FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO HIDRULICO El principio fundamental
aplicado para bombeo hidrulico en subsuelo es la Ley de Pascal la
cual explica que La presin ejercida sobre la superficie de un
fluido se transmite con igual intensidad en todas las
direcciones
FUENTE: Carlos Rivera (2001)
La aplicacin de este principio permite trasmitir presin desde un
lugar centralizado o individual en la superficie a travs de una
tubera llena de lquido, hasta cualquier nmero de pozos petroleros.
El lquido a presin en estas lneas de fluido motriz se dirige hacia
una tubera pozo abajo, haciendo funcionar la bomba hidrulica jet
mecnicamente acoplada a una camisa.
TEORA DEL FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA JETSe basa en el principio
de Venturi que consiste en el paso de un fluido a travs de un rea
reducida, donde se produce un cambio de energa potencial a cintica
originado a la salida del nozzle, provocando una succin del fluido
de formacin.Estos fluidos entran en un rea constante llamada
garganta, luego la mezcla de fluidos sufre un cambio de energa
cintica a potencial a la entrada de un rea expandida llamada
difusor, donde la energa potencial es la responsable de llevar el
fluido hasta la superficie.
PRINCIPIO DE VENTURI
FUENTE: SERTECPET, Manual de operaciones. COMO FUNCIONAN?El
fluido motriz se bombea a un caudal determinado (Q1) hasta la bomba
jet en el subsuelo, donde llega a una boquilla con una presin total
que se designa como (P1). Este fluido a presin alta se dirige,
entonces, a travs de la boquilla, lo que hace que la corriente de
fluido tenga alta velocidad y baja presin.La presin baja (P3)
llamada presin de succin permite que los fluidos del pozo entren en
la bomba y sea descargado por la tubera de produccin el caudal de
produccin deseado (Q3).Entonces el fluido motriz arrastra al fluido
del pozo por efectos de la alta velocidad, estos dos fluidos llegan
hasta una seccin de rea constante en donde se mezclan, en este
punto se mantiene la velocidad y la presin constante. Cuando los
fluidos combinados llegan al final de esta seccin constante, al
iniciar el cambio de reas en el difusor tenemos que la velocidad va
disminuyendo a medida que aumenta el rea y la presin se
incrementa.Esta alta presin de descarga (P2) debe ser suficiente
para levantar los fluidos combinados al caudal deseado (Q2) hasta
la superficie.Los componentes claves de las bombas jet son las
boquillas y la garganta. El rea de las aperturas en estos elementos
determina el rendimiento de la bomba. Estas reas se designan como
AN y AT (gratifica principio de Verturi).La relacin entre estas
reas AN/AT se conoce como la relacin de reas. Las bombas que tienen
las mismas relaciones de reas tendrn tambin las mismas curvas de
rendimiento.El volumen de fluido motriz utilizando ser proporcional
al tamao de la boquilla. El rea en la bomba debe dar paso al caudal
de produccin en el espacio anular entre la boquilla y la garganta.
Las caractersticas de la bomba en cuanto a la cavitacin responden
sensiblemente a esta rea.
ECUACIONES QUE SE USAN PARA MODELAR EL PROCESO O SISTEMA
ESTUDIADO
Tasa de flujo en la boquilla (BPD): ; Donde = rea de boquilla =
Presin en la boquilla = Presin de succin = Gradiente de presin
Razn adimensional de reas: ; Donde = rea de boquilla = rea de
garganta
Razn adimensional de flujo msico: ; Donde Qs= Tasa de flujo de
la produccin. Gs= Gradiente de presin.
Eficiencia: La eficiencia de una bomba jet est definida como la
relacin de la fuerza aadida al fluido producido, a la fuerza
perdida por el fluido de poder.
; Donde : Presin de descarga
rea mnima para evitar cavitacin ; Donde = Tasa de flujo de la
produccin. = Presin de succin. = Gradiente de presin.
Ejemplo de Curvas de Comportamiento Adimensional para Bombas Jet
(Fabricante Parker CO)
As mismo se proporcion una correlacin emprica para el factor
volumtrico total de formacin; sustituyendo en la ecuacin anterior
se tiene:
El rea mnima para evitar la cavitacin considerando la presencia
de gas es:
