WellFlo Avanzado BES

3. Bomb Bo mbe eo Electrosumergible (BES)

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Contenido

3.1 BES Overview 3.2 Diseño y Análisis de BES

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Contenido

3.1 BES Overview 3.2 Diseño y Análisis de BES

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3.1 BES Overview

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BES Overview El Sistema de una Bomba Electrosumergible esta constituido por los siguientes componentes: • Motor Electrosumergible • Bomba Centrifuga multi-etapas. • Sección de Sellos. • Intake, Separador de Gas. • Cable de potencia. • Variadores. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Motor Electrosumergible • Motor especial modelo compacto que permite ser instalado en tuber ías. • Capaz de soportar grandes requerimientos de potencia y alta torsi ón momentánea durante los arranques. • Velocidad nominal de 3500 rpm a 60 Hz. • El interior del motor se llena de un aceite mineral: refinado, resistencia dieléctrica, conductividad térmica, lubricante

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Motor Electrosumergible • Velocidad de fluido en la parte exterior del motor para un adecuado enfriamiento 1 pie/seg. • Los requerimientos de corriente pueden variar de 12 – 130 amps. • Pueden se instalados simples o integrados (Tandem) con potencia desde 200 –250 hp y hasta 1000 hp. • La

profundidad

de

colocaci ón

es

determinante en la selección del Voltaje del Motor. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Motor Electrosumergible •  A altas perdidas de voltaje, se requiere un motor de más alto voltaje y menor amperaje. • Las series de tamaños más comunes son: 456, 540, 562.

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Bomba Centrífuga Multi- Etapa

• La bomba centr ífuga esta constituida de múltiples etapas. Impulsor 

• Cada

etapa

esta

constituida

de

un

Impulsor giratorio con el eje ( Shaft) y un Difusor estacionario anclado a la carcaza (Housing). • El tamaño de la etapa determina el Difusor 

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volumen de fluido a producirse.

Bomba Centrífuga Multi- Etapa • La presión que genera la bomba depende del número de etapas. • Del

número

de

etapas

depende

la

potencia requerida. • La selección de una bomba óptima cumple con los siguientes pasos: - Series, - Tipo, - Número de Etapas. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Bomba Centrífuga Multi- Etapa

• Según el tamaño, las series más comunes de bomba son 400, 513, 538, 675. • Hay dos tipos de impulsores usados en BES: Flujo Radial y Flujo Mixto. • Los impulsores de flujo radial generalmente, operan un rango de 150  – 2500 BFPD. • Los

impulsores

flujo

eficientes a bajas tasas. RADIAL FLOW © 2006 Weatherford. All rights reserved.

radial

son

m ás

Bomba Centrífuga Multi- Etapa

Impulsor 

Difusor 

RADIAL FLOW © 2006 Weatherford. All rights reserved.

MIXED FLOW

Bomba Centrífuga Multi- Etapa Empujes (Thrust ) Cada etapa de la bomba es expuesta a diferentes fuerzas en su operación: • La acción de la gravedad sobre la masa que flota en el impulsor, siempre descendente (Downthrust). • La fuerza producto del diferencial de presi ón por etapa (Downthrust). • Las fuerzas de impulso generadas por el fluido al momento de entrar en la etapa. A menos que no haya condición de flujo es siempre ascendente (Upthrust). © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Bomba Centrífuga Multi- Etapa Empujes (Thrust ) • Dependiendo de la fuerza resultante, positiva o negativa, se determina si la etapa se encuentra downthrust o upthrust. Si la bomba se encuentra operando a la izquierda de ROR, su operación es en downthrust (El diferencial de presión a menores tasas supera las fuerzas de impulso del fluido). A la la derecha de ROR, su operaci ón es en upthrust. - En Upthrust , la parte superior del impulsor deber á manejar el empuje de la fuerza generada por la parte inferior del difuso r de la etapa siguiente.

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Bomba Centrífuga Multi- Etapa Empujes (Thrust ) - En Downthrust , las fuerzas pueden ser absorbidas en cada etapa o transferidas a una posici ón inferior dentro de la cadena que conforma la bomba. Por Construcción: • Impulsor Flotante: En este tipo de construcción, el impulsor se mueve axialmente sobre el eje (Shaft), por lo que el impulsor

puede

cargarse

por

empuje

ascendente

descendente cuando la bomba esta en operación. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

o

Bomba Centrífuga Multi- Etapa

• Por Compresi ó n : En este tipo de construcciones el impulsor se encuentra fijo al eje (Shaft), las cargas son amortiguadas por un cojinete ubicado en la sección de sellos. • Manejo de Abrasi ó n: La presencia de arena u otros elementos abrasivos en el fluido de producci ón inducen a un desgaste acelerado del impulsor y el difusor de las bombas.

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Empujes Bomba Centrífuga

Operating Range DownThrust

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UpThrust

Curvas Bomba Centrífuga Multietapas • Las curvas caracter ísticas de las bombas se determinan mediante pruebas controladas en laboratorio y talleres. • A diversas tasas in situ se determina la eficiencia, potencia al freno (BHP), y la longitud de columna hidrostática capaz de desplazar la bomba. • Estas pruebas son realizadas con agua dulce de 1.0 cp de viscosidad y densidad relativa 1.0. • Cada curva representa el comportamiento de la bomba a una velocidad particular.

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Sección Sellante Funciones Básicas: - Actúa como una barrera entre el motor y el fluido del pozo. - Igualar la presión del fluido del motor y la presión externa del fluido a profundidad. - Provee una cámara que permite la expansión y compresión del fluido del motor debido al calentamiento y enfriamiento del mismo durante la operatividad. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Sección Sellante -  Aloja un cojinete que absorbe el empuje axial generado por la bomba. -

Dos

tipos

de

cámaras

están

disponibles: Cámaras de laberinto (L) y cámaras de bolsa (B). - Las cámaras pueden conectarse de manera interna de varias maneras: Las cámaras de laberinto se conectan en serie y las de bolsa en paralelo. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Sección Sellante − Las cámaras de laberinto a bolsa o bolsa a laberinto se conectan en serie.

− Por ejemplo Bolsa paralelo bolsa serie Laberinto (BpBsL) indica sello de tres

cámaras

configurada

dos

cámaras de Bolsa conectadas en paralelo conectando a una cámara de laberinto en serie.

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Intake – Separador de Gas

• Permite la comunicación entre la parte primaria de la bomba con el fluido del pozo. • Las entradas de la bomba se seleccionan dependiendo del volumen de gas libre calculado previamente. • Si no hay presencia de gas libre puede usarse la succión convencional, que permite hasta un 10 % de gas libre.

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Separador de Gas Rotativo

• Consiste en un inductor en espiral y embrague que giran dentro de un cubierta estacionaria. • El fluido del pozo es arrastrado por los puertos de entrada hacia el inductor espiral. • El inductor espiral comprime el fluido y lo descarga en las aspas de un centr ífugo.

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BES Overview  Aplicabilidad de BES: • Pozos con altas producción, ( >200 BPD). • Variedad de tipos de pozos incluyendo pozos desviados. • Pozos con alto corte de agua. • Pozos sometidos a recuperación mejorada por inyección de agua. • Pozos con H2S y CO2.

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BES Overview Ventajas y Beneficios:

• Costos de operación rentables en pozos con alta producción. • Bajos requerimientos de mantenimiento resultando una mayor producción por menos cierres de pozos. • Alta resistencia a ambientes corrosivos.

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BES Overview Limitaciones: • El sistema es limitado a áreas que dispongan de energ ía eléctrica o generadores. • Dificultad para reparar en el campo, requiere que los componentes sean llevados a centros de servicios para reparación y prueba. • Baja eficiencia de la bomba y alto riesgo de fallas cuando la abrasividad y/o gas libre están presentes. • Requerimientos grandes de energía con fluidos de alta viscosidad. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

BES Overview Criterios para el Asentamiento de la Bomba : •  Asentar la bomba por encima de las perforaciones. • No se debe asentar tan profundo como para generar pérdidas por fricción y caídas de voltaje; ni tan superficial que provoque una presión de entrada a la bomba mucho menor a la presión de burbujeo y se genere excesiva presencia de gas libre. • Una pr áctica común para iniciar el diseño es asentar la bomba a una profundidad de 700 pies por debajo del nivel dinámico. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Información Requerida 1. Informaci ó n - Pozo:

− Dimensión y peso de Casing y Liners. − Dimensión y tipo de Tubing. − Intervalo perforado. − Profundidad de bomba TVD. 2. Informaci ó n - Producci ó n :

− Presión cabeza, THP, − Presión anular, CHP, − Tasa de producción actual, © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Información Requerida 2. Informaci ó n - Producci ó n :

− Nivel de Fluido dinámico y PIP. − Nivel de Fluido estático y PYac. − Temperatura fondo. − Tasa de producción deseada. − RGP. − % AyS. 3. Propiedades de Fluido:

− Grav. Esp Agua. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

− ° API crudo.

Información Requerida 3. Propiedades de Fluido:

− Información PVT. − Grav. Esp Gas. 4. Fuentes de poder:

− Voltaje primario disponible. − Frecuencia − Capacidad de fuente. 5. Problemas posibles:

−  Arena, corrosión, parafinas, emulsión, gas, temperatura. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

3.2  An álisis y Diseñ o de BES

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Análisis y Diseño de BES Modulo de Diseño: Hacer Click en Data Preparation - ESP Data…

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Análisis y Diseño de BES Modulo de Análisis:

Profundidad de Asentamiento

Correcciones de Viscosidad

Mínimo y Má Máximo Diá Diámetro de La Bomba Frecuencia de Operació Operaci ón

Correcciones de Gas

Temperatura Modelo de la Bomba Factor de Desgaste / Eficiencia Modelo del Motor  Separador de Gas

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Análisis y Diseño de BES 1. Obtención de Data. 2. Capacidad del Yacimiento. 3. Determinación de Propiedades de Fluido a condiciones PIP. 4. Calculo Gas: Volumen Total @ PIP, Volumen Gas Libre. 5. Determinación de Cabeza Dinámica Total (TDH). 6. Selección de Bomba, Motor, Sellos. 7. Selección de Cable. 8. Selección de Variadores de Frecuencia. 9. Selección de Transformadores. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES Datos del Pozo: • Prof Total:

Datos de Fluido:

7500 ft TVD

• Mitad Perforaciones: 7250 ft. •  Asentamiento: 7000 ft • Revestidor : OD 5 ½”, 17 lb/ft • Tuber ía:

• SG water : • ° API: • SG gas:

1.05 30

0.7 • Presión Burbuja: 2500 psig • Viscosidad oil @ Pb: 10 cp

OD 2 7/8”, 6.5 lb/ft

Datos de Producci ón: • THP: • Tasa prueba (q1): • Pwf1:

120 psig 900 BPD.

• Voltaje primario: 7200 – 12470 V • Frecuencia: 60 Hz

1900 psig 2500 psig

• P Yacimiento: • Temp Fondo: • RGP:

180°F 150 scf /b /b

• %AyS: • Tasa deseada:

65 2000 BPD

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Fuentes de Energía:

Posibles problemas • Ninguno.

Análisis y Diseño de BES • Carga de Equipos de Completaci ón : Data Preparation  – Equipment data – Well Data

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Análisis y Diseño de BES • Carga de Equipo de BES : Data Preparation  – ESP data  – Measured depth

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Análisis y Diseño de BES •  Ajustar Propiedades Fluido: Data Preparation  – Reservoir  Control  – Fluid Parameters .

• Presion Burbuja @ 180° 180°F • Viscosidad @ Pb © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES • Chequear Propiedades Fluido: Data Preparation  – Reservoir  Control  – Fluid Parameters - Check

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Análisis y Diseño de BES • Propiedades Inflow : Data Preparation  – Reservoir  Control  – Test Point Data

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Análisis y Diseño de BES 2.- Capacidad del Yacimiento:

900 BBpd, 1900 Lpc

2000 BBpd, 790 Lpc

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Análisis y Diseño de BES 3.- Determinar Propiedades de Fluido @ PIP: PIP = Pwf  − Δ p

Δ p = Δh * grad agua * δ  Compuesta δ  Compuesta

= Fw * δ  ' Agua + Fo * δ  ' Petroleo

δ  Compuesta

= 0.989

7000’

Δh 7250’

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PIP = 683  psig

Análisis y Diseño de BES 4.- Cálculo Gas: Volumen Total @ PIP • Para el calculo del volumen de l íquido y gas, se requieren conocer las propiedades de los fluidos a condiciones de PIP = 683 psig, apoyándose en WellFlo, Fluid Parameters - Check

 Bo = 1.068 bbl / STB  Bg = 0.024  ft  / SCF  3

 Rs = 31.42 SCF  / STB

 Bw = 1.031 bbl / STB © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES 4.- Cálculo Gas: Volumen Total @ PIP • Cálculo de el Volumen de Gas Libre, Petr óleo y Agua.

V Total @ PIP = V Gas Libre @ PIP + V Petroleo @ PIP + V  Agua @ PIP %Gas Libre = (V Gas Libre @ PIP / V Total @ PIP ) * 100

V Gas Libre = V ( RGP = 150

SCF  / STB )

V Petroleo = BNPD * Bo V  Agua = BAPD * Bw

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− V ( Rs =

31.41 SCF  / STB )

Análisis y Diseño de BES 4.- Cálculo Gas: Volumen Total @ PIP • Cálculo de el Volumen de Gas Libre, Petr óleo y Agua. V  Agua =   1340  BAPD

V Petroleo = 747  BNPD

V Total @ PIP  = 2443  BFPD

%Gas Libre = 14.3

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V Gas Libre = 355.4  BGPD

Análisis y Diseño de BES 5.- Determinación TDH •  Altura de fluido total que debe descargar la bomba.

TDH  = H d  + F t  + Pd   H d  = F t  = Pd  =

Distancia vertical entre el nivel dinámico de producción y la superficie, pies.

Perdidas por fricción a través de la tubería, pies. Altura de fluido equivalente para vencer los requerimientos en superficie, pies.

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Análisis y Diseño de BES 5.- Determinación TDH

TDH  = H d  + F t  + Pd 

 H d  = H  Bomba

⎛ PIP * 2.31  ft  /  psi ⎞ ⎟ −⎜ ⎜ ⎟ δ  Compuesta ⎝   ⎠

  5068  ft   H  d  =

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Análisis y Diseño de BES 5.- Determinación TDH

TDH  = H d  + F t  + Pd 

1.85

⎛ 100 ⎞ 2.083 ⎜ ⎟ C   ⎠ ⎝  F  =

1.85

⎛  Q  ⎞ *⎜ ⎟ ⎝ 34.3 ⎠

 ID 4.8655

Basado en la Hazen-William

F  = Perdidas  por  Friccion ( ft  / 1000  ft )

ecuación

de

 f u = 53. 4  ft  / 1000 ft 

C  = Coeficient e de Linea (Vieja = 100 ,  Nueva = 120) Q = Tasa de Flujo ( BFPD)  ID = Diametro de Interno de Tuberia ( pu lg)

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F t  = 374  ft 

Análisis y Diseño de BES 5.- Determinación TDH

TDH  = H d  + F t  + Pd  Pd  =

THP

2.31  ft  /  psi * δ  Compuesta

Pd  = 340  ft 

  5781  ft  TDH  = © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba • En primer lugar, se debe considerar la limitación de tamaño del Casing, lo que resulta en la Serie 400.

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba • Se selecciona la Serie 400 y de acuerdo con el Volumen Total de Fluido a descargar de 2443 BFPD @ PIP, se determina el rango de operación.

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba • Sí el proveedor es Weatherford, en WellFlo se puede realizar filtr o por proveedor: Configure  – Preference  – ESP Manufactures.

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba • Diseñar con WellFlo:  Analysis – ESP Design. Ingrese la tasa deseada de producci ón, 2000 stb/day.

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba • Diseñar con WellFlo:  Analysis – ESP Design

• Bombas que se encuentran en librer ía, pueden no cumplir con el número de etapas o la resistencia del Shaft.  © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES • Con el uso de Catalogo del Fabricante, por ejemplo Weatherford , se localiza el rango o bomba 400  – 2200, cuyo valor de producci ón a la mejor eficiencia es 2245 BFPD a una eficiencia de 67%. Los datos leídos de las curvas de desempe ño (Performance ) de la bomba es: WFT 400 - 2200 Q insitu

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Head

BHP

0

33.0

0.411

500

32.1

0.457

1000

30.5

0.495

1500

28.5

0.542

2000

25.7

0.580

2245

23.9

0.590

2500

21.6

0.613

2825

18.4

0.619

3000

16.2

0.623

3500

9.9

0.623

3641

8.1

0.625

4000

2.2

0.627

ROR

1550

2650

Shaft

125

200

Carga de Bomba @ WellFlo Siguiendo la ruta descrita, se selecciona el fabricante y el modelo de bomba a editar considerando el “Pump OD” y “Design Frecuency”

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Carga de Bomba @ WellFlo Se edita el nombre de la Bomba, en aquella con especificaciones más cercanas. Se cambia el nombre y se selecciona cualquier recuadro para activar.

Rango de Operaci ó n de Bomba

Máxima HP del Shaft STD o HS Etapa de diseñ diseñ o por Fabricante

Rango Tasa, Head y BHP @ Etapa, que compone el Performance de la Bomba

Nro de Etapas por Housing, Housing, se coloca la m áxima cantidad de etapas por housing por unos tres housing, a “ Ad d” housing, luego se presion presiona d” © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Carga de Bomba @ WellFlo •Usando el Performance de Bomba suministrado por fabricante, se selecciona los 12 puntos a ser cargados en WellFlo. •Se toman valores de tasa con sus correspondientes valores de Head y BHP.

Head @ Etapa

BHP @ Etapa

Rango de Operaci ó n

•Se debe considerar cargar los valores a tasa = 0 (1BFPD) y tasa a la má máxima eficiencia.

•Se debe verificar el diseñ diseño de etapa para la cual fue construido el performance, performance, para ser cargado en la caja “Design Stages” Stages”

•Finalmente, se cargan los valores y se presiona presiona ‘Ok’ Ok’ © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Carga de Bomba @ WellFlo

2

1 © 2006 Weatherford. All rights reserved.

3

Carga de Bomba @ WellFlo

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Carga de Bomba @ WellFlo • Para cargar la bomba 400  – 2200 HS, se sigue la misma ruta se edita el nombre y se cambia Max Shaft Power @ 200 hp, según catalogo.

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba • Regresar a dise ñar con WellFlo:  Analysis – ESP Design

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba • Seleccionamos Choose ESP y observamos la Bomba 400  – 2200 HS, como la indicada:

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba WFT 400 - 2200 Q ins it u

• Para determinar el n úmero de etapas:

 N  Etapas =

TDH 

( Head    / Etapa )

  5781  ft  TDH  =

 N 

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 Etapas

= 242

Head

B HP

0

33.0

0.411

500

32.1

0.457

1000

30.5

0.495

1500

28.5

0.542

2000

25.7

0.580

2245

23.9

0.590

2500

21.6

0.613

2825

18.4

0.619

3000

16.2

0.623

3500

9.9

0.623

3641

8.1

0.625

4000

2.2

0.627

ROR

1550

2650

Shaft

125

200

Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba • Para determinar la potencia al freno requerida (BHP):

 BHP = BHP / etapa *  N  Etapas *

δ  Compuesta

• De acuerdo con el No. de etapas, se considera la cantidad de Housing’s a utilizar. utilizar. El tipo tipo de de impulsor impulsor a utilizar utilizar es es de construcci construcción flotante para bomba est ándar. •  Al chequear la tabla de Housing para bomba 400  – 2200 y 242 etapas, se podr ía seleccionar housing #140 y #150 para un total de 240 etapas disponibles en el Housing, que ser ía una combinación muy estrecha; por lo tanto, se seleccionan dos Housing #150 con un total de 248 etapas. © 2006 Weatherford. All All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES

WFT 400 - 2200 Q i ns i t u

 BHP = BHP / etapa *  N  Etapas * δ  Compuesta © 2006 Weatherford. All All rights reserved.

Head

B HP

0

33.0

0.411

500

32.1

0.457

1000

30.5

0.495

1500

28.5

0.542

2000

25.7

0.580

2245

23.9

0.590

2500

21.6

0.613

2825

18.4

0.619

3000

16.2

0.623

3500

9. 9

0.623

3641

8. 1

0.625

4000

2. 2

0.627

ROR

1550

2650

Shaft

125

200

 BHP = 119 hp

Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Bomba • La potencia al freno requerida es de 119 hp; al verificar con los limites del Shaft, se puede apreciar que la m áxima es de 125 hp, el cual es un margen muy estrecho, y se selecciona un eje de alta resistencia (HS) con resistencia m áxima de 200 hp.

 BHP = 119 hp

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Motor  • La potencia al freno requerida es de 119 hp. Al verificar en la tabla de motores disponibles SERIE 456, se podr ía seleccionar un motor simple de 120 hp y con el prop ósito de disminuir la corriente a usar, se selecciona un motor de 2245 v y 35 A.

 Motor : 120 hp − 2245 v − 35 A

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Análisis y Diseño de BES • Para determinar la velocidad del fluido que pasa alrededor del motor, se usa la siguiente figura. Se ingresa con 2443 BFPD hasta cortar SERIE 45 6 en Casing 5 ½”, la velocidad es superior a 1 pie / seg y a 5 pie / seg.

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Sello • Por lo general, el tamaño del sello es de la misma serie de la Bomba. Se debe verificar la capacidad limite de potencia que permita manejar manejar el eje.

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Cable • Primero se debe seleccionar según el rango de aplicación. El enfoque esta en optimizar el valor total, en ese sentido se deben seleccionar los materiales más adecuados considerando las siguientes caracter ísticas del cable y sus materiales:

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Cable a) Conductores: Están compuestos por cables de cobre templado, que que ofrece un alto nivel de protección a corrosión 1) Stranded 2) Compactado 3) Sólido. b)  Aislamiento: Una variedad de compuestos pueden ser seleccionados: 1)

Propyleno

(205°F).

2)

EPDM

Ethylene-Propylen-Diene-Methylene

(400°F). c) Camisa: Su función es proteger el aislamiento contra daños mecánicos y de ambientes rigurosos. El caucho de Nitrilo (NBR) brinda excele nte resistencia al calor, petr óleo y baja hinchazón, también EPDM. d)  Armazó n o Blindaje: Consiste de una cinta de acero galvanizada, que protege el cable durante el manejo, la instalación y salida del pozo. © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Cable • El

requerimiento

de

temperatura es de 180°F, tanto el DW205 como el DW300 lo pueden manejar, sin embargo, es de esperar un incremento de

temperatura

debido

al

calentamiento del motor el cual puede obscilar  en unos 30°F, en este sentido se selecciona DW 300, Cable redondo.

•Siguiente paso es, seleccionar la caida de Voltaje --

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Cable • De la tabla anterior, los tama ños de cables disponibles son 6 AWG y 4 AWG. Al usar el NamePlate en AMPs del motor seleccionado de 35 A, se determina la ca ída de voltaje.

# 4 AWG 16 Volts  / 1000 ft  © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Cable • Para un cable #4 AWG, se debe determinar la temperatura del con ductor a la temperatura de fondo.

Temp Conductor  =190° F  © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Cable • Para determinar la caída de voltaje corregida por temperatura, hacer uso del grafico c on la temperatura del conductor 190 °F.

ΔV 1000  ft  = ΔV 1000 ft  * Fact Corr Temp

Fac Corr Temp = 1.18

ΔV 1000  ft  = 18  .88 Votls / 1000  ft  ΔV  =132 v

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Cable • Para determinar el voltaje requerido en superficie es igual al voltaje NamePlate del motor más la caída de voltaje.

 Motor  = 120 Hp − 2245Votls − 35 Amps V  sup erf  = Voltaje Motor  + ΔV  V  sup erf  =   2377 v

• Se debe verificar que el voltaje al arranque exceda el requerim iento mínimo de 40%, usando la relación caída de voltaje / Voltaje requerido en Superficie y usando grafico lamina siguiente.

ΔV  / V  sup erf  = 0.055 © 2006 Weatherford. All rights reserved.

Análisis y Diseño de BES 6.- Selección de Cable

%V  Start up = 70

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Análisis y Diseño de BES 6.- Selección del mínimo requerimiento de KVA

KVA =

Vsurf  *  AMPnm

*

3

1000

 Motor  = 120 hp − 2245 Volts − 35 Amps

V  sup erf  =   2377 v

KVA = 144 Kilo − Volts −  Amp

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Análisis y Diseño de BES • Al realizar los cálculos en WellFlo, se selecciona la bomba ajustada y se grafican los resultados (Todos los cálculos anteriores son realizados internamente WellFlo).

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Análisis y Diseño de BES • Con corrección por viscosidad.

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Análisis y Diseño de BES • Sin corrección por viscosidad.

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Análisis y Diseño de BES

• Seleccionar Optimise... Para optimizar la configuración en términos de:  – Frecuencia  – Números de Etapas o  – Tres criterios de Comportamiento (Mínimo, Máximo Tasa de Flujo, o la más eficiente tasa de operación)

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Análisis y Diseño de BES • En esta sección se puede apreciar : La velocidad del fluido que pasa por el motor, el No. Cable y los Target que permiten la optimización del sistema a la mejor eficiencia.

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Análisis y Diseño de BES • Realizar ejercicio de optimización verificando la Eficiencia del Equipo: - Probando con cable No. 4. - Optimizar por No. de Etapas considerando dos Housing 150. - Optimizar por “Mejor Eficiencia”

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Análisis y Diseño de BES • Seleccionar el ejemplo dos, por el numero de etapas a instalar en Housing  – Optimise - Install

• El equipo quedar á instalado.

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Análisis y Diseño de BES • Seleccionar Analysis Seleccionar Analysis - Operating Point. • Graf Grafica icarr Cur Curva va de Inflo Inflow w - Outfl Outflow ow Notar que la nueva presión de operación en la cara de la arena es de 790 psig. Tasa líquida es 1998 stb/day.

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Análisis y Diseño de BES • Seleccionar  Analysis - Pressure Drop y generar curva para la tasa de 1998 stb/day.  – La presión de entrada a la Bomba es 790 psig, PIP de 694 psig y la presión de descarga es 2907 psig @ 7000 ft. THP

Presió Presión de Descarga PIP

Pwf 

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Análisis y Diseño de BES • Considerando la curva multi-frecuencia de la Bomba 400  – 2200, realizar sensibilidades de frecuencia con el prop ósito de determinar el rango de operaci ón de bomba.

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Análisis y Diseño de BES • Regresar a  Analysis - Operating Point y Seleccionar Sensitivities... • La Sensibilidad 1 es la Frecuencia de Operaci ón con valores: 45, 50, 55, 60, 65, 70 y 75 Hz.

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