bombeo hidraulico jet

BOMBEO HIDRAULICO BOMBEO HIDRAULICO TIPO JETTIPO JET

URIEL FERNANDO URIEL FERNANDO FERREIRA MIGUEL ANGEL FERREIRA MIGUEL ANGEL

MEDINAMEDINA

UISUIS BOMBEO HIDRAULICO TIPO JETBOMBEO HIDRAULICO TIPO JET

BOMBEOBOMBEO HIDRAULIICOHIDRAULIICO

• DEFINICION DE BOMBEO DEFINICION DE BOMBEO HIDRAULICO.HIDRAULICO.

• CARACTERISTICAS. CARACTERISTICAS.

• TIPOS DE BOMBEO HIDRAULICO.TIPOS DE BOMBEO HIDRAULICO.

• ELEMENTOS ELEMENTOS EE INSTALACIONES DEL BOMBEO HIDRA INSTALACIONES DEL BOMBEO HIDRAULICO JETULICO JET

• DISEÑO DE EQUIPOS.DISEÑO DE EQUIPOS.


CARACTERISTICASCARACTERISTICASDEL BOMBEO DEL BOMBEO HIDRAULICOHIDRAULICO

• No requiere varillas o cables para la No requiere varillas o cables para la transmisión de energía.transmisión de energía.

• La bomba jet se puede instalar o retirar La bomba jet se puede instalar o retirar hidráulicamente o wireline.hidráulicamente o wireline.

• Los fluidos producidos pueden ser usados Los fluidos producidos pueden ser usados como fluido matriz.como fluido matriz.


TIPOS DE BOMBEO TIPOS DE BOMBEO HIDRAULICOHIDRAULICO

• RECIPROCANTE.RECIPROCANTE.

• JET.JET.


BOMBEO HIDRAULICO BOMBEO HIDRAULICO TIPO JETTIPO JET

• DEFINICION.DEFINICION.

• CARACTERISTICAS.CARACTERISTICAS.

• VENTAJAS.VENTAJAS.

• DESVENTAJAS.DESVENTAJAS.


CARACTERISTICASCARACTERISTICAS

• Se puede utilizar para profundidades Se puede utilizar para profundidades entre 1000 y 18000 pies, con tasas de entre 1000 y 18000 pies, con tasas de producción de 100 a 10000 BFPD.producción de 100 a 10000 BFPD.

• La energia potencial del fluido motriz, La energia potencial del fluido motriz, se convierte en energia cinetica.se convierte en energia cinetica.

• Usualmente las presiones de operación Usualmente las presiones de operación varian entre 2000 y 4000 psi.varian entre 2000 y 4000 psi.


VENTAJASVENTAJAS

• No tiene partes moviles.No tiene partes moviles.

• Se puede utilizar un pozos desviados.Se puede utilizar un pozos desviados.

• Permite levantar crudos pesados.Permite levantar crudos pesados.

• Puede operar a diferentes tasas de Puede operar a diferentes tasas de producción.producción.

• Se puede calentar el fluido motriz.Se puede calentar el fluido motriz.

• Se pueden inyectar quimicos al pozo.Se pueden inyectar quimicos al pozo.


DESVENTAJASDESVENTAJAS

• Requiere de altas potencias (HP).Requiere de altas potencias (HP).

• Cuando hay bajas presiones a la Cuando hay bajas presiones a la entrada de la bomba, esta tiende a la entrada de la bomba, esta tiende a la cavitación.cavitación.

• El fluido motriz requiere limpieza El fluido motriz requiere limpieza cuando se utilizan los fluidos de la cuando se utilizan los fluidos de la formación.formación.

ELEMENTOS ELEMENTOS EE INSTALACIONES INSTALACIONES DEL DEL

BOMBEO HIDRAULICO JETBOMBEO HIDRAULICO JET

1. 1. INSTALACIONES DE SUPERFICIEINSTALACIONES DE SUPERFICIE

2. 2. INSTALACIONES DE SUBSUELO Y COINSTALACIONES DE SUBSUELO Y CONFIGURACIONESNFIGURACIONES

3. 3. TIPOS DE BOMBAS JETTIPOS DE BOMBAS JET

4. 4. EL FLUIDO MOTRIZEL FLUIDO MOTRIZ


Bomba de circulación

Bomba de fondo

Bomba triplex o múltiplex

Válvula maestra de cabeza de pozo

Ensamblaje de fondo

Tanque de recolección

ELEMENTOS E INSTALACIONES


1. INSTALACIONES DE 1. INSTALACIONES DE SUPERFICIESUPERFICIE

• TANQUE DE TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE ALMACENAMIENTO DE FLUIDO MOTRIZFLUIDO MOTRIZ

• MAQUINA MOTRIZMAQUINA MOTRIZ• BOMBA DE SUPERFICIEBOMBA DE SUPERFICIE• LINEAS DE CONDUCCION LINEAS DE CONDUCCION

DEL FLUIDO MOTRIZ EN DEL FLUIDO MOTRIZ EN SUPERFICIESUPERFICIE

• ESTACION DE CONTROL ESTACION DE CONTROL DE INYECCION O MULTIPLE DE INYECCION O MULTIPLE DE DISTRIBUCIONDE DISTRIBUCION

• CABEZA DE POZO, CABEZA DE POZO, VALVULAS Y SISTEMA DE VALVULAS Y SISTEMA DE SEGURIDADSEGURIDAD


2. INSTALACIONES DE 2. INSTALACIONES DE SUBSUELO Y SUBSUELO Y

CONFIGURACIONESCONFIGURACIONES• BOMBAS FIJASBOMBAS FIJAS

-FIJA INSERTADA-FIJA INSERTADA

-FIJA A CASING-FIJA A CASING

• BOMBAS LIBRESBOMBAS LIBRES

-LIBRE PARALELA-LIBRE PARALELA

-LIBRE DE REVESTIMIENTO-LIBRE DE REVESTIMIENTO


Fluido de producción

Fija a casing

Fluido motriz

Fluido de formación

Fija Insertada

BOMBAS FIJAS


Fluido de Formación

Fluido Motriz

Fluido de producción

Libreparalela

Libre derevestimiento

BOMBAS LIBRES


3. TIPOS DE BOMBAS JET3. TIPOS DE BOMBAS JET

Los componentes de trabajo de la Los componentes de trabajo de la bomba jet, boquilla, garganta y bomba jet, boquilla, garganta y difusor, están ensamblados en difusor, están ensamblados en variedad de configuraciones y variedad de configuraciones y materiales para adecuarse a los materiales para adecuarse a los requerimientos de producción y diseño requerimientos de producción y diseño de fondo de pozo. de fondo de pozo.


BOMBA TIPO JET DE SELLO BOMBA TIPO JET DE SELLO SENCILLO ESTANDARSENCILLO ESTANDAR


BOMBAS BOMBAS TIPO JETTIPO JETDE ALTO DE ALTO VOLUMENVOLUMENY DE Y DE MANGOMANGO DESLIZANTE DESLIZANTE

Tubing

Ensamblaje de fondo

Bomba Jet libre

Boquilla

Garganta

Difusor

Válvula recuperable

Empaque

Casing

Nariz del Empaque

Ensamblaje de fondo

Válvula de retención igualadora


BOMBA TIPO JET DE CILINDRO BOMBA TIPO JET DE CILINDRO FIJOFIJO Casing

Tubing

Coiled ó tubo macarroni

Asiento de la bomba

Empaque

Casing

Coiled


BOMBA TIPO JET DE “COILED BOMBA TIPO JET DE “COILED TUBING”TUBING” Coiled o tubo

convencional

Cavidad de la bomba

Bomba Jet libre1 1/4 “

Válvula

Empaque


4. EL FLUIDO MOTRIZ4. EL FLUIDO MOTRIZ

• ACEITE CRUDOACEITE CRUDO

-PARAMETROS DE CONTROL SOBRE -PARAMETROS DE CONTROL SOBRE CURDOCURDO

• AGUAAGUA


Pozos Manifold

Bomba desuperficie

Tanques

Tanque defluido motríz

Bota de gas

Tratador separadores


DISEÑO DE EQUIPOSDISEÑO DE EQUIPOS

• CONCEPTOS FUNDAMENTALES.CONCEPTOS FUNDAMENTALES.

• SELECCIÓN DE BOQUILLAS Y SELECCIÓN DE BOQUILLAS Y GARGANTAS.GARGANTAS.

• EJEMPLO.EJEMPLO.


Q2

P2

G2

Q1

P1

G1

PwhPs

Tubing del fluido de inyección

Tubing de Retorno de fluido producido y fluido de inyección

P3 Q3 G3

Pwf

Casing


CONCEPTOS CONCEPTOS FUNDAMENTALESFUNDAMENTALES

BoquillaP1, Q1

P3, Q3 Garganta

DifusorP2, Q2


CONCEPTOS CONCEPTOS FUNDAMENTALESFUNDAMENTALES• Area adimensional Area adimensional

• Tasa de flujo adimensional Tasa de flujo adimensional

• Cabeza adimensional Cabeza adimensional

t

j

A

AR

1

3

QQ

M

21

32

PPPP

H


CONCEPTOS CONCEPTOS FUNDAMENTALESFUNDAMENTALES• Eficiencia Eficiencia

• CavitaciónCavitación

• PIPPIP

HMp *

331

3

)(*35.1*

1*)0724.1(

PPPP

RR

Mc

1

2

11113 *

*5.1214*

jAq

FGhPsP


CAVITACIONCAVITACION

BoquillaP1, Q1

P3, Q3 Garganta

DifusorP2, Q2


Como seleccionar las boquillas Como seleccionar las boquillas y las gargantasy las gargantas

Evaluar H, y de Evaluar H, y de las las curvascurvas determinar M y determinar M y Eficiencia para la Eficiencia para la relación (R) más relación (R) más eficienteeficiente..

Calcular el área Calcular el área de boquilla de boquilla necesaria, Aj.necesaria, Aj.

fm

jPP

QA

31

1

5.1214


CURVAS DE DESEMPEÑO CURVAS DE DESEMPEÑO ADIMENSIONALADIMENSIONAL

H

EDCBA

A

B

C

D

E

M

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

A B C D E

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2

Efic

R= 0.410

R= 0.328 R= 0.262 R= 0.210 R= 0.168


TABLA PARA ESCOGER EL TIPO TABLA PARA ESCOGER EL TIPO DE BOQUILLA Y GARGANTADE BOQUILLA Y GARGANTA


EJEMPLOEJEMPLO

Seleccionar la bomba hidráulica jet Seleccionar la bomba hidráulica jet apropiada, determinando: apropiada, determinando:

• el tamaño de la toberael tamaño de la tobera

• la presión de operación en la superficiela presión de operación en la superficie

• el gasto del fluido motriz el gasto del fluido motriz

• la potencia hidráulicala potencia hidráulica


DADOS LOS SIGUIENTES DADOS LOS SIGUIENTES DATOS:DATOS:

• Diámetro de tubería de producción: 2 3/8”Diámetro de tubería de producción: 2 3/8”

• Diámetro de tubería de revestimiento: 7”Diámetro de tubería de revestimiento: 7”

• Profundidad de la bomba: 7600 piesProfundidad de la bomba: 7600 pies

• Presión de separación: 80lb/pgPresión de separación: 80lb/pg22

• Presión en la línea de descarga: 80lb/pgPresión en la línea de descarga: 80lb/pg22

• Presión de fondo estática (PPresión de fondo estática (Pwsws): 1500 lb/pg): 1500 lb/pg2 2 lb/pglb/pg22

• Índice de productividad constante: 0.2(bl/dia)/(lb/pgÍndice de productividad constante: 0.2(bl/dia)/(lb/pg22))

• Densidad del aceite: 41ºAPIDensidad del aceite: 41ºAPI

• Temperatura en la cabeza del pozo: 110 ºFTemperatura en la cabeza del pozo: 110 ºF

• Temperatura de fondo: 167 ºFTemperatura de fondo: 167 ºF

• Producción de agua: 0.0%Producción de agua: 0.0%

• Relación gas-aceite: 300 piesRelación gas-aceite: 300 pies33/bl/bl

• Producción deseada: 200bl/diaProducción deseada: 200bl/dia


Q2

P2

F2

G2

Q1

P1

F1

G1

PwhPs

Tubería de inyección

Tubería de retorno de fluido producido y fluido de inyección

P3 Q3 H3

Pwf

Casing


DESARROLLO:DESARROLLO:

Lo primero es considerar la relación gas-Lo primero es considerar la relación gas-aceite igual a cero.aceite igual a cero.

Tener en cuenta los parámetros de Tener en cuenta los parámetros de bomba Kbomba Kjj= 0.15= 0.15

IIcc= 1.35 = 1.35

Encuentro la Encuentro la viscosidadviscosidad por la gravedad por la gravedad API y y la temperatura de fondo.API y y la temperatura de fondo.


Es aproximadamente de 2 Es aproximadamente de 2 cs.cs.


Para bombear este pozo no se usa mas de Para bombear este pozo no se usa mas de 500 a 600 bl/dia de fluido motriz. Para los 500 a 600 bl/dia de fluido motriz. Para los cálculos iniciales se puede despreciar las cálculos iniciales se puede despreciar las perdidas por fricción.perdidas por fricción.

1.1. Determinar H considerando Ps: Determinar H considerando Ps: 4000lb/pg4000lb/pg22(supuesto).(supuesto). Si el crudo es Si el crudo es de 41ºAPI la gravedad especifica es :de 41ºAPI la gravedad especifica es :

8203.0415.131

5.41

º5.131

5.141

API


De la tabla 3.1 encuentro el De la tabla 3.1 encuentro el gradiente con los datos gradiente con los datos anteriores…anteriores…


El resultado del El resultado del gradientegradiente es: es: 0.355lb/pg0.355lb/pg22/pie./pie.G=0.355G=0.355

P1= 7600 pies * 0.355lb/pgP1= 7600 pies * 0.355lb/pg22/pie +Ps/pie +Ps

P1= 7600 pies * 0.355lb/pgP1= 7600 pies * 0.355lb/pg22/pie /pie +4000lb/pg+4000lb/pg22

P1= 6698lb/pgP1= 6698lb/pg22

Ahora encuentro P3.Ahora encuentro P3.

P3=P3=

222 500

)//()/(2.0

200/1500

pg

lb

pglbdiabldiabl

pglb


Encuentro P2.Encuentro P2.

22 80355.0*76002pg

lb

piepg

lbpiesP


2. Determinar la relación 2. Determinar la relación mas mas eficienteeficiente con el valor de con el valor de H calculado.H calculado.

581.027786698

5002778

21

32

PP

PPH


H

EDCBA

A

B

C

D

E

M

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

A B C D E

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2

Efic

R= 0.410

R= 0.328

R= 0.262

R= 0.210

R= 0.168


Solamente las relaciones A y B pueden Solamente las relaciones A y B pueden bombear para un H=0.581 o mayor.bombear para un H=0.581 o mayor.

Elegimos la relación A por su eficiencia mas Elegimos la relación A por su eficiencia mas alta.alta.

3. 3. Determino Determino MM que es igual a 0.370. que es igual a 0.370.

4. 4. Determino q1 y el tamaño de tobera.Determino q1 y el tamaño de tobera.

q1=q3/M q1=200/0.370=541 bl/diaq1=q3/M q1=200/0.370=541 bl/dia

31

1

5.1214PP

qAj


De la De la siguiente tabla siguiente tabla se se obtubo que el valor calculado obtubo que el valor calculado equivale a las toberas numero equivale a las toberas numero 2 y 3 pero la seleccionada es 2 y 3 pero la seleccionada es la numero 3la numero 3

00540.0

8203.05006698

5.1214

541

jA


Calculando Calculando

540.0

8203.05002778

)00579.0(5.1214

200

R

32

5.1214

3

PPA

q

j

R


De la siguiente figura De la siguiente figura depuramos los datos de M y Hdepuramos los datos de M y H

M= 0.335M= 0.335 para = 0.540 para = 0.540

Y Y H= 0.615H= 0.615 para M = 0.335 para M = 0.335

De la ecuación De la ecuación

R

P

3)1(21

1 PHPH

P


Ps=P1- 7600 pies * 0.355lb/pgPs=P1- 7600 pies * 0.355lb/pg22/pie /pie

Ps=3784lb/pgPs=3784lb/pg2 (depreciando fricción)2 (depreciando fricción)

y de esta maneray de esta manera

q1=q3/M q1=200/0.335=597 q1=q3/M q1=200/0.335=597 lb/dialb/dia

2

6482500)615.1(2778615.0

11

pg

lbP


q1=600 bl/diaq1=600 bl/dia

Usando la ecuación :Usando la ecuación :

31

5.12141PP

Aq j


LA POTENCIA REQUERIDA EN LA POTENCIA REQUERIDA EN LA SUPERFICIE ES:LA SUPERFICIE ES:

hp=1.7*10hp=1.7*10-5 -5 q1*Psq1*Ps

hp=1.7*10hp=1.7*10-5-5 (597) (3784) =38.4 (597) (3784) =38.4

Comprobación del punto de cavitación :Comprobación del punto de cavitación :

3)31(

31

1

PPPIc

PKj

R

RMc


Como M = 0.335, el diseño no Como M = 0.335, el diseño no tiene cavitación.tiene cavitación.

373.0500)5006482(35.1

50015.1

410.0

410.01

Mc


• CONCLUSION: CONSIDERANDO CONCLUSION: CONSIDERANDO ACEITE SIN GAS, EL POZO PUEDE ACEITE SIN GAS, EL POZO PUEDE BOMBEAR CON UNA BOMBA 3-A BOMBEAR CON UNA BOMBA 3-A A UNA PRESION DE SUPERFICIE A UNA PRESION DE SUPERFICIE DE 3784 LB/PGDE 3784 LB/PG22, USANDO , USANDO 597BL/DIA DE FLUIDO MOTRIZ. 597BL/DIA DE FLUIDO MOTRIZ. ESTO REQUIERE UNA POTENCIA ESTO REQUIERE UNA POTENCIA DE 38.4 HP EN LA SUPERFICIE.DE 38.4 HP EN LA SUPERFICIE.


•Gracias por su Gracias por su atención.atención.

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