Bombeo Hidraulico

FACULTAD INTEGRAL DEL CHACO

BOMBEO HIDRAULICOPRODUCCIÓN III

INTEGRANTES: INTEGRANTES: MIGUEL GALLARDOMIGUEL GALLARDO DENNIS GONZALESDENNIS GONZALES WEIMAR HERRERAWEIMAR HERRERA GUSTAVO CORDOVAGUSTAVO CORDOVA YESSENIA RUIZ YESSENIA RUIZ ROSMERY DAZAROSMERY DAZA JHONNY RENGIPOJHONNY RENGIPO



i. BOMBEO HIDRÁULICO tipo jet (cinetico).



BOMBEOBOMBEO HIDRAULICOHIDRAULICO

• El sistema de bombeo hidráulico empleando una ley básica El sistema de bombeo hidráulico empleando una ley básica de la hidráulica (ley de pascal). Esta ley establece que la de la hidráulica (ley de pascal). Esta ley establece que la presión ejercida en la superficie del líquido se trasmite con presión ejercida en la superficie del líquido se trasmite con igual intensidad en todas direcciones, en cualquier punto del igual intensidad en todas direcciones, en cualquier punto del fluido. El sistema de bombeo hidráulico aplica este principio fluido. El sistema de bombeo hidráulico aplica este principio al bombeo de pozos petrolíferos, transmitiendo la presión de al bombeo de pozos petrolíferos, transmitiendo la presión de un fluido desde una fuente en superficie a uno o más puntos un fluido desde una fuente en superficie a uno o más puntos en el fondo. En estos puntos el petróleo motriz bajo presión en el fondo. En estos puntos el petróleo motriz bajo presión es dirigido a la unidad de producción, ya sea a una bomba es dirigido a la unidad de producción, ya sea a una bomba reciprocante o a proveer velocidad para la operación de una reciprocante o a proveer velocidad para la operación de una bomba tipo jet. bomba tipo jet.

• El fluido motriz que se utiliza en los sistemas modernos El fluido motriz que se utiliza en los sistemas modernos proviene de los pozos y puede ser petróleo crudo o agua. proviene de los pozos y puede ser petróleo crudo o agua.



Bombas tipo jet Bombas tipo jet Principió de operación de la bomba tipo jetPrincipió de operación de la bomba tipo jet

Una bomba tipo jet consta de tres partes principales: la boquilla, la Una bomba tipo jet consta de tres partes principales: la boquilla, la garganta, el difusor. El fluido motriz agua o petróleo es conducido a la garganta, el difusor. El fluido motriz agua o petróleo es conducido a la bomba por la sarta de tubería. Entonces el petróleo motriz entra por las bomba por la sarta de tubería. Entonces el petróleo motriz entra por las boquillas y su energía es convertida de una elevada presión a una boquillas y su energía es convertida de una elevada presión a una elevada velocidad en la salida del jet o boquilla. La acción de bombeo elevada velocidad en la salida del jet o boquilla. La acción de bombeo ocurre cuando los fluidos de formación entran en la corriente de ocurre cuando los fluidos de formación entran en la corriente de fluidos a la alta velocidad en el jet, a la salida de la boquilla, los dos fluidos a la alta velocidad en el jet, a la salida de la boquilla, los dos fluidos son transportados a la garganta. La energía cinética del fluido fluidos son transportados a la garganta. La energía cinética del fluido motriz se transfiere a los fluidos de formación y los dos fluidos entran motriz se transfiere a los fluidos de formación y los dos fluidos entran al difusor. En medida de que los fluidos avanzan a través del difusor, al difusor. En medida de que los fluidos avanzan a través del difusor, su elevada velocidad se convierte en alta presión, a la cual es su elevada velocidad se convierte en alta presión, a la cual es suficiente para mover los fluidos hasta la superficie.suficiente para mover los fluidos hasta la superficie.



Coiled o tuboconvencional

Cavidad de la bombaBomba Jet libre

1 1/4 “

Válvula

Empaque

BOMBEO HIDRÁULICO TIPO JET:



Dimensiones Y ESPECIFICACIONES Una bomba tipo jet se designa de la siguiente manera 2B * 4A *El primer número 2 es el diámetro nominal de la bomba y corresponde al diámetro de la tubería en la cual se puede bajar la bomba.* La primera letra B es el tipo de diseño de la bomba y puede ser tipo A o tipo B. el diseño estándar corresponde al tipo A, que tiene la entrada del fluido de producción a la succión intermitente; esto limita los tamaños de las boquillas y gargantas que se pueden usar comparados con las del tipo B que tienen la entrada de succión externamente a través del conjunto de fondo. Para un mismo tamaño de bomba, la bomba de tipo jet tipo B puede usar boquillas y gargantas del mismo tamaño de las de tipo A, haciendo que la bomba de tipo B sea capaz de manejar caudales de producción más altos. La bomba tipo B puede operar solamente en un conjunto de fondo tipo B pero las de tipo A, se puede operar en casi cualquier conjunto de fondo. * El segundo número 4 es el tamaño nominal de la boquilla con un rango de 1a 20. * La segunda letra a designa la relación de área o tamaño de la garganta y hay 5 tamaños de garganta para cada medida de boquilla que se especifican con las letras de A hasta B.



VENTAJAS DEL SISTEMA TIPO JET RESPECTO AL RECIPROCANTE

Elevada confiabilidad en el equipo sub-superficial, debido a la ausencia de partes móviles.Elevada tolerancia a la presencia de arena, por los materiales reintentes en la boquilla y garganta de la bomba.Es capaz de producir mayores volúmenes que la reciprocante.

LIMITACIONES DEL SISTEMA JET RESPECTO DEL RECIPROCANTE

• Requiere más potencia que las de embolo.• La Eficiencia disminuye notablemente con bajas presiones de entrada



FACTORES QUE AFECTAN A LA OPERACIÓN DE BOMBAS JET

Por experiencia se determino que la bomba de tipo jet es muy sensitiva a cambio en las presiones de entrada de descarga; además que es afectada por la densidad, viscosidad, y presencia de gas de los fluidos que la bomba admite y descarga.

Otros factores que pueden afectar el comportamiento de la

bomba son: corrosión, depósitos calcáreos, calidad del petróleo motriz y elevadas temperaturas.

Las bombas tipo jet requieren de 2000 a 3000 pies de

profundidad del arreglo de fondo, el arreglo más común para las bombas de tipo jet es el de tipo casing libre, que permite manejar grades volúmenes en pozos de poca profundidad.



ii. Bombeo HIDRAULICo TIPO EMBOLO

(RECIPROCANTE)



Principios de OperaciónPrincipios de Operación.. El fluido motriz es enviado hasta el El fluido motriz es enviado hasta el fondo del pozo bajo presión, hasta una fondo del pozo bajo presión, hasta una válvula que permite el movimiento válvula que permite el movimiento reciprocante de la bombareciprocante de la bomba

COMPONENTES•El Pistón Motor y el Cilindro•Una Válvula de Retorno •El Barril y la Válvula de control de fluido



TIPOS DE DISEÑOTIPOS DE DISEÑO

• Simple Acción.- Desplaza el fluido en un solo sentido ascendente o descendente.

• Doble Acción.- Desplaza el fluido en ambos sentidos a la vez: en ascendente y descendente.



TIPOS DE BOMBA A TIPOS DE BOMBA A EMBOLOEMBOLO

• Tipo A:Limitada por el diámetro de las boquillas y la

garganta, esto limita los caudalesSe puede anclar en cualquier tipo de arreglo

de fondo convencionalManeja bajos caudalesJunto a las de Tipo B son las mas empleadas



• TIPOS B:TIPOS B:Amplio rango de diámetro de las Amplio rango de diámetro de las boquillas y la garganta.boquillas y la garganta.Se ancla en arreglos diseñados.Se ancla en arreglos diseñados.Maneja altos caudales.Maneja altos caudales.Junto a las de Tipo A son las mas Junto a las de Tipo A son las mas empleadas.empleadas.La energía cinética potencia a la bomba, La energía cinética potencia a la bomba, para aumentar se debe variar el para aumentar se debe variar el diámetro de la garganta y aumentando diámetro de la garganta y aumentando la presión a la bomba reciprocante en la presión a la bomba reciprocante en superficie.superficie.Pueden ser simples y dobles.Pueden ser simples y dobles.



Tipo D:Tipo D:Características comunes a los tipos A Características comunes a los tipos A y B, su capacidad es igual a la de Tipo y B, su capacidad es igual a la de Tipo B. disponible en unidades simples y B. disponible en unidades simples y dobles.dobles.

Tipo E:Tipo E:Similar al motor de una combustión Similar al motor de una combustión interna, balanceada con pistones interna, balanceada con pistones opuestosopuestos



Ventajas de la Bomba a Embolo•Elevada eficiencia volumétrica bajo condiciones apropiadas (65 – 70%).•Capacidad de variar el caudal de producción ajustando la velocidad a través del caudal de fluido motriz

LimitacionesPresenta dificultades en cuanto a manejo de gas libre, producción de arena o fluidos corrosivos.



iii. Arregloiii. Arreglo subsuperficialsubsuperficial En un arreglo subsuperficial se tiene En un arreglo subsuperficial se tiene

los siguientes componentes:los siguientes componentes:• Sistema de fluido motorSistema de fluido motor• Sistema de fluido serradoSistema de fluido serrado• Sistema de fluido abiertoSistema de fluido abierto• Bombas hidráulicasBombas hidráulicas• Arreglo de tuberíaArreglo de tubería• Bomba hidráulica de succiónBomba hidráulica de succión



SISTEMA DE FLUIDO SISTEMA DE FLUIDO MOTORMOTOR

El fluido motor transmite la potencia El fluido motor transmite la potencia a la bomba de subsuelo, y a la vez a la bomba de subsuelo, y a la vez lubrica todas las partes móviles de la lubrica todas las partes móviles de la misma. El transporte de fluido misma. El transporte de fluido motor y del fluido producido se motor y del fluido producido se realiza a través de un sistema de realiza a través de un sistema de tuberías que depende del tipo de tuberías que depende del tipo de sistemas de fluido o de potencia sistemas de fluido o de potencia bien sea este de fluido serrado o de bien sea este de fluido serrado o de fluido abierto.fluido abierto.



SISTEMA DE FLUIDO cerradoSISTEMA DE FLUIDO cerrado

• En este caso el fluido motor no se En este caso el fluido motor no se mezcla con el pozo, lo cual hace mezcla con el pozo, lo cual hace necesario el uso de 3 tuberías en el necesario el uso de 3 tuberías en el fondo del pozo; una para inyectar fondo del pozo; una para inyectar el fluido de potencia, una de el fluido de potencia, una de retorno del mismo y otra del fluido retorno del mismo y otra del fluido de producción.de producción.



Sistema de fluido abiertoSistema de fluido abierto

• En el sistema abierto, el fluido En el sistema abierto, el fluido motor se mezcla con el fluido del motor se mezcla con el fluido del pozo, lo cual hace necesario el pozo, lo cual hace necesario el uso de 2 tuberías en el fondo; una uso de 2 tuberías en el fondo; una para inyectar el fluido de para inyectar el fluido de potencia y otra para el retorno de potencia y otra para el retorno de la mezclala mezcla



Bombas hidráulicasBombas hidráulicas• Constituyen el principal componente del Constituyen el principal componente del

sistema en el fondo del pozo. Las bombas sistema en el fondo del pozo. Las bombas hidráulicas utilizan un pistón accionado hidráulicas utilizan un pistón accionado por cabillas y 2 o más válvulas de por cabillas y 2 o más válvulas de retención. La bomba simple sigue prácticas retención. La bomba simple sigue prácticas de diseño similares a la bomba de cabillas. de diseño similares a la bomba de cabillas. Se denomina de acción simple por que Se denomina de acción simple por que desplaza el fluido hasta la superficie, en el desplaza el fluido hasta la superficie, en el recorrido ascendente o descendente.recorrido ascendente o descendente.

• La bomba puede ser de simple acción o de La bomba puede ser de simple acción o de doble acción.doble acción.



Bombas de doble acciónBombas de doble acción::• Tiene válvulas de succión y de descarga en ambos Tiene válvulas de succión y de descarga en ambos

lados del pistón. Por esta razón la bomba desplaza lados del pistón. Por esta razón la bomba desplaza el fluido hasta superficie en ambos recorridos con la el fluido hasta superficie en ambos recorridos con la acción combinada de apertura y cierre de válvulas acción combinada de apertura y cierre de válvulas de succión y de descarga del pistónde succión y de descarga del pistón

Bombeo por cabilla e hidráulicoBombeo por cabilla e hidráulico::• En una instalación de bombeo por cabillas la En una instalación de bombeo por cabillas la

unidad de superficie y la bomba de subsuelo se unidad de superficie y la bomba de subsuelo se unenunen por medio de la sarta de cabillas. En cambio por medio de la sarta de cabillas. En cambio en una unidad de bombeo hidráulico la cabilla se en una unidad de bombeo hidráulico la cabilla se encuentra en el interior de la bomba. encuentra en el interior de la bomba.



Arreglo de tuberíaArreglo de tubería

• Permite clasificar los diferentes Permite clasificar los diferentes tipos de instalaciones del tipos de instalaciones del sistema tales como; tipo sistema tales como; tipo insertable fijo, entubado fijo, insertable fijo, entubado fijo, bomba libre tipo paralelo y bomba libre tipo paralelo y tipo entubadotipo entubado



Bomba hidráulica de succiónBomba hidráulica de succión• Su funcionamiento es similar al bombeo Su funcionamiento es similar al bombeo

mecánico. Pero en este caso la cabilla se mecánico. Pero en este caso la cabilla se encuentra dentro de la bomba. . Las encuentra dentro de la bomba. . Las bombas de tipo pistón están formadas bombas de tipo pistón están formadas por pequeños pistones que van subiendo por pequeños pistones que van subiendo y bajando de forma alternativa . Estas y bajando de forma alternativa . Estas bombas dispones de varios conjuntos bombas dispones de varios conjuntos pistón cilindro, así de esta manera se da pistón cilindro, así de esta manera se da una fuerza de succión y expulsión.una fuerza de succión y expulsión.



Según la disposición de los pistones con Según la disposición de los pistones con relación al eje que los acciona las bombas se relación al eje que los acciona las bombas se clasifican en 3 tipos:clasifican en 3 tipos:

1. Axiales1. Axiales.- los pistones son paralelos entre si y .- los pistones son paralelos entre si y

también paralelos al ejetambién paralelos al eje2. Radiales2. Radiales.- los pistones son perpendiculares aj .- los pistones son perpendiculares aj

eje en forma de radios.eje en forma de radios.3. Transversales3. Transversales.-los pistones perpendiculares al .-los pistones perpendiculares al

eje son accionados por bielas. eje son accionados por bielas. Los principales componentes de la bomba Jet Los principales componentes de la bomba Jet

son la boquilla, la garganta y el difusorson la boquilla, la garganta y el difusor

iv. TIPOS DE INSTALACIONES



BOMBEO HIDRÁULICO

Equipo de superficie:Tratamiento y almacenamiento de fluido motriz.Líneas de conducción de aceite motriz.Bombas de alta presión para el fluido motriz.Múltiple de distribución y control en superficie.Equipo de cabeza de pozo.

Equipo de subsuelo:Tubería de fluido motriz, tubería de producción.Equipo de inserción y sello de la bomba en el subsuelo.



Bomba de circulación

Bomba de fondo

Bomba triplex o múltiplex

Válvula maestra de cabeza de pozo

Ensamblaje de fondo

Tanque de recolección

EQUIPOS DEL SISTEMA HIDRAULICO



SISTEMA HIDRAULICO

SISTEMA DE FLUIDO DE POTENCIA



En los sistemas hidráulicos de bombeo de pozos petroleros hay dos circuitos de fluido de potencia básicos: el Sistema de Fluido de Potencia “Abierto” (OPF, por sus siglas en ingles) y el Sistema de Fluido de Potencia “Cerrado” (CPF).

El sistema de fluido abierto, porque permite que el fluido de potencia agotado se mezcle con el fluido producido, se designa así para distinguirlo del sistema de fluido cerrado, que mantiene el fluido de potencia separado del fluido producido.



En el sistema la bomba superficial obtiene crudo limpio (o agua) de un tanque de asentamiento o de un recipiente separado/reservorio. Hay cuatro disposiciones o instalaciones básicas hoyo abajo en el sistema OPF, que son:

SISTEMA DE FLUIDO DE POTENCIA ABIERTO (OPF).

En este sistema, la bomba hoyo abajo se inserta en una sarta pequeña de tubo adentro de la tubería de producción. El fluido de potencia de entrada va hacia abajo, en la pequeña sarta interior, y la producción más el fluido de potencia agotado regresan arriba en el espacio anular dentro de las dos sartas. Gas libre se produce a través del espacio anular del tubo de producción y la tubería de revestimiento.

1. INSERCION FIJA



2. TuberIa DE REVESTIMIENTO FIJAEn este sistema, la bomba hoyo abajo se inserta en cualquier tamaño de tubo y se apoya en un obturador de la tubería de revestimiento. El fluido de potencia de entrada va hacia abajo en esta sarta de tubo y la producción más el fluido de potencia agotado regresan hacia arriba en el espacio anular. Todo el gas libre se debe producir a través de la bomba.



3. TuberIA PARALELA LIBRE

En este sistema, dos sartas de tubo, conectadas en el fondo con un bloque, se insertan independiente simultáneamente y se inserta una válvula fija recuperable. La “bomba libre” es circulada abajo en la mayor de las dos sartas por el fluido de potencia, y al sentar hace un sello de asiento en la válvula fija y un sello superior en un collar especial. Comienza la circulación continuada del fluido de potencia y funciona el motor de la bomba. La producción más el fluido de potencia van a través del bloque de cuota del fluido y regresa arriba en la sarta del tubo más pequeño. El gas libre es producido a través del espacio anular de la tubería de revestimiento-producción.



4. TuberIA DE REVESTIMIENTO LIBRE

En este sistema, una sarta de tubo se inserta y apoya en un obturador de la tubería de revestimiento. La “bomba libre” es circulada hacia abajo de esta sarta y en funcionamiento el fluido de potencia agotado más la producción se producen hacia arriba en el espacio anular de la tubería de revestimiento. Todo el gas libre se debe producir a través de la bomba.



SISTEMA DE FLUIDO DE POTENCIA CERRADO (CPF).

El sistema de fluido de potencia cerrado (CPF) proporciona un método de retorno del fluido de potencia agotado del motor de la bomba hoyo abajo a través de un canal separado, a la superficie. Así, no se mezcla con el fluido producido. En efecto, el fluido de potencia hidráulica está en un “circuito cerrado”. El mismo fluido se usa una y otra vez sólo con la adición de una cantidad pequeña para reponer el fluido. El fluido de reposición reemplaza al fluido usado para lubricar el extremo de la bomba de pistón hoyo abajo. El fluido de potencia usado se puede seleccionar de una variedad amplia de fluidos disponibles pero el más común es el crudo limpio o agua producidos. Por cuanto el fluido de potencia en el sistema cerrado no se mezcla con la producción, la fuente principal de contaminación del fluido se elimina. Así, el sistema CPF asegura una larga vida útil de la bomba proporcionando mejor calidad del fluido de potencia.



V. CARACTERÍSTICAS DEL BOMBEO HIDRÁULICO (TIPO PISTON).

Características del sistema artificial de producciónLas características más importantes de este sistema artificial de producción son:

1. Puede alcanzar mayores profundidades que otros sistemas. Debido a la flexibilidad de este sistema ha permitido la explotación de pozos a profundidades hasta de 18000 pie.

2. La bomba subsuperficial se puede recuperar fácilmente. Una de las ventajas del bombeo hidráulico es la facilidad con que se instalan y recuperan las bombas subsuperficiales (Bomba tipo libre). Para recuperar una bomba, la circulación se invierte en la sarta de producción, a fin de desanclarla de su asiento. A continuación se circula por la sarta del retorno del fluido motriz (o por el espacio anular) para llevarla a la superficie, donde cae en un receptáculo para su correspondiente cambio. Para introducir una bomba la operación se efectúa a la inversa.



3. Buena flexibilidad de gastos de producción. La instalación de este tipo de bombeo es ideal cuando se tienen a gran profundidad, a baja presión y bajas relaciones gas-aceite, grandes volúmenes de fluido por producir (hasta 5000 bl/día).

4. Puede operar en pozos direccionales. Es el sistema artificial de producción mas indicado para operar en pozos direccionales, a diferencia del bombeo mecánico convencional, bombeo neumático o electro centrífugo, los cuales presentan ciertas desventajas.

5. Control del sistema de varios pozos desde un punto único. Desde ese punto, el operador puede: a) Cerrar o abrir uno, cualquiera o todos los pozos, o la combinación deseada de pozos. b) Graduar la velocidad de la bomba en cada pozo. c) Medir la velocidad de la bomba en cualquier pozo.



6. Fácil adición de inhibidores. Debido al estricto control del fluido motriz, pueden agregársele a éste, toda clase de inhibidores que sea necesarios en la superficie. 7. Manejo de crudos pesados. Esto estará en función de la capacidad de la bomba subsuperficial y de su eficiencia. Pero dado el amplio rango de bombas subsuperficiales existentes, el manejo de fluidos de alto peso específico puede ser factible sin disminuir los ritmos de producción preestablecidos. Uno de los principales elementos del Bombeo Hidráulico en general es el fluido motriz (aceite o agua). Dicho fluido tiene como función la de proporcionar la energía necesaria para accionar el motor de la unidad de producción y además lubricar todas las partes del sistema



Características del fluido motrizLas características más importantes que deberá poseer el fluido motriz son: a) Fluido limpio. Debido a que el fluido motriz estará en contacto con las partes del equipo superficial y subsuperficial, es recomendable que este no contenga impurezas que puedan, provocar problemas subsecuentes, tales como: corrosión, y/o abrasión de la tubería de inyección, obstrucción de las tuberías o mal funcionamiento del motor. b) Contenido de sólidos mínimo. Es necesario que el tipo de fluido que se elija o seleccione como fluido motriz, no contenga más de 20 p.p.m. de sólidos, el tamaño de las partículas sólidas no deberá exceder a 15 micrones y el contenido de sal no ser mayor de 12 lb/1000 bl. de aceite.



c) Baja Viscosidad. Esta característica será uno de los factores para poder elegir el tipo bomba superficial, ya que si el fluido motriz es sumamente viscoso, la presión de descarga requerida para la bomba deberá ser sumamente alta para moverlo, por lo que se necesita que la viscosidad sea la más baja posible. d) Alto poder de lubricación. Esta característica es debida a que el fluido motriz estará en contacto directo con todas las partes mecánicas del motor superficial y por lo tanto tendrá como función la de lubricar cada una de las partes que constituyen dicho motor.



I. Sistema abierto de fluido motriz. Aquí el fluido motriz bajo presión es dirigido a la bomba subsuperficial por una tubería , este acciona la bomba, entra en la corriente del fluido producido y retorna a la superficie mezclado con éste. En este sistema sólo son necesarios dos conductos dentro del pozo uno para conducir el fluido motriz a la unidad subsuperficial y otro para conducir la mezcla de fluido motriz con fluido producido a la superficie (dos sartas de tubería de producción o una sola sarta de tubería y el espacio anular T.R.-T.P.). II. Sistema cerrado de fluido motriz. En este caso el fluido motriz es circulado al fondo del pozo para accionar la unidad subsuperficial, pero no se mezcla con el fluido producido, sino que es retornado a la superficie por una sarta de tubería por separado por lo que es necesario un conducto extra a diferencia del sistema abierto.



Las principales causas que provocan mal funcionamiento en el sistema son:

i. Falta de Fluido Motriz ii. Obstrucciones del flujo iii. Fugas iv. Cambios de condiciones del pozo v. Desgaste del motor vi. Contaminación del fluido motriz vii. Alta producción de gasviii. Corrosión ix. Taponamientos, etc.

MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS POR SUPOR SU ATENCION…….ATENCION…….

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