BOMBEO HIDRÁULICO

(BH):TIPO PISTÓN

TIPO JET

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BOMBEO HIDRÁULICO Contenido• Introducción

• Componentes Superficiales del BH

• Tipos de Bombeo Hidráulico

• Bombeo Hidráulico Tipo Pistón

• Componentes del BHP

• Ventajas del BHP

• Bombeo Hidráulico Tipo Jet: Ventajas del BHJ

• Consideraciones de Diseño y Comparación Generales

• Consideraciones de Operación Normal

• Consideraciones del Sistema Artificial

• Fluido Motriz: a) En un circuito abierto.

• b) En un circuito cerrado.

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INTRODUCCIÓN• Es un sistema que transmite energía al fondo del pozo, por medio de un fluido bajo

presión que fluye desde la superficie y a través de una tubería de inyección, hasta una unidad de control subsuperficial, la cual es instalada a cierta profundidad del pozo. El fluido inyectado bajo presión se llama fluido motriz, y puede ser agua o aceite, además, la unidad de producción superficial o bomba de fondo accionada por el fluido, actúa como un transformador que convierte la energía potencial del fluido motriz, en una carga de presión estática, la cual es transmitida a los fluidos producidos para llevarlos a la superficie

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Equipo de Superficie

Tanques de

Almacenamiento

Bombas de Superficie

Separador

Múltiples de Control

Válvula de Control

Lubricador

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COMPONENTES SUPERFICIALES DEL BH• UNIDAD DE POTENCIA:

Es aquella unidad que requiere el sistema para la inyección del fluido motriz y consta de un bomba Reciprocantes del tipo triplex vertical accionada por un motor eléctrico o de combustión interna.

• CABEZAL DE DISTRIBUCIÓN:

Provisto de medidores de desplazamiento positivo que regulan el fluido proveniente de la bomba triplex.VÁLVULA DE 4 VÍAS:

• Dispositivo instalado en la cabeza del pozo que permite regular la operación del FM que consta de 4 posiciones que permiten la introducción, la operación y la extracción de la unidad de bombeo.

CONEXIONES SUPERFICIALES:

• Se utiliza únicamente la sección del árbol de válvulas correspondientes a la ultima TR y es sobre esta en donde se instala el cabezal donde van alojadas las tuberías utilizadas con los colgadores y empaques mecánicos respectivos. En el carreta superior del cabezal se enrosca en niple corto, cuyo extremo se conecta ala válvula de 4 vías.

• SISTEMAS DE TANQUES PARA EL ALMACENAMIENTO Y TRATAMIENTO DEL FM:

• Permite en movimiento lento del fluido (aceite) en el interior del tanque de asentamiento y que además evita la formación del flujo turbulento o de burbujas de gas, que pudieran arrastrar impurezas hacia la succión de la bomba.

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Separadores

Dichos equipos pueden ser bifásicos, si sólo tienen que separar una fase gaseosa de una líquida, o trifásicos, si deben además separar dos fases líquidas.

Su configuración puede ser horizontal o vertical, dependiendo de los caudales de casa fase a procesar.

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TIPOS DE BOMBEO HIDRÁULICO• Existen dos tipos de bombeo hidráulico los cuales son: pistón y jet, los métodos son

similares en cuanto al principio de funcionamiento, instalaciones y equipo de superficie, la diferencia es la bomba subsuperficial.

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BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN

Su funcionamiento se basa en la ley de Pascal: «Si se ejerce una presión sobre la superficie de un liquido contenido en un recipiente, dicha presión se transmitirá en todas direcciones con igual intensidad.»

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• Una bomba hidráulica de producción consta de un acople entre el motor y la bomba. La unidad es instalada debajo del nivel del fluido a extraer

Nivel de Fluido

Motor

Bomba

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• Arreglo tipo fijo: Es cuando la bomba se ajusta (atornillada), en la tubería de fluido motriz y es bajada dentro del pozo mediante la misma.

• Arreglo tipo libre: Es cuando la bomba se introduce por la tubería del fluido motriz y ésta se encuentra libre para ser circulada desde el fondo hacia afuera nuevamente. Ambos arreglos pueden utilizarse para sistema abierto o cerrado.

TIPOS DE ARREGLO DE POZOS

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ARREGLOS DE POZO TIPO FIJO

A: Arreglo tipo fijo insertado.B: Arreglo tipo fijo al revestimiento (el gas es llevado por la bomba).C: Arreglo tipo fijo al revestimiento (el gas es venteado por el anular)

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INSTALACIÓN DE UNA BOMBA TIPO LIBRE

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BOMBEO HIDRÁULICO TIPO PISTÓN• Consiste en un par de pistones Reciprocantes,

uno de ellos accionado por el fluido de potencia y el otro por los fluidos de pozos. El proceso de generación y transmisión de energía se efectúa mediante un fluido motriz, el cual es inyectado a presión al pozo mediante una unidad de potencia

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COMPONENTES DEL BHP• Motor hidráulico

• Pistón de doble carrera

• Válvula motriz

• Bomba hidráulica con pistón de doble acción

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CLASIFICACIÓN DE BOMBAS TIPO PISTÓN

Bombas Pistón

Bomba de acción sencilla

Desplazan fluido a la superficie en un solo sentido, es decir, en el movimiento de

ascenso y descenso.

Bomba de acción doble

Desplazan fluido hasta la superficie en ambos recorridos, ya que poseen

válvulas de succión y de descarga en ambos lados del pistón que combinan

acciones de apertura cierre de las válvulas de succión y descarga del

mismo.

Bomba de Succión

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CLASIFICACIÓN BOMBA TIPO PISTÓN

Bombas Pistón

Bomba según el eje que los acciona

Axiales

Los pistones son paralelos entre si y también paralelos al

eje

Radiales

Los pistones son perpendiculares al eje, en forma de

radios.

Transversales

Los pistones, perpendiculares al

eje, son accionados por bielas

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VENTAJAS DEL BHP• Puede alcanzar profundidades de hasta 18000 pies.

• No se requiere equipo de reparación para sustituir o darle mantenimiento al mecanismo (motor-bomba).

• Para la reparación únicamente se invierte el sentido del fluido motriz y es desacoplado el motor y la bomba, haciéndose llegar a la superficie por el desplazamiento del FM.

• Tiene buena flexibilidad sobre un amplio rango de gastos (5000 bpd).

• Puede operarse en pozos direccionales.

• Es de fácil adaptación para su automatización.

• Fácil para agregar inhibidores de corrosión.

• Es adecuado para el bombeo de crudos pesados.

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BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET

Es un sistema artificial de producción especial, a diferencia del tipo pistón, no ocupa partes móviles y su acción de bombeo se realiza por medio de transferencia de energía entre el fluido motriz y los fluidos producidos

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento esta regido por el principio que creo el físico italiano Giovanny Venturi – Tubo Venturi.

Consiste en una reducción del área de flujo para crear un aumento de la velocidad del fluido, lo que va a generar una caída de presión.

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Tanque Principal

Hidrociclones

Bomba de Precarga

Equipo de Bombeo

Cabezal del Pozo

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EFICIENCIA DE LA BOMBA

La eficiencia de las bombas jet varía entre 26% a 33%

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Bombeo Hidráulico Tipo Jet

Las bombas tipo jet, constan de tres componentes que son: una boquilla, una garganta y un difusor. El fluido entra a la bomba por la parte superior de la misma, inmediatamente el fluido pasa a través de la boquilla, de este modo toda la presión del fluido se convierte en energía cinética. El chorro de la boquilla es descargado a la entrada de la cámara de producción, la cual se encuentra conectada a la formación productora. De esta manera, el fluido de potencia arrastra al fluido de producción proveniente del pozo y la combinación de ambos fluidos entra a la garganta de la bomba.

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BHJ

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En este sistema artificial de producción se requiere de una presión de succión relativamente alta para evitar la cavitación, además de que la eficiencia mecánica es baja.

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VENTAJAS DEL BHJ• Permite manejar cualquier tipo de fluidos (aun contaminados).

• La bomba subsuperficial es de fácil instalación.

• Se adapta a cualquier profundidad en el pozo (incluso direccionales).

• Permite obtener gastos mayores.

• Es de fácil adaptación para su automatización.

• Fácil para agregar inhibidores de corrosión.

• Es adecuado para el bombeo de crudos pesados.

• Puede manejar grandes cantidades de arena y partículas solidas.

• Puede ser instalado a grandes profundidades (5,500 m).

• Capaz de manejar crudos de alta viscosidad (9º API).

• Puede operar en presencia de gas (RGP hasta 1200 pcn/bn).

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DESVENTAJAS DEL BHJ • Las bombas jet requieren alto caballaje (Mayor de 200 hp).

• Requiere alta presión de fondo fluyente (150 Lpc/1000 pies)

• El diseño de la bomba es bastante complejo por las variadas combinaciones geométricas disponibles.

• La eficiencia de las bombas jet es baja (26% a 33%).

• Mayor riesgo en las instalaciones de superficie por la presencia de altas presiones.

• Falta de conocimiento en operaciones e ingeniería.

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PREMISAS PARA LA PRESELECCIÓN DE CANDIDATOS

• Caudales mayores a 200 bpd.

• Pozos que no se encuentren en secuencia de trabajo para cambio de Método.

• Profundidad menor a 10,000 pies.

• RGP menor a 1200.

• Pozos con una alta presión de fondo fluyente (150 lpc/ 1000 pies).

• Utilizar completaciones existentes

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CONSIDERACIONES DE DISEÑO Y COMPARACIÓN GENERALES

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CONSIDERACIONES DE OPERACIÓN NORMAL

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Consideraciones del Sistema Artificial

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FLUIDO MOTRIZ• El fluido motriz es sometido a un proceso de separación de gas, agua y sedimentos y

sujeto a un período de asentamiento y limpieza.

• El fluido motriz constituye la parte esencial del bombeo hidráulico, porque es el encargado de trasmitir la energía a la bomba de subsuelo; por lo tanto su calidad , especialmente el contenido de sólidos es un factor importante que determina la vida útil de las bombas. Parámetros de calidad Contenido de sólidos : De 10 a 15 PPM. Tamaño de partículas: Máximo de 15 micras. BSW: Menor del 3 % Salinidad: Menor de 12 lbs/kbls

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La calidad del fluido motriz, en el contenido de sólidos, es importante en la vida útil de la bomba y en los costos de reparación. La pérdida de fluido motriz en la sección motriz de la bomba son una función del desgaste causado por los sólidos abrasivos y la viscosidad del fluido motriz.

Existen 2 formas de inyección:

• a) En un circuito abierto.

• b) En un circuito cerrado.

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• El FM regresa a la superficie mezclado con el aceite producido a través de la tubería de descarga o por el espacio anular de las TR, TP o de inyección.

• Ventajas

Adición del FM limpio en pozos que contienen alto % de agua salada (reduce este % y disminuye la corrosión).

Adición de aceite ligero (reduce la viscosidad en pozos productores de aceites pesados).

• Desventajas

• Incremento del volumen bruto que debe ser tratado en la superficie para obtener el aceite limpio necesario y continuar la operación.

CIRCUITO ABIERTO

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CIRCUITO CERRADO• El FM regresa a la superficie, independientemente del aceite producido, fluyendo

nuevamente hasta el tanque almacenador y formando un circuito cerrado.

Ventajas:

a) Medición exacta de los fluidos producidos por el pozo.

b) Determinación del desgaste sufrido por la unidad de bombeo al incrementarse el volumen de FM utilizado en la lubricación de los pistones.

c) Esto último facilita la programación del mantenimiento de estas unidades.

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CONCLUSIONES• Al igual que el BH tipo pistón, el tipo jet utiliza agua o aceite como fluido motriz. Las

bombas jet generalmente requieren mas potencia superficial que las bombas tipo pistón, ya que son menos eficientes. El método de levantamiento artificial es similar al del BH tipo pistón en cuanto al principio de funcionamiento, a las instalaciones y equipos en superficie y su diferencia principal es la bomba subsuperficial.