MODELO FUNCIONAL DE UNA UNIDAD DE BOMBEO MECÁNICO
Instituto Tecnológico
Industrial Brasil-Bolivia
Carrera de Gas y Petróleo
El Alto, Avenida Panamericana Nº 1000 EX
FANVIPLAN
Telf. Cel.: 71500387, 78877666
Estudiantes: Espejo Ayala Mario Amadeus
Condori Tarqui Itta Maura
Docente asesor: Ing. Dayna Rodriguez Zambrano
Ámbito de participación: Industrial
Departamento: La Paz
Provincia: Murillo
Municipio: El Alto
"Encuentro de investigación e innovación
tecnológica/productiva de Institutos de Formación
Superior Técnica y Tecnológica del Estado Plurinacional
de Bolivia"
OCTAVA FERIA PLURINACIONAL
Instituto Tecnológico Industrial Brasil-Bolivia
Carrera de Gas y Petróleo
Tapa:
Título Principal:
OCATAVA FERIA PLURINACIONAL "ENCUENTRO DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN
TECNOLÓGICA/PRODUCTIVA DE INSTITUTOS DE FORMACIÓN SUPERIOR TÉCNICA Y TECNOLÓGICA DEL ESTADO PLURINACIONAL
DE BOLIVIA"
Nombre del proyecto:
Modelo Funcional de una Unidad de Bombeo Mecánico
Estudiantes:
N° Apellido/s y Nombre/s, C.I Curso/régimen
1 Espejo Ayala Mario Amadeus 4984765 6to semestre
2 Condori Tarqui Itta Maura 6030047 6to semestre
Docente Asesor:
N° Apellido/s y Nombre/s, C.I
1 Rodriguez Zambrano Dayna 6036247
Ámbito/s de participación:
a) Ámbito Agropecuaria
b) Ámbito Industrial
c) Ámbito de Servicios
d) Ámbito Comercial
e) Ámbito de Turismo
X
Nombre del Instituto:
NOMBRE DIRECCION TELEFONO CORREO
ELECTRONICO
Instituto Tecnológico Industrial Brasil-Bolivia
El Alto, Avenida Panamericana Nº 1000 EX FANVIPLAN
71500387
Departamento La Paz
Provincia: Murillo
Municipio: El Alto
Comunidad
/Ciudad El Alto
OCTAVA FERIA PLURINACIONAL
Instituto Tecnológico Industrial Brasil-Bolivia
Carrera de Gas y Petróleo
MODELO FUNCIONAL DE UNA UNIDAD DE BOMBEO MECÁNICO
1. ANTECEDENTES DEL PROYECTO
2. DESCRIPCION DEL PROYECTO:
El bombeo mecánico es el método de producción primaria que consiste en la elevación artificial
del fluido que se encuentra en el pozo y que por falta de energía no puede surgir a superficie. Es
uno de los métodos más utilizados a nivel mundial (80-90%). Consiste en una bomba de subsuelo
de acción reciprocante que es abastecida con energía transmitida a través de una sarta de
varillas (cabillas). La energía proviene de un motor eléctrico o de combustión interna, la cual
moviliza a una unidad de superficie mediante un sistema de engranaje y correas.
El bombeo mecánico es un procedimiento de succión y transferencia casi continua
del petróleo hasta la superficie. La unidad de superficie imparte el movimiento reciprocante a la
sarta de varillas de succión que mueve el pistón de la bomba, instalada a cierta profundidad del
fondo del pozo. El Bombeo Mecánico Convencional tiene su principal aplicación en el ámbito
mundial en la producción de crudos pesados y extra pesados, aunque también se usa en la
producción de crudos medianos y livianos. No se recomienda en pozos desviados y tampoco es
recomendable cuando la producción de sólidos y/o la relación gas–líquido sean muy altas, ya que
afecta considerablemente la eficiencia de la bomba.
El presente proyecto presenta un modelo funcional a escala de la Unidad de Bombeo Mecánico
"Mark II". Este equipo es utilizado como un método de recuperación artificial de petróleo, que
incrementa y/o restituye los volúmenes de producción una vez que la energía natural del
yacimiento (y por tanto la presión de fondo fluyente) se encuentre en la etapa de declinación. La
unidad unitorque Mark II, es un diseño que parte del modelo convencional y se caracteriza por
ser capaz de soportar a extracción de mayores volúmenes de fluido sin necesidad de sobre
cargar el equipo, aunque su manufactura es un poco más costosa.
Su estructura y requiere mayor contra-balance. El balanceo de esta unidad se hace en la
manivela y su requerimiento adicional es para contrarrestar el balance estructural originado por su
geometría de fabricación.
Mediante este proyecto se pretende representar el funcionamiento real del Bombeo Mecánico
como método de recuperación artificial y demostrar que puede ser aplicado también a pozos de
agua.
Si el proyecto es aplicado en mayor escala, se podría lograr el abastecimiento de agua en zonas
rurales para el consumo humano y para otros usos de la población.
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3. OBJETIVOS DEL PROYECTO:
a. OBJETIVO GENERAL
b. OBJETIVOS ESPECIFICOS
4. ETAPAS DEL PROYECTO
En la siguiente tabla se describen las fases concluidas para la presentación del presente proyecto:
Código de la etapa
Nombre de la Etapa
Duración de la Etapa
(días, meses, años)
Breve descripción de la etapa
(1 párrafo)
1.1.- Recolección de datos 30 días Se determina el volumen de agua necesario para abastecer a una zona rural específica.
1.2.- Diseño de la Unidad de Bombeo Mecánico (UBM)
60 días Realizando los cálculos correspondientes se diseña y calcula las dimensiones de los equipos superficiales y subsuperficiales.
1.3.- Adquisición de los materiales necesarios
20 días Se compra de los materiales necesarios para la construcción del diseño realizado en la etapa 1.2.
1.4.- Instalación de los equipos superficiales (base, poste Sampson, balancín, biela, manivela, etc.)
60 días Corte y soldadura de barras de forma de “T”, planchas y otros elementos de acero de acuerdo al diseño y dimensiones
Implementar la Unidad de Bombeo Mecánico (UBM) "Mark II" en un modelo de pequeña escala y
demostrar que puede ser utilizado para la producción de aguas subterráneas en zonas rurales.
Explicar el mecanismo de funcionamiento de los equipos superficiales y subsuperficiales
de una Unidad de Bombeo Mecánico.
Demostrar que es un sistema flexible que puede ser aplicado no solamente para la
producción de petróleos, sino también de agua.
Implementar un sistema de automatización simple que permita el accionamiento
intermitente del equipo en periodos de tiempo preestablecidos.
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calculadas.
1.5.- Instalación de los equipos subsuperficiales
20 días Se instala la bomba subsuperficial y la tubería de producción.
1.6.- Instalación y programación del sistema de automatización
15 días Se programa los temporizadores y instala mediante un contactor trifásico al motor de la UBM.
1.7.- Ensamblaje y puesta en marcha
20 días Se conecta el equipo superficial con el subsuperficial. Se implementa el sistema de automatización. Se afinan detalles para el correcto funcionamiento de la Unidad de Bombeo Mecánico.
5. MATERIALES:
Los materiales presentados a continuación son los que se utilizaron para el prototipo a pequeña escala
Nº Descripción del
Material/insumos:
Costo de materiales
[Bs.]
Optimización del material
Uso de material de contexto
1.- Angulares 320 Equipo superficial
2.- Angular “T” 540 Material reciclado
Equipo superficial
3.- Platino 50 Equipo superficial
4.- Bomba extractora 230 Equipo subsuperficial
5.- Rodamientos 400 Equipo superficial
6.- Barra de acero 195
Equipo superficial
7.- Disco 15
Equipo superficial
8.- Plancha de acero 180 Material reciclado
Equipo superficial
9.- Motor de 1 Hp 580
Equipo superficial
10.- Vidrio 100
Complemento
11.- Reductor de engranes 700
Equipo
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superficial
12.- Silicona 100
Complemento
13.- Electrodos 20
Equipo superficial
14.- Plancha 180 Material reciclado
Equipo superficial
15.- Plástico acrílico 100 Material reciclado
Equipo subsuperficial
16.- Visagras 20
Equipo superficial
17.- Mesa de apoyo 200
Complemento
18.- Relé 200
Sistema de automatización
19.- Contactor trifásico 190
Sistema de automatización
20.- Pulsador de marcha 25
Sistema de automatización
21.- Pulsador de parada 25
Sistema de automatización
TOTAL 4370
6. MÉTODO
7. RESULTADOS
RESULTADOS ESPERADOS
R1 Facilitar y mejorar la extracción de agua a partir de fuentes subterráneas en zonas
rurales.
R2 Demostrar que una Unidad de Bombeo Mecánico puede utilizarse también para la
producción de pozos de agua.
R3 Permitir el control automatizado de la UBM.
El método empleado para el desarrollo del proyecto, se desarrolló en las siguientes etapas:
identificación del problema, búsqueda de información, planificación, diseño, realización, y
evaluación.
La Unidad de Bombeo Mecánico presentado es un modelo funcional del sistema “Mark II”
.
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8. IMPACTOS:
Técnicos Tecnológicos
Económicos Social Medio Ambiental
Se fomentará la aplicación de este tipo de recuperación artificial debido a su simpleza y versatilidad.
Los estudiantes comprenderán el funcionamiento de una Unidad de Bombeo Mecánico con mayor facilidad gracias a este prototipo.
Tecnología versátil y flexible que puede ser aplicada para la producción de agua.
Si se aplica a gran escala, se incrementará la producción de agua disminuyendo así las sumas cuantiosas que se gastan en el transporte de agua en carros cisterna.
Es un método bastante económico debido a que al equipo de bombeo mecánico es de construcción simple.
Si se aplica a gran escala, se logrará el abastecimiento de agua en zonas rurales para el consumo humano y para otros usos de la población rural, incluyendo por ejemplo el agua de riego para huertas.
Para la producción de un fluido el equipo de bombeo mecánico no utiliza la inyección de otros fluidos evitando así la contaminación de los suelos.
El equipo superficial ocupa un área mínima, generalmente unos pocos metros cuadrados más que el área del pozo.
9. PRESUPUESTO:
DESCRIPCION Infraestructura/equipos/insumos/
mano de obra/etc
UNIDA PRECIO
UNITARIO
COSTO TOTAL
INVERSION OPERACIÓN
1 Materiales descritos en el punto 5
13,000.00* 13,000.00 0.00
2 3 Soldadores y equipos de soldadura
5,000.00 0.00 15,000.00
3 1 Operador 3,000.00 0.00 3,000.00
TOTAL GENERAL 13,000.00 18,000.00
*Se considera que para una unidad de Bombeo Mecánico a escala real tendrá un costo de aproximadamente 3 veces el costo del prototipo.
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10. FACTORES O CIRCUNSTANCIAS CRÍTICAS
11. CONCLUSIONES:
"Dime y lo olvidaré, muéstrame y lo recordaré. Déjame hacerlo y lo comprenderé" (Proverbio chino)
La Unidad de Bombeo Mecánico “Mark II” tiene las siguientes limitaciones:
No se puede aplicar en pozos desviados.
La presencia de arenas ocasionan el desgaste severo de la bomba subsuperficial.
Puede causar más daño a las varillas y bomba en caso de producir fluidos extra pesados.
El presente proyecto pretende servir como guía y modelo para la implementación de una Unidad
de Bombeo Mecánico de mayor escala para la producción de pozos de agua en zonas rurales
mejorando de este modo la calidad de vida de sus pobladores.
Entre las ventajas de la Unidad de Bombeo Mecánico “Mark II” se tienen las siguientes:
El diseño es poco complejo, el sistema es eficiente, simple y fácil de operar.
Se puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energía.
Mediante el panel de control se puede variar la velocidad de embolada y los intervalos de
accionamiento del motor para el control de la taza de producción.
Es un sistema versátil que puede ser aplicado a fluidos de diferentes densidades.
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BIBLIOGRAFIA:
RESCATE DE SABER ANCESTRAL LOCAL/TITULO DEL LIBRO/
PAGINA WEB
NOMBRE DE LA PERSONA
CONSULTADA/ EDITORIAL
AÑO DE EDICION
PAGINA CONSULTADA
Manual de Selección de Unidades de Bombeo Mecánico
Ing. Juan Adolfo Raga Martínez
2001 8-86
Pumping Units, Reciprocating Rod-Lift Systems
Weatherford 2005 3-13
Bombeo Mecánico Optimización, Diagnósticoy Operación
Ing. Héctor Partidas 2003 7-174
https://www.youtube.com /watch?v=FeEQ5jCW8Uo
Jorge Osorio 2013 Video
http://www.op-ct.com/index. php?option=com_content& view=article&id=109:diseno -seleccion-y-optimizacion-del-sistema-de-bombeo-mecanico&catid=48: tecnologias-de-produccion&Itemid=79
Ing. Gilberto Orozco 2012
LUGAR FECHA MES AÑO
El Alto, La Paz-Bolivia 20 Agosto 2015
Mario Amadeus Espejo Ayala
C.I.: 4984765 L.P.
Itta Maura Condori Tarqui
C.I.: 6030047 L.P.
Ing. Dayna Rodriguez Zambrano
C.I.: 6036247 L.P.
VºBº RECTOR I.T.I.B.B.
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ANEXOS
FIGURA 1. Equipos superficiales de la Unidad de Bombeo Mecánico Mark II
FIGURA 2. Bomba subsuperficial
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