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Bombeo Electrocentrífugo Sumergido
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Bombeo Electrocentrífugo Sumergido
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• ¿Que es el bombeo electrocentrífugosumergido?
• REDA (Russian Electrical Dynamo Arutunoff)
fue establecido en 1930 por Armais Aru tunoff , el inventor del motor sumergible.
• Para el año 2000 se encont raban operandomás de 14,000 sistemas BEC de REDA en 115paises.
Bombeo Electrocentrífugo Sumergido
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• El proyecto tendrá un p lazo de ejecución de cinco años para la
i ns tal aci ón de este si stem a en más de 100 pozos, c on una
inversión d e mil m il lo nes d e d ólares , y se real izará a t ravés d euna licitación públicainternacional.
• Con la participación de 28 empresas nacionales e internacionales
de países como Arabia Saudita, Rusia y Estados Unidos, Pemex
p res en tó el pr oyec to d e B om beo El ec tr oc ent ríf ugo (BEC),
próximo a licitarse, el cual busca garantizar la producción de los
yacimientos Ek, Balam, Takin, Maloob Zaap y Ayatsil, localizados
enla sonda de Campeche, enel Golfo deMéxico.
BEC en México 2011
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BEC en México 2011
• El objetivo es garantizar el diseño, instalación, operación asistida
y mantenimiento del sistema BEC para el aseguramiento del f lujo
de los crudos pesados de dichos yacimientos.
• El BEC se uti l iza desde hace más de 15 años en yacimientos de
petr ól eos de 27 gr ados API y m ás de cinc o años en pozos
productores de petróleo pesado de 13grados API .
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Clasificación de los métodos de levantamientoartificial
MET ODOS
DE
LEVANT AMIENT O
ART IFICI
AL
BOMBA
SUBSUPERFICIAL
CON
SART ADE
VARILLAS
BOMBEOMECANICO
PCP
SIN
SART ADE
VARILLAS
BEC
PCP-BEC
BH
T IPO
PIST ÓN
BH
T IPOJET
SIN
BOMBASUBSUPERFICIAL
BNC,
BNI
“
PLUNGERLIFT
“
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Esta compuesto de dos partes:
- Equipo subsuperficial o defondo.
- Equipo superficial.
T.P.
Cable Redondo
Protector de cable
Bomba
Separador
Centralizador
Cable Plano
Motor
EmpalmeCable de Potencia
Bombeo Electrocentrífugo
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Equipo Subsuperficial
TR95/8" 53.5#/ft 3050m
TR30" 170m
TR133/8" 1529m
TR20" 549m
BL 5" 4045m
TR5" 18#/ft
4875m
4905m
PI: 4925.0mPT: 5026.0m
TR75/8" 39#/ft4328m
BL 75/8" 2583m
INICIA DESVIACION DELPOZOA 3250m
4890m
1816.23mTP3 1/2" 10.3#/ft M-VAM
TP41/2" 12.6 #/ft M-VAM
VALVULA DE PIE
EMPACADOR
VALVULA DE SEGURIDAD
VALVULA DE VENTEO
Guía
Motor
Protector
Bomba
Descarg
a
Entrada (Intake)
Separador de gas
Sensor
Cable de
poder
Mufa
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Equipo Subsuperficial
Bomba centrifuga de etapas múltiples. Intake y/o separador de gas. Protectores. Motor eléctrico, que se encuentra en laparte inferior y provee la potencia necesaria
para mover la bomba. Cable de potencia.
Los ejes de todos los equipos estáninterconectados entre si.El BEC esta suspendido de la tubería deproducción. Guía
Motor
Protector
Bomba
Descarga
Entrada (Intake)
Separador de gas
Sensor
Cable depoder
Mufa
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Condiciones de operación del BEC
• Bombas electrosumergibles para pozos conTR’s de 4.5” y gastos de 100 bpd hasta TR’s de
13 3/8” y gastos de 100,000 bpd.• Pueden ser instalados en diversos ambientesde trabajo:
1. Temperaturas de 10°C (50°F) hasta 288 °C(550°F) .
2. Fluidos con cantidades considerables desolidos (sistemas resistentes a la abrasión).
3. Amb ientes muy severos (metalurg ía espec ial ).9 I ni ti al s7/27/2012
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Condiciones de operación del BEC
• Las potencias de los motores BEC cubren unrango entre 7.5 HP y 1170 HP @ 60 Hz conmotores de 3.75” OD hasta 7.38” OD
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Condiciones de operación del BEC
• Los equipos sumergibles REDA estandis ponibl es en t res rangos de temperaturahasta 550°F. La línea HOTLINE se usa para lasaplicaciones geotérmicas o para las
aplicaciones de muy bajo caudal.
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Instalación Estándar del BEC
• La suc ción de la bombase deja por encima de
las perforaciones, de talforma que el fluidoproducido pasamojando la superficieexterna del motor removiendo el calor generado.
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Instalación con camisa de fluido para elsistema BEC
• Cuelga desde el Intake haciabajo.
• Su finalidad es de forzar alfluido a pasar mojando lasuperficie ex ter ior del motor para remover el calor generado.
• Gastos bajos
• TRs muy grandes
• Cuando esta la unidad a la
prof. de los disparos o por debajo.
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Guía o Centralizador
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Sensor de Fondo DMST
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Motores del BECLos princi pios bási cos de di seño y operaci ón de los
motores de los equipos BEC son los mismos que losmotores eléctricos normales de superficie.
1. Son de inducción2. Tr i fás ico3. Tipo jau la deardi lla4. Con dos polos de inducción
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Características-motores del BECDebe contar con una
geometria adecuada, por estar instalada dentro dela TR.
Exi st en di feren ci as en eldiseño y construcción
por el ambiente en queoperan.
Son llenadoscom pl et am ent e co n u naceite mineral altamenterefinado o con aceitesintético para lubricar suinterior entre otrasfunciones (t ransfer ir elcalor).
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Llenado de aceite del motor
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Motor
Laminaciones del Estator
Laminacionesde Bronce
Devanadodel Motor
Cojinete
Aceite
Rotor
Cojinete del Rotor
Conexión de la mufa
Cojinete
EjeHueco
Rosca 2 3/8" EUETipo Caja
Válvula de Llenado
Válvula de Llenado
Cojinete Empuje Axial
Guías para Conectar en serie con otromotor
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Combinaciones Tandem
• Los motores se proporcionan como:- Sección unica (Con la cabezay la base)- Tandem
• Tandem superior (Con cabeza, sin base)• Tandem centro (Sin cabeza,sin base)• Tandem bajo (Sin cabeza, con base)
• Las combinaciones Tandem se usan para alcanzar HPmás altos.
• Cuand o s e u san mot ores Tandem, se añ ad en HP yvoltaje, pero la corriente sigue siendo la misma.
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Combinaciones Tandem
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SimpleSuperior
Centro Fondo
Cabeza
Base
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Serie de los Motores
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SerieDiámetr o
Tipo
Rango(HP)SecciónSimple
Rango(HP)
TANDEM
Máx(HP)
TANDEM
Máx,Secc.
TANDEM
375
456
540
562
738
3.75"
4.56"
5.40”
5.62”
7.38”
SK
SX
SK
SX
MK
MX
PK
PX
SK
SX
MK
MX
PK
PX
Dominator
SX
7 .5 - 2 5. 5
7 .5 - 2 5. 5
12.5- 150
12.5- 150
10 - 1 20
10 - 1 20
10 - 1 20
10 - 1 20
25 - 2 50
25 - 2 50
20 - 2 00
20 - 2 25
20 - 2 00
20 - 2 25
30 - 4 50
200- 340
3 0 - 1 27
3 0 - 1 27
175- 300
175- 300
140- 240
140- 240
140- 240
140- 240
300- 750
300- 750
240- 600
240- 600
240- 600
240- 600
300- 1170
400- 999
127
127
300
300
240
240
240
240
750
750
600
600
600
600
1170
999
5
5
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
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Mufa (Pothead)
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Conexión de la mufa
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Sección de entrada o intake
• La cantidad de gas libre ala entrada de la bombadetermina el uso de:
1.- Una sección de entrada
simple (intake) o2.- Separador de gas
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24 Initials7/27/2012
INTAKE
SEPARADORES DE GAS
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Separador de gas
• Son también secciones deentrada (intake).
• Cuentan con algunoscomponentes adicionales
diseñados para evitar el pasode gas l ibre hacia la bomba.
• Reda fabrica 3 t ipos deseparadores: Estático,Dinámico y VORTEX
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Eficiencia de Separación
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Protector
• Esta ubicado entre el motor y elintake.
• Es una pieza vital en el sistemaBEC, si no es seleccionadoapropiadamente puede reducirla vida útil del equipo.
• Evita el ingreso del fluido delpozo al motor.
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Cable de Potencia
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Cable de Potencia
• La función del cable de potencia es:
-Transmitir la energía eléctrica desde la superfic ie al
motor.
-Transmitir señales del fondo del pozo a la superficie
(usualmente presión y temperatura).
• El cable de potencia consiste de tres fases de conductores aislados
individualmente. Los conductores se cubren con un material protector
y finalmente se protejen del daño químico, abrasivo y mecánico con
una cubierta y un blindaje.
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Cable de Potencia
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Conductores
Aislamiento
Blindaje
Cubierta
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Cable de Potencia
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1 Blindaje.
2 Cubierta
3 Barrera de la cinta de alta temperatura.
4 Aislamiento
5 Conductor
1 Blindaje
2 Barrera de la cinta de alta temperatura
3 Cubierta
4 Aislammiento
5 Conductor
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Cable de Potencia
– Siempre que sea posible se debe intentar desplegar el
cable redondo directamente a la mufa.
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Bomba Sumergible
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Bomba Sumergible
• Son bombas centrífugas de etapasmúltiples.La geometría (tamaño y diseño) de la
etapa determina el volumen de fluidoque la bomba puede manejar.
El número de etapas determina el Altura Dinamica Total (TDH).
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Al tura Dinámica Total (TDH)
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36 Init ials7/27/2012
UPTHRUSTWASHER CUBO
FALDONSUPE RIOR
VANO
Camisadel Impulsor
UPTHRUSTWASHER AnillodelaDOWNTHRUSTWASHER
I.D. delaCamisa del Difusor
Impulsor rotatorio
Difusor estacionario
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Bomba Centrífuga
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ImpulsorRotatorio
UpThrustWashers
DownThrustWashers
DifusorEstacionario
Arandela de empuje haciaarriba
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Bomba Centrífuga
La selección de la bomba para su aplicación depende de varios
factores:
• Tamaño de la TR : Determina el tamaño máximo de la
bomba.
• Frecuencia de la corriente eléctrica disponible: Determina la
velocidad de rotación del motor.
• Gasto deseado: Determina la selección de la bomba para un
gasto optimo en un rango de eficiencia más alta.
• Condiciones especiales: Pozos gasificados, fluidos viscosos,
corrosivos, abrasivos – pueden requerir equipo especial.3 8 Ini t i al s7/27/2012
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Grafica de operación de la bomba
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Descarga de la bomba
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Instalación de equipo subsuperficial
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Equipo Superficial
TransformadorDesfasador
Variador deFrecuencia (VSD)
TransformadorElevador
CajadeVenteo
Penetrador Bola ColgadoraCabezalBonete
Medio Arbol deVálvulas
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Switchboard vs Variador deFrecuencia (VSD)
• El BEC puede operar a frecuencia fija(50 o 60 HZ).• También puede operar a frecuenciavariable.• El VSD permite cambiar la frecuenciafija de la onda de corri ente alternasuministrada a otras frecuencias (30 a90 Hz).• Mejoran las condiciones de arranquedel motor con el VSD.
Frecuencia (VSD)Frecuencia (VSD)Var iador deVar iador de
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Variador de Frecuencia (VSD)
A mayor frecuencia:
•Mayor velocidad de operación de la bomba.
•Se incrementa el gasto y el levantamiento de la bomba.
•Se requiere mayor potencia para operar el BEC.4 4 Ini t i al s7/27/2012
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Variador de Frecuencia (VSD)
Con el empleo del VSD se tiene gran flexibilidad en laaplicación del BEC.
Con el uso del VSD es posible utilizar un tamaño demotor y bomba para manejar un amplio r ango decondiciones de operación.
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COMPORTAMIENTO DE LA B OMBA A DIFERENTESFRECUENCIAS
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Caja de Venteo y Transformadores
• Está ubicada entre el cabezal del pozo y eltransformador, conecta el cable de energía delequipo de superficie con el cable de potencia delmotor.
• Permite ventear a la atmósfera el gas que f luye através del cable, impidiendo que llegue al tablerode control.
• Los transformadores cambian el voltaje primario dela línea eléctricapor el voltaje requeridopor el motor.
TransformadorElevador
TransformadorElevador
TransformadorElevador
Caja deVenteoCaja deVenteoPenetrador Bola Colgadora
CabezalBonete
Medio Arbol deVálvulas
Penetrador Bola ColgadoraCabezalBonete
Medio Arbol deVálvulas
TR95/8" 53.5#/ft 3050m
TR30" 170m
TR133/8" 1529m
TR20" 549m
BL 5" 4045mTR5" 18#/ft
4875m4905m
PI: 4925.0mPT:50260m
TR75/8" 39#/ft4328m
BL 75/8" 2583m
INICIA DESVI ACION DELPOZOA 3250m
4890m
1816.23mTP31/2" 10.3 #/ft M-VAM
TP41/2" 12.6 #/ft M-VAM
VALVULA DE PIEEMPACADOR
VALVULA DE SEGURIDADVALVULA DE VENTEO
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Diagnóstico del BEC
• Diagnóstico de problemas en elequipo subsuperficial.
• CARTAS DE AMPERAJE. Registrode la corriente del motor.• Diagnóstico y toma de acciones
correctivas sin sacar el equipo.• En tiempo real.• Se emplean registradores de
amperaje (amperímetro análogo)en el switchboard o en el VSD.
OPERACIÓN NORMAL
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Ejemplo de diagnóstico del BEC
Causado por partículassólidas que ingresan en labomba tales como arena, lodo,etc.Se afecta el comportamientode la bomba.Se desgasta la bomba.El pozo debe ser limpiado.
BOMBA MANEJANDO SÓLIDOS
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Ejemplo de diagnóstico del BECMuestra corrientes muy erráticas.
Existe sobrecarga.
No hay rearranques.
Puede ser causado por variacionesconsiderables en la densidad,viscosidad, presión de superficie oproducción de partículas sólidas.
Motores quemados, cablescortocircuitados, bombas trabadas,fusibles quemados, etc.
PROBLEMAS DE SUMINISTRO DEENERGÍA
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Desgaste en las etapas de la bomba
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Inspección del separador
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Buje superiorcon desgasteextremo.
Revisión de laerosión en elinductor. Bujeinferior trizado
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Inspección del motor
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Medición de laresistencia fase -tierra
Medición de laresistencia fase-fase
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Inspección del motor
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Rayaduras
profundas en elrotor.
Presencia decobre fundido enun estatorquemado.
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN