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BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
BOMBEO MECANICO
El sistema de Bombeo
Mecánico está compuesto por:
– Equipo de Superficie
(Unidad de Bombeo)
– Motor
– Varillas
– Bomba de Subsuelo
La función de la unidad de bombeo esconvertir el movimiento rotatorio del motorprincipal en movimiento ascendente ydescendente de la sarta de varillas. Estemovimiento es denominado recorrido.
La Unidad de Bombeo está compuesta por:
Caja Reductora (Gear Reducer)
Contrapesos (Counterweight)
La Energía de los Colombianos
www.ecopetrol.com.co 4
PARTES DE UNIDAD DE BOMBEO
MECÁNICO CONVENCIONAL
CAJA
REDUCTO
RA
CONTRA
PESO
COJINETE
CENTRAL
El Instituto Americano identifica de acuerdo con lageometría y forma de la estructura, tres clases deunidades de bombeo mecánico:Convencional, Neumático, Mark II. De la mismamanera el API ha desarrollado un métodoestándar para la descripción de las unidades debombeo.
TIPO DE UNIDAD
C: Convencional
A: Balanceadas por aire
B: Con contrapeso en el balancín
M: Mark II
RM: Reverse Mark
Máxima carga de
diseño estructural en
cientos de libras.
Máximo Recorrido en
pulgadas.
Máximo torque en la caja reductora
en miles pulg-lbs. Se le adiciona la
letra D si la caja tiene doble
reducción.
C - 320 - 256 - 100
TIPO DE UNIDAD CLASE PUNTO DE APOYO MECANISMO CONTRABAL.
CONVENCIONAL CLASE IPUNTO MEDIO DEL
BALANCÍNPOR CONTRAPESO
UNID. NEUMATICA CLASE IIEXTREMO DELANTERO
DEL BALANCÍNPOR AIRE
UNID. MARK II CLASE IIEXTREMO TRASERO
DEL BALANCÍNPOR CONTRAPESO
TIPO DE UNIDAD LONGITUD DE CARRERA CAJA REDUCTORA
CONVENCIONAL 12 a 192 pulg. 25.000 - 912.000 pulg-lb.
NEUMATICA 64 a 300 pulg. 114.000 - 3’648.000 pulg-lbs
MARK II 64 a 216 pulg. 114000 - 1’280.000 pulg-lb.
VENTAJAS
• Bajo costo de mantenimiento (repuestos de fácil consecución).
• Velocidad de bombeo mas rápida que las unidades Mark II
• Requiere menor contrapesos que las Mark II.
DESVENTAJAS
• No es tan eficiente como las unidades Mark II u otro tipo de unidades.
• Requiere en proporción una caja reductora mas grande que otros tipos
de unidades de bombeo, especialmente con varillas de acero.
• Las unidades Reverse Mark, son de geometría convencional, pero la
caja reductora tiene la capacidad de reducir los requerimientos de
torque y potencia, llevando con esto en muchos casos a disminuir el
tamaño del motor requerido.
VENTAJAS
• Es más compacta y fácil debalancear que otras unidades.
• Tiene mayores aplicaciones, particularmente para el bombeo
‘profundo y bombeo de altos volúmenes con carreras largas y bombeo
de crudo pesado.
• Viene en tamaños mas grandes que otro tipo de unidades.
DESVENTAJAS
• Es mas compleja y requiere mayor mantenimiento (compresor de
aire, cilindro de aire).
• La condensación de agua en el cilindro causa problemas de
corrosión, desgaste y fugas.
• La perdida de presión de aire en el cilindro ocasiona daños en la caja
reductora.
VENTAJAS• Tiene torques más bajos cuando
se usan varillas deacero, comparado con la unidadconvencional.
• Cuesta entre 5 y 10%menos, comparada con la unidadconvencional de mayor tamaño.
• Es mas eficiente que las unidades convencionales.
DESVENTAJAS
• En muchas aplicaciones, no puede bombear tan rápido como la unidad
convencional porque la rápida velocidad de la carrera descendente causa
problemas de rompimiento de varillas.
• Causa daño a las varillas y a la bomba en caso de golpe de fluido.
• Somete el fondo de la sarta de varillas a compresión severa, lo que causa fallas
por pandeo.
La función del motor es suministrar la energíaque el sistema de bombeo necesita paramoverse. La potencia del motor depende dela profundidad de la bomba, nivel defluido, de la velocidad de bombeo y delbalanceo de la unidad y demás característicaspropias del pozo.
Hay dos tipos de motores usadosprincipalmente:
Motores eléctricos
Motores de combustión interna
La sarta de varillasconecta la bomba desubsuelo con la varillapulida, su principalfunción es transmitir elmovimientoreciprocante de la varillapulida a la bomba.
Las partes básicas de labomba de subsuelo sonsimples, pero construidascon una gran precisiónpara asegurar suintercambiabilidad yeficiencia.
Estas partes son:– Barril– Pistón– Válvula viajera– Válvula fija
20-125-R H B C-10-4-2Diámetro de la tubería
15= 1.9” OD
20= 2-3/8” OD
25= 2-7/8” OD
30= 3-1/2” OD
Diámetro ID de la bomba
125= 1-1/4”
150= 1-1/2”
175= 1-3/4”
200= 2”
225= 2-1/4”
250= 2-1/2”
275= 2-3/4”
Tipo de barril para pistón metálico
H= de pared gruesa
W= de pared delgada
Tipo de barril para pistón soft packed
S= de pared delgada
p= de pared gruesa
Longitud total de las
extensiones en pies
Longitud nominal del
pistón en pies
Longitud del barril en
pies
Tipo de anclaje
C = Copas
M = Metálico
Localización del
anclaje
A = en el Tope
B = en el fondo
Tipo de bomba
R = Inserta
T = Tubería
El API ha desarrollado un método para la
designación de las bombas de subsuelo.
TP
TH
RWA
RHA
Bombas de Tubería: son aquellas en las
cuales el barril forma parte integral de la
tubería. Esta varilla está conectada al fondo
de la tubería y corre con la sarta de la tubería
de producción.
Bombas de Varilla: Es un ensamble
completo de bombeo que va dentro del
pozo, sobre la sarta de varillas. Sólo el niple
de asentamiento va con la sarta de la tubería
de producción a la profundidad de bombeo
deseada.
VENTAJAS• Diseño del sistema
relativamente simple.• Unidades fáciles de cambiar a
otros pozos con costomínimo.
• Eficientes ,simples y fáciles deoperar en campo.
• Utilizable en Slimholes ycompletamientos múltiples.
• Trat. De scale y corrosiónfáciles de realizar.
• Puede utilizar bajas presionespara su bombeo.
• Flexible, puede semejar larata de desplazamiento a lacapacidad del pozo a medidaque este declina.
• Puede levantar petróleo conaltas viscosidades ytemperaturas.
DESVENTAJAS
• No apto para locaciones urbanas.
• Pesado y voluminoso en
operaciones Offshore.
• Susceptible a las parafinas.
• El tubing no puede ser revestido
internamente para prevenir la
corrosión.
• Alta producción de sólidos.
• En pozos de gas se obtienen bajas
eficiencias volumétricas.
• Limite de profundidad, debido a la
capacidad de las varillas
principalmente.
