bombeo mecanico convencional (intevep)

8/16/2019 Bombeo Mecanico Convencional (Intevep)

1/82


2/82

Porcentaje de Pozos porMétodo de Levantamiento

LAG41%

BMC46%

FN4%

BCP5%

B!4%

" #6% de "os pozos $ti"izan Métodos de Levantamiento

Articia"

!it$aci&n Act$a"


3/82

Ba"anc'n

Pozo ($ma)$e


4/82

Ba"anc'n


5/82

Pumping UnitPumping UnitWireline (Bridle)Wireline (Bridle)

Polished Rod ClampPolished Rod Clamp

Wireline Hanger Wireline Hanger

(Carrier Bar)(Carrier Bar)Polished RodPolished Rod

Stuffing BoxStuffing Box

FlowlineFlowline

Tuing HeadTuing Head

Casing HeadCasing Head

Polished RodPolished RodSu!CouplingSu!Coupling

Surfa"e PipeSurfa"e Pipe

#ilstring (Casing)#ilstring (Casing)

Su"$er RodSu"$er Rod

TuingTuing

BarrelBarrelCouplingCoupling

Su"$erSu"$erRodRodCouplingCoupling

See PumpSee Pump%etails%etails

TuingTuingCouplingCoupling

Per!Per!foratedforated&ipple&ipple


'as'asn"hor n"hor

ud n"hor ud n"hor

Bull PlugBull Plug

Bottom *nd ofBottom *nd of#ilstring (Casing)#ilstring (Casing)


+ift &ipple+ift &ipple


BarrelBarrel


*xtension*xtension&ipple&ipple


SeatingSeating&ipple&ipple

Cage,Cage,Top #penTop #pen

Ball - SeatBall - Seat

Plunger Plunger

CageCage(Closed)(Closed)


StandingStandingBal.eBal.ePuller Puller

Tuing PumpTuing Pump

/nsert Pump/nsert Pump

BushingBushing

0al.e Rod0al.e Rod

Cage (#pen)Cage (#pen)

Plunger Plunger

Cage (Closed)Cage (Closed)


Plug SeatPlug Seat

'uide'uide

Con!Con!ne"tor ne"tor

BarrelBarrel

CageCageBall -Ball -SeatSeat

andrelandrelCupCup

Spa"er Spa"er

+o"$nut+o"$nut

CouplingCoupling

Unidad de

Bombeo

Caja de

Engranaje

Motor

Barra

Pulida

Prensaestopa

Línea de Flujo

Revestidor

Eductor

Bomba de

Subsuelo

!istema de Bom*eo Mec+nico


6/82

Convenciona" Mar, --

Ba"anceado por aire

Unidades de Bomeo

Proporcionar e" movimiento reciprocante apropiado. con e"

prop&sito de accionar "a sarta de ca*i""as / éstas a "a *om*a

de s$*s$e"o0


7/82


8/82


9/82


10/82


11/82


12/82


13/82

idro2e""


14/82

3otae


15/82


16/82


17/82

Boma de susuelo

+"v$"a iajera

+"v$"a Fija

Barri"

Pist&n

asta7ode 8iro

!arta deCa*i""as


18/82

Bomas de susuelo

99 999 9 9 9 9 9 : 9 : 9

Longitud total de la extensión (pies)

Diámetro de la bomba: 125=>1-1/2! 15" 2-1/21#5=>1-$/%&&&&& 25"=>2-1/2

'ipo de bomba: => insertable! '=>'ubera

Longitud nominal del pistón (pies)

Longitud del barril (pies)

'ipo de asiento: *=> *opas! +=> +e,áni,o

bi,a,ión del asiento: .=> uperior! 0=>nerior! '=> 0arril 3ia4ero

Diámetro del tubing: 2"=>2-$/! 25=>2-#/! $"=>$-1/2

25 1#5 60 * 1-2-1

NOMENCLATURA


19/82


20/82


21/82


22/82

Johnson, L.D.: “Here are Guidelines for Picking an Articial LiftMethod” !he "il And Gas Journal, August #$, %&$'


23/82


24/82


25/82


26/82

• Aplicable a crudos pesados y

extrapesados• Aplicable en pozos con bajo nivel

de fluido.

• Capaz de manejar agua.• Diseño sencillo.• El sistema es eficiente, simple y

fcil de operar por el personal de

campo.• !e puede aplicar a

completaciones sencillas ym"ltiples.• #uede utilizar gas o electricidad

como fuente de energ$a.• #uede bombear crudos viscosos

y a altas temperaturas.•

%ajo costo de mantenimiento.

• Est limitado por profundidad

mxima, &''' pies.

• El e(uipo de superficie es

pesado y voluminoso.

• Eltos costos por instalaci)n• !ensible a la alta producci)n

de arena.

• #*rdida de eficiencia

volum*trica para pozos con

alta producci)n de gas.• +e(uiere taladro para

reemplazar el e(uipo de

subsuelo

VENTAJAS DESVENTAJAS


27/82

&omen"latura P/ de la Sarta de Cailla

n *ase a 1;


28/82

Ca*i""as Contin$as


29/82


30/82

%ise1o de sistemas de Bomeo e"ani"o

7 0omba de subsuelo

7 'asa de produ,,ión

7 +ane4o de sólidos7 8roundidad 9 sarta de ,abillas

7 *ostos de in3ersión

7 *argas en las ,abillas 9 la ,a4a de engrana4e

7 .porte del 9a,imiento7 *ostos de energa 9 aporte del 9a,imiento

a,tores a ,onsiderara,tores a ,onsiderar


31/82

F l o w i n g B

o t t o m h o l e P r e s s u r e ,

F l o w i n g B

o t t o m h o l e P r e s

s u r e , p p w f w f

+i2uid Rate,+i2uid Rate, q q l l

An+"isis Noda" para LAB

Cur.a de 3inflow4Cur.a de 3inflow4

Cur.a de 3outflow4Cur.a de 3outflow4


32/82

F l o w i n g

F l o w i n g B o t t o m h o l e

B o t t o m h o l e P r e s s

u r e ,

P r e s s

u r e , p p w f w f

+i2uid Rate,+i2uid Rate,

q q

l l

Cur.aCur.ade 3inflow4de 3inflow4

4 !PM6 !PM< !PM


33/82

Métodos de o*tenci&n de data>

Componentes f5si"os del *"hometer


34/82

• nali6ador

El analizador es un e(uipo (ue permite

• Alimentar y recibir la señales de los sensores• Convertir las señales anal)gicas de los sensores en digitales• Establecer la comunicaci)n necesaria con una computadora

-porttil para el procesamiento de los datos• #rocesar los datos para calcular niveles, cartas dinagrficas,

etc.

• /a pistola genera un pulso ac"stico. Elmicr)fono instalado en su interior, recibe losecos del pulso.

• 0ambi*n permite instalar el sensor de presi)n.• 1ay varios tipos 2anual, Automtica, de Alta

presi)n.

• Pistola



35/82

3unci)n•

2edir la presi)n en el anular • +esoluci)n de '.4 psi para un rango de 45'' psi• 0emperatura de trabajo 67'83 a 47'83 -posee un termistor interno en

el sensor• El montaje en la pistola se debe realizar a mano -no utilizar

9erramientas• Estn disponibles en los siguientes rangos :5, 7', ;', 4'', 4;',

:5'

• Pin6as mperim8tri"as 90olt5metro


36/82


37/82


Ce"das de Car7a


38/82

Ana"isis ina7r+co

1


39/82

An+"isis dina7r+coidea"

Posi"i7n

C a r g a

#eso de la sarta de cabillassumergida

@ #eso del fluido manejado

#eso de la sartade cabillassumergida

Stro$e


40/82

An+"isis dina7r+co con 7as

Posi"i7n

C a r g a

#eso de la sarta de cabillassumergida

@ #eso del fluido manejado

#eso de la sartade cabillassumergida

Carrera efe"ti.a

Traa:o gastado en "omprimir

gas


41/82

An+"isis ina7r+co en campo

cDometer

i& d i +


42/82

-nterpretaci&n de in+7ramas>

Bombeando Normalmente

Bomba Manejando mucho Gas

Pozo Agutado. Fluido producido tiene RGP muyalta. Las !lulas iajeras y "ija permanecenabiertas

Bombeo de crudo muy iscoso

#abillas partidas o desconectadas

$!lula iajera da%ada

$!lula "ija con "ugas

$!lula "ija cortada

Pist&n Pegado

#aja de engranaje del balancin da%ada

Pist&n golpeando abajo

Pist&n golpeando arriba

Bomba de cabillas sali'ndose de la zapata al "inalde la carrera ascendente y reentrando en ladescendente.

Bomba pegando en la carrera ascendente sin salirde la zapata.

La arena atasca o casi atasca al pist&n en la !lula

Pist&n de la bomba golpeando en arena

$!lula "ija pescada en bomba de tuber(a

)l niel de "luido coincide con la !lula "ija

Pozo bombeando #ompleto *Pump + ,""-

L(nea de carga mostrando la !lula iajera da%ada

L(nea de carga mostrando la !lula "ija da%ada

ubo de /ucci&n tapado por arena

Pist&n erosionado o gastado

,bstrucciones en la l(nea de "lujo


43/82


44/82

(A)*" D+

P-+(APAA

("M(A

D+

-(-+L"

0;l.ula fi:a

0;l.ula

.ia:era

Re.estidor de

Plexiglass

Boma de

susuelo

*stru"tura

met;li"a

Separador

Rot;metros

/n9e""i7n aire!l52uido

"tuador neum;ti"o

Posi"ionador

0;stago


45/82

8omas de presi&n


46/82


47/82


48/82


49/82


50/82

!eparadores de


51/82

!eparadores de7as

Anc"a de 7as nat$ra"

Casing

Tuing

Rods

Produ"ing


52/82

!eparadores de7as

Poorman Copas

!eparadores de


53/82

Fluid +e.elFluid +e.el

+i2uid+i2uid

'as'as

= >?@!inA Casing= >?@!inA Casing

%e"ontrali6er %e"ontrali6er %iametri"all9%iametri"all9#pposed to +ower#pposed to +owerPort (not to s"ale)Port (not to s"ale)

CasingCasingPerforationsPerforations

@ ?!inA Tuing@ ?!inA Tuing

Seating &ippleSeating &ipple

Upper PortUpper Port

D =?!inAD =?!inA

Thin WallThin WallPipePipe (>?!inA)(>?!inA)

+ower Port+ower Port

%ip Tue%ip Tue

!eparadores de7as

Comparaci&n de" desempeEo de dierentes tipos de


54/82

@E

DE

E

=E

GE

E

E

E

>EE

>>E

E @EE EE GEE EE >EEE >@EE >EECU%+ %* +/IU/%#

* F / C / * & C / (

CGE@=E

*FGE@=E

*'GE@=E

%>GE@=E

PGE@=E

TGE@=E

%@GE@=E

'r;fi"as "omparati.a de an"las a GE psig

@E

DE

E

=E

GE

E

E

E

>EE

>>E

E @EE EE GEE EE >EEE >@EE >EE

CU%+ %* +/IU/%#

* F / C / * & C / (

CGE@=E

*FGE@=E

*'GE@=E

%>GE@=E

PGE@=E

TGE@=E

%@GE@=E

'r;fi"as "omparati.a de an"las a GE psig

EFICIENCIA DE SEPARACIÓN(Bajo caudal de gas)

Comparaci&n de" desempeEo de dierentes tipos deseparador

vo"$ci&n de "os Métodos de iseEo en


55/82

vo"$ci&n de "os Métodos de iseEo enBMC

Mill´s Method - 1940´sMill´s Method - 1940´s

API RP 11L - 1950´sAPI RP 11L - 1950´s

Wave Equation - 1960’sWave Equation - 1960’s

E!e"t Wave Equation - 1990´sE!e"t Wave Equation - 1990´s

UNIDAD DE BOMBEO


56/82

BARRA

PULIDA

CONEXION

REVESTIDOR

LINEA DE

FLUJO

CRUDO

G

A

S

FORRORANURADO

(LINER)

PRENSAESTOPA

DE SUPERFICIE

CABEZAL

SARTA DE CABILLAS

REVESTIDOR

EDUCTOR

PISTON

VALVULA VIAJERA

VALVULA FIJA

CRUDO

COLGADOR

GRAVA

LINEA DE GAS

LINEA DE FLUJO

ELEVADOR

GUAYA

C#&0*&C/#&+

UNIDAD DE BOMBEO


57/82

CONEXION

REVESTIDOR

LINEA DE

FLUJO

FORRO

RANURADO

(LINER)

INYECCION DE

DILUENTE

MEZCLA

CRUDO-DILUENTECABEZAL

SARTA DE CABILLAS

REVESTIDOR

EDUCTOR

PISTON

VALVULA VIAJERA

VALVULA FIJA

CRUDO

COLGADOR

GRAVA

G A S

LINEA DE FLUJOBARRA

PULIDA

PRENSAESTOPA

DE SUPERFICIE

ELEVADOR

GUAYA

%/+U*&T* P#R&U+R

S/&

*PC%UR

UNIDAD DE BOMBEO


58/82

BARRA

PULIDA

FORRO

RANURADO

(LINER)

INYECCION DE

DILUENTE

MEZCLA

CRUDO-DILUENTECABEZAL

SARTA DE CABILLAS

REVESTIDOR

EDUCTOR

PISTON

VALVULA VIAJERA

VALVULA FIJA

CRUDO

EMPACADURA

COLGADOR

GRAVA

DOSIFICADOR

LINEA DE FLUJO

PRENSAESTOPA

DE SUPERFICIEELEVADOR

GUAYA

%/+U*&T*P#R &U+R

C#&

*PC%UR

UNIDAD DE BOMBEO


59/82

FORRORANURADO

(LINER)

CABEZAL

INYECCION DE

DILUENTE

MEZCLA

CRUDO-DILUENTE

SARTA DE CABILLAS

REVESTIDOR

EDUCTOR

NIPLE RANURADO

PISTON

VALVULA VIAJERA

VALVULA FIJA

CRUDO

EMPACADURA

COLGADOR

GRAVA

LINEA DE FLUJO

BARRA

PULIDA

PRENSAESTOPA

DE SUPERFICIE

ELEVADOR

GUAYA

%/+U*&T* P#R +TUB*R/

UNIDAD DE BOMBEO


60/82

FLUIDO PERMANENTE

PARA LUBRICACION

FORRO

RANURADO

(LINER)

CABEZAL

SARTA DE CABILLAS

REVESTIDOR

EDUCTOR

PISTON

VALVULA VIAJERA

VALVULA FIJA

CRUDO

EMPACADURA

COLGADOR

GRAVA

CRUDO

PRENSAESTOPA DE SUBSUELO

VALVULA PARA REPOSICION

DE FLUIDO DE LUBRICACION

LINEA DE FLUJO

BARRA

PULIDA

PRENSAESTOPA

DE SUPERFICIE

ELEVADOR

GUAYA

PR*&S*ST#P%* SUBSU*+#

P"ensaesto!as de #u$suelo


61/82

P"ensaesto!as de #u$suelo

%a!ata%a!ata

"anu"ada"anu"ada

&on'unto de&on'unto de!"ensaesto!as!"ensaesto!as

( anillos de( anillos de

)"i**i+n)"i**i+n

!ot2are en Bom*eo Mec+nico


62/82

Base en An+"isisBase en An+"isisNoda"Noda"

Base en An+"isisBase en An+"isisina7r+coina7r+co




63/82




64/82

,-#



65/82


66/82

enJ de resultados


67/82

enJ de resultados


68/82

Presenta"i7n gr;fi"a de resultados


69/82

Gracias

Nomenc"at$ra AP- de !arta de Ca*i""as


70/82

n *ase a 1;

1= . ?;


71/82

;ntalladura

*re,imiento

*re,imiento <*on,entra,ión deesueros

alla por uptura

SF S T

S min A ⋅

⋅+= "#"$%&

S A: +áximo esuero admisible (psi)

Smin

: ;suero mnimo (psi)

SF : a,tor de ser3i,io

T : esisten,ia a la tensión (8si)

8

8

8;

8;4

SF

An+"isis de eciencia


72/82

Lí'uido

(as

Pist)n

*+lvula

,nicio de la carrera de ascens o -pertura de la v+lvula .ija

Barril

Pi

Px

VE VGV E E E ⋅=

CB

BCE

BCE

P LVG

Q

Q

Q

Q E ⋅= /0

( ) BCE

CS IN

CS IN

LVG

QQ

QQ E ⋅

=

CB

LB

Q

Q E =ν

Ls ApQCB ⋅=

!18$&

0/#

SPM Lsd

piQCB

⋅⋅⋅=

ciencia de*ida a" 7as


73/82

( )( ) ( )2222

2

+ −+⋅−= m Pd PommS VE γ

( )

−⋅−

+⋅

−= δ 2

2

2

2

2 s

GLRi sVE

( )( )

( )2

8&%%2

2"$"2

#32

13#

+

⋅+

⋅⋅+

⋅⋅+⋅+

=WOR

BwWOR AanWOR

BwWOR BoQl P C BoQl

PD

( )( ) Fg

Pa! Ps

Pa Pd

"x

"i

Ls

Es#g L$l Fg Eg −⋅

−

∆−∆+

⋅⋅−⋅⋅

−= 222

2

2

γ

ela,ión de 3olumen muerto 9 3olumen de gas al >nal de la ,arrera des,endente?

+

⋅

−

+

⋅

−

=

22

2

2

22

#

2

n

P P

m

s

m sVp

Voil

ela,ión entre el 3olumen muerto 9 el 3olumen muerto más el desplaamiento ee,ti3o del pistón

ela,ión entre el 3olumen de gas libre9 el 3olumen de l@uido a ,ondi,iones de su,,ión?

Longitud de ,arrera

Longitud de ,arrera

Longitud de 3olumen muerto

ra,,ión de gas en la su,,ión

7

A? 0e,erra (2""2)

.? 8odio (2""1)

'eboursBi (1CC%-C$)

? ,Emidt F D? Dot9 (1CG)

H? HaddenEorst F I? Horn (1CG2)

ciencia por esc$rrimiento


74/82

( ) ( )2$%

4$#

#

2#2#

d

d d d d

L

P % Gs

−⋅+⋅

⋅

∆⋅=

µ

Gs: *audal es,urrido (00L/D)

K : *onstante de unidades (%?1#x1"G)

d1: Diámetro del barril (pulg)

d2: Diámetro del pistón (pulg)

∆P: Dieren,ial de presión a tra3Js del pistón (8si)

L: Longitud del pistón (pulg)

CB

CB

Q

GsQ E#

−=

CB

CBE

Q

Q E# =


75/82

+LL (*oberl9Ks):

p= < ep - et - er

= *arrera de la barra pulida

p= *arrera ee,ti3a del pistón

ep= obre ,arrera del pistón

ep= edo < eup

E A&

L Fi#dow ⋅

⋅⋅=

#

2

E A&

L Fi#'p

⋅

⋅⋅=

#

2

!%"%%

#SN W& Fi ⋅=

!%"%%

#SN

E A&

LW& # p ⋅⋅

⋅=

6r: 8eso de la sarta al aire (Lbs)

L: Longitud de la sarta (pies)

M: 8+

.r: .rea de la ,abilla

;: +ódulo de elasti,idad

( ) S LN # p ⋅⋅×= − #22

2%41$2


76/82

er= ;longa,ión de ,abilla

E A&

L Fo#& ⋅

⋅⋅= 2#

o: *arga de Nuido sobre el pistón

et= ;longa,ión de tubera

E A(

L Fo#( ⋅

⋅⋅= 2# .t: .rea de la tubera

.8 11L:

MOmeros adimensionales signi>,ati3os

No

N Pelo,idad de bombeo adimensional


77/82

Mo: re,uen,ia natural de la sarta de ,abillas ($"/min o m

M: Pelo,idad de bombeo (8+)

1"$%1$% ≤≤ No

N ;,onómi,o +e,áni,o

%& S

Fo

⋅ela,ión de elonga,ión ,ontra la longitud de ,arrera

: ;longa,ión por la ,arga de Nuido %&

Fo

Kr : *onstante de resorte de la sarta de ,abillas

!"$%&$% ≤⋅

≤ %& S

Fo;,onómi,o +e,áni,o


78/82

%& S Fo⋅

No N


79/82

ele,,ión de la unidad de super>,ie:

*arga máxima 9 mnima en la barra pulida:nidades ,on3en,ionales:

( )α

α

++=⋅++=

2W& W! PPRL

W& W& W! PPRL

( )

/2#!$%20

&4%

&$#2

GW& MPRL

GW& W& MPRL

−−=

⋅−−⋅=

α

α

a,tor de a,elera,ión de +ills:

!%"%%

#SN =α


80/82

( )α !$%2++= W& W! PPRL

( )GW& MPRL 2#!$%1$22 −−⋅= α

nidades 0alan,eadas por aire:

( )α $%2++= W& W! PPRL

( )GW& MPRL 2#!$%&$22 −−⋅=

α

nidades +arB :

( ) A& ApGLW! −⋅= &11$%


81/82

( ) ( )#3S MPRLC( PTd −=

;e,to del ,ontrapeso:

( ) ( )#3S C( PPRL PT' −= i o,urre a C"Q

( ) ( )( )41$%

"$% #2 TF MPRLTF PPRL PT −= 8i,o de tor@ueDurante el ,i,lo

a,tores de tor@ue:

*ontrapeso re@uerido:

( ) MPRL PPRLCi += "$% *ontrapeso re@uerido


82/82

istema de a,,ionamiento:

( ) Es

CLF PR)P

)p = *onsiderando el a,tor de ,arga ,

1%#"

N To&*'#p&om PR)P

⋅=

'ipos de a,,ionamiento:

+otores elJ,tri,os:

M;+. *: menos del 5R de desliamiento

M;+. D: del 5-R de desliamiento

M;+. D: del -1$R de desliamiento

+otores de ,ombustión interna:

Dos tiempos o ,uatro tiempos

bombeo mecanico convencional (intevep)

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