático” a la posición “Manual”, para producir así el

arranque del motor.


7.- Si la unidad tiene instalado un motor a combustión; se procede de la

siguiente manera:

• Dirigirse al motor de combustión y realizar las conexiones de suministro

de aire comprimido en el arranque del mismo. Encender el compresor de

aire para energizar el motor a combustión. Apagar y desconectar el

compresor de aire ajustando el sistema a combustión hasta normalizar su

funcionamiento.

• Realizar las conexiones de suministro de corriente (banco de batería).

Para energizar el motor de combustión, desconectar el banco de batería y

ajustar el sistema a combustión del motor hasta normalizar el

funcionamiento.

8.- Inspeccionar todos los componentes del sistema para detectar condiciones

de funcionamiento y aplicar acciones correctivas.

9.- Elaborar reporte de las condiciones observadas durante el arranque.


Puesta en Operación

En esta etapa el operador de producción tiene como

responsabilidad revisar las condiciones de funcionamiento del

sistema, detectar la presencia de fallas y realizar acciones

preventivas y/o correctivas que garanticen la continuidad

operacional.


1.- Verificar condiciones de operación del pozo, considerando lo siguiente:

Acción de bombeo.

• Presiones de: cabezal, línea de flujo, revestidor y la línea diluente, donde

aplique.

• Revisión del cabezal, barra pulida, prensa-estopa, estructura de la unidad, caja

de engranaje, motor, correas, sistemas eléctricos, posición de las válvulas, línea de

flujo, línea de diluente (donde aplique), condiciones ambientales, etc.

• Recopilar y reportar información sobre mediciones (presión y temperatura,

voltaje, amperaje).

2.- Determinar condiciones de funcionamiento de los componentes del sistema de

bombeo mecánico.


3.- Determinar las condiciones de funcionamiento de los componentes del

sistema, si opera adecuadamente, elaborar reporte de las condiciones observadas, si

por el contrario presenta mal funcionamiento, detectar la causa que lo origina, (incluye

causas de mal funcionamiento observables a simple vista o con una interpretación de

acuerdo a la exigencia del cargo).

4.- Aplicar acciones correctivas fallas si están a su alcance; en caso contrario

cerrar el pozo y/o reportar las mismas.

5.- Elaborar reporte de todas las acciones realizadas.


Parada

Los criterios de cierre de estos pozos son similares a los otros

métodos con las consideraciones de la existencia de la unidad

de bombeo, sus mecanismos de funcionamiento e

instrumentación de medición. Los pasos a seguir para el cierre

de pozos por bombeo mecánico se mencionan a continuación:


1.- Colocar el selector de arranque del panel de eléctrico en posición “OFF”

(parado).

2.- Desactivar el interruptor principal, colocándolo en la posición “OFF”

(parado).

3.- Frenar la unidad de bombeo, preferiblemente en una posición tal que la

barra pulida quede dentro del pozo (final del recorrido descendente).

4.- Instalar grampa en la barra pulida por encima del prensa-estopa.

5.- Cerrar lentamente las válvulas del cabezal del pozo, de la línea de flujo y

válvula de petróleo diluente y del revestidor, en los casos donde aplique.


6.- Desahogar presión e instrumentos de medición de presión y recuperar el

termómetro donde aplique.

7.- Colocar etiqueta de indicación de cierre y especificar causa.

8.- Cerrar la válvula del pozo en el múltiple de producción de la estación.

9.- Elaborar y colocar nota con la causa del cierre del pozo.

10.- Realizar reporte de las acciones tomadas.

CAPITULO 5. MOTORES

MOTORES Unidad Motriz - Función

La función de la unidad motriz es suministrar la potencia que el sistema de

bombeo necesita. La unidad motriz afecta el consumo de energía y las

cargas de la caja de engranaje. Los hp del motor dependen de la

profundidad, nivel de fluido, velocidad de bombeo y balanceo de la unidad

MOTORES Motores Nema D

Los motores eléctricos para bombas de cabillas

son principalmente motores de inducción de tres

fases. NEMA D (Nacional Electrical Manufacturers

Association) clasifica los motores según el

deslizamiento y las características de torque

durante el arranque.

MOTORES Motores de Alto Deslizamiento.

Variaciones de velocidad altas del motor

reducen el torque neto en la caja de engranaje.

Por ejemplo, en la carrera ascendente donde la

barra pulida soporta las mayores cargas, el motor

desacelera. Debido a esta reducción de velocidad,

la inercia de los contrapesos (resistencia al

cambio en velocidad) ayuda a reducir el torque de

la caja de engranaje liberando energía kinetica

almacenada. Esto también reduce las cargas

picos en la barra pulida reduciendo la aceleración

de la barra pulida. En la carrera descendente la

unidad acelera resultando en cargas mínimas

sobre la barra pulida.

MOTORES Nema D vs. Motores Alto Deslizamiento

La siguiente figura es un ejemplo de

diferencias en las forma de las cartas

dinagraficas entre un motor NEMA D

con una variación de velocidad del 8%

y un motor de ALTO DESLIZAMIENTO

con una variación de velocidad del

35%.

MOTORES Nema D vs. Motores Alto Deslizamiento

MOTOR NEMA D. 60 HP

%. E

ficie

ncia

Torque del Motor. MLbs-pulg

MOTORES Motores a Gas


Existen dos tipos de motores a gas.

Motores de baja velocidad con uno o dos

cilindros, y motores multicilindros de alta

velocidad. Motores de baja velocidad tienen

velocidades de 700 rpm o menores y alto

torque. Motores multicilindros pueden tener

altas variaciones de velocidad (hasta un

35%) mas que motores de baja velocidad.

Motores de gas típicamente queman

gas rentado.

Son generalmente más baratos que

operar motores eléctricos.

Los costos de capital y el

mantenimiento son usualmente más altos

que para motores eléctricos.

Motores a gas son primordialmente

utilizados en locaciones remotas sin

disponibilidad de electricidad.

MOTORES Seguridad Eléctrica

Hábitos del Buen Operador

Tener un buen par de guantes aislantes para usar

cuando se manipulen componentes eléctricos. Nunca

deben usarse para otros propósitos y deben mantenerse

limpios.

Aislar el sistema de electricidad antes de ejecutar

cualquier servicio.

Aprender la manera correcta de ejecutar los trabajos

eléctricos.

No tome riesgos.

Sacar de servicio la electricidad de ser necesario.

MOTORES Seguridad Eléctrica-Previniendo Shock Eléctrico-Corto Circuito

Seguridad en la puesta a tierra de la Unidad

Un sistema de tierra debe ser instalado en todo sistema eléctrico para protección

del personal.

Recomendaciones:

Evitar conectar la grapa al cabezal (en los niples de 2” pulgadas). Pruebas han

mostrado que tener un cable de tierra (generalmente guaya de aluminio) conectado

al cabezal puede causar corrosión galvanica que lleva a corrosión en la tubería,

revestidor e incluso cabillas.

Utilizar una cabilla enterrada cerca del panel de control para servir de tierra.

Se recomienda utilizar el mismo electrodo de tierra (cobre) para las tres

conexiones (Balancín, motor, panel de control), con el propósito de mantener todos los

dispositivos con el mismo potencial.


Seguridad en la puesta a tierra de la Unidad

El mejor método para prevenir un shock eléctrico en el evento de un corto

circuito es chequear los componentes eléctrico para asegurarse que el sistema de

tierra esta intacto.

Cuando se realiza un trabajo en pozo es casi seguro que la línea de tierra sea

removida y no colocada nuevamente al momento de finalizar la actividad. También ser

rota por los trabajadores caminando alrededor del cabezal. Esta grapa debe ser

revisada por el operador al menos cada seis meses.


Puesta a Tierra del motor Puesta a Tierra del arrancador

CAPITULO 6. MEDICIONES DE CAMPO

Celda de Carga. Dinamómetro T1

MEDICIONES DE CAMPO Equipos de Medición

Las condiciones de funcionamiento de los equipos de fondo y superficie en el

método de levantamiento por bombeo mecánico pueden ser detectadas o

inferidas mediante parámetros medibles en forma directa o indirecta a través

de ciertos equipos de medición: manómetros, termómetros, dinamómetros,

equipos acústicos (sonolog, echometer, etc.).


Manómetro

Es un instrumento utilizado para medir directamente la presión de trabajo de

una tubería, sistema o equipo. Se consigue en escalas de diferentes rangos,

de acuerdo con el valor de la presión de trabajo que se espera medir.

Los números en la escala

Indican presión en lbs/pulg2.

“Cuadro” donde se coloca

la llave ajustable para conectar o desconectar el manómetro.

Los números en la escala

Indican presión en lbs/pulg2.

“Cuadro” donde se coloca

la llave ajustable para conectar o desconectar el manómetro.


Termómetro

Es un instrumento que permite determinar por contacto directo la

temperatura del fluido y/o ambiente en una tubería, sistema o equipos, en

grados °F y/o °C.


Separador de Prueba. (Obtención de

la tasa de producción).

Tasa de producción de líquido

(Definición): Es el volumen de petróleo

y agua que el pozo produce en un día y

viene expresado en barriles por día.

El separador de prueba es un equipo

que se utiliza para separar la fase

gaseosa de la liquida y que

adicionalmente puede ser utilizado para

medir la cantidad de liquido que produce

un pozo. Este equipo consta de dos

cámaras: una superior donde se efectúa

la separación del gas crudo y otra

inferior donde se mide el fluido.

TUBO DE

VENTEO

DESCARGA

DE GAS

ENTRADA DE

FLUIDO

VALV. DE

SEGURIDAD

CAMARA DE

SEPARACION

FLOTADOR A

CAMARA DE MEDIDOR

FLOTADOR B

DESCARGA DE CRUDO

TUBO DE

VENTEO

DESCARGA

DE GAS

ENTRADA DE

FLUIDO

VALV. DE

SEGURIDAD

CAMARA DE

SEPARACION

FLOTADOR A

CAMARA DE MEDIDOR

FLOTADOR B

DESCARGA DE CRUDO


Cada ciclo se denomina

“Golpe” y en cada uno de

ellos se desplaza una cantidad

de crudo que depende del

diámetro interno del separador

y de la distancia entre los

flotadores. El número de

golpes se registra en un

contador conectado al flotador

superior o mediante

registradores gráficos en

pulgadas de agua.

Golpe


Aforo de Tanques. (Obtención de la tasa de producción).

El método de aforo de tanques consiste en medir la variación del nivel de

líquido en un tanque de prueba, en el tiempo de duración de la prueba. Este

es un método común en estaciones de flujo donde no se cuenta con las

facilidades de separadores de prueba.

Precaución: La medición de tasa de producción

utilizando un tanque de medida requiere de

estricta supervisión por parte del operador.

Descuido en las operaciones podrán traducirse

en derrames indeseables de crudo.

MEDICIONES DE CAMPO Equipos de Medición Paso Aforo Directo Aforo Indirecto

Definición Consiste en bajar una cinta de

medir con plomada al interior del

tanque hasta que la punta de la

plomada toque el fondo del tanque,

para medir el espacio o distancia

entre la superficie del líquido o

producto y el fondo del tanque (9).

Consiste en medir el espacio vació

entre la superficie del liquido,

producto y el punto de referencia

(8).

Ilustración

Leyenda 1. Punto de Referencia 2. Cinta de Aforo 3. Boca de aforo. 4. Pared del tanque 5. Corte de nivel en la cinta

6. Nivel del producto 7. Corte nivel en la plomada 8. Espacio muerto 9. Espacio con el producto 10. Plomada de aforo directo 11. Plancha de referencia

MEDICIONES DE CAMPO Mediciones Analógicas

Dinamómetro Convencional (LEUTERT)

Es un instrumento que se utiliza para medir directamente las cargas de fluido

que soporta la barra pulida en función del desplazamiento del embolo de la

bomba. Estas cargas se registran sobre una tarjeta describiendo una curva

cerrada denominada diagrama o carta dinagrafica.



Espaciadores

Cada unidad de bombeo que se estudie debe estar equipada con un juego de

espaciadores en la barra pulida sobre la barra portadora entre las dos guayas. Una

vez fijados, los espaciadores quedan como un elemento permanente para la bomba y

proveen la ventaja única para estudiar la bomba instantáneamente con el LEUTERT

DYN 77.

ESPACIADORESPACIADOR



Resultados:

Prueba de bomba completa, incluyendo chequeo de válvulas y efecto de

contrabalance. La línea base: Esencial para la lectura al instante de la carga real.

Para los cuatro resortes existen escalas de lectura correspondientes.

Válvula Viajera

Válvula Fija

Efecto de Contrabalance

Reporte Fecha:

Línea Base

Válvula Viajera

Válvula Fija

Efecto de Contrabalance

Reporte Fecha:

Línea Base


Dinamómetro Convencional (LEUTERT) Líneas de Carga

Procedimiento de campo empleado para determinar la integridad de las válvulas de la

bomba de subsuelo. En el caso de la válvula viajera es una medida cualitativa de la

perdida de carga vs. tiempo al detener la unidad en la carrera ascendente. En el caso

de la válvula fija es una medida indirecta del incremento de cargas al final de la

carrera descendente, lo que significa que las cargas han sido transferidas a la válvula

viajera como consecuencia de sello ineficiente de la válvula fija.


Prueba de Presión (PP).

Es una descripción grafica (cuando se utilizan disco de medidas) de las variaciones

de presión en el sistema tubería-conexiones superficiales del pozo, en función del

tiempo.

Propósito: Verificar hermeticidad de los equipos de subsuelo y superficie;

especialmente, tubería de producción y válvula de retención (cheque).

CABEZAL

PRENSA ESTOPA

PRIMERA VALVULA 4”

TOMA PARA REGISTRADOR

DE TEMPERATURA

4” Ø

SEGUNDA

VALVULA 4”VALVULA TOMA

MUESTRA ½”

BARRA PULIDA

VALV. DE

RETENCION

(CHEQUE)

CONEXIÓN

REVESTIDOR/TUBERIA

CONEXIÓN

PARA MECHERO

VALVULA 2”

2” Ø

2” Ø 2” Ø VALV. PARA

SONOLOG

REVESTIDOR

DE PRODUCCION

VALV. 2”

VALV. 2” Ø

VISTA EXTERIOR VISTA INTERIOR

LENGUETA



Procedimiento:

1. Se instala un manómetro de 1000 lpc en la válvula de ½” del toma muestra.

2. Se registra la presión del pozo durante el ciclo de bombeo THP (siglas en ingles

para tubing head pressure / presión en el cabezal de tubería).

3. Con el pozo aun bombeando se procede a cerrar la segunda válvula de 4” y la

válvula de 2” ubicada entre el cheque y la cruceta.

4. Este bloqueo producirá una acumulación de presión en el sistema. Es práctica

esperar hasta alcanzar las 500 lpc. Se detiene la unidad y se espera por espacio

de 5 min. El mantenimiento de presión indica buena hermeticidad en los

componentes de subsuelo (bomba-tubería).

5. Por ultimo se abre la válvula de 2”. Si la presión permanece estable el cheque

esta operando apropiadamente. De lo contrario si la presión cae instantáneamente

la válvula de retención (cheque) esta dañada, permitiendo el retorno de fluido al

pozo, a través de la conexión eductor-revestidor.

MEDICIONES DE CAMPO Mediciones Analógicas Registro Sonico. (Sonolog)

Es un material impreso que registra el nivel de fluido mediante reflexiones sonoras

en el espacio anular revestidor-tubería de producción. El objetivo de este registro

es determinar, con la mayor exactitud posible, el nivel de fluido estático o

dinámico en los pozos de petróleo.


Registro Sonico. (Sonolog)

Todas las deflexiones que originan los cuellos de la tubería de producción, pueden

ser contadas, utilizando un espaciador. El procedimiento consiste en hacer

coincidir diez tubos.

DISPARO

REGISTRO SONICO REGISTRO SONICO

BOTELLA

NIVEL DE FLUIDO

REGISTRO DE ALTA FRECUENCIA

ESPACIADOR

DEFLECCIONES CUELLOS

DE TUBERIA

DISPARO


BOTELLA

NIVEL DE FLUIDO


ESPACIADOR


DE TUBERIA

DISPARO


BOTELLA

NIVEL DE FLUIDO


ESPACIADOR


DE TUBERIA

DISPARO


BOTELLA

NIVEL DE FLUIDO


ESPACIADOR


DE TUBERIA

DISPARO


BOTELLA

NIVEL DE FLUIDO


ESPACIADOR


DE TUBERIA

DISPARO


BOTELLA

NIVEL DE FLUIDO


ESPACIADOR


DE TUBERIA


Registro Sonico. (Sonolog). Determinación del Nivel

Para calcular el nivel de fluido es necesario disponer de la longitud promedio/tubo

(completación del pozo). La siguiente ecuación puede ser utilizada.

Donde:

L = Longitud promedio de tubos, pies/tubo.

VF = Profundidad de la bomba de subsuelo, pies.

NT = Número de tubos hasta la bomba.

El nivel de fluido (NF) será:

El valor de N representa la cantidad de deflexiones o tubos donde se encuentran NF,

obtenido con el espaciador.

NT

VFL

NLNF

MEDICIONES DE CAMPO Mediciones Digitales

CARTAS DINAGRAFICAS


CARTAS DINAGRAFICAS. Instrumentos de Medición de Cargas.

PRT. Polished Rod Transducer

Celda de carga. 50K Lbs. Celda de carga. 30K Lbs.


CARTAS DINAGRAFICAS. Instrumentos de Medición de Cargas.

Dinamómetro Electrónico T1


CARTAS DINAGRAFICAS


Bombas de Subsuelo (Ciclo de Bombeo)

CarreraAscendente

Punto A

CarreraAscendente

Punto B

CarreraDescendente

Punto C

CarreraDescendente

Punto D

Ca

rga

Base de La Carrera

Tope de La Carrera

CarreraAscendente

Punto A

CarreraAscendente

Punto B

CarreraDescendente

Punto C

CarreraDescendente

Punto D

Ca

rga

Base de La

Carrera

Tope de La

Carrera

Posición

CarreraAscendente

Punto A

CarreraAscendente

Punto B

CarreraDescendente

Punto C

CarreraDescendente

Punto D

Ca

rga

Base de La Carrera

Tope de La Carrera

CarreraAscendente

Punto A

CarreraAscendente

Punto B

CarreraDescendente

Punto C

CarreraDescendente

Punto D

Ca

rga

Base de La

Carrera

Tope de La

Carrera

Posición


Bombas de Subsuelo (Ciclo de Bombeo)


Dinamómetro Electrónico

Xdiag- Suite de Aplicaciones Theta


Dinamómetro Electrónico vs. Carta Analógica (LEUTERT)

Interrogantes:

• ¿Conoce la Eficiencia del sistema?

• ¿Conoce el desplazamiento efectivo del pistón?

• ¿Existen sobrecargas en la caja de engranaje, Cabillas, Estructura?

• ¿Conoce la eficiencia de la bomba?.

• ¿Existe fugas en las válvulas, escurrimiento pistón-barril, etc?. LA CARTA ANALOGICA NO RESPONDE NINGUNA DE ESTAS INTERROGANTES O NO DE LA MEJOR

MANERA.

HA SIDO Y SEGUIRA SIENDO SIN DUDA UNA HERRAMIENTA FUNDAMENTAL DE ANALISIS

CUALITATIVO DE LA OPERACIÓN DE LA BOMBA, SIN EMBARGO, CAMPOS CON FRECUENCIA ALTA DE

FALLAS EN LOS COMPONENTES SUBSUELO-SUPERFICIE DEBEN INTEGRAR A SUS PROCESOS

EQUIPOS DE DIAGNOSTICO DIGITAL COMO RESPUESTA A LAS INTERROGANTES ARRIBA

EXPUESTAS.


Diagnostico del sistema de bombeo usando cartas dinagraficas

Procedimiento de diagnostico del método de bombeo mecánico

Existen condiciones de operación normal o anormales bajo las cuales puede estar

operando un sistema de levantamiento por bombeo mecánico. Estas condiciones son

las siguientes:

• Normales.

• Anormales.

Normal Anormal

Ausencia de filtraciones a nivel

del cabezal, línea de flujo,

conexiones, caja de engranaje,

sistema de lubricación, sistemas

de aire comprimido.

Ausencia de ruidos anormales de

los componentes de algunos

equipos en movimiento.

Presiones de todos los sistemas

de fluido (producción, gas, aire,

combustible, lubricante) en rango

de operaciones establecidas.

Filtraciones a nivel del cabezal,

línea de flujo, conexiones, caja

de engranaje, sistema de

lubricación, sistema de aire

comprimido, etc.

Posición de válvulas en el

cabezal del pozo, en condiciones

no adecuadas; fuga en válvulas.

Ruidos anormales de los

componentes en movimiento

(roce de metales, fallas de

lubricación).

Presiones y temperatura de

cualquier sistema de fluido fuera

de rangos de operaciones

establecidos.

Diagnostico y Corrección de Fallas.

Existen varios indicadores que pueden emplearse en el diagnostico de los posibles

problemas asociados al sistema de bombeo del pozo o al equipo de superficie. Entre

estos indicadores se encuentran:

La historia del pozo y el comportamiento del equipo.

Un análisis representativo de las condiciones del pozo.

Cartas Dinagraficas.√

Niveles de fluido y otros.


INTERPRETACION DE CARTAS

Las cartas dinagraficas permiten identificar la condición de operación del sistema de

bombeo mecánico. No solo el estado de la bomba y sus componentes sino también

las cargas y esfuerzos transmitidos por la sarta de cabillas al equipo de superficie.

Algunas de las Condiciones Típicas de Operación son las siguientes:

1. Interferencia por gas

2. Golpe de Fluido

3. Fuga en Válvula Viajera

4. Fuga en Válvula Fija

5. Tubería Desanclada

6. Mal funcionamiento del ancla de tubería

7. Golpe de Bomba

8. Barril doblado – pistón atascado

9. Barril Dañado


FALLAS TIPICAS


INTERFERENCIA DE GAS

FALLAS TIPICAS


BLOQUEO POR GAS

FALLAS TIPICAS. Equipos especiales. VALVULA DART


Al incrementar el área sobre la cual el fluido actúa en la carrera

descendente se incrementan las fuerzas hasta seis veces la existente

dentro de la bomba. Debido a este incremento la válvula Dartt es capaz

de levantar la bola del asiento bien temprano en la carrera descendente

y mantenerla abierta durante todo el recorrido.

FALLAS TIPICAS. Equipos especiales. VALVULA HIVAC


Vista interior de válvulas de 2-1/4 de pulgadas sin las bolas. Estas jaulas podrían

ajustarse a bombas RW (pared delgada) además de 1-1/2” y 1-3/4” RH (Pared gruesa).

Geometría interna Helicoidal. Imparte movimiento circular incrementando así el tiempo

de caída de las partículas. Esto se traduce en menos desgaste entre el barril y el pistón,

así como incremento en la vida de las válvulas.

Capacidad de flujo sobresaliente. Grandes incrementos en la capacidad de

producción. – Mejor llenado de la bomba resultando en eficiencia de bombeo mas altas.

– Reducción o eliminación del golpe de fluido, esto incrementa la vida del equipo. –

Incrementa la velocidad de caída del pistón en crudos viscosos.

La mas Alta Capacidad de compresión. Disminuye o elimina el bloqueo por gas.

FALLAS TIPICAS. Equipos especiales. VALVULA HIVAC


FALLAS TIPICAS. Equipos especiales. PISTON LOC-NO


FALLAS TIPICAS. Equipos especiales. PANACEA


Fig. 1 Representa una bomba

bloqueada por gas con la herramienta

Panacea instalada.

Fig. 2 Muestra algo de gas siendo

atrapado entre el pistón y la

herramienta.

Fig. 3 Muestra el gas saliendo sobre el

pistón y su reemplazo con fluido.

Fig. 4 Muestra el fluido siendo atrapado

entre el pistón y la herramienta en la

carrera ascendente.

Fig. 5 Muestra el fluido cayendo dentro

de la cámara entre las válvulas y su

reemplazo por gas. Este intercambio de

fluido por gas y gas por fluido

eventualmente romperá el bloqueo por

gas.

FALLAS TIPICAS. Equipos especiales.

PETROVALVE GAS BREAKER


FALLAS TIPICAS. Equipos especiales. PETROVALVE PLUS


FALLAS TIPICAS


GOLPE DE FLUIDO

FALLAS TIPICAS


FUGA EN VALVULA VIAJERA

FALLAS TIPICAS


FUGA EN VALVULA

VIAJERA

FALLAS TIPICAS


FUGA EN VALVULA FIJA

FALLAS TIPICAS


FUGA EN VALVULA

FIJA

FALLAS TIPICAS


TUBERIA DESANCLADA.

FALLAS TIPICAS


MAL FUNCIONAMIENTO

DEL ANCLA DE TUBERIA

FALLAS TIPICAS


GOLPE DE BOMBA

FALLAS TIPICAS


BARRIL DE LA BOMBA

DOBLADO-ATASCADO

FALLAS TIPICAS


BARRIL DE LA BOMBA

DAÑADO

FALLAS TIPICAS


ALTA ASCELERACION DE

FLUIDO


Dinamómetro Electrónico. Prueba de Válvulas

Detenga la Unidad

En la Carrera

AscendenteViajeraViajera

Hacia

el Dinam

Detenga la Unidad

En la Carrera

AscendenteViajera

Prueba de Válvula

Viajera

Hacia

el Dinamómetro

Detenga la Unidad

En la Carrera

AscendenteViajeraViajera

Hacia

el Dinam

Detenga la Unidad

En la Carrera

AscendenteViajera

Prueba de Válvula

Viajera

Hacia

el Dinamómetro

Chequeo de las cargas en la válvula viajera:

Para realizar la prueba de válvula viajera, siga

los siguientes pasos:

1. Tenga listo el dinamómetro para el

chequeo de válvulas de acuerdo a las

instrucciones del fabricante, para registrar

las cargas vs. tiempo.

2. Arranque la unidad y déjela realizar varios

ciclos completos, durante al menos dos o

tres emboladas para asegurar una acción

apropiada de bombeo.

3. Detenga la unidad en la carrera

ascendente. Aplique el freno tan

suavemente como sea posible y deje la

unidad detenida entre 5 y 10 segundos.

4. Repita los pasos 2 y 3 cerca de una o dos

veces mas. Intente detener la unidad en

diferentes posiciones de la carrera

ascendente para obtener resultados más

precisos.



Si la válvula fija esta fugando

entonces la presión en el barril de la

bomba podría caer y la válvula viajera

podría recoger las cagas de fluido.

Esto haría que las cargas sobre la

barra pulida se incrementen. La tasa

de incremento de la carga depende

de la severidad de la fuga de la

válvula fija.

Detenga la Unidad

En la Carrera

Descendente

Prueba de Válvula

Fija

Prueba de Válvula

Fija

Hacia

Detenga la Unidad

En la Carrera

Descendente

Prueba de Válvula

Fija

Prueba de VálvulaFija

Hacia

el Dinamómetro

Detenga la Unidad

En la Carrera

Descendente

Prueba de Válvula

Fija

Prueba de Válvula

Fija

Hacia

Detenga la Unidad

En la Carrera

Descendente

Prueba de Válvula

Fija

Prueba de VálvulaFija

Hacia

el Dinamómetro



(a) Chequeo de V álvula Viajera y Fija para bomba en buenas condiciones

(b) Fuga en V

VV VV

VF VF

VVVF

VVVF

VVVF

VVVF

TIEMPO (seg)

CA

RG

A (

lbs

)

(a) Chequeo de Válvula Viajera y Fija para bomba en buenas condiciones

(b) Fuga en Válvula o Pistón

VV VV

VF VF

VVVF

VVVF

VVVF

VVVF

TIEMPO (seg)

CA

RG

A (

lbs

)

(c) Fuga en Válvula Fija

(a) Chequeo de V álvula Viajera y Fija para bomba en buenas condiciones

(b) Fuga en V

VV VV

VF VF

VVVF

VVVF

VVVF

VVVF

TIEMPO (seg)

CA

RG

A (

lbs

)

(a) Chequeo de Válvula Viajera y Fija para bomba en buenas condiciones

(b) Fuga en Válvula o Pistón

VV VV

VF VF

VVVF

VVVF

VVVF

VVVF

TIEMPO (seg)

CA

RG

A (

lbs

)

(c) Fuga en Válvula Fija



Prueba de Válvulas. Well Analyzer. Echometer

Ejemplo de Aplicaciones



Prueba de Válvulas. Dynostar



MOMENTO MAXIMO DE CONTRABALANCE. M

El Máximo momento de contrabalance puede obtenerse por igual midiendo en el

campo el EFECTO de CONTRABALANCE o calculándolo a partir de la data de la

manivela y las contrapesas.

¿Por qué Medir el Máximo Momento de Contrabalance?

)()( senoMBCBPFTTnetoDonde:

FT. Factor de Torque. Plg. (Suministrado por el fabricante).

CBP: Cargas en la barra pulida, Lbs. (Carta dinagrafica)

B: Desbalance estrcutural. Lbs. (Suministrado por el fabricante)

M: Máximo Momento de Contrabalance. Plg-lbs

: Angulo de la manivela. Grados

: Angulo de compensación de la manivela. Grados


MOMENTO MAXIMO DE CONTRABALANCE. M

Tneto=0Tneto=0 TransductorTransductor

Celda de

Carga

Celda de

Carga

CBETneto=0Tneto=0 TransductorTransductor

Celda de

Carga

Celda de

Carga


Celda de

Carga

Celda de

Carga


Celda de

Carga

Celda de

Carga

CBE


Dinamómetro Electrónico. Efecto de Contrabalance

El efecto de contrabalanceó es usado para calcular el torque en la caja de engranaje.

Es una medida indirecta del torque impuesto en la caja por la manivela y las

contrapesas de la unidad.



Procedimiento para medir en campo el efecto de contrabalanceo.

1. Detener la Unidad con la manivela tan cerca como sea posible a 90° o 270°.

2. Luego con el freno liberado, grabar las cargas en la barra pulida a esa posición.

Debe anotarse el ángulo correspondiente del brazo de las contrapesas. Para

unidades convencionales, El ángulo del brazo de las contrapesas es medido en el

sentido horario de la agujas del reloj a partir de la posición de las 12 en punto con

el pozo a la derecha. Para unidades Mark II (Clase III), se mide en sentido

antihorario a partir de las 6 en punto con el pozo a la derecha.



CBE Carrera Ascendente

Posición de la barra pulida (pulgadas)

Ca

rga

s e

n l

a b

arr

a p

uli

da

(lb

s)

Punto del Efecto de Contrabalance (CBE)

CBE Carrera Ascendente

Si la unidad es “Pesas Pesadas” o “Cabillas Pesadas” entonces la manivela no se

detendrá cerca de la posición de las 12 o 6 en punto. En tales casos, para grabar el

efecto de contrabalanceo debe encadenarse la unidad si es “pesas pesadas” o apoyar la

grapa en el prensa estopa si es “Cabillas Pesadas”.



Ejemplo de Medición de

Efecto de

Contrabalancee usando

el TWM de Echometer.


CBE. Well Analyzer. Echometer


Medición de Amperaje

El gráfico de amperaje es una herramienta útil para determinar el balanceo de la

unidad y el amperaje trazado por el motor. Es especialmente útil cuando se

analizan unidades viejas sin data disponible de manivela y contrapesas por lo que

data de momento máximo de contrabalance no estaría disponible.



Desbalanceada

Balanceada

Posición Barra Pulida


Am

pe

raje

Am

pe

raje

Carrera Ascendente

Carrera Descendente

Carrera Ascendente

Carrera Descendente

Desbalanceada

Balanceada



Am

pe

raje

Am

pe

raje

Carrera Ascendente

Carrera Descendente

Carrera Ascendente

Carrera Descendente

Desbalanceada

Balanceada



Am

pe

raje

Am

pe

raje

Carrera Ascendente

Carrera Descendente

Carrera Ascendente

Carrera Descendente

Desbalanceada

Balanceada



Am

pe

raje

Am

pe

raje

Carrera Ascendente

Carrera Descendente

Carrera Ascendente

Carrera Descendente



CABILLAS

PESADAS

CONTRAPESAS

PESADAS

CORREGIDO EL MOMENTO

DE CONTRABALANCE

BALANCEADO

TO

RQ

UE

O P

OT

EN

CIA

CABILLAS

PESADAS

CONTRAPESAS

PESADAS


DE CONTRABALANCE

DESBALANCE MECANICO / ELECTRICO BALANCEADO

TO

RQ

UE

O P

OT

EN

CIA

UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEOUN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO

CABILLAS

PESADAS

CONTRAPESAS

PESADAS


DE CONTRABALANCE

BALANCEADO

TO

RQ

UE

O P

OT

EN

CIA

CABILLAS

PESADAS

CONTRAPESAS

PESADAS


DE CONTRABALANCE

DESBALANCE MECANICO / ELECTRICO BALANCEADO

TO

RQ

UE

O P

OT

EN

CIA

UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEOUN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO



Medición de Amperaje. Well Analyzer. Echometer


Nivel de Fluido

Un pulso acústico es generado desde la superficie del pozo. Este pulso viaja a

través del gas y va reflejando los cambios en el área seccional del anular

Revestidor-Tubería incluyendo cuellos de tubería, liners, nivel de fluido, etc.

01

23

45

60

12

34

56

Nivel de Fluido

01

23

45

60

12

34

56


Generación de Pulso (Explosión)

PISTOLA

A GAS

EXPLOSION

DESCARGA DE GAS DENTRO DEL POZO

PISTOLA

A GAS

EXPLOSION

DESCARGA DE GAS DENTRO DEL POZO

1. Utiliza suministro de gas externo para generar el pulso acústico

2. El volumen de la cámara de la pistola es cargado a una presión que exceda la

presión del pozo.

3. Este método de generación mantiene la cámara limpia y resulta en menor

mantenimiento.


PISTOLA

A GAS

IMPLOSION

REMOSION DE GAS DESDE EL POZO

PISTOLA

A GAS

IMPLOSION

REMOSION DE GAS DESDE EL POZO

Generación de Pulso (Implosión)

1. No es necesario el suministro de gas externo.

2. La presión del casing deberá ser mayor a los 200 lpc

3. Utiliza la presión del pozo para generar el pulso

4. Implosión fuerza la entrada de arena, humedad y otras partículas a la cámara de la

pistola.

5. Se necesita mayor mantenimiento incluyendo reemplazado frecuente “O” rings.


Generación de Pulso (Implosión)

5000 lpc 15000 lpc PISTOLA

COMPACTA PISTOLA

AUTOMATICA

1500 LPC

Conexiones en el cabezal:

1. Generador de pulso Acústico

2. Mientras mayor sea el

volumen, mejor.

3. Micrófono

4. Medidor de presión opcional.

Dentro de los generadores de pulso acústico se

incluyen:

1. Fulminantes de dinamita.

2. Cartuchos calibre 45.

3. Cartuchos de pólvora negra.

4. Pulso de gas comprimido


Micrófono de Cristal

1. Convierten la presión en Voltaje

2. Un incremento en la presión resulta en una

potencia de salida de voltaje positivo.

3. Un decrecimiento en la presión resulta en una

potencia de salida de voltaje negativo.

4. El micrófono de cristal es sensible y frágil.


Generación de Pulso (Onda de Viaje)

PROPAGACION DE LA ONDA EN AGUA

DISTURBIO EN EL AGUA

OBSTRUCCION

COMPLETA

AGUA


Generación de Pulso (Onda de Viaje)

Cuellos

Tubería

Nivel de Liquido

Disparo BANG!!!

Pulso de Compresión

Pulso de Implosión Ecos en el Pozo

1. Cambios en el área seccional

causa ondas de sonido que se

reflejan de regreso al

micrófono.

2. El reflejo inicial es el del

disparo.

3. Una serie de pequeños reflejos

indican los cuellos de la

tubería.

4. Los impulsos de baja

frecuencia detectan el nivel de

fluido.


Relación de Tiempo a Profundidad

CUELLOS

REVESTIDOR

TUBERIA

NIVEL DE

FLUIDO

WELL ANALYZER

DISPARO

PRESION

DEL

REVESTIDOR

RASTRO ACUSTICO

1. La profundidad desde la pistola

hasta cualquier anormalidad en el

anular del revestidor es

directamente proporcional al

tiempo, RTTT, para que el pulso

acústico viaje desde la pistola

hacia el revestidor hasta la

anomalía y se refleje de vuelta al

micrófono.

2. El micrófono instalado en la

pistola de gas detecta la

detonación del disparo y refleja el

sonido de los cuellos, liners,

perforaciones, nivel de liquido,

además de otras obstrucciones

en el espacio anular.

3. La data acústica es adquirida

para un predeterminado numero

de segundos, basado en la

profundidad de la formación.

MEDICIONES DE CAMPO Mediciones Digitales Generación de Pulso (Onda de Viaje)

SUMINISTRO DE GAS

CONECCION DEL CABEZAL

LAS ONDAS DE ALTA FRECUENCIA SON ATENUADAS

MAS RAPIDAMENTE QUE LAS ONDAS DE BAJA

FRECUENCIA. PERO, TODAS VIAJAN A LA MISMA

VELOCIDAD.

EL RETORNO DE LA FRECUENCIA DE LA SEÑAL

DEPENDERA DE LA PROFUNDIDAD DEL POZO

MIENTRAS MAS PROFUNDO SEA EL POZO, MAYOR SERA

EL PORCENTAJE DE FRECUENCIA DE BAJO NIVEL

DETECTADO

ESTO ES ESENCIALMENTE VERDAD EN POZOS DE BAJA

PRESIÓN

Frecuencia de la Señal

La Frecuencia del contenido

de la señal acústica reflejada

varia:

1. Dependiendo de las

características del pulso

inicial.

2. Presión en el gas.

3. Distancia viajada

4. Tipos de cambio en el área

seccional.


POZO NORMAL – DIRECCION DEL PULSO


LINER – DIRECCION DEL PULSO


LINER – DIRECCION DEL PULSO

Pulso reflejado: Disparo.

Pulso reflejado: Botella. Tub 3-1/2” x 2-7/8”

Pulso reflejado: Colgador del Forro.

Pulso reflejado: Nivel de Liquido.


EJEMPLO DE CÓMO EL TWM MUESTRA EL PULSO REFLEJADO

Pulso Acústico Inicial: Causado por la explosión de gas comprimido dentro del anular del revestidor, esta explosión

forma una Onda de viaje compresiva.

Pulso Reflejado: Causado

por una disminución en el

área seccional. Se muestra

como un pico descendente en

el trazo acústico. Nivel de

Liquido.


por una disminución en el

área seccional. Se muestra

como un pico descendente en

el trazo acústico. Colgador

del Forro.


por un incremento en el área

seccional. Se muestra como

un pico ascendente en el

trazo acústico. Botella. Tub

3-1/2” x 2-7/8”


SIN CUELLOS O DENTRO DE LA TUBERIA

MARCADORES EN SEGUNDOSMARCADORES EN SEGUNDOS

2

VTD

D= DISTANCIA HASTA EL NIVELDE LIQUIDO (PIES)

T= TIEMPO HASTA EL NIVEL DE LIQUIDO (SEGUNDOS)

V=VELOCIDAD DE LA SEÑAL (PIES/SEGUNDO)


VELOCIDAD ACUSTICA / GRAVEDAD ESPECIFICA DEL GAS


SIN CUELLOS O DENTRO DE LA TUBERIA

MARCADORES EN SEGUNDOSMARCADORES EN SEGUNDOS

piessegpiessegVT

D 640.102

/112019

2

T= 19 SEGUNDOS

V=1120 PIES/SEGUNDOS

MEDICIONES DE CAMPO Mediciones Digitales Conectando al Pozo

MEJOR DISPARO LA DISTANCIA DEL

MICROFONO HASTA EL

REVESTIDOR DEBE SER

MENOR A 5 PIES (≈1.5 mts)

MICROFONO


Well Analyzer Portátil. Echometer

GRACIAS POR SU ATENCION

86533068 bombeo mecanico para ingenieros

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