diseño de bombeo pcp

7/29/2019 Diseo de bombeo PCP

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Diseo de bombeoPCP


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30/04/2008 Facultad de Ciencias Exactas yTecnologia Carrera de Ingeneria 2

Datos del pozo

Casing 7 Tubing 3 1/2 x 7,4 lb./pie Varilla 1 x 25 grado D Caudal requerido 1415 (BPD)

Profundidad de instalacin 900 (mbbdp) = 2953 pie Nivel dinmico 750m = 2461 pie % de agua 98 Densidad del petrleo 0.86 = 33 API

Densidad del agua 1.01 gr./CC = 62.98 lb./pie3 Presin en boca de pozo 10 Kg./cm2 = 142.1 PSI


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Ensayo en banco de Test

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Petrolera3


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Seleccin de la bomba

Caudal a extraer Profundidad de la bomba

Dimetro del casing Tipo de fluido (viscosidad, aromticos,

arena, corte de agua)


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La combinacin de estas

variables me determina:

Geometra (singlelobe, multilobe) N de etapas Dimetro del tubing y varillas de bombeo

Tipo de elastometro (contenido deacrilonitrilo, hidrogenados, biton, etc.)


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Para este caso se selecciona untipo especial de bomba

Dimetro externo 4

presin mxima 2000 PSI Caudal 2100 BPD @ 500 RPM Geometra single lobular Elastometro base nitrilica


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Calculo del caudal tericorea = 4*d*E

rea = 4*4*1rea = 16 cm2 = 2.48 pulg.Vol. = rea*PeVol. = 2.48 pulg. * 11.8 pulg.Vol. = 29.26 pulg.3 = 0.0169 PC.Calculo de la constante C:C = Vol. * NC = 0.0169 PC * 1/min. * 60

min./h * 24 h/dC = 24.3 (PC/d/RPM)

Donde :E = excentricidad del rotorPr = paso del rotorPe = paso del estator = 2

PrDatos de la bombaseleccionada

D = 60 Mm. = 2.36d = 40 Mm. = 1.57E = 10 Mm. = 0.39Pe = 300 Mm. = 11.8Pr = 150 Mm. = 5.9


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Carga dinmica total (TDH o totaldynamic head)

Pbdp presin de boca de pozo P. friccin perdida de carga entre el tubing

y las varillas P. Nivel presin debido a la columna de

liquido a elevar

P total o TDH


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Pbdp = 142.1 PSIp. Friccin = longitud del tubing * factor de perdida

de cargap. Friccin = 900 m * 0.000107 Kg./cm2/m/cp * 1

cp

p. Friccin = 1.27 PSIP nivel = (nivel del liquido (m) * densidad del

liquido (gr./CC)) / 10P nivel = 750 m * 1.01 gr./CC / 10 = 219.66 PSIP total = 142.1 + 219.66 + 1.27 = 363.03 PSI


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Calculo de la potencia consumida

Potencia hidrulica (HHp)= Q (m3/d) * P(Kg./cm2) * 0.0014

Potencia consumida (Hp) = HHp/nHHp = 225 m3/d * 85 Kg./cm2 * 0.0014HHp = 26.7 hp

La eficiencia de bomba esta entre 0.6 0.7Hp = 26.7 hp / 0.6 = 45hp


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Calculo del torqu

Torqu = k * hp / rpmTorqu total = torqu hidrulico + torque por

friccin + torque resistivoDe la grafica la eficiencia es = 1132 / 1258 =

0.9

RPM = Q / C / eficienciaRPM = 1415 / 24.3 *0.178 / 0.90 = 363 rpmTorque = 5252 * 45 / 363 = 651 lb./pie


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Calculo de los esfuerzos axiales Debido al peso de la varillaF1 = longitud (m) * peso de la varilla al aire

(Kg./m)F1 = 900 m * 4.322 Kg./m = 3890 Kg. = 8568.3 lb. Debido a la presin sobre la bombaF2 = presin total * rea efectivarea efectiva = rea proyectada del rotor el rea

de las varillasrea efectiva del catalogo = 18.14 cm2F2 = 85 Kg./cm2 * 18.14 cm2 = 1540 Kg. = 3392.1

lb.F = 3890 Kg. + 1540 Kg. = 5430 Kg. = 11960.4 lb.


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Calculo de las tensionescombinados

Axial (tensin a la traccin) Tangencial (tensin a la torsin)Tensin a la traccin = fuerza / rea de la barraTensin a la torsin = torso / wtM torso = torque calculado = 656 lb.*pie = 90 Kg.*mW t = modulo resistente polar = Jp / radio de la barra

J p = pi * d ^ 4 / 32 (para una barra cilndrica maciza)Tensin combinada = sqrt (tensin a la traccin ^ 2 + 4 * tensin a latorsin)

Axial = 5430 Kg. / 5.06 cm2 = 1073 Kg./cm2 = 15246.5 PSIJ p = 4.08 cm4W t = 3.21 cm3M torso = 90 Kg.*m * 100 cm./m / 3.21 cm3 = 2803 Kg./cm2 = 39828.3 PSITensin combinada = sqrt (1073 ^ 2 + 4 * 2803 ^ 2) = 5700 Kg./cm2 =

81000 PSIDe la varilla grado D = 6300 Kg./cm2 (tensin de escurrimiento) 89520 PSI


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Calculo de estiramiento de lasvarillas

X = (delta L + delta LT) + DDelta L = lo * F2 / E * SDelta L = (900 m * 100 cm./m *

1540 Kg.) / (2000000 Kg./cm2* 5.06 cm2)

Delta L = 14 cm.Espaciamiento final que sedeber dar a rotor ser:

Y = delta L + longitud del niplede paro

Y = 14 cm. / 100 cm./m + 750 m

Y = 750.14 m = 2461 pies

X = elongacin totalDelta L = elongacin debido a

carga axial por presindiferencial

Delta LT = elongacin debido ala dilatacin trmica

D = longitud del niple de paroLo = longitud de la sarta de

varillas cm.F2 = carga axial debido a la

presin diferencial sobre la

bomba Kg.E = modulo de elasticidad delacero 2000000 Kg./cm2

S = rea transversal de la barracm2


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Conclusiones

Con esta bomba de cavidades progresivas sepude obtener 2100 BPD mientras que nuestraproduccin ser solo de 1415 BPD

La presin de operacin de la bomba es de

2003.5 PSI mientras que se necesita solo 1208PSI para sacar el fluido del pozo La velocidad de la bomba requerida es de 360

rpm y contamos con una bomba que alcanza las

500 rpm tranquilamente Nuestra bomba seleccionada cumple con todoslos requisitos


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recomendaciones

Recomendamos no exceder la capacidadde la bomba seleccionada para estecalculo por que traera fallas mecnicas y

nuestra bomba seleccionada se veraafectada y el pozo daado

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