BOMBEO_NEUMATICO UNAM.ppsx

7/25/2019 BOMBEO_NEUMATICO UNAM.ppsx

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Bombeo

NeumticoSistemas Artifciales de Produccin

TEMA 2

AGOSTO 2010


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Objetivo

El alumno conocer y aplicar los principios de operacin del Bombeo Neumtico, as como

los mtodos de diseo y evaluacin


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Bombeo Neumtico

!rincipios de operacin

E"uipo super#cial y subsuper#cial

Ecuaciones "ue de#nen el $uncionamiento de las vlvulas

%iseo de apare&os de bombeo neumtico continuo

'denti#cacin y correccin de $allas

!ontenido del Tema 2


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Definicin

El Bombeo Neumtico Continuo (BNC) es el sistema artificial de

produccin ms utilizado en nuestro pas, ya que aproimadamente el

50% de los pozos productores estn operado con este sistema, es

utilizado en pozos con alto ndice de producti!idad ("#$% bl&da&psi) y

presiones de fondo altas$ El BNC consiste en inyectar gas a alta

presin con la finalidad de aligerar la columna de fluidos,

reduciendo la presin de fondo del pozo, Pwf.


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El Bombeo Neumtico es un m'todo de le!antamiento artificial mediante el cual se inyecta continuamente

as a alta presin para alierar la columna idrosttica en el pozo (flu*o continuo), o en forma cclica para

desplazar la produccin en forma de tapones de lquido asta la superficie (flu*o intermitente) $

+ecanismos in!olucrados

Disminucin de la densidad

Epansin del as inyectado

Desplazamiento del lquido

!ONT"N#O "NT$%&"T$NT$

Definicin


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-os efectos del as dentro de la tubera de .roduccin son

/educcin de la densidad de la columna de fluidos

Epansin del as conforme las condiciones de presin cambiana lo laro de la profundidad

Empu*e de baces de lquido cuando las burbu*as son

suficientemente randes para llenar el dimetro interno de la

0.$

Efecto del gas en la P

/educcin de

densidad

Epansin

De 1as

Desplazamiento por

baces de lquido

por burbu*as de as


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Pressure 'radient

The change in pressure per unit of depth, typically in units ofpsi/ft. Pressure increases predictably with depth in areas ofnormal pressure. The normal hydrostatic pressure gradient forfreshwater is 0.4 psi/ft and 0.4!" psi/ft for water with #00,000

ppmtotal dissol$ed solids%a typical &ulf 'oast water(.
http://www.glossary.oilfield.slb.com/Display.cfm?Term=hydrostatic%20pressurehttp://www.glossary.oilfield.slb.com/Display.cfm?Term=ppmhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/Display.cfm?Term=dissolved%20solidshttp://www.glossary.oilfield.slb.com/Display.cfm?Term=dissolved%20solidshttp://www.glossary.oilfield.slb.com/Display.cfm?Term=ppmhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/Display.cfm?Term=hydrostatic%20pressure


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Principio !sico


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Principio !sico


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El sistema artificial de produccin de BNC es el que ms se le parece al flu*o natural, y por lo tanto, puede ser

considerado como una etensin del mismo$ En un pozo con flu*o natural, cuando el fluido !ia*a acia la superficie,

la presin de la columna de fluido se reduce, el as se libera de la solucin y el as libre se epande$ El as, siendo

ms liero que el aceite, lo desplaza, reduciendo la densidad del fluido y el peso de la columna de fluido sobre la

formacin$ Esta reduccin del peso de la columna del fluido produce que la presin diferencial entre el pozo y el

yacimiento ocasione en flu*o en el pozo$

Definicin


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/ese2a del Bombeo Neumtico Continuo

3l inicio del silo antepasado, se utiliz el aire como fuente de bombeo neumtico, pero debido a los problemas de

corrosin y al peliro potencial de una eplosin por las mezclas de ases formados, se opto por utilizar as natural$

3ctualmente el as natural contin4a siendo la fuente principal del bombeo neumtico a pesar de que se a utilizado el

nitreno en alunos casos$ En ciertas ocasiones se a mal interpretado el concepto del as utilizado para bombeo

neumtico, suponiendo que el !olumen comprimido diariamente para este fin, es acumulado durante todo el a2o5 lo cual es

incorrecto, ya que este !olumen solo se recircula durante la !ida del proyecto, por lo que la operacin del bombeo

neumtico no requiere de ecedentes de as$


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Bombeo Neumtico !ontinuo


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Carl Emamanuel -oscers (6neniero +inero 3lemn) aplic aire como un medio para ele!ar lquido en eperimentos

de laboratorio en 7898$

-a primera aplicacin prctica del Bombeo Neumtico Continuo con aire fue en 7:;nidos para Bombeo Neumtico con as, llamado ?eyector de aceite@ fue otorado a

3$ Brear en 7:


14/185


7:


15/185

79;% al presente Desde el fin de la seunda uerra mundial las !l!ulas operadas por presin an reemplazado

prcticamente a todos los dems tipos de !l!ulas de Bombeo Neumtico$

79%8 6ntroduccin de !l!ulas de Bombeo Neumtico recuperables con lnea de acero$

79:#$ 6nyeccin con Nitreno y !l!ulas el'ctricas$

799#$ BNC con tubera fleible y motocompresores a boca de pozo (+'ico)$



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"#l$ulas

y

%andriles

&nyeccin

'as (lta

Presin

C)P

)P

Planta de

Compresin

6nfraestructura BNC


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enta*as

Des!enta*as

BNC


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enta*as BNC

.ocos problemas al mane*ar ran !olumen de slidos

+ane*o de randes !ol4menes en pozos con alto 6.

+uy fleible para cambiar de continuo a intermitente

Discreto en localizaciones urbanas

Fuente de poder ubicable, ale*ado de la localizacin

in dificultad para operar pozos con alta /1-

/eacondicionamientos con unidad de ?Gireline@

Hpera en pozos con terminaciones des!iadas

-a corrosin usualmente no es ad!ersa

3plicable en costa afuera


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Formacin de idratos y conelamiento del as

.roblemas con lneas de superficie obstruidas

Eperiencia mnima necesaria del personal

Dificultad para mane*ar emulsiones

Disponibilidad del as de inyeccin

-a 0/ debe de resistir presiones ele!adas

Des!enta*as BNC

$mulsin $s una me(cla de dos l)*uidos inmiscibles de manera ms o menos +omo',nea

-aceite . a'ua/


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.resin en la tubera de re!estimiento y lnea de descara

.rofundidad de inyeccin

0ama2o de la 0/, 0. y -D

.rofundidad, presin y temperatura del yacimiento

Indice de .roducti!idad del pozo

J de aua

/s y as libre en el fluido producido

.resin de separacin

Des!iacin del pozo

Factores que afectan al BNC


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23/185

*angos de aplicacin

/esistente a corrosin

Ecelente con el mane*o de slidos

>tiliza sistemas de compresin

Eficiencia del sistema 7#JAK#J

8#L radio de ba*o a medio#A%#LDes!iacin

;##oF7##A%#

oF0emperaturas

K#,### B.D7##A7#,### B.DEolumen

%,### m7,###AK,### m.rofundidad

+imo/ano 0pico

Injection

Gas In

Side Pocket

Mandrel with

Gas Lift Valve

CompletionFluid

Side Pocket

Mandrel with

Gas Lift Valve

Single

Production

Packer

Side Pocket

Mandrel with

Gas Lift Valve


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El sistema consiste de cuatro partes $undamentales(

) *uente de +as a alta presin( Estacin decompresin, poo productor de +as a alta

presin o compresor a boca de poo2 -n sistema de control de +as en la cabea del

poo, vlvula motora controlada por un relo& oun estran+ulador a&ustable .vlvula de a+u&a/

0 1istema de control de +as subsuper#cial.vlvulas de inyeccin/

E"uipo necesario para el mane&o yalmacenamiento del 3uido producido

Bombeo Neumtico


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26/185

4ay dos tipos de diseo en la operacin de los sistemasde BN(

) !ara instalacin de 3u&o continuo2 !ara instalacin de 3u&o intermitente

*lu&o continuo( inyeccin controlada de +as*lu&o intermitente( 3u&o bac5e

Tios de diseo ara BN

!ONT"N#O"NT$%&"T$NT$

6lvulas

B N 7ontinuo( Apertura variable

B N 'ntermitente( Asiento Amplio


27/185

!ara el diseo del apare&o de vlvulas de 3u&ocontinuo se toman en cuenta las si+uientescondiciones(

!ro$undidad del intervalo productor %imetro de la tubera de produccin %imetro de la tubera de revestimiento !resin de +as disponible 6olumen de +as disponible

6olumen de 3uido por recuperar 8radiente de presin esttica 8radiente de presin 3uyendo



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6lvulas sensibles a una determinada presinactuando en la T! .!t/ o en la T9 .!c/

8eneralmente son clasi#cadas por el e$ecto "ue lapresin tiene sobre la apertura de la vlvula

&ecanismo de las vlvulas subsuerfciales del Bombeo Neumtico


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E"uipo 1ubsuper#cial


30/185

E"uipo 1uper#cial


31/185

6lvulas

de

Bombeo Neumtico.$undamentos/


32/185

-na vlvula de BN estcompuesta de( 7uerpo de la vlvula Elemento de car+a

.resorte, +as o una

combinacin de ambos/ Elemento de respuesta a

una presin .$uelle demetal, pistn odia$ra+ma de 5ule/

Elemento de transmisin.dia$ra+ma de 5ule ovsta+o de metal/ Elemento medidor

.ori#cio o asiento/

!omonentes de las vlvulas de BN


33/185

:as vlvulas de Bombeo Neumtico se clasi#can en(

a/ 6lvulas desbalanceadasb/ 6lvulas balanceadas

!lasifcacin de las vlvulas de BN


34/185

1on a"uellas "ue tienen un ran+o de presinlimitado por una presin de apertura y por una

presin in$erior de cierre Este tipo de vlvulas se divide en(

a/ 6lvula operada por presin del +as de

inyeccin .vlvula de presin/ 1ensible a lapresin en T9

b/ 6lvula re+uladora de presin .vlvulaproporcional/ 1ensible a la presin en T9 o T!

.cierre/c/ 6lvula operada por 3uidos de la $ormacin

1ensible a la presin en T!

d/ 6lvula combinada 1ensible a la presin en

lvulas desbalanceadas


35/185

Pc

(!

Pd

Pt

(p

Pc

(!

Pd

Pt

(p

7E99A%A

AB'E9TA


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8eneralmente se conocecomo vlvula de presin

1e re"uiere un aumentode presin en el espacio

anular para abrir y unareduccin de presin en laT9 para cerrar la vlvula%os conceptosimportantes(

)!resin de aperturade lavlvula ba&o condicionesde operacin2!resin de cierre de lavlvula ba&o condiciones

de operacin

lvula desbalanceada oerada or la resin del 'as de in3eccin


37/185

'nstantes antes de abrir(

*o ; *c

*o ; 1uma de todas las $ueras "ue tratan de

abrir la vlvula

*c ; 1uma de todas las $ueras "ue tratan de

mantener cerrada la vlvula

Presin de aertura de la vlvula bajo condiciones de oeracin


38/185

Rt

Pd

PR)(c

P

bA

pA

Rsi;

bA

pA

tP

dP

bA

pA

cP

:cPdespejandoybAentreDividiendo

bA

dP

pAt

P)p

Ab

(Ac

P

bA

dP

cF

pAt

P)p

Ab

(Ac

Po

F

=

=

=

=+

=+=

#

#

R

RPPPP tdvoc

==

#

lvula desbalanceada oerada or resin del 'as de in3eccin


39/185

1uponiendo "ue una vlvula est localiada a pie?, "ue tiene una presin de domo de

@== >psi? y una presin en la T! de == >psi?, determinar la presin en la T9 re"uerida para

abrir la vlvula, si( Ab ; )) >p+2? y Ap ; =2 >p+

2?

Solucin

Ba&o estas condiciones de operacin, cuando la presin en la T9 se incrementa a @

>psi?, la vlvula abre

[ ]psi!".)!!P

*#*+.0

)+.)0

#*#*.0#

(#*#*.0(%!00%)00

-#

-PPP

c

tdc

=

=

=

=

$jemlo 1


40/185

!ara determinar el e$ecto "ue tiene la presin en la T!para abrir la vlvula, se utilia la ecuacin anterior dela si+uiente $orma(

El trmino "ue se resta de la ecuacin anterior es

llamado CE$ecto de Tubera de !roduccinD(

El trmino 9.)F9/ es llamado C*actor de E$ecto deTubera de !roduccinD

RRP

RPPP tdvoc ==

##

=-

-PT t

1..

-

-T

=1

...


41/185

7alcular el e$ecto de tubera causado por la presin en la T! de == >psi?, del e&emplo

anterior

Solucin

[ ]psi+!.#(+++#.0%!00..T

estuberadeefectoeltanto,lopor

+++#.0#*#*.0#

#*#*.0...T

==

==

$jemlo 2


42/185

$jemlo 2

%e estos resultados, se establece "ue cuando la presin en la T! es i+ual a cero .psi/, la

vlvula a la pro$undidad de pie? re"uiere de @ G )002 ; )=@@@) >psi? en el

espacio anular para abrirse

%ic5a presin de )=@@@) >psi? es llamada al+unas veces como la presin mxima de

operacin.:a presin en la T! .== >psi? para el e&emplo/ reduce la presin necesaria para

abrir la vlvula de )=@@@) >psi? a @ >psi?


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bdpvcpvcbvc

bdpvcpbvc

cvc

bdpcpbc

bdc

pcpbco

co

APAPAPAP

APAPAAP

PPHaciendoAPAPAAP

APF

APAAPFFF

=+

=+==+

=

+==

(%

(%

(%

d$c PP =%onde(

!vc ; presin en el espacio anular para cerrar la vlvula a

Presin de cierre de la vlvula bajo condiciones de oeracin

'nstantes antes de cerrar(


44/185

Presin de cierre de la vlvula bajo condiciones de oeracin

7on base en dic5a ecuacin, la vlvula "ue

abre a @ >psi? en el e&emplo ), puede

cerrar cuando la presin en la T9 a la

pro$undidad de la vlvula sea reducida a @==

>psi?


45/185

:a di$erencia entre las presiones de apertura y decierre de una vlvula es llamada CAmplitud de lavlvulaD

Amplitud ; !voF!vc

(tieneseecuacin,lando1impli#ca9)9/.)!

9)9!!!

9)9!!H!Amplitud dtdvc

td

=

==

Amlitud de las vlvulas -Sread/

/!F.!TE*H! td=


46/185

7alcular la amplitud de la vlvula descrita en el e&emplo )

1olucin(

[ ]psi!".!!P

(!00)00%+++#.0(PP%TP td

=

==

$jemlo 4

:a presin para abrir la vlvula es(

!vo ; !d G ! ; @== G ; @ >psi?

Iue es resultado obtenido anteriormente en el e&emplo )


47/185

:a mnima di$erencia de presin( !t;!d

:a mJima amplitud de la vlvula ocurre cuando la presin en la T! es i+ual a cero .!t ; =/

MJima amplitud de la vlvula ; !mJ ; TE* .!d/

Amlitud de las vlvulas -Sread/


48/185

=

zT

LPP

g

fondo

0#*.0e1psup

Gradiente de la columna de 'as5

:a presin de operacin del +as de

inyeccin est controlada en la super#cie

1e debe 5acer una prediccin del cambio de

la presin causado por la columna de +as y

por las prdidas de $riccin cerca de la

vlvula de BN, tanto ba&o condiciones


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50/185

$jercicio

1.- Calcular las presiones en el fondo de un pozo

considerando el gradiente de una columna de gas alas siguientes condiciones:

Presin en la superficie = 800 psi.Profundidad = 9000 pies

Densidades relativas del gas = 0.!" 0.8 # 1.0

$emperatura superficial = 110 %

$emperatura en el fondo = 18! %

&.- $razar los gradientes correspondientes.


51/185

ipos de V!lvulas operadas por presi"n con carga de nitr"geno en el

fuelle#

Camco RP-6 Recuperable

Camco R-20 Recuperable

Camco J-20 Convencional

Camco CP-4 Convencional

Presin de aertura en el taller -Ptro/

lvulas oeradas or resin con car'a de nitr'eno en el

6uelle5

1on a"uellas vlvulas cuyo diseo permite inyectar nitr'eno a

resin al domo del $uelle de la vlvula para proveerla de la

$uera necesaria a #n de mantenerla cerrada 5asta "ue las $ueras

"ue tiendan a abrirla lo+ren vencerla


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Elemento de car+a

.resorte, +as o unacombinacin de ambos/

Elemento de respuesta a

una presin .$uelle demetal, pistn odia$ra+ma de 5ule/

Elemento de transmisin.dia$ra+ma de 5ule o

vsta+o de metal/ Elemento medidor

.ori#cio o asiento/

!omonentes de las vlvulas de BN


53/185


54/185


55/185

Lbviamente puede usarse cual"uier temperatura base Al+unos $abricantes utilian = >K*?

Entonces(

[ ] [ ]

dd

dd

T2

P2P

= 60*+20,

60)

Presin de aertura en el taller -Ptro/


56/185


57/185


58/185

Tarea @ 8 %esumen art)culo

9Gas li6t Cit+ nitro'en injection 'enerated in situ


59/185


60/185

%eterminar( !resin de apertura de la vlvula, !vo !resin de cierre de la vlvula, !vc ; !d Amplitud de la vlvula === >pie?

!resin super#cial de cierre, !sc Amplitud de la vlvula en la super#cie .!s/ !resin de apertura en el taller, !tro =

>K*?


61/185


62/185


63/185

b/:a presin de cierre en la vlvula es i+ual a la presin en el domo, !d )= >K*?

[ ]psiPP

-P-PPP

$c

$c

t$od$c

6/.//*2+62.0,6++*2+62.01,+2.0

*1,

=+=

+==

d$c PP =

R

RPP

P

td

vo

= #


64/185

c/ :a di$erencia de presin a esta pro$undidad es i+ual a(

[ ]

( ) [ ]psiPPTPo

psiPPP

t$cd

$c$o

/4./06++6/.//-2+62.01

2+62.0*,

/4./06/.//-+2.-0

=

==

===

Amlitud Pvo8Pvc

/!F.!TE*H! td

=


65/185

d/:a presin super#cial de cierre, !sc (

e/ :a amplitud de la vlvula en la super#cie es i+ual a la presin super#cial de apertura

menos la presin super#cial de cierre(

[ ]psiP

PPPPPPPPPP

sc

so$o$csc

c$cscsc$cc

16.1

*/00+2.0,6/.//*,

=

====

( ) [ ]psiPPP scsos /4./016.1-/00 ===


66/185

6/ :a presin del domo puede ser calculada utiliando la tabla 0=) para una temperatura

de la vlvula de )= >K*?(

[ ][ ]

[ ] [ ]( )

[ ] [ ]

[ ] [ ]

[ ]

[ ]psiP

RFPP

ntonces

psiFP

psiPFP

FPFPFP

FP!

tro

dtro

d

vcd

dd

d

dt

).)"0

+"!+.0#0.0

#!03

0.0(!*.**)%)".0!03

!*.**)#*03

#*03)".0!03)".0#*03

!03

=

=

=

==

==

===


67/185


68/185

%onde(

v

p

"

"

"

g

g

d

c

c"

PP

PP

"T"P

#A!

=

+

=+

".0#

#

+

+

#

+#

(#(%4!0%4.!4"00#""

!lculo del 'asto del 'as de in3eccin 3 del dimetro del orifcio de la

vlvula

T, temperatura

!), presin corriente arriba

!2, presin corriente aba&o


69/185

%elacin de calores esec)fcos en 6uncin de la temeratura 3 la densidad

relativa del 'as

$secifcaciones ara vlvulas !A&!O de bombeo neumtico oeradas or


70/185

resin

;#$::$ Ab %A:#:A A


71/185

%AIAb

Jonde

A= es el rea del asiento de lavlvula5Ab= es el rea e6ectiva del 6uelle



72/185


1on a"uellas "ue tienen un ran+o de presin limitado por una presin de apertura y por

una presin in$erior de cierre

Este tipo de vlvulas se divide en(

a/ 6lvula operada por presin del +as de inyeccin .vlvula de presin/ 1ensiblea la presin en T9

b/ 6lvula re+uladora de presin .vlvula proporcional/ 1ensible a la presin enT9 o T! .cierre/

c/ 6lvula operada por 3uidos de la $ormacin 1ensible a la presin en T!d/ 6lvula combinada 1ensible a la presin en T! .apertura/ y T9 .cierre/


73/185

"#l$ulas des!alanceadas u operadas con presin

omentos antes de a!rir

Pc

(!

Pd

Pt

(p


74/185

"#l$ulas des!alanceadas u operadas con presin

omentos despu+s de a!rir

Pc

(!

Pd

Pt

(p


75/185

Esta vlvula re"uiere un

incremento en la presinde la TPpara abrir y unareduccin en la presin delaTPpara lo+rar el cierre

lvula desbalanceada oerada or Kuidos de la 6ormacin -resin en la TP/

l l d b l d


76/185

lvula desbalanceada

Oerada or el 'as de in3eccinOerada or el Kuido de 6ormacin


77/185

6lvula cerrada a punto de abrir(

$g$bto

$bstbbtc

PP

PP

+=

+=

*,

*,

stgbt

$ot P-

-PPPP +== 1

6lvula abierta a punto de cerrar(

bto

$bstbbtc

PPP

=+= *,

*1, -PPPP stbt$ct +==

lvula desbalanceada oerada or Kuidos de la 6ormacin


78/185

:as vlvulas de Bombeo Neumtico se clasi#can en(

6lvulas desbalanceadas

6lvulas balanceadas

!lasifcacin de las vlvulas de BN


79/185

Este tipo de vlvula no est infuenciada por lapresin en la T! cuando est en la posicin cerrada oen la posicin abierta

:a presin en la T9 .!c/ actQa en el rea del $uelledurante todo el tiempo Esto si+ni#ca "ue lavlvula cierra y abre a la misma presin.presin dedomo/

:a amlitud -Sread/ es cero

lvulas balanceadas -oeradas or resin en la T%/

Este tipo de vlvulas abren y cierran a la misma presin


80/185


81/185

!uede llevarse a cabo concual"uiera de las vlvulaseJistente para BN

Bsicamente eJisten dos tipos debombeo intermitente(

!unto Qnico de inyeccinF Todoel +as se inyecta a travsde la vlvula operante

!unto mQltiple de inyeccinF :aeJpansin del +as actQa sobre el

bac5e de aceite, empu&ndolo5acia una vlvula posterior pormedio de otra vlvula "ue seencuentra inmediatamentedeba&o del bac5e

lvulas ara bombeo neumtico intermitente


82/185


83/185

El apare&o de produccin tiene cuatro vlvulas de

BN y sus correspondientes presiones de

operacin son de 2, ==, psi?

V-LV.L) S.P+*I/* )0I+*)1 234 5psi6

S+G.'7) V-LV.L) )0I+*)1 288 5psi6

+*C+*) V-LV.L) )0I+*)1 494 5psi6

V-LV.L) /P+*)'+ )0I+*)1 448 5psi6

G)S 7+

I':+CCI,'

+S*)'G.L)7/*

)L S+P)*)7/*

Jescar'a


84/185

Paso 1El +as se inyecta

lentamente en el espacio

anular 'nmediatamente el

3uido de control empiea

a salir por la T!

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)

Jescar'a


85/185

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)

Paso 2 A medida "ue al espacio anular se le

aplica +as continuamente, la presin en la T9

debe subir +radualmente para "ue el 3uido si+a

ascendiendo por la T!

Jescar'a


86/185

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)

Paso 4 :a vlvula nQmero ) .2 >psi?/ no

tarda en "uedar al descubierto, ya "ue el +as

pasa a la T! Esto se observa en la super#cie

por el aumento instantneo de la velocidad del

3u&o "ue sale por el eJtremo de la T!

Jescar'a


87/185

Paso ? :a descar+a del

poo es una mecla de +as

y l"uidos, y la presin en laT9 se estabilia a 2 >psi?,

"ue es la presin de

operacin de la vlvula )

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)

Jescar'a


88/185

Paso E:a inyeccin de +as en el espacio anular

5ace "ue el nivel de l"uido si+a ba&ando 5asta

"ue la vlvula 2 .== >psi?/ "ueda al

descubierto debido a "ue el +radiente es

ali+erado considerablemente por el +as

Jescar'a

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)

)0I+*)


89/185


90/185


91/185


92/185

:a composicin de los 3uidos en la T!

empiea a cambiar 7uando esto ocurre,

la produccin de descar+a del poo

tiende a ba&ar, 5asta "ue se lle+a a la

vlvula de operacin .cuarta vlvula/

Jescar'a

C+**)7)C+**)7)

C+**)7)

)0I+*)

)0I+*))0I+*)

)0I+*)

)0I+*)


93/185


94/185

CA NeS Approac5 $or 7ontinuous 8as :i$t 1imulation and

LptimiationD

1!E @@@

9 6"ueF9omn, 1!E, and ! !ala$oJF4ernnde, 'nst

Tecnol+ico de 7elaya, MJico

2==

Tarea F 8 %esumen art)culo

$#"PO No545 1? setiembre 2010


95/185

Tarea 108 %esumen art)culo

$#"PO No5?5 1? setiembre 2010

1E:*F1-**'7'ENT 11TEM *L9 7LNT'N-L-1 8A1 :'*T 'N A 6E9 4A9M*-:

1L-9 8A1 EN6'9LNMENT

Mi+uel A :oada A+uilar, 4iplito !ere+rino 9amos, Ariel 9amos 'nestrosa,

9amiro Acero 4ernnde, 1!E, !emeJ, !E!

1!E


96/185

En el diseo de una instalacin de BN7, primero debelocaliarse el punto ptimo de inyeccin de la vlvulaoperante

!rocedimiento(

Jeterminacin del unto de in3eccin timo en una instalacin de BN!

) 8ra#car en papel con coordenadas rectan+ulares, la pro$undidad en el e&e de lasordenadas, siendo i+ual a cero en la parte superior y presentando su valor mJimo en el

punto de re$erencia .empacador, intervalo medio productor/



97/185

2 En el e&e de las abscisas +ra#car la presin, concero en el ori+en 5asta una presin mJima

0 Traar la presin esttica .!Ss/ a la pro$undidaddel intervalo medio productor

A partir del '!, calcular la !S$ correspondiente al

'asto deseado -'asto de diseo/ e indicareste valor a la pro$undidad de re$erencia




98/185

!artiendo de la !Ssprolon+ar la lnea del +radienteesttico5asta intersecar el e&e de las ordenadasUeste punto corresponde al nivel estticodentro

del poo

%esde el punto de la !S$, +ra#car el +radiente3uyendo aba&o del punto de inyeccin El punto

en el cual el +radiente interseca al e&e de lasordenadas es el nivel dinmico5



99/185



100/185



101/185


102/185



103/185

)2-nir el punto de inyeccin y la presin de 3u&o enla cabea del poo, seleccionando la curva de+radiente de presin o bien la correlacin de 3u&omulti$sico correspondienteU esta curva ser la del+radiente 3uyendo arriba del punto de inyeccin5

%ic5a curva proporciona la %GA total "ue sere"uiere para producir el poo al +asto deseado ode diseo :a 98A inyectada es i+ual a ladi$erencia entre la 98A total y la de los 3uidos dela $ormacin

1i no se dispone de curvas de +radiente o de correlaciones

de 3u&o multi$sico, el punto de inyeccin y la !S5 pueden

unirse con una recta para propsitos de Cespaciamiento de

vlvulasD


P t+100 M; 200 M;

!resin >psi?


104/185

120>5E2 Nivel

$sttico

22F45?@ Nivel

Jinmico

Gradiente

$sttico

2E002100

Gradiente ;lu3endo

abajo

del unto de "n3eccin

Pdis

F00

P o

@00

Gradiente del 'as

de "n3eccin

Punto de

Balance

Punto de

"n3eccin

P t+

100

Gradiente ;lu3endo

Arriba del Punto de

"n3eccin

200 M ;

100 M; 200 M;

0

0

"00

#000

#000 #"00 +000 +"00 000

+000

000

4000

"000

!000

000

*000

P#NTO J$ "N$!!"LN

!ro$undi d

ad

>p

ie?


105/185

$SPA!"A&"$NTO J$

Q:#:AS BA:AN!$AJAS

Procedimiento 'rfco ara el esaciamiento de las vlvulas balanceadas de BN!


106/185

%espus de determinar el punto de inyeccin, elespaciamiento de las vlvulas balanceadas en unainstalacin de BN se determina de la si+uientemanera(


a/ Traar la lnea del 'radiente de Kuido de control= partiendo de la !S5

b/ EJtender la lnea anterior 5asta interceptar la lnea depresin disponibledel +as deinyeccinU esta pro$undidad corresponde a la posicin de la rimera vlvula5



107/185

c/ %esde el punto anterior, traar una lnea5oriontal 5asta interceptar la lnea de +radientede presin de 3u&o arriba del punto de inyeccin

d/ %el punto de interseccin anterior, traar unaparalela a la lnea de +radiente del 3uido decontrol 5asta interceptar la lnea de +radiente depresin disponible menos 2 >psi? Estapro$undidad corresponde a la se'unda vlvula5

oced e o ' co a a e esac a e o de as u as ba a ceadas de !



108/185

e/ 9educir la presin en 2 >psi? del punto deinterseccin determinado en el paso anterior ytraar 5acia aba&o la lnea de +radiente de presindel +as de inyeccin

$/ Traar una lnea 5oriontal a la i"uierda desde laposicin de la vlvula 2 5asta intersectar la lneade +radiente de 3u&o arriba del punto deinyeccin

+/ %esde este punto, traar una lnea paralela al+radiente de 3uido de control, 5asta intersectar lanueva lnea de +radiente de +asdeterminado enel paso .e/U esta pro$undidad corresponde a latercera vlvula5

'



109/185

5/ 9epetir el procedimiento descrito en los pasos e, $y +, 5asta alcanar el unto de in3eccin del'as5

i/ !olocar una o dos vlvulas abajo del unto dein3eccin= previendo posibles reducciones en lapresin media del yacimiento as como cambiosen la productividad del poo

i/ %eterminar eldimetro del orifcio5

'



110/185

V/ Traar la lnea de 'radiente 'eot,rmicodesdela temperatura de 3u&o en la super#cie 5asta latemperatura de 3u&o en el $ondo del poo

l/ %eterminar la temperatura correspondiente a lapro$undidad de colocacin de cada vlvula

m/ %eterminar la Pso de cada vlvula=

disminuyendo en 2 >psi? la presin entre vlvulay vlvula, iniciando para la primera con un valori+ual a 2 >psi? aba&o de la presin disponible del+as de inyeccin

'



111/185

n/ %eterminar la resin de calibracindel domo a= >W*?

o/ !reparar una tabla #nal indicando( NRmero de vlvula

Pro6undidad

Temeratura Pso -resin de aertura en suerfcie/

Pvo -resin de aertura en el 6ondo/

Presin del domo= Pd

'

P t+100 M; 200 M;

0 "00 #000 #"00 +000 +"00 000

!resin >psi?


112/185

120>5E2 Nivel

$sttico

22F45?@ Nivel

Jinmico

Gradiente

$sttico

2E002100

Gradiente ;lu3endo

abajo


Pdis

F00

P o

@00

Gradiente del 'as

de "n3eccin

Punto de

Balance

Punto de

"n3eccin

P t+

100

Gradiente ;lu3endo

Arriba del Punto de

"n3eccin

Gradiente de

;luido de !ontrol1

2

4

?

100 M; 200 M;

0

0

"00

#000

#000 #"00 +000 +"00 000

+000

000

4000

"000

!000

000

*000

$SPA!"A&"$NTO J$ Q:#:AS BA:AN!$AJAS

!ro$undi d

ad

>p

ie?

Tabla *inal


113/185

lvul

a

Pro6undidad

Mie T M; PsoMsi Pcorre'Msi PvoMsi !t PdMsi


114/185

$SPA!"A&"$NTO J$ Q:#:AS J$SBA:AN!$AJAS

Procedimiento 'rfco ara el esaciamiento de las vlvulas desbalanceadasde BN!


115/185

a/ Adicionar 2== >psi? a la presin en la T! 3uyendoen la cabea del poo y marcar este punto a lapro$undidad de cero Traar una lnea recta desdeeste punto, al correspondiente punto de inyeccin

de +asU esta lnea representa la resin en la TPde diseo5

%espus de determinar el punto de inyeccin, el espaciamiento de las vlvulas

desbalanceadas en una instalacin de BN se determina de la si+uiente manera(

P o

FE0

P disPC+

= )== 0== == )=== )== 2=== 2== 0===

!resin >psi?


116/185

Nivel

Jinmico

2200

Punto de

"n3eccin

Punto de

Balance

=

)===

2===

0===

===

===

===

pie?

6A:6-:A1 %E1BA:AN7EA%A1 %E BN7

Presin en la TP

de Jiseo

Procedimiento 'rfco ara el esaciamiento de las vlvulas desbalanceadas de BN!


117/185

b/ Traar la lnea de +radiente de 3uido de control,partiendo de una presin de cero o de la presin3uyendo en la boca del poo, ya sea "ue stedescar+ue al "uemador o al separador, 5astainterceptar la lnea de +radiente "ue correspondea la presin disponible del +as de inyeccinU estepunto determina la pro$undidad de la rimeravlvula5

c/ Traar una lnea 5oriontal, desde el punto

determinado en el paso anterior, 5asta interceptarla lnea "ue corresponde a la resin en la TPde diseo

P o

FE0

P disPC+

= )== 0== == )=== )== 2=== 2== 0===

!resin >psi?


118/185

Nivel

Jinmico

2200

Punto de

"n3eccin

Punto de

Balance

=

)===

2===

0===

===

===

===

pie?


1

Presin en la TP

de Jiseo

Presin en la TP

Ku3endo real



119/185

d/ %esde la interseccin anterior, traar unaparalela a la lnea de +radiente del 3uido decontrol 5asta interceptar la lnea correspondientea la resin de oeracin del 'as dein3eccin Este punto determina la pro$undidadde la se'unda vlvula5

e/ 9epetir el procedimiento anterior entre laresin en TP de diseo y la resin deoeracin del 'as de in3eccin, 5astaalcanar el unto de in3eccin5

$/ Traar el 'radiente 'eot,rmico entre latemperatura en la boca del poo y la temperaturadel $ondo

P o

FE0

P disPC+ 100 M; 200 M;

= )== 0== == )=== )== 2=== 2== 0===

!resin >psi?


120/185

Nivel

Jinmico

2200

Gradiente del

'as de "n3eccin

Presin en la TP

de Jiseo

Presin en la TP

Ku3endo real

Gradiente de ;luido

de !ontrol

Punto de

"n3eccin

Punto de

Balance

1

2

4

?

Para obtener las

Temeraturas

100 M;200 M;

T v1

T v2

T v4

T v?

Para Obtener Pt

diseo ara cada

vlvulaPara obtener la Pt real ara

cada vlvula

=

)===

2===

0===

===

===

===

pie?




121/185

5/ Tabular la resin en TP de diseo 3 laresin Ku3endo en TP realpara cada vlvulaa la pro$undidad correspondiente

i/ *i&ar la resin suerfcial de aertura de larimera vlvula de diseo -Pso diseo/= E0Msi deba&o de la presin disponible del +as deinyeccin

Presin disonible 1000 si


122/185

lvula Pro6undidadMie T M ; Pt diseoMsi Pt Ku3endoIreal

MsiPso diseoMsi

1 2>001?152

E>>05@> E2@5>F FE0

2 4E>01E75E

0@00500 720500 F?0

4 ?2001>>52

E@@>5FE @E2517 F40

? ?>0017451

4FE>5E2 FE>5E2 F20

Presin disonible 1000 si



123/185

&/ 1eleccionar las presiones super#ciales de apertura dediseo -Pso diseo/del resto de las vlvulas, de&andouna di$erencia de 10 Msientre vlvula y vlvula, en$orma decreciente y partiendo de la presin super#cialde apertura de diseo de la primera vlvula

V/ %eterminar la resin de aertura de diseo decada vlvula -Pvo diseo/ a la pro$undidadcorrespondiente, sumndole el peso de la columna de+as a cada vlvula

l/ -tiliando la presin en la T! de diseo, la presin deapertura de cada vlvula y el dimetro del ori#cioseleccionado, calcular la resin de cierre 6rente ala vlvula -Pvc/= la cual es tambin la presin del

domo -Pd ' $v(


resin


124/185

;#$::$ Ab %A:#:A A


125/185

lvula Pro6undidad Mie T M; Pso diseoMsi Pcorre'idaMsi Pvo diseo Msi

1 2>00 1?152E FE0 E7501 1007501

2 4E>0 1E75E0 F?0 7>540 101>540

4 ?200 1>>52E F40 @F574 101F574

? ?>00 174514 F20 F>5?> 101>5?>

Pd Tv Pvo diseo -1 8 %/ H -Pt diseo/-%/

P%$S"LN J$: JO&O

b

p

A

AR=

Orea e$ectiva del $uelle

Orea del asiento de la vlvula

/ 7 l l ! P P P id



126/185

m/ 7alcular !sc( Psc 6 P$c 7 Pcorregida

n/ %eterminar la resin del domo de cadavlvula a >0 u @0 M;5

o/ 7alcular la resin de aertura en el robador-taller/para cada vlvula de = >K*? utiliando lasi+uiente eJpresin(

p/ %eterminar la resin de aertura real -Pvo real/de cada vlvula a la pro$undidad correspondiente,utiliando la eJpresin de 3u&o real en la T!(

)

%PP

d

tro

;

28E

100 MlbI'2

100 M;

200 M;

05?E MlbI'2

Iie

%GA de in3eccin ?00 ie4Ibl

Solucin


132/185

a/!resin de $ondo 3uyendo(

[ ]+/+#00+

*00+"00 pg$bP

+P

#PPPP

#+P

'f

o's'f

'f's

o

==

=

=

b/ 8radiente esttico y +radiente 3uyendo aba&o del punto de inyeccin(

!ara una densidad de 0 KA!' y con = R de a+ua, se obtiene un +radiente de =0

>psipie? .#+ura 0X/

piedin*mico+ivel

pieest*tico+ivel

=>#33?@@2>#8

3;88>888

43#;382@2>#8

3488>888

c/8radientes de +as a la presin de operacin ySolucin


133/185

c/8radientes de +as a la presin de operacin ya la presin disponible(

%e la +r#ca 0AF)

[ ]

[ ] [ ]

[ ]#4)+

#00

*000!.#0#00

+#00

dprofundida!.#0#00

T

dprofundidadepie#000cadaporpg/lb#)P

tienese,!".0conypg/lb*00'on

calculada

+

g

+

=

++=

++=

=

=

Solucin


134/185

( ) ( ) [ ]

[ ]

[ ] [ ][ ]

( ) [ ] [ ]piecadaporpg$bP

piepg$bP%natieneseconypg$b!on

pie

pg$b

T

TPP

corregida

g

rea$

ca$c%$ada

$e,dacorregida

#000/#.+#4!0#"0

4!0#4)

+.+#

#000/+.+#,!".0/)00

#000

/).#*

4!0#"0

4!0#4)#)

4!0

4!0

+

++

+

=

+

+

=

==

=

++=

++=


135/185

Solucin


136/185

d/:nea de +radiente del3uido de control(

+rad*c; = >psipie?

!resin;!S5G.+rad*c/Y

.pro$undidad/

Profundidad ,pie P ,psi

0 100

&!0 &1&.!

!00 /&!.0

!0 /.!

1000 !!0.0

1&!0 &.!

1!00 !.0

1!0 88.!

&000 1000.0

e/9estndole )== >psi? al punto de balance seSolucin


137/185

e/9estndole )== >psi? al punto de balance, seobtiene el punto de inyeccin, el cual est a una

pro$undidad de 0== >pie?

$/ !resin de apertura de cada vlvula a lapro$undidad correspondiente -Pvo/ y presin de

calibracin del domo -Pd/(

[ ]

[ ][ ]pie#000lb/pg+0.

,!".0/*"

#

+

+

=

==

P

tieneseconypg$bP!on

-($v%$a

gso

$SPA!"A&"$NTO J$ :AS A:#:AS

corregidasovo PPP +=

Solucin


138/185

[ ]

[ ]FT

FT

rea$

ca$c%$ada

=+=

=

++=

).###+

".#+#00

*.))+

#00

#*"0

!.#0#00

( ) [ ]

[ ]+

+

/4*.)#+4*.*"

/4*.#*"0

4!0).###

4!0*.))

#000

.+0

pg$bPPP

pg$bP

corregidasovo

corregida

=+=+=

=

+

+

=

Solucin


139/185

[ ]

[ ] [ ]

[ ]+/)).*0+(4*.)#+(%**00.0%,

(".#+3(%%".#+3

!03

**00.0,#.0

pg$bPntonces

FP!PFP

FP

!

!tab$a$aDe

d

votdvo

d

t

t

==

=

=

=

OBT$N$% :A "N;O%&A!"LN PA%A :AS J$&AS A:#:AS

Solucin7LN1T9-'9 TAB:A %E 9E1-:TA%L1

6E9 'N*L9MA7'ZN %E :A [:T'MA 6O:6-:A


140/185

+/7lculo del +asto de +as(

"+i ; .98A'/"o

7on la 98A de inyeccin de == >pie0

bl?

"+i ; .==/Y== ; 02= === >pie0da?

*actor de correccin del +asto de +as de inyeccin(

*c ; ==.+YT/=

; ==>=.)0


141/185

( )

[ ] [ ]pgpg

A!

A!

d

d

#!

!4

##

0++#+)0!.04!4

0++#+)0!.0

!!.**0

*00

!!.**0

*00

(#+!.#(%4!0".#"(%!".0%

(+!.#%4.!4(!!.**0%"00#""

+)+".4!)

".0

".0

+!.#

#+!.#

+!.#

+

=

=

+

=+

5/ %imetro del ori#cio

9elacin de calores espec#cos, con T!' ; )0K*?

+ ; =, se obtiene "ue V ; )2 .#+ura 22=A/

Pso

!vo

+/ 9esultadosSolucin


142/185

lvul

a

Pro6undidad

MieT M; P

so

Msi P

corre'

Msi Pvo

Msi !t

Pd

Msi

1 1@E012457

E@7E 475?@ F125?@

05@@00

@025FF

2 410014@57

E @E0 >05F7 F105F705@EE

E 77F54?

4 4F001?@57

E@2E 7?5FF @FF5FF

05@?00

7EE5FF

? ?400 1E457E @00 @05>> @@05>> 05@42E 74451E

E ?EE01E>5F

077E @4517 @E@517

05@270

70F570

Pdis

F00

P so

@00

P t+

100

100 M; 200 M;0

0

"00 #000 #"00 +000 +"00 000

!resin >psi?


143/185

120>5E2 Nivel

$sttico

22F45?@ Nivel

Jinmico

Gradiente

$sttico

2E002100

Gradiente ;lu3endo

abajo


F00@00

Gradiente del 'as

de "n3eccin

Punto de

Balance

Punto de

"n3eccin

Gradiente ;lu3endo

Arriba del Punto de

"n3eccin -%GA"?00/

Gradiente de

;luido de !ontrol1

2

4

?

100 M; 200 M;

0

#000

+000

000

4000

"000

!000

000

*000

6O:6-:A1 BA:AN7EA%A1 %E BN7 .E\EM!:L/

!ro$undi d

ad

>pie?

a/F 9ealiar el e&emplo completo de clase

Tarea 1158 $#"PO No5E5 1? setiembre 2010


144/185

b/F %eterminar el espaciamiento de las vlvulas balanceadasoperadas por presin de +as de inyeccin de un poo con BNcontinuo, ba&o las caractersticas si+uientes .presentar tabla deresultados/(

F00 MlbI'2

?0 AP"

Presin suerfcial disonible

Jensidad del aceite

*o

PCs

"P

TP

Pro6undidad media del intervalo

disarado

Jensidad del 'as de in3eccin

Pt+

Temeratura suerfcial

Temeratura en el 6ondo del o(o

Gradiente del Kuido de control

700 Mbd -FEV a'ua/

2F00 MlbI'2

7 MbdI lbI'

2

2 4I@ M' d5e5 -15FFE '5 d5i/

@000 Mie

05>E

100 MlbI'2

1E0 M;

210 M;

05E MlbI'2Iie

I'F/*M)CI,'A

%GA de in3eccin de E00 Mie4

Ibl

$U$&P:O BN !ON A:#:AS J$SBA:AN!$AJAS


145/185

T6ondo

P en la vlvula oerante

Tcalculada en el taller

%GAN

33> 5BF6

;88 5psi6

28 5BF6

388 5pie@DDl6

*o

Pdisonible

Po

PC+

del 'as de in3eccin

Jensidad del Kuido de control

T%

TP

Pro6undidad del emacador

TC+

2000 Mbd -0 V de a'ua/

1000 Msi

FE0 Msi

100 Msi

05>E

05@E

> W M'

2 X M'

@000 Mie

100 M;

%isear la instalacin de BN7 considerando la si+uiente in$ormacin adicional con vlvulasdesbalanceadas(

"P 25E -bdIsi/ J$NS"JAJ J$: A!$"T$ 4E AP" PCs 4000 -si/

%GAT 4E0 ie4Ibbl

Presentar estos resultados con el m,todo 'rfco


146/185

Pvo diseo

Msi

Pd Tv

MsiPsc Msi

Pd >0M;

MsiPtro Msi

Pvo realMsi

Pso realMsi

lvul

a

Pro6undidad

MieT M ;

Pt diseo

Msi

Pt Ku3endo

Msi

Pso diseo

Msi

Pcorre'ida

Msi

Solucin


147/185

a/7on el '!, se obtiene !S$ para un +asto de 2===

>bpd?psi

1P

2PP o3s3f 3388

4#3

3888@888

b/ Nivel dinmico y +radiente 3uyendo aba&o del punto de inyeccin( !ara una densidad relativa del aceite de = .aproJimadamente 0 KA!'/ y con = R de

a+ua, se obtiene un +radiente de =0 >psipie? .#+ura 0X/

[ ]piedinmico8i$el 4.202136/.0

2200/000 =

=

c/ 8radientes de +as a la presin de operacin y a laSolucin


148/185

presin disponible(

[ ]

[ ][ ]

[ ]FT

pie

pg$bP

tieneseconypg$b!on

Agr(fica$aDe

ca$c%$ada

g

=

++

=

=

=

#4)+

#00

*000!.#0#00

#000

/".++

,!".0/)"0

#

+

+

Solucin


149/185

( ) ( ) [ ]

[ ]

[ ] [ ][ ]

( ) [ ]

[ ]pie

pg$bP

piepg$bP%natieneseconypsi!on

pie

pg$b

T

TPP

corregida

g

rea$

ca$c%$ada

$e,dacorregida

#000

/)4.++

4!0#!4

4!0#4)".+

#000/".+,!".0#000

#000

/)!.+#

4!0#!4

4!0#4)".++

4!0

4!0

+

+

+

=

+

+

=

==

=

++

=

++

=

Solucin


150/185

!resin de operacin( !ara = >pie?, !so; @= >psi?

!ara === >pie?, !so; @= G .Y2)@/ ; ))2psi?

!resin disponible( !ara = >pie?, !disp; )=== >psi?

!ara === >pie?, !disp ; )=== G .Y22@/ ;))0 >psi?

Entonces, las lneas de +radiente del +as pueden traarse de la si+uiente manera(

$n la tares= reali(ar la tabla de Pro6undidades vs Presiones5

!omarar las l)neas de 'radientes obtenidas de las dos 6ormas

d/ %e la interseccin del +radiente de presin de operacin con el +radiente dinmico seSolucin


151/185

/ %e la interseccin del +radiente de presin de operacin con el +radiente dinmico seobtiene el punto de balance, el cual se encuentra a una presin de )=2 >psi?

[ ][ ]

[ ][ ]

[ ][ ]

=

==

pie

psigradntonces

pgpie

g$b

piec

cg

c

g

Fc

FcFc

.0,

#+#

")+.4"#

#4*.0*".0

*".0*".0

+

9estando )== >psi? al punto de balance sobre la lnea de +radiente dinmico, se obtiene el

punto de inyeccin a == >pie? con una presin de @2 >psi?

$n la tarea= eDlicar como se obtiene el 'radiente

;:#"JO J$ !ONT%O:

Solucin


152/185

e/ :nea del +radiente del 3uido de control( +rad*c ; =0< >psipie?

!resin ; !S5 G .+rad*c/.pro$undidad/

Pro6undidad Mie P Msi

0 1002E0 1F25E

E00 2@E50

7E0 4775E

1000 ?7050

12E0 E>25E1E00 >EE50

17E0 7?75E

2000 @?050

Mediante la +r#ca se obtienen los si+uientes

Solucin


153/185

Mediante la +r#ca se obtienen los si+uientesresultados(

lvulaPro6undidad

MieT M ; Pt diseoMsi Pt Ku3endoMsi Pso diseoMsi

1 2>001?152

E>>05@> E2@5>F FE0

2 4E>01E75E

0@00500 720500 F?0

4 ?2001>>52

E@@>5FE @E2517 F40

? ?>0017451

4FE>5E2 FE>5E2 F20

$/ !resin de apertura de cada vlvula a laSolucin


154/185

$/ !resin de apertura de cada vlvula a lapro$undidad correspondiente .!vo/(

[ ]

[ ][ ]

[ ]

[ ]FT

FT

piepg$bP

tieneseconypsiP!on

-($v%$a

rea$

ca$c%$ada

gso

=+=

=

++

=

=

==

!.#+0+

+".#4##00

*.#0"+

#00

+!00!.#0#00

#000/".++

,!".0)"0

#

+

Solucin


155/185

9esultados(lvula Pro6undidad Mie T M; Pso diseoMsi Pcorre'idaMsi Pvo diseo Msi

1 2>00 1?152E FE0 E7501 1007501

2 4E>0 1E75E0 F?0 7>540 101>540

4 ?200 1>>52E F40 @F574 101F574

? ?>00 174514 F20 F>5?> 101>5?>

( ) [ ]

[ ]psiPPP

psiP

corregidasovo

corregida

0#.#000#.")"0

0#."+!004!0!.#+0

4!0*.#0"

#000

".++

=+=+=

=

+

+

=

Solucin


156/185

+/ 7lculo del +asto de +as(

"+i ; .98ATF98AN/Y"o

"+i ; .0=F2==/Y2=== ; 0== === >pie0

da?

*actor de correccin del +asto de +as de inyeccin(

*c;==.+YT/=

;==>=.)


157/185

relativa

Solucin


158/185

( )

[ ] [ ]pgpg

A!

A!

d

d

#!

!4

##

0++!+44#.04!4

0++!+44#.0

4!.#0#!

"+.)"!

4!.#0#!

"+.)"!

(#+"".#(%4!0#.#,(%!".0%

(+"".#%4.!4(4!.#0#!%"00#""

!0#.#0,+

".0

".0

+"".#

#+"".#

+"".#

+

=

=

+

= +

Pt diseo

!vo diseo


resin


159/185

;#$::$ Ab %A:#:A A

4aciendo uso de las tablas 7AM7L, las vlvulas "ue i l d

Solucin


160/185

ms se aproJiman son las de

1eleccionando vlvulas AX sin resorte y del dimetromencionado(

[ ]pg#!

0)!0.0

#0).0

0+)#.0

0+)#.0#0).0

=

==

==

R

A

ARntonces

AyA

b

p

Pb

Jel catalo'o del 6abricante

Solucin


161/185

i/ 7on los resultados anteriores, puede continuarse con el clculo de la presin del domo a

la temperatura de cada vlvula

!d Tv; !vo diseo .) F 9/ G .!t diseo/.9/

&/ !ara obtener la presin super#cial de cierre .!sc/, se utilia la si+uiente ecuacin(

!sc ; !d Tv F !corre+ida

Solucin


162/185

V/ -tiliando el $actor de correccin por temperatura para cada vlvula, se obtiene el valor

de la presin de cierre a = >K*?

!d = >K*? ; !d T6 Y 7t

l/ !ara calcular la presin de apertura en el taller para cada vlvula = >K*? .!tro/ se

utilia la si+uiente eJpresin(

[ ]-#

!03PP dtro

=

Solucin


163/185

m/!ara determinar la presin de apertura de cada vlvula a la pro$undidad correspondiente,

se 5ace mediante la ecuacin(

n/ :a presin super#cial de apertura de cada vlvula ba&o condiciones reales de operacin

se calcula mediante la si+uiente eJpresin(

-

P-TPP

fluyendot$d

real$o

=

1

)

corregidareal$orealso PPP =

%esultados


164/185

Pvo diseo

Msi

Pd Tv

MsiPsc Msi

Pd >0M;

MsiPtro Msi

Pvo realMsi

Pso realMsi

1007501

F7?5>1 F175>0 @40547 F1>512 10205>> F>45>E

101>540

FF>50E F1F57E @2452? F0@52E 102?5E> F?@52>

101F574

1007540 F175E7 @1F5F? F0?5>1 1024542 F445EF

101>5?>

10105@E F1?54F @14574 @F757> 101>5?> F20

lvul

a

Pro6undidad

Mie

T M ;Pt diseo

Msi

Pt Ku3endo

Msi

Pso diseo

Msi

Pcorre'ida

Msi1 2>00 1?152E >>05@> E2@5>F FE0 E7501

2 4E>0 1E75E0 @00500 720500 F?0 7>540

4 ?200 1>>52E @@>5FE @E2517 F40 @F574

? ?>00 174514 FE>5E2 FE>5E2 F20 F>5?>

P so

FE0

Gradiente del

P disPC+ 100 M; 200 M;

T v1

=

= )== 0== == )==== )== 2=== 2== 0===

!resin >psi?


165/185

Nivel

Jinmico

2200

'as de "n3eccin

Presin en la TP

de Jiseo

Presin en la TP

Ku3endo real

-%GAT4E0/

Gradiente de ;luido

de !ontrol

Punto de

"n3eccin

Punto de

Balance

1

2

4

?

Para obtener las

Temeraturas

100 M;200 M;

T v2

T v4

T v?

Para Obtener Pt

diseo ara cada

vlvulaPara obtener la Pt real ara

cada vlvula

)===

2===

0===

===

===

===

pie?

6A:6-:A1 %E1BA:AN7EA%A1 %E BN7 .E\EM!:L/

Tarea 1258 $#"PO No5>5 21 Setiembre 2010

a/F 9ealiar el e&emplo completo de clase


166/185

T6ondo

P en la vlvula oerante

Tcalculada en el taller

%GA in3eccin

;98 5BF6

;88 5psi6

28 5BF6

388 5pie@DDl6

*o

Po

PC+

del 'as de in3eccin

Gradiente del Kuido de control

T%

TP

Pro6undidad

TC+

>00 Mbd -E0 V de a'ua/

@E0 Msi

100 Msi

05@

05?>@ siIie

7 M'

27I@

M' -2 Z '5 d5i5/

@ 000 Mie

@0 M;

b/F %isear la instalacin de BN7 con vlvulas desbalanceadas considerando la si+uiente in$ormacin

!roporcionar todos los resultados obtenidos en el e&emplo de clase .+r#co y tablas/, adems del tipo de

vlvula ms adecuada .considerar vlvulas 7AM7L/

"P ?50 -bdIsi/ J$NS"JAJ J$: A!$"T$ 4E AP" PCs 1F00 -si/

Jia'nstico de ;allas


167/185

Mediante el anlisis de las presiones super#ciales enlas tuber)as de revestimiento 3 roduccin, sepueden dia+nosticar muc5os problemas

Este anlisis permite corre+ir problemas eJistentessin necesidad del empleo de re+istrossubsuper#ciales o de la realiacin de reparacionesal apare&os de produccin

:as +r#cas empleadas pueden utiliarse para elanlisis de instalaciones de bombeo neumticocontinuo e intermitente



168/185

-na instalacin de BN siempre debe contar

con un re+istrador de presin


169/185

TO&A J$ :A P%$S"LN $N TP

TO&A J$ :A P%$S"LN $N T%

Es posible determinar(


en el 6ondo


170/185

a/ 1ecuencia de la descar+a del poo

b/ Lperacin de la vlvula operante

c/ *u+as en el apare&o de produccin

d/ 'ncremento eJcesivo de la presin en la T9durante la inyeccin

e/ Apertura de una o ms vlvulas por ciclo de

inyeccin

$/ Apertura y cierre de la vlvula operante en 3u&o

continuo


en la suerfcie


171/185

7on las presiones super#ciales en

T9 y T! se pueden determinartambin(

a/ *u+as en el asiento de la vlvula

motora del control de tiempo en el

BN'

b/ *allas mecnicas del sistema derelo&era en el BN'

BO&B$O N$#&QT"!O "NT$%&"T$NT$

7on las presiones super#ciales en T9 y T! se pueden


en la suerfcie


172/185

7on las presiones super#ciales en T9 y T! se puedendeterminar tambin(

c/ 7on+elamiento en la lnea de inyeccin de +as

d/ !rdidas de presin en la lnea de inyeccine/ 6olumen de +as de inyeccin inadecuado en el

sistema

$/ EJcesiva contrapresin en la cabea del poo


173/185


174/185


175/185


176/185


177/185


178/185


179/185


180/185


181/185


182/185

*'N %E: TEMA 2

$ i d l $ ll > ?

Nomenclatura


183/185

Ab ; rea e$ectiva del $uelle, >p+2?

Ap ; Av ; rea del asiento de la vlvula, >p+2?

!bt; presin interna del domo de la vlvula a latemperatura base, >psi?

!c; presin en la T9 re"uerida para abrir la vlvulaba&o condiciones de operacin, >psi?!d; presin interna del domo de la vlvula a la

temperatura de operacin, >psi?

!+; presin del +as de inyeccin en el espacio anular$rente a la vlvula, >psi?

!o; presin de apertura de la vlvula en el probadora la temperatura base, >psi?

! i d l d i i l # i

Nomenclatura


184/185

!sc; presin del +as de inyeccin en la super#cie

para cerrar la vlvula, >psi?

!so; presin del +as de inyeccin en la super#cie

para abrir la vlvula, >psi?

!st; presin e"uivalente causada por la $uera delresorte aplicada sobre el rea .AbF Av/, >psi?

!t; presin en la T! $rente a la vlvula, >psi?

!tro; presin de apertura de la vlvula en el taller,>psi?

!vo; presin del +as de inyeccin $rente a la vlvula

en el momento de abrir, >psi?

! i d l d i i $ t l l l

Nomenclatura


185/185

!vc; presin del +as de inyeccin $rente a la vlvula

en el momento de cerrar, >psi?

T ; temperatura base de calibracin de las vlvulasen el probador a = u = >K*?

Tv; temperatura de operacin de la vlvula dentrodel poo, >K9?

] ; $actor de desviacin del +as utiliado en el domode la vlvula !b y T

] $ t d d i i d l tili d l

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