bombeo mecanico

7/16/2019 bombeo mecanico

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INDICE

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN

1.1 Introducción1.2 Antecedentes

1.2.1 Delimitación

1.2.1 Limite eo!r"#ico

1.2.2 L$mite Tem%oral

1.2.& Limite 'ustanti(o

1.& Planteamiento del Pro)lema1.&.1 Identi#icación del Pro)lema1.&.2 *ormulación del Pro)lema1.+ O),eti(o

1.+.1 O),eti(o eneral

1.+.2 O),eti(os Es%ec$#icos

1.- usti#icación

1.-.1 usti#icación eneral

1.-.2 usti#icación T/cnica

1.-.& usti#icación O%erati(a

1.-.+ usti#icación Económica

1.-.- usti#icación socio am)iental

1.0 Alcances a%ortes del tema

1.0.1 Alcance tem"tico1.0.2 Alcance eo!r"#ico1.0.& Alcance tem%oral

CAPITULO II



ARCO TEORICO

2.1 arco teórico conce%tual

2.2 arco teórico re#erencial

2.& arco teórico ,ur$dico o normati(o

CAPITULO I



INTRODUCCION

1.1 Introducción

El sistema de bombeo mecanico es un método de levantamiento artificial muy importante,

la gran mayoría (cerca del 80%) de los pozos de crudo del mundo producen por bombeo

mecanico. En campo una variedad de problemas mecanicos pueden ocurrir con este

sistema, especialmente en el euipo de fondo y por esto es esencial identificar estos

problemas de forma acertada y en el menor tiempo posible para minimizar el costo de

operaci!n y ma"imizar la producci!n.

#ara asegurar la operaci!n apropiada de estos sistemas es necesaria una supervisi!n regular,

esto se $ace por medio de un dimetro, ue se ubica en la barra lisa en el euipo de

superficie. El dinagrama es una impresi!n grafica generada por el dinam!metro, ue

relaciona la carga contra el desplazamiento del piston de la bomba, y generalmente se

obtiene en superficie (dinam!metro de barra lisa)

&a industria petrolera esta en el proceso de automatizar el control y monitoreo del bombeo

pozos. &as computadoras se estn utilizando para supervisar la bomba continuamente y

para transmitir datos y los métodos de anlisis e interpretaci!n de forma manual $acen de

estos un proceso tedioso, lento y agotador para el ingeniero, por tanto es necesario

desarrollar $erramientas para el anlisis automatico y detecci!n de problemas ue permita

una toma agil de decisiones como se comentaba anteriormente, y deben ser lo mas

acertadas y eficientemente posible.

El bombeo mecnico es un procedimiento de succi!n y transferencia casi continua del

petr!leo $asta la superficie. &a unidad de superficie imparte el movimiento de sube y ba'a a

la sarta de varillas de succi!n ue mueve el pist!n de la bomba, colocada en la sarta de

producci!n, a cierta profundidad del fondo del pozo .El ombeo ecnico *onvencional

tiene su principal aplicaci!n en el mbito mundial en la producci!n de crudos pesados y

e"tra pesados, aunue también se usa en la producci!n de crudos medianos y livianos. +o

se recomienda en pozos desviados y tampoco es recomendable cuando la producci!n de

s!lidos yo la relaci!n gas -líuido sean muy alta, ya ue afecta considerablemente la

efciencia de la bomba.

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pe

http://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml

http://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pe

http://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml

http://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml



1.2 Antecedentes

nicialmente un pozo tiene una presi!n suficiente para vencer la presi!n $idrosttica y

vencer los obstculos $asta llegar a los centros de almacenamiento, pero esta presi!n va

declinando con el tiempo, a un determinado tiempo esta presi!n no ser la suficiente parallegar a superficie o su producci!n econ!micamente no es rentable entonces es cuando se

emplea un método de elevaci!n artificial.

Este sistema fue utilizado desde los principios de la industria petrolera, aprovec$ando sus

características de sencillez y confiabilidad.

/n euipo de bombeo mecnico (también conocido como balancín1) produce un

movimiento de arriba $acia aba'o (continuo) ue impulsa una bomba sumergible en una

perforaci!n. &as bombas sumergibles bombean el petr!leo de manera parecida a una bomba

ue bombea aire a un neumtico.

El bombeo mecnico es un procedimiento de succi!n y transferencia casi continua del

petr!leo $asta la superficie, bsicamente el sistema consta de bombeo en superficie

accionado por un motor ue transmite, mediante un dispositivo contrapesado de biela2

manivela y a través de las varillas de bombeo, el movimiento alternativo a la bomba de

profundidad1 lo cual desplaza los fluidos de formaci!n $asta la superficie.

#or lo tanto en este tipo de elevaci!n artificial, tenemos dos instalaciones fundamentales,

una en superficie y otra en profundidad.

1.2.1 Delimitación

1.2.1.1 Limite eo!r"#ico

El campo #atu'usal se encuentra a 340 5il!metros al +oroeste de la ciudad de 6anta *ruz,

en la provincia 6anta 7osa del 6ara del departamento de 6anta *ruz. El acceso al campo

puede efecturselo, en un primer tramo, a través de la carretera nacional 6anta *ruz2

*oc$abamba, $asta la intersecci!n con la ruta de acceso a la localidad de6anta 7osa del6ara. El segundo tramo, comprende un camino con plataforma deripio de 0 5m de

longitud, el mismo ue conduce $asta el *ampo.

*i!ura N3 1.1. a%a de U)icación del Cam%o Patu,usal



*uente.4 5acimientos Petrol$#eros *iscales 6oli(ianos 75P*684C9ACO '.A: 2;1&.

El *ampo #atu'usal se encuentra ubicado sobre un lineamiento estructural en la zona del

antepaís, al norte del arco estructural del oomerang.

&os primeros traba'os de e"ploraci!n sísmica se realizaron en el a9o 3:8;, en el marco del

#royecto de E"ploraci!n de <rampas Estratigrficas de =#>.

>ue descubierto por =#> en el a9o 3::?, con la perforaci!n del pozo #@62A3. El campo

$a sido descubierto y desarrollado por =#> entre 3::? a abril de 3::B. Curante este

periodo se perforaron 34 pozosD B verticales y ; dirigidos. *omo resultado de la sísmica ?C

realizada el a9o 4000 en el bloue de 6anta 7osa onos ra9a 3, se perforaron en el rea

sur2este del campo tres pozos $orizontales #@6234F, #@623GFy #@623; y dos dirigidos #@62

3C 2 #@6238C.

El a9o 3::B, la empresa *F*H 6.. se $ace cargo de las operaciones en este campo,

siguiendo con la perforaci!n de pozos de desarrollo y dems actividades. /n aspecto

relevante para completar la informaci!n geol!gica fue el registro de sísmica ?C, efectuadoel a9o 4003, en el rea de los campos #atu'usal y &os *usis.

1.2.2 L$mite Tem%oral

1.2.& Limite 'ustanti(o



El traba'o estar sustentado en los conocimientos aduiridos en la universidad como

también ser realizado con investigaciones específicas y teorías aplicadas para el

incremento de producci!n a través de bombeo mecnico.

1.& Planteamiento del Pro)lema

1.&.1 Identi#icación del Pro)lema

Curante la vida productiva de los reservorios la presi!n tiende a disminuir debido a la

e"plotaci!n del campo y a tal grado ue los pozos productores de'an de fluir de forma

natural. #ara dar soluci!n a este problema es necesario dise9ar e instalar un sistema

artificial de producci!n ue permita recuperar adicionalmente a la producci!n natural de

estos $idrocarburos.

#ara este proyecto se plantea utilizar un sistema de elevaci!n artificial de producci!n paranuestro estudio de bombeo mecnico lo cual nos permita prolongar la vida productiva del

pozo y de esta manera incrementar el porcenta'e de recuperaci!n de $idrocarburos e"istente

en el campo patu'usal.

1.&.2 *ormulación del Pro)lema

I6era posible dise9ar un sistema de levantamiento artificial por bombeo mecnico e

incrementar el porcenta'e de recuperaci!n de $idrocarburos e"istente en el campo

#atu'usalJ

1.+. O),eti(o

1.+.1. O),eti(o eneral

mplementar el dise9o de un sistema de levantamiento artificial por bombeo mecnico y de

esta manera incrementar el porcenta'e de recuperaci!n de $idrocarburos e"istentes en el

campo #atu'usal.

1.+.2 O),eti(os Es%ec$#icos

nalizar las condiciones actuales de pozo22222222222222 y si es necesario realizar un

sistema de elevaci!n artificial. *onocer en cuanto aumentara la producci!n. Curante ue tiempo se producir con este sistema de elevaci!n artificial.



1.- usti#icación

1.-.1 usti#icación eneral

&a aplicaci!n de este método de levantamiento artificial por bombeo mecnico nos ayudaraa la recuperaci!n de $idrocarburos del pozo patu'usal, tomando en cuenta las

consideraciones de declinaci!n de producci!n y reducci!n de presi!n para ue este pueda

seguir produciendo por surgencia natural, se $izo el estudio correspondiente para poder

aplicar este tipo de levantamiento.

1.-.2 usti#icación T/cnica O%erati(a

plicar los conocimientos obtenidos en la universidad, adems de otras investigaciones

relacionadas al tema para así profundizar mis conocimientos y de esta manera poder desarrollar este proyecto teniendo como resultado el titulo de licenciatura en ingeniería de

gas y petr!leo.

1.-.& usti#icación Económica

&a imperiosa necesidad de producci!n de líuidos se necesita en el mundo por el aumento

constante del consumo ue se realiza es ue se $ace necesario buscar los mecanismos o

sistemas de producci!n para poder recuperar la mayor cantidad posible de cada campo ue

es descubierto de petr!leo el cual generara mayores ganancias al estado.

1.-.+ usti#icación socio am)iental

*onocer las normas de seguridad en la intervenci!n de pozos de petr!leo para la instalaci!n

de este sistema de elevaci!n artificial ya ue el desconocimiento de estas $ace ue e"ista un

gran riesgo de cometer accidentes en dic$os lugares o fuga de vapores, las cuales pueden

crear grandes problemas puesto ue impactan al medio ambiente.

CAPITULO II

ARCO TEORICO



2.1 arco teórico conce%tual

2.1.1 Conce%tos 6"sicos

2.1.2 6om)eo ec"nicoEste método consiste en elevar el fluido (petr!leo, agua) desde el nivel ue este alcanza en

el pozo $acia el tanue de recolecci!n o una estaci!n de producci!n por medio de una

bomba de subsuelo ubicada en el fondo del pozo, cuya energía es proporcionada por una

balancín o euipo de bombeo de superficie como se muestra en la figura 4.3 y es

transmitida por medio de una sarta de varillas a la bomba.

>igura 4.3 6istema de ombeo

El fluido es conducido $asta la superficie a través de la ca9ería de producci!n (tubing) y

desde allí $asta el punto de recolecci!n por la línea de conducci!n (floK line).



El euipo de bombeo mecnico mediante varillas se puede clasificarD

3. Euipo de subsuelo

4. Euipo de superficie

4.3.4.3 Euipo de subsuelo

El euipo de subsuelo est restringido en su estructura por el dimetro de la tubería de

revestimiento. 6us componentes sonD

a. <uberías de producci!n

b. Larillas

c. Larill!n pulido

d. ombas de subsuelo

e. ncla de tubería

f. ncla de gas



>igura 4.4 Esuema típico de un ombeo ecnico

2.1.2.2 Tu)er$as de Producción

Es la tubería ue se introduce en el pozo a través de la cual el petr!leo es transportado

desde el subsuelo $acia la superficie. l mismo tiempo sirve de guía a la sarta de varillas de

succi!n ue esta accionando la bomba de subsuelo. Esta tubería va su'eta al cabezal del

pozo mediante un colgador y corrida dentro de la tubería de revestimiento.

El dimetro de la tubería de producci!n utilizada depende del dimetro de la tubería de

revestimiento. &as tuberías se clasifican de acuerdo a su grado enD

@2;;, +280, #230; y otros. &a letra significa la cantidad de acero con ue est fabricada latubería de producci!n, por lo tanto la +280 es superior al @2;; y el #230; superior al +280,

el numero significa el límite m"imo de elasticidad a ue puede ser sometida la tubería sin

deformarse.

TUBERIA DE PRODUCCION



&a tabla 4.3 nos da la resistencia a la tensi!n de cada dimetro de tubería de producci!n, de

acuerdo a su grado @2;; o +280. En las tuberías de subsuelo se usa con ms frecuencia la

tubería de producci!n de grado @2;;.

CME<7H CE &</E7N CE

#7HC/**O+

P7CH CE </E7

@2;; +280

4 ?81 B4000 30G000

4 B81 300000 3G;000

? 341 3G4000 30B000

<abla 3.3

4.3.4.?Larillas

&as varillas de bombeo es un elemento metlico construido generalmente de acero, for'ado

en sus e"tremos y roscados. &as varillas se unen por medio de cuplas formando una sarta

'unto al vstago pulido y los trozos de maniobras. &a varilla de bombeo de acero est

compuesta por el #in (Espe'o Q 7osca), respaldo, cuadrado, cebolla y cuerpo.

&as varillas son las encargadas de transmitir el movimiento reciproco vertical, originado

por el aparato individual de bombeo (burrito) al pist!n de la bomba de profundidad.



>igura 3.? #artes de la Larilla

&as varillas dentro de todo el mecanismo de bombeo son las ue en alguna medida van a

limitar la profundidad econ!mica del bombeo mecnico por el importante papel ue

desempe9an y por ser unas de las partes ms delicada y vulnerables del sistema, estastienen cone"iones estndar y sus dimetros sonD ;81, R1, 381, 31 y 3 381 y con longitudes

de 4;S y ?0S.

E"isten diversas clases de varillas, de las cuales la ms conocidas y utilizadas a nivel

mundial son las convencionales # ue se caracterizan por presentar uniones entre una y

otra, a través de dispositivos mecnicos llamados cuellos. Centro de este tipo de varillas

tenemos tres clases T, * y C, como se ver a continuaci!nD

cero grado TD 6on utilizadas para cargas medias y pozos corrosivos, son varillas $ec$as

de níuel y molibdeno (6 GAA).

cero grado *D 6on para cargas medias y pozos no corrosivos, son varillas de combinaci!n

de carbono y manganeso (6 30?).

cero grado CD 6e usan en pozos de elevadas cargas y no corrosivos o debidamente

in$ibidos, son fabricados de carbono o aleado.

En caso de pozos con cargas e"tremas se debe utilizar varillas de alta resistencia a la

tensi!n o de fibra de vidrio.

&as fallas ue se pueden dar en las varillas sonD

• >allas de dise9o y operaci!n• >allas mecnicas• >allas de varillas dobladas• >allas por da9os superficiales• >allas por cone"i!n• >allas por corrosi!n• *orrosi!n por cidos• *orrosi!n por cloruro• *orrosi!n por di!"ido de carbono• *orrosi!n por sulfuro de $idrogeno



4.3.4.G Larill!n #ulido

Es el encargado de colgar la sarta de varillas del balancín. En su parte inferior va acoplado

a las varillas dentro de la tubería de producci!n y su parte superior va agarrada por medio

de una grapa ue descansa sobre el elevador de la guaya del balancín.

En la carrera ascendente del balancín el Larill!n pulido o barra pulida soporta el peso de las

varillas, de la bomba y del fluido dentro de la tubería de producci!n. #or esta raz!n son

fabricados de materiales muy resistentes y como su nombre lo indica, su superficie es

completamente pulida a fin de permitirle el libre paso a través de la empacadura de la

prensa estopa sin da9arlas, como se muestra en la figura 4.G.

>igura 4.G. Larill!n #ulido

4.3.4.G omba de 6ubsuelo

Es un euipo de desplazamiento positivo ue su funci!n es levantar el fluido desde el nivel

del pozo $asta la superficie e impulsarlo por la línea de flu'o $asta el punto de recolecci!n,

funciona mediante presiones diferenciales del sistema sobre sus componentes. /na bomba

de subsuelo consta de ; componentes fundamentales como se muestra en la figura 4.;.



>igura 4.;. Esuema típico de bomba de subsuelo

a8 arril o *amisa.2 Es un cilindro de superficie completamente pulida, dentro del

cual se mueve el pist!n.

)8 #ist!n.2 Es el embolo de la bomba y su dimetro determina la capacidad de

desplazamiento.

c8 Llvula via'era.2 Esta formada por un sistema de bola y asiento ue via'a

durante los ciclos de bombeo.

d8 Llvula fi'a o Llvula de pie.2 Esta formada por un sistema de bola y asiento

ue permite la entrada del fluido del pozo al interior de la bomba.

e8 ncla'e de la bomba de sub suelo.2 'usta al anillo de fricci!n o broce de la

bomba, formando un sello $ermético entre el fluido retenido y el pozo.

>uncionamiento de la omba

3. En la carrera ascendente el peso del fluido en el tubing cierra la vlvula via'era,

siendo el fluido almacenado en el barril desplazado por el pist!n $acia la

superficie, creando una depresi!n sobre la vlvula fi'a, ocasionando la apertura de

la misma y por consiguiente el ingreso del fluido desde el casing al interior del

barril.

4. En la carrera descendente el fluido contenido en el barril e'erce una presi!n contra

el pist!n ue ba'a, provocando la apertura de la vlvula via'era y el cierre de la

vlvula fi'a, pasando el fluido contenido en el barril $acia la parte superior del

pist!n, $asta llegar al punto inferior. En ese momento comienza la carrera

ascendente volviendo a cumplirse el ciclo.



>igura 4. >uncionamiento de la omba

*iclos del funcionamiento de la bomba de subsuelo

En la figura 4.B tenemos un esuema de varios estados de un ciclo de una bomba, el ciclo

es aplicado a cualuier tipo de bombaD

a) El pist!n est moviéndose $acia aba'o cerca del final de la carrera, el fluido est

moviéndose $acia arriba a través de la vlvula via'era ue est abierta, mientras

ue el peso de la columna de fluido en la tubería es soportada por la vlvula de pie,

la cual est en consecuencia cerrada.

b) El pist!n esta moviéndose $acia arriba cerca al final de la carrera, la vlvula

via'era esta a$ora cerrada por consecuencia de la carga debido a ue la columna de

fluido $a sido transferida desde la tubería $asta la sarta de varillas. En este

momento comienza la producci!n del pozo en superficie. la vlvula de pie est

abierta.

c) El pist!n est moviéndose $acia arriba cerca al empiezo de la carrera, la vlvula

via'era est cerrada y la vlvula de pie abierta finalizando la producci!n de

líuidos en superficie.



*omo la columna de fluido de producci!n es levantada con'untamente con el

pist!n, el barril de la bomba es evacuado permitiendo la entrada de nuevo fluido al

barril.

d) El pist!n est moviéndose $acia aba'o cerca del empiezo de la carrera, la vlvulade pie est cerrada por el incremento de la presi!n resultando de la compresi!n del

fluido en el volumen entre la vlvula de pie y la vlvula via'era, la vlvula de pie

est abierta y empieza a transferirse el fluido de la camisa $acia el interior del

pist!n. +o e"iste producci!n en superficie.

>igura 4.B *iclo de una omba

d)c)b)a)



4.3.4.; <ipos de ombas

E"isten ? tipos de bombas de profundadD

ombas fi'as (tubing)ombas insertablesombas de revestidor

ombas fi'as o de tuberías

&as bombas de tubería deben su nombre a ue éstas se instalan dentro de la tubería de

producci!n y se ba'an al pozo formando una parte integral de la columna.

&a bomba tubular puede producir mayor cantidad de fluido ue una bomba insertable

ya ue el barril es parte de la sarta de tubería, se pueden usar en émbolos ms grandes.

Lenta'as

6on las bombas ms grandes ue $ay disponibles para determinado tama9o de

tubing, con dimetros interiores de barril de apenas U1 menos ue el dimetro

del tubingV estos barriles permiten e"traer altos caudales de fluido ue otros

modelos de bombas no pueden realizar.

6on las bombas de construcci!n ms robustas, el barril es parte constructiva del

tubing, pudiendo soportar altas cargas.

#oseen vlvulas de gran tama9o ue generan ba'as pérdidas de carga

permitiendo producir fluidos viscosos.

Cesventa'as

*uando se interviene el pozo es necesario retirar toda la ca9ería de producci!n.

7euiere elevados costos de reparaci!n.



<ienen ba'o rendimiento en pozos con gas debido al elevado espacio nocivo,

por lo ue se pueden blouear con gas. dems no se pueden golpear1 porue

se puede da9ar el pescador o la cone"i!n de la vlvula de pie.

&a profundidad de instalaci!n est limitada por las elevadas cargas debidas a lacolumna de fluido asociado con émbolos de gran dimetro y con el uso de

varillas de alta resistencia.

ombas nsertables

&as bombas de cabillas o insertables se instalan en los pozos mediante el uso de la

sarta de cabillas y sin necesidad de e"traer la tuberíaV se fi'an al tubing con un niple

asiento tipo y tienen la me'or eficiencia de F# para los pozos bombeados por varillas.

Este tipo de bombas son populares debido a ue ellas son fciles de instalar y reparar.

E"isten varios tipos de bombas insertables dependiendo de las condiciones del pozo,

tasa de producci!n y profundidad de pozo.

&as ms comunes sonD

ombas de barril estacionario y ancla'e inferior (7W, 7F)

ombas de barril estacionario y ancla'e superior (7W, 7F)

ombas de barril via'ero y ancla'e inferior. (7W<, 7F<)

Lenta'as

7ecomendables para pozos con arena, ya ue las partículas no se pueden alo'ar

sobre el zapato o niple debido a la permanente acci!n de lavado del fluido

bombeadoV esto impide ue el pist!n uede atascado y la bomba pueda ser

retirada sin inconvenientes.

En pozos con gas y ba'os niveles de fluidos, tiene buen rendimiento ya ue la

vlvula fi'a ueda bien sumergida.



#ermiten instalar un separador de gas directamente al barril de la bomba.

#ermite una me'or su'eci!n cuando se reuiere un barril de mayor longitud.

#osee un menor movimiento del barril y, consecuentemente, un menor rozamiento con el tubing.

Cesventa'as

Cebido a la posici!n del asiento, la parte e"terior del barril se encuentra a la

presi!n de succi!n, mientras ue la parte inferior se encuentra sometida a la

presi!n de la columna de fluido dentro del tubing.

En la carrera ascendente el barril se encuentra sometido a elevadas cargasdebidas al peso de la columna $idrosttica, ue es soportada por la vlvula de

pieV las características mecnicas del barril limitan la profundidad de la

instalaci!n.

El vstago de la bomba de puede gastar por rozamiento sobre la guía y

convertirse en un punto débil de la sarta.

+o debe usarse por deba'o de los ;000X, esto debido a fallas ue se producen por la tensi!n de carga en las roscas y por presi!n diferencial entre el interior y

e"terior del barril.

ombas de 7evestidor

&as bombas de revestidor son las ue permiten utilizar el revestidor (ca9ería) como

tubería de producci!n. #or lo tanto, se pueden usar dimetros ms grandes para

mayores volYmenes de producci!n.

Es una versi!n grande de la bomba insertable y es fi'ada y operada esencialmente de la

misma maneraV no es muy recomendable para usar en pozos muy gaseosos ya ue toda

la producci!n de gas debe pasar por la bomba.

Lenta'as



#roducci!n de altos volYmenes.

6e elimina el costo de tubería. 6i se usa tubería esta puede ser usada y no

importa ue tenga agu'ero o ue e"ista perdidas por las roscas ya ue se

produce por dentro de la tubería y por el espacio anular de la ca9ería.

Cesventa'as

6i no se utiliza tubería puede desgastar la ca9ería por el roce con las varillasV así

mismo la rotura de varillas son ms difíciles de pescar dentro de ca9ería.

E"cesiva correcci!n.

Entre los factores ue se toman en cuenta para la determinaci!n del tipo de bomba de subsuelo ue se va a elegir se encuentranD <emperaturas de fondo,

mane'o de crudos viscosos ue ocasionan pérdidas por fricci!n, efectos sobre

las eficiencias de bombeo al mane'ar elevados volYmenes de gas libre,

tolerancia entre el pist!n y el barril de la bomba de subsuelo, entre muc$os

otros.

4.3.4. ncla de tubería

Es el euipo ue se utiliza para controlar los movimientos de la tubería de producci!n,

absorbe los esfuerzos durante la acci!n de bombeo y los transfiere a la tubería de

revestimiento, manteniendo a la tubería de producci!n en una posici!n constante y reduce

la fricci!n de la varilla. *uando se mantiene la tubería de producci!n anclada, permite un

mayor recorrido del pist!n dentro del barril, porue aumenta el movimiento relativo de este

con respecto a la tubería de producci!n por embolada. &a figura 3.8 muestra una vista del

ancla.



>igura 4.8 ncla de la tubería

&as anclas de tuberías se dise9an de modo ue puedan asentarse bien mecnicamenteV por

rotaci!n de la tubería o $idrulicamente aplicando la presi!n de la columna de fluido en la

tubería.

4.3.4.B ncla de gas

&lamados también separadores de gas1. *onsiste en un tubo rasurado o perforado,

colocado ba'o la zapata de ancla'e ue se utiliza para me'orar la separaci!n gas - liuido,con el prop!sito de minimizar la entrada de gas a la bomba de subsuelo y obtener mayor

eficiencia volumétrica, su ob'etivo es separar gasliuido antes de la entrada del fluido a la

bomba.

Estas operan con el principio de ue el gas es ms ligero ue el petr!leo y por lo tanto se

mueve $acia arriba mientras el crudo lo mueve $acia aba'o. El gas bay2paséa a la entrada de

la bomba fluye $acia arriba por el anular permitiendo ue mas liuido entre a la bomba.

Este me'ora la eficiencia volumétrica y aumenta la producci!n.



>igura 4.: ncla de gas

6e $an desarrollados varios tipos de anclas de gas con el prop!sito de minimizar la

interferencia por gas, entre los ms conocidos tenemosD ncla de gas tipo +íple #erforado

(#ooroy1 o #ooran1), tipo *opa Pilbert, y de tipo empacadura.

1. <ipo +íple #erforado (#ooroy1 o #ooran1)

Este separador de gas consiste en un níple de tubería, denominado tubo e"terior o

tubo de barro, 'unto con un tubo interior concéntrico ue se conecta a la succi!n de

la bomba. El tubo de barro, ue usualmente se conecta en la rosca e"terna de la

zapata de ancla'e de la bomba o de la vlvula fi'a, posee perforaciones laterales en

su e"tremo superiorV mientras ue su e"tremo inferior est sellado (>igura 4.30). &a

longitud de la secci!n perforada varía entre 4 y G pies, con agu'eros de alrededor de

34 pulg. de dimetro.



>igura 4.30 ncla de gas tipo +íple #erforado (#ooroy1 o #ooran1)

2. <ipo *opas (Pilbert)

Este separador es una me'ora del dise9o anterior (+iple #erforado o #oor oy1).

&a diferencia principal reside en un con'unto de *opas1 de metal localizadas a lo

largo de la secci!n perforada del tubo de barro, 'usto por deba'o de las perforaciones

(>igura 4.33). El resto de los componentes son prcticamente los mismos.

&as copas tienen la funci!n de desviar el gas, o promover su escape $acia el espacio

anular, cuando se encuentran a nivel de las perforaciones del tubo de barro. &aforma de estas Yltimas es de ranuras longitudinales y componen la entrada del

separador. &a longitud de esta secci!n de entrada también varía entre 4 y G pies. &a

longitud de las ranuras varía alrededor de ?G pulg.V mientras ue su anc$o es de 3G

de pulg. pro"imadamente.



>igura 4.33 ncla de gas tipo *opas (Pilbert)

&. <ipo Empacadura

Este separador consiste de un tubo e"terior cuyo e"tremo superior posee

perforaciones muy similares a las del separador tipo +iple #erforado. El e"tremo

inferior, en el cual se instala una empacadura de tubería, est, por el contrario,

completamente abierto al flu'o ue viene del yacimiento. #or esta raz!n, el flu'o

dentro de este tubo e"terior es ascendente. simismo, la funci!n de tubo de barro1

es transferida al espacio anular entre el tubo e"terior y el revestidor del pozo (>igura

4.34).

El funcionamiento se puede resumir de la siguiente maneraD el flu'o entra al

separador y asciende por el espacio anular formado por los dos tubos del mismo. l

alcanzar las perforaciones del tubo e"terior el flu'o es desviado $acia el espacio

anular entre el tubo e"terior y el revestidor del pozo. En ese momento la mezcla

debe descender para alcanzar la entrada del tubo de succi!n, pero las burbu'as de

gas ms grandes se separan y suben $acia la superficie. El resto, fluye $acia la

bomba de subsuelo (>igura 4.34).



>igura 4.34 ncla de gas tipo Empacadura

#ara tasas de producci!n de menos de 300 bpd, deben usarse tuberías de R 1. #ara

tasas $asta 400 bpd deben usarse tuberías de 31. #ara tasas sobre los 400 bpd deben

usarse tuberías de 3 U1 o mayores. El tama9o del tubo de succi!n no solo depender

de la tasa de producci!n sino también de la viscosidad del fluido. *rudos viscosos

reuieren tubos de succi!n de dimetros mayores. El tubo de succi!n debe ser solo

suficientemente largo para almacenar un volumen igual al de la bomba.

/biue el ancla de gas tan cerca de la bomba como sea posible para evitar ue se

libere gas desde la entra del fluido $asta la toma de la bomba.

&a nomenclatura del ancla de gas es la siguienteD

A32A42A?CondeDA3D <ipo de ancla (*D copas, ED empacadura, +D níple perforado).A4D Cimetro del anclaA?D +umero de níples de determinada longitud.

#or e'emplo un ancla de gas *2G significa ue es de tipo copas y el dimetro del

ancla es G Z1 y tiene 4 niples de ? pies de longitud.



El de gas tipo copas es el ms adecuado para usar en el pozo P7=2A4G, ya ue son

ms eficientes y son una versi!n me'orada del +iple #erforado o #ooroy1.

4.3.4.8 Euipo de superficie

El euipo de superficie est conformado de la siguiente maneraD

/nidad de bombeootor de la /nidad*abezal de pozo

4.3.4.8.3 /nidad de bombeo

Es también llamada balancín, caballito, pumpa, pumping 'ac5 y Yltimamente (parato

ndividual de ombeo) convierte el movimiento rotacional del motor (eléctrico o de

combusti!n interna) en movimiento recíproco vertical reuerido por la barra pulida a una

velocidad apropiada con el prop!sito de accionar la sarta de varillas y la bomba de

subsuelo.

&as partes principales de la unidad de bombeo sonD

4.3.8.3.3 Estructura

Es la parte principal de la unidad de bombeo (base) la cual se fabrica con perfiles de acero.

6irve como miembro rígido ue une el soporte maestro reductor y motor con una alineaci!n

apropiada para el mecanismo de traba'o.

1. 6oporte maestro

*onstituido de tres soportes de perfiles de acero. Cebe tener suficiente rigidez y

resistencia para soportar el doble de la carga m"ima del Larill!n pulido.

2. loue via'ero

Este elemento est constituido de un perfil de acero, el mismo ue se coloca sobre

un co'inete central ue se encuentra en el centro del soporte maestro.

&. iela



Es un elemento fabricado de acero, la misma ue sirve para transmitir el

movimiento del bloue via'ero.

+. anivela

6e fabrica de $ierro fundido y est acoplado al e'e del reductor de velocidades para

transmitir el movimiento a las bielas.

>igura 4.3? *on'unto iela 2 anivela

-. *a'a de Engrana'es

<ambién conocida como reductor de velocidades. Es un con'unto de engrana'es

$elicoidales cuyo ob'etivo es reducir la velocidad y cambiar el movimiento derotaci!n entre el motor y el sistema biela - manivela ue esta accionado por medio

de correas o bandas.



>igura 4.3G *a'a de engrana'es de doble reducci!n

0. #esas o contra peso

6e utiliza para balancear las fuerzas desiguales ue se originan sobre el motor

durante a las carreras ascendente y descendente del balancín a fin de reducir la

potencia m"ima efectiva y el momento de rotaci!n. Estas pesas generalmente, se

colocan en la manivela y en algunas unidades sobre la viga principal, en el e"tremo

opuesto el cabezote.

<. #rensa estopa

*onsiste en una cmara cilíndrica ue contienen los elementos de empaue ue se

a'ustan a la barra pulida permitiendo sellar el espacio e"istente entre la barra puliday la tubería de producci!n, para evitar la derrama de crudo producido.

=. arra pulida

<ubería fabricada de material resistente, generalmente se encuentran de dimetros

de 33G y 3 Z pulgadas y longitud de 3; y 44 pies. 6e encarga de soportar el peso

de la sarta de cabillas, de la bomba y del fluido dentro de la tubería.

4.4 arco <e!rico 7eferencial

Este proyecto est basado en las siguientes normas internacionalesD

6#E(6ociety of #etroleum Engineers).

#( merican #etroleum institute).

4.? arco <e!rico @urídico o +ormativo



Este proyecto tomara como base 'urídica lo siguienteD

&ey de Fidrocarburo ?0;8D

<ítulo . ctividades Fidrocarburiferas.

*apítulo . E"ploraci!n y E"plotaci!n.

&ey del medio mbiente 3???D 7eglamento mbiental para el sector

$idrocarburos.

<ítulo D +ormas <écnicas mbientales para las actividades en el sector

Fidrocarburos.

*apítulo , *apitulo , *apítulo y *apitulo L.

bombeo mecanico

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