Sistema de Levantamiento Artificial Por Bombeo Mecanico

 

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS.

MATERIA:

SISTEMAS ARTIFICIALES DE PRODUCCION CARRERA:

INGENIERÍA PETROLERA

 

  Reseña histórica El bombeo mecánico convencional nació prácticamente a la par con la industria petrolera, cuando el Coronel Drake; perforo un pozo que era de su pertenecía ubicado en se Pennsylvania 1859. En aquella época se la perforación hacía con aproximadamente herramientas de en percusión, donde la mecha suspendía mediante una especie de balancín hecho con madera y se dejaba caer. Cuando el pozo moría, era más fácil usar el balancín de madera que había quedado en el sitio para operar la bomba de sub.-suelo; así nació lo que hoy conocemos como BMC, aunque hoy en día no se usan balancines ni cabillas de madera y mucho menos maquinas a vapor, los componentes del método aun se conservan. El balancín, el cual es el símbolo reconocido a nivel mundial, del BMC; todavía se usa para convertir el movimiento rotatorio del motor en reciprocante y así impulsar la bomba. Otros componentes son las cabillas y la bomba, misma que todavía usa un pistón, el barril y las válvulas, (viajera y fija). La evolución de estos componentes, tanto en diseño como en materiales, la tecnología electrónica y el avance en las aplicaciones de análisis y diseño, han contribuido para que el bombeo mecánico convencional moderno haya dejado de ser la cenicienta de los métodos de producción reservado solo a pozos que llegaban al final de su vida productiva. Por su larga historia no es difícil pensar que este método es el más popular y usado en la petrolera a nivel mundial.

 

Sistema de Levantamiento Artificial por Bombeo Mecanico

El bombeo mecánico es el método de levantamiento artificial más usado a nivel mundial. Este método consiste en una bomba de subsuelo de acción reciprocante, que se abastece con energía producida a través de una sarta de cabillas. La energía proviene de un motor eléctrico o de combustión interna, el cual moviliza a una unidad de superficie mediante un sistema de engranajes y correas ver figura a continuación.

La unidades de bombeo mecánico se clasifican según su geometría en tres tipos principales: Unidades convencionales,  las cuales tienen el apoyo en el punto medio del balancín; Unidades neumáticas, cuyo punto de apoyo se ubica en el extremo delantero del

balancín; unidades MARK II, que tienen el apoyo en el extremo trasero del balancín.

El levantamiento del crudo se realiza mediante la acción de las bombas de subsuelo, las cuales son accionadas por la sarta de varillas que les transmiten la potencia requerida, generada en superficie. Estas bombas consisten esencialmente de un pistón dentro de un barril con válvulas de entrada y salida de fluido, y pueden ser de acción simple o de acción doble. Las bombas de acción simple son usadas generalmente en combinación con sistemas de empuje mecánico, mientras que las de acción doble se emplean con mayor frecuencia con sistemas de empuje hidráulico. Ventajas

 

  • Confiabilidad y bajo mantenimiento. • Alto conocimiento en todas las aplicaciones (Crudos pesados y livianos).  livianos).   • Facilidad para ajustar la tasa en superficie.  superficie.   • Permite alcanzar un alto grado de depleción. • Varias alternativas para la fuente de poder (motor diesel o eléctrico).  eléctrico).   • Operación, análisis sencillos y fácil reparación técnica.  técnica.   • Tolera altas temperaturas.  temperaturas.  • Facilidad para el intercambio de unidades entre pozos.  pozos.   • Aplicable a huecos huecos estrechos y completamiento múltiples. • Permite el levantamiento de crudos con viscosidades relativamente altas. • Fácil aplicación de tratamientos contra la corrosión y la formación de escamas. • Disponibilidad de diferentes tamaños de unidades. unidades . Desventajas Los caudales que permite bombear son relativamente bajos. • Requieren de gran espacio en superficie, superfic ie, siendo poco recomendable en plataformas costa afuera y en locaciones urbanas. • Presenta mayor desgaste de las varillas en pozos des viados. • Problemas de fricción en pozos tortuosos. • Baja tolerancia a la producción de sólidos. • Limitado por la profundidad. • Baja eficiencia volumétrica en pozos con alta producción de gas. • Susceptible a la formación de parafinas. • El tubing no puede ser recubierto internamente para protegerlo contra la corrosión. • Poca resistencia al contenido de H2S. • En pozos de diámetro pequeño, se limita el caudal a producir, por el tamaño de subsuelo para un determinado paso de presión en el yacimiento se tiene que la energía natural que empuja a los fluidos deja de ser suficiente, es en este momento cuando se recurre al uso de un mecanismo artificial para continuar extrayendo mecánico. hidrocarburos, para este caso dicho mecanismo es el bombeo El bombeo mecánico  es un procedimiento de succión y transferencia casi continua del petróleo hasta la superficie, considerando que el yacimiento posee una determinada presión, la cual es suficiente para que el petróleo alcance un determinado nivel en el pozo.

FUNCIONAMIENTO La bomba se baja dentro la tubería de producción y se asienta en el fondo con el uso de empacaduras. La bomba es accionada por medio de las varillas que le transmiten el movimiento desde el aparato de bombeo (éste consta de un balancín al cualse seaccionan le transmite el movimiento de reductora vaivén pormovida medio por de la y la manivela, éstas a través de una caja unbiela motor).

 

El balancín de producción imparte un movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succión que mueve el pistón de la bomba, colocada en la sarta de producción o de educción, a cierta profundidad del fondo del pozo. La válvula fija permite que el petróleo entre al cilindro de la bomba. Por un lado en la carrera descendente de las varillas, la válvula fija se cierra y se abre la válvula viajera para que el petróleo pase de la bomba a la tubería de educción. Por el otro, e En la carrera ascendente, la válvula viajera se cierra para mover hacia la superficie el petróleo que está en la tubería y la válvula fija permite que entre petróleo a la bomba. La repetición continua del movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo hacia la superficie. La bomba consiste en un tubo de 78, 74  –   –  288, 1889 pulgadas de largo con un diámetro interno de 1, 5 – 5  – 2,  2, 25 pulgadas, dentro del cual se mueve un pistón cuyo extremo superior está unido a las varillas de bombeo. Este mecanismo se aloja dentro o se enrosca en el extremo de la tubería. PARTES · Motor. · · · · · · · · · · · · · · ·

Manivela. Contrapeso. Balancín. Cabezote. Rienda. Vástago pulido. Prensa estopa. Cabezal. Tubería de educción. Varilla de succión. Revestidor. Válvula vieja. Bomba. Válvula fija. Yacimiento.

Un dato importante es que el 60% de los pozos de extracción artificial en Venezuela utilizan este medio. Su limitación radiase en la profundidad que pueden tener los pozos, y su desviación en el caso de los pozos direccionales.