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Bombeo hidraúlico
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BOMBEO HIDRAULICO
Mayo 2002
ADRIAN CORAL PANTOJA
MARCO GUERRON SALAS
INTRODUCCION
INTRODUCCION
SISTEMAS DELEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
BOMBEOHIDRAULICO
El Bombeo Hidráulico es un sistema de levantamiento artificialque consiste en transmitir energía hasta el fondo del pozohaciendo uso de un fluido presurizado, el cual logra que losfluidos de formación lleguen hasta superficie.
DEFINICION
BombeoReciprocante
BombeoJet
TIPOS DE BOMBEO HIDRAULICO
Es similar al Bombeo Mecánico(Sucker Rod) pero la energía es
transportada hasta el fondo de pozopor un fluido presurizado.
La bomba de fondo está compuestapor un embolo y (2) válvulas de
cheque.
Los diámetros mas utilizados debombas son 2”, 2 ½”, 3”, 4”.
RECIPROCANTE
Las bombas reciprocantes pertenecen al grupo de lasbombas de desplazamiento positivo, las cuales transmitenla energía al fluido por medio de la aplicación de fuerza enun espacio limitado, lo que aumenta su presión.
RECIPROCANTE
Realiza la acción de bombeo mediante latransformación de energía entre dos corrientes defluido en movimiento.
El fluido motriz a alta presión aplicada desdesuperficie, pasa a través de la boquilla donde suenergía potencial (presión) es convertida en energíacinética (velocidad).
Las bombas Jet son de tipo de desplazamiento nopositivo.
El fluido de producción es succionado y mezcladocon el fluido motriz en la garganta de la bomba y ensu paso al difusor adquiere la presión suficiente paraser llevado a superficie.
BOMBEO HIDRAULICO TIPO JET
La capacidad de levantamiento de una bomba jet, es unafunción de la velocidad del fluido motriz y de la relación deáreas entre la boquilla y la garganta ya que esto determinala velocidad de la mezcla que sale de la garganta.
Para un tamaño de boquilla específico, al reducir lagarganta aumentara la velocidad del fluido motriz a lasalida de la garganta, incrementando la capacidad dellevantamiento, reduciendo de esta forma el fluido motriz.
Las profundidades varían de 1.000 a 20.000 pies con tasasde producción de 100 a 10.000 BFPD.
Las presiones de operación más usuales varían en unrango de 2.000 a 4.000 psi. Los sistemas hidráulicos ensuperficie utilizan bombas triplex o quintuplex dedesplazamiento positivo que alcanzan potencia de 30 a625 Hp.
BOMBEO HIDRAULICO TIPO JET
No requiere varillas ni cableseléctricos para transmisiónde energía.
La Bomba Jet puede serinstalada o retirada del fondodel pozo hidráulicamente ocon slick line.
Los fluidos producidospueden ser usados comofluido motriz en variospozos.
CARACTERISTICAS
Flexibilidad en la tasa deproducción.
No tiene partes enmovimiento.
Puede ser utilizado en pozosdesviados.
De fácil operación a controlremoto.
Permite levantar fluidos ocrudos pesados.
VENTAJAS
De fácil optimización.
Productos químicos puedenser inyectados al pozo conel fluido motriz.
El fluido motriz puede sercalentado paralevantamiento de crudospesados o crudos con bajopunto de fluidez.
El sistema permite distribuirfluido motriz a varios pozosdesde un múltiple decontrol.
VENTAJAS
En pozosproductores dearena no esrecomendableeste sistema.
El fluido motrizrequiere limpiezacuando se utilizanfluidos de laformación.
Requiere altapotencia (Hp).
Tendencia a lacavitación cuandose presentan bajaspresiones a laentrada de labomba.
DESVENTAJAS
EQUIPO DE SUPERFICIE
CABEZA DE POZO - TIPICA
1
45
3 2
6
7
8
9 1011
12Item Equipo
1 Tubing Head2 Gate Valve3 Gate Valve4 Companion Flange 5 Tubing Head Adapter6 Adapter Flange 7 Gate Valve - Master8 Tee studded9 Gate Valve - Lateral
10 Gate Valve - Lateral11 Catcher Trico12 Needle valve MF
Comúnmente en todoslos sistemas que usan“bomba libre” seutiliza una válvula de 4vías llamada también“Wellhead ControlValve”, esta válvula semonta en la cabeza delpozo.
En la actualidad enmuchos pozos estaválvula esreemplazada porválvulas de compuertalas cuales conformanla cabeza del pozo.
VALVULAS CABEZA DE POZO
145
3 2
67
89 1011
12
FACILIDADES DE SUPERFICIE
Las presiones de operaciónde estas bombas fluctúangeneralmente entre 2.000 y4.000 psi y ratas de fluidomotriz del orden de hasta5.000 BFPD.
Normalmente se usanbombas de desplazamientopositivo o reciprocantes,cuyos diámetros de pistónvarían dependiendo de lacantidad de fluido motriz yla presión a manejar.
BOMBA DE SUPERFICIE
Las bombas dedesplazamientopositivo funcionan deacuerdo con una leyantigua, que dice quedos cosas no puedenocupar el mismoespacio al mismotiempo.
Si la linea de descargase bloquea, el piston oel embolo, etc, nopodra desplazar elfluido en el cilindro y lapresion aumentara.
DESPLAZAMIENTO POSITIVO
El caballaje de la bomba fluctúa deacuerdo con los requerimientos deenergía para los distintos pozossegún el diseño seleccionado. Lasbombas centrifugas multietapaspueden ser usadas cuando sebombea a múltiples pozos desdeuna estación central.
Las bombas de desplazamientopositivo usan motores a gas,eléctricos o diesel.
Las bombas múltiples usualmentevarían sus pistones entre l y 2 ¾”y sus caudales entre 500 y 3.000BFPD.
BOMBA DE SUPERFICIE
INTERVALOS K-1 CA¥ONEADOS
Unidad Unidraulic
Sistema con fluido depotencia abierto OPF
Sistema con fluido depotencia cerrado CPF
ARREGLOS EN SUPERFICIE
Es un sistemacompacto, montadosobre una basemetálica, el cuál seutiliza principalmentepara separar el fluidomotriz del fluido deproducción.
UNIDAD UNIDRAULIC
Existen unidades Unidráulic de una y dos vasijas.
UNIDAD UNIDRAULIC
Los fluidos producidos son enviados por una línea deflujo a la batería de producción y el fluido motriz, selimpia de impurezas por medio de separadores tipo“Ciclón” los cuales deben desarenarlo, para ser utilizadopor la bomba de superficie que lo envía hacia el fondo aalta presión.
UNIDAD UNIDRAULIC
Opera independiente para cada pozo.
No requiere de otros equipos deproducción, para separar el gas, limpiareficientemente el fluido motriz y separarel crudo del agua.
Unidad compacta y fácilmente instalable.
Compatible para bombeo hidráulico tipopistón y jet.
No requiere incrementos considerablesen las facilidades centrales detratamiento (equipos).
Junto al fluido motriz, se puede inyectarquímicos para tratar las emulsiones einhibir la corrosión.
VENTAJAS - Unidad Unidraulic
Este sistema tiene la característica general de que todos losfluidos provenientes del pozo (producción y fluido motriz o depotencia ) deben pasar a través de las facilidades deproducción para tratamiento en superficie.
Si hay varios pozos y se requieren varias bombas de superficie,se puede utilizar un solo tanque de fluido motriz como cabezapara la succión de las bombas.
SISTEMA OPF
SISTEMA OPF
El fluido de potencia no semezcla con el producido porel pozo.
El fluido de potencia norequiere ir a las facilidadesde tratamiento o deproducción.
Exclusivo para bombeohidráulico tipo pistón.
No se puede usar para tipojet, ya que se necesita lamezcla de los fluidos depotencia y producción.
SISTEMA CPF
SISTEMA CPF
TIPOS DE COMPLETAMIENTO
La alta presión del fluido motriz pasa através de la boquilla donde su energíapotencial (presión) se convierte encinética (muy alta velocidad).
El Fluido de formación oproducción se mezcla conel fluido motriz en lagarganta.
El diámetro de la garganta essiempre más grande que el dela salida de la boquilla parapermitir la mezcla de losfluidos
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
Los fluidos mezclados pasan al difusor donde la energíacinética remanente se convierte en presión estática por lacaída lenta de la velocidad del fluido. Esta presión debe sersuficiente para llevar los fluidos hasta superficie.
La boquilla y la garganta sonnormalmente fabricadas encarburo de tungsteno ocerámicas.
El éxito en los diseños de fondoconsiste en seleccionar lamejor combinación:
boquilla – garganta.
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
OPERACION BASICA DELSISTEMA BOMBEO HIDRAULICO
Bombas de Superficie (J-100/J-275/Q-300)- Panel de Control
- Switches de Presion (“matapresion”).
- Manometros y Accesorios
OPERACION BASICA DELSISTEMA BOMBEO HIDRAULICO
Manejo de Presiones- Como se opera una valvula de manifold de Inyeccion.
- Como opera la valvula de recirculacion.
- Para que sirven los topes de los murphy.
OPERACION BASICA DELSISTEMA BOMBEO HIDRAULICO
Reversar Bomba Jet de Fondo.
- Aliviar presion( Verificar en manometro presion “0 psi”).
- Realizar cambios de valvulas en cabeza de pozo.
- Cuadrar Murphy Descarga en 2000 psi.
- Embragar y acelerar a 1800 RPM( con cualquier unidad )iniciando inyeccion de fluido por anular.
- Chequear presion de 3-5minutos en el Control Panel y
PENDIENTE EN EL RADIO.
- Bomba de Alta 15-20 min en superficie.
- Bomba de Baja 50-60 min en superficie.
OPERACION BASICA DELSISTEMA BOMBEO HIDRAULICO
1
45
3 2
6
7
8
9 1011
12Item Equipo
1 Tubing Head2 Gate Valve3 Gate Valve4 Companion Flange 5 Tubing Head Adapter6 Adapter Flange 7 Gate Valve - Master8 Tee studded9 Gate Valve - Lateral
10 Gate Valve - Lateral11 Catcher Trico12 Needle valve MF
OPERACION BASICA DELSISTEMA BOMBEO HIDRAULICO
Bomba Jet en Superficie.- Confirmar llegada y aliviar presion desembragando unidad.
- Aliviar presion en cabeza de pozo por la linea deproduccion.
- Aislar catcher, cerrando todas las valvulas laterales yUNICAMENTE queda abierta la valvula Master.
- Aliviar presion remanente por la linea de drenaje delcabezal.
- PARA POZOS RECIEN PERFORADOS es recomendablecircular en directa para evitar derrames o accidentes.
- Se procede a soltar tuerca del catcher utilizando “masetade bronce”).
- Sacar la bomba jet ; de alta sale manual, para la de bajautilizar el aparejo o juego de poleas “bien asegurado”.
Sentar Bomba Jet en fondo.- Si la bomba es de alta simplemente se suelta. Si es de bajautilizar aparejo con los siguientes pasos :
- Introducir bomba jet al pozo, de tal forma que sobresalga1mt por encima del catcher y asegurar con la valvula master( 3 a 4 vueltas ).
- Soltar aparejo.
- Abrir valvula master lo mas rapido posible.
- Instalar catcher, apretar con maseta y realizar cambio devalvulas para dejar el pozo en produccion.
- Normalmente los dos tipos de bombas se demoran 30minutos en llegar al fondo.
- Bajar con un minimo de RPM (900 - 1000).
- Durante este proceso la presion es “0 psi” hasta que sientala bomba en la standing, momento en el que se debenormalizar PRESION DE TRABAJO y parametros, como sonla rata de inyeccion, valvulas de manifold de Inyeccion.
Problemas Tipicos del Bombeo Hidraulico.- Caida de presion de Inyeccion.
- Aumento de rata de inyeccion ( BPM ).
- Reduccion de rata de inyeccion y aumento de presion.
- Bajo Nivel tanque de potencia ( “cavitacion”).
- Taponamiento de filtros de succion y bombas.
- Pozo con baja produccion en la prueba ( Importancia delseguimiento a los pozos y pruebas continuas).
- Cambios en el BSW de descarga ( problemas de fondo ).
- Cambios INADECUADOS del Flow Analyzer para leer la ratade inyeccion ( CADA POZO TIENE SU CALIBRACION).
- Taponamiento de las turbinas de medicion.
- Fugas en la linea de descarga.
- Vibracion excesiva : bomba sin succion, bomba aireadadespues de un servicio preventivo.
SI NO SABEPREGUNTE.
