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Manual de Bombeo de Cavidades Progresivas - …

Manual de Bombeo de Cavidades Progresivas Por Marcelo Hirschfeldt. Versi n2008V1 anual de Bombas de Cavidades Progresivas IndiceManual de Bombas de Cavidades Progresivas Realizado por. Marcelo Hirschfeldt I I Junio de 2008 I Versi n-2008V11. Introducci n al sistema PCP Rese a hist rica Generalidades 2. Principio de funcionamiento y definiciones Presi n en la bomba- Distribuci n y efectos Requerimientos de Torque y Potencia 3. Elast meros 4. Componentes de un sistema PCP Instalaci n t pica Componentes de una instalaci n de fondo Instalaci n de superficie Sistema de transmisi n Sistema de correas y poleas Sistema de frenado 5. Interpretaci n de ensayos en banco de prueba Eficiencia y escurrimiento Eficiencia en funci n de la capacidad de elevaci n de la bomba Eficiencia en funci n de la viscosidad del fluido Eficiencia en funci n de la interferencia rotor/estator.

anual de Bombas de Cavidades Progresivas Manual de Bombas de Cavidades Progresivas Indice Realizado por. Marcelo Hirschfeldt I www.Oilproduction.net I Junio de 2008 I Versión-2008V1

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1 Manual de Bombeo de Cavidades Progresivas Por Marcelo Hirschfeldt. Versi n2008V1 anual de Bombas de Cavidades Progresivas IndiceManual de Bombas de Cavidades Progresivas Realizado por. Marcelo Hirschfeldt I I Junio de 2008 I Versi n-2008V11. Introducci n al sistema PCP Rese a hist rica Generalidades 2. Principio de funcionamiento y definiciones Presi n en la bomba- Distribuci n y efectos Requerimientos de Torque y Potencia 3. Elast meros 4. Componentes de un sistema PCP Instalaci n t pica Componentes de una instalaci n de fondo Instalaci n de superficie Sistema de transmisi n Sistema de correas y poleas Sistema de frenado 5. Interpretaci n de ensayos en banco de prueba Eficiencia y escurrimiento Eficiencia en funci n de la capacidad de elevaci n de la bomba Eficiencia en funci n de la viscosidad del fluido Eficiencia en funci n de la interferencia rotor/estator.

2 6. Instalaci n y operaci n e identificaci n de fallas Ajuste de medida - C lculo de estiramiento de las varillas Procedimiento de instalaci n del cabezal. (referencia: cat logo PCP Netzsch) T picos problemas de operaci n en sistemas PCP Guia de identificaci n de fallas en estatores y rotores 7. Referencias bibliogr ficas 8. Acerca del Autor Consultor a y Entrenamiento Anexos Anexo 1 - Guia para el dise o de un sistema PCP Tablas Tablas- Dimensiones y caracter sticas de Varillas -por Tenaris Tablas- Dimensiones de tubings Tablas- Dimensiones de Casing P gina 1 Manual de Bombas de Cavidades Progresivas Secci n 1 Manual de Bombeo de Cavidades Progresivas Realizado por. Marcelo Hirschfeldt I I Junio de 2008 I Versi n-2008V11.

3 Introducci n al sistema PCP Rese a hist rica A fines de los a os `20, Rene Moineau desarroll el concepto para una serie de bombas helicoidales. Una de ellas tom el nombre con el cual hoy es conocido, Progressing Cavity Pump (PCP). La bomba PCP est constituida por dos piezas longitudinales en forma de h lice, una que gira en contacto permanente dentro de la otra que est fija, formando un engranaje helicoidal: 1. El rotor met lico, es la pieza interna conformada por una sola h lice 2. El estator, la parte externa est constituida por una camisa de acero revestida internamente por un elast mero(goma), moldeado en forma de h lice enfrentadas entre si, cuyos pasos son el doble del paso de la h lice del rotor.

4 En 1979, algunos operadores de Canad , de yacimientos con petr leos viscosos y alto contenido de arena, comenzaron a experimentar con bombas de Cavidades Progresivas . Muy pronto, las f bricas comenzaron con importantes avances en t rminos de capacidad, presi n de trabajo y tipos de elast meros . Algunos de los avances logrados y que en la actualidad juegan un papel importante, han extendido su rango de aplicaci n que incluyen: - Producci n de petr leos pesados y bitumenes(< 18 API) con cortes de arena hasta un 50 % - Producci n de crudos medios(18-30 API) con limitaciones en el % de SH2 - Petr leos livianos(>30 API) con limitaciones en arom ticos -Producci n de pozos con altos % de agua y altas producciones brutas, asociadas a proyectos avanzados de recuperaci n secundaria(por inyecci n de agua)En los ltimos a os las PCP han experimentado una incremento gradual como un m todo de extracci n artificial com n.

5 Sin embargo las bombas de Cavidades progresiva est n reci n en su infancia si las comparamos con los otro m todos de extracci n artificial como las bombas electrosumergibles o el Bombeo mec nico. Por ejemplo, en la Rep blica Argentina, seg n estad sticas de la Secretar a de Energ a (Abril de 2008) se encuentran 20,097 pozos activos con sistemas de levantamiento artificial, con la siguiente distribuci n por sistema: Cabe destacar que el sistema PCP ha sido el sistema de mayor crecimiento en los ltimos 5 a os en la Argentina, principalmente en la Cuenca del Golfo San Jorge. Bombeo Mec nico14, Sumergible3, Progresiva2, Hidr ,097 KuduP gina 2 Manual de Bombas de Cavidades Progresivas Secci n 1 Manual de Bombeo de Cavidades Progresivas Realizado por.

6 Marcelo Hirschfeldt I I Junio de 2008 I Versi GeneralidadesLos sistemas PCP tienen algunas caracter sticas nicas qua los hacen ventajosos con respecto a otros m todos de levantamiento artificial, una de sus cualidades m s importantes es su alta eficiencia total. T picamente se obtienen eficiencias entre 50 y 60%. Otras ventajas adicionales de los sistemas PCP son: x Habilidad para producir fluidos altamente viscosos; x Habilidad para producir con altas concentraciones de arena; x Habilidad para tolerar altos porcentajes de gas libre (no se bloquea) x Ausencia de v lvulas o partes reciprocantes evitando bloqueo o desgaste de las partes m viles; x Muy buena resistencia a la abrasi n; x Bajos costos de inversi n inicial; x Bajos costos de energ a; x Demanda constante de energ a (no hay fluctuaciones en el consumo) x Simple instalaci n y operaci n; x Bajo mantenimiento.

7 X Equipos de superficie de peque as dimensiones: y x Bajo nivel de ruido Los sistemas PCP tambi n tienen algunas desventajas en comparaci n con los tros m todos. La m s significativa de estas limitaciones se refiere a las capacidades de desplazamiento y levantamiento de la bomba, as como la compatibilidad de los elast meros con ciertos fluidos producidos, especialmente con el contenido de componentes arom ticos. A continuaci n se presentan varias de las desventajas de los sistemas PCP: x Capacidad de desplazamiento real de hasta 2000 Bls/dia o 320 m3/dia (m ximo de 4000 Bls/d a o 640 m3/d a);x Capacidad de elevaci n real de hasta 6000 pies o 1850 metros (m ximo de 1050 pies o 3500 metros); x Resistencia a la temperatura de hasta 280 'F o 138 C (m xima de 350 F o 178 C); x Alta sensibilidad a los fluidos producidos (los elast meros pueden hincharse o deteriorarse con el contacto de ciertos fluidos por periodos prolongados de tiempo).

8 X Opera con bajas capacidades volum tricas cuando se producen cantidades de gas libre considerables 8evitando una buena lubricaci n) x Tendencia del estator a da o considerable cuando la bomba trabaja en seco por periodos de tiempo relativamente cortos; x Desgaste por contacto entre las varillas de Bombeo y la tuber a de producci n puede tornarse un problema grave en pozos direccionales y horizontales; x La mayor a de los sistemas requieren la remoci n de la tuber a de producci n para sustituir la bomba; x Los sistemas est n propensos a altas vibraciones en el caso de operar a altas velocidades requiriendo el uso de anclas de tuber a y estabilizadores o centralizadores de varillas de Bombeo ; x Poca experiencia en el dise o, instalaci n y operaci n del sistema.

9 Sin embargo, estas limitaciones est n siendo superadas cada d a con el desarrollo de nuevos productos y el mejoramiento de los materiales y dise o de los equipos. En su aplicaci n correcta, los sistemas con bombas de cavidad progresiva proveen el m s econ mico m todo de levantamiento artificial si se configura y opera apropiadamente. P gina 3 Manual de Bombas de Cavidades Progresivas Secci n 2 Manual de Bombeo de Cavidades Progresivas Realizado por. Marcelo Hirschfeldt I I Junio de 2008 I Versi n-2008V12. Principio de funcionamiento y definiciones Elestator y el rotor no son conc ntricos y el movimiento del rotor es combinado, uno rotacional sobre su propio eje y otro rotacional (en direcci n opuesta a su propio eje) alrededor el eje del estator.

10 La geometr a del conjunto es tal, que forma una serie de Cavidades id nticas y separadas entre si. Cuando el rotor gira en el interior del estator estas Cavidades se desplazan axialmente desde el fondo del estator (succi n) hasta la descarga, generando de esta manera el Bombeo por Cavidades Progresivas . Debido a que las Cavidades est n hidr ulicamente selladas entre si, el tipo de Bombeo , es de desplazamiento positivo. La geometr a del sello helicoidal formado por el rotor y el estator est n definidos por los siguientes par metros: Centro de secci n transversal Centro del cilindro madre dr DEP gina 4 Manual de Bombas de Cavidades Progresivas Secci n 2 Manual de Bombeo de Cavidades Progresivas Realizado por.


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