Presentacin en Espaol PCP

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Sistemas de Bombeo deCavidades Progresivas

WCPArtificial Lift Systems

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Agenda

• Ventajas• Características• Capacidades• Elastómeros• Fallas• Comparación de productos• Aplicaciones de Sistemas de Bombeo de CP• Ejemplo de análisis

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Bomba de Cavidad Progresiva

• Diseño simple de Dos Piezas

• Capaz de manejar sólidos y fluidos de alta viscosidad

• No emulsifica el fluido

• Alta eficiencia volumétrica

Ventajas

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• Producción de aceite Pesado y Bitumen

• Producción de aceite Dulce Mediano y Ligero

• Yacimientos con empuje de agua y vapor

• Pozos de Agua Amarga

Aplicaciones

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• No Pulsante

• La bomba genera la presión requerida para mantener un volumen constante

• El flujo es función de los RPM’s

Características de Flujo

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• Consiste de dos engranes helicoidales, uno dentro del otro rotando a lo largo de su eje longitudinal correspondiente. El engrane externo tiene un diente mas que el interno.

• Cuando el rotor gira excentricamente dentro del estator, se forma una serie de cavidades selladas desde la entrada hastala descarga de la bomba

• Cuando una cavidad disminuye, se crea otra cavidad del mismo volumen (Flujo de desplazamiento positivo sin pulsaciones)

• Por cada giro del rotor, el estator moverá una cantidad de fluido• La capacidad de presión de la bomba está en función del

número de líneas selladas

Principio de funcionamiento

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Barra de Referencia

Estator

Rotor

Componentes:

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Eccentricity

Etapa de estator


RotorStator

1 Etapa de rotor = 1.5 Etapa de estator

Descripción:

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CONVENCIONAL 1:2 MULTILOBE 2:3

Tipos de Bombas

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• Gastos de Producción de 3 BFPD a 4700 BFPD• Producción efectiva en profundidades hasta de

1981 Mts (6500 Ft)• Crudos con GE desde 5 a 42 °API• Temperaturas hasta 135°C (275°F)• No crea emulsión• No tiene problemas de candados de gas• Habilidad para producir:

– Altas concentraciones de arena– Fluidos altamente viscosos– Alto porcentaje de gas libre

Capacidades:

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THEORECTICAL PC PUMP LIMITS90% Volumetric Efficiency

80% Pressure Loading

0500

1000150020002500

300035004000

45005000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500DISPLACEMENT @ 425 RPM (BFPD)

PRES

SUR

E (P

SI)

6.875"Dia

5.25" Dia

4.2" Dia.

Bomba de Cavidad ProgresivaCapacidades:

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• Requerimientos para Levantamiento (cabeza)– Nivel de fluido– Pérdidas de flujo– Presión en cabeza

• Gasto de producción• Gravedad API y viscocidad del aceite• Cortes de Gas, Agua y Arena• Contenido de H2S, CO2, N2• Estado mecánico del pozo

Criterios de diseño:

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• El Elastómero reacciona con su ambiente:– Cambios de temperatura causan grandes cambios dimensionales.

– Componentes Aromáticos causan hinchamiento y suavidad en el elastómero.

– El Sulfuro causa endurecimiento y fragilidad al elastómero.

• Estos factores son tomados en cuenta a la hora del diseño de la bomba.

Características del Elastómero:

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• La mayoría de los Elastómeros utilizados en Bombas de CP, están clasificados como Nitrilo plástico, Buna N o N.B.R.

• Copolímeros de acrilonitrilo y butadiene

• Variando el contenido de Acrilonitrilo, se puede obtener una amplia variedad de propiedades químicas y físicas

• El contenido de ACN varía ampliamente entre los diferentes fabricantes, desde el 15% al 50%

• Los fabricantes ofrecen típicamente un elastómero “Medio Alto ACN” (25-35%) y un “Ultra alto ACN” (>40%)

Características del Elastómero:

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• Los Nitrilos Altamente o Completamente saturados están diseñados específicamente para aplicaciones con H2S o altas temperaturas

• La mayoría de elastómeros son “Curados” utilizando un proceso de vulcanización de sulfuro, con la exposición al H2S del pozo, resulta en mayor endurecimiento y la falla eventual del elastómero

Nitrilos Altamente Saturados:

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Moyno® Down-Hole Pump Guía de Elastómeros Ultra-Flex®

Aromatic Resistance

05

1015202530354045

Ultra-FlexA

PI G

ravi

ty

*Ranking: 1. Unacceptable 2. Poor 3. Acceptable 4. Excellent 5. Superior

H2S Resistance

0

1

2

3

4

5

Ultra-Flex

%H

2S b

y V

olu

me

Temperature Rating

0

50

100

150

200

250

300

350

Ultra-Flex

Deg

rees

F

Wear Resistance

0

1

2

3

4

5

6

Ultra-Flex

Ran

kin

g*

Physical Properties

0

1

2

3

4

5

6

Ultra-Flex

Ran

kin

g*

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• Causa: Alto gasto producido por la bomba

Resultado: Calentamiento e Hinchamiento

• Causa: Achicamiento del Pozo

Resultado: Calentamiento

• Causa: Válvula cerrada en la línea de flujo

Resultado: Sobre presión

• Causa: Bombeo de alto contenido de sólidos

Resultado: Taponamiento = Sobre presión

Problemas comunes:

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• Estator– Abrasión/Desgaste/erosión a alta presión– Sobrepresión/Histéresis– Incompatibilidad del fluido/Ataque químico– Alta temperatura de operación– Daño mecánico

• Rotor– Desgaste Abrasivo– Incompatibilidad del Fluido

Problemas mecánicos comunes:

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Pump Model Name / Performance Relationship

EXAMPLE:

XX Y ZZZ

DEPTH (IN M OR FT ) X 100

BFPD OR M3PD @ 100 RPM

10-H-6851000 FEET LIFT

CAPABILITY

685 BARRELS OF FLUID PER DAY

AT 100 RPM

HIGH VOLUME

H=HIGH VOLUMEN=NOMINAL VOLUMEL=LOW VOLUMES=SMALL O.D. T =TWO LOBE (ELLIPTICAL)

R&M Energy


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Bomba de Cavidad ProgresivaComparación de equipos

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Sistemas de Bombas PCPAplicaciones:

A) TOP DRIVE

B) BOTTOM DRIVE- Instaladas con

Tubería

- Recuperablescon Línea de Acero

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PCP – TOP DRIVE

TOP DRIVER

2 7/8 EUE CajaCONEXION

ESTATOR

ROTOR

ANCLA DE TORQUE 2 7/8 EUE

CAJACOPLE

ANCLA DE GAS

Componentes:

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PCP – TOP DRIVETipos de Top Drive:

EléctricosVelocidad Variable

MecánicosVelocidad Variable

Por BandaDe Transmisión

Motor Eléctrico

Reductor deVelocidad

Acoplamiento

Cabeza

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PCP – TOP DRIVE

• Desgaste de varillas y tubería (Pozos desviados)

• Torque excesivo, Flechas rotas

• Fugas de aceite en cabezal (Problemas ambientales)

Problemas comunes:

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Descripción del Sistema

Instalado con Tubería

Bomba de CP

Tubería de Producción

Revestidor

Entrada

Caja de reducción deVelocidad

Protector

Motor

Perforations

PCP – BOTTOM DRIVE

Cable EléctricoDe Potencia

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• Eliminación de varillas y problemas de desgaste de la tubería de producción

• Habilidad para producir pozos desviados y horizontales

• Eliminación de fugas en cabezales y mantenimiento

• No hay equipo en movimiento en superficie

• Posibilidad de monitoreo de parámetros de operación de fondo (Presión, Temperatura, Vibración)


Instalado con Tubería - Ventajas

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Niple de Asiento y Sello

Motor

Protector

Reductor de velocidad

Canasta de Bomba

Bomba de CP

4 1/2” Tubing(3 1/2” Tubing)

Recuperable con Línea de Acero

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• La experiencia ha mostrado que la bomba de CP son las causantes de la mayoría de las fallas del sistema

• Los sistemas convencionales requieren de Equipo de Reparación para cambiar la bomba (Costos hasta de 35KUSD/Día)

• El tiempo fuera de operación resulta en considerables pérdidas de producción mientras se espera equipo de Reparación

• Algunas localidades remotas son de difícil acceso con equipo de reparación

Recuperable con Línea de Acero – Para qué?

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• Reemplazo del Rotor y estator de la bomba sin utilizar un equipo de reparación de pozos

• El motor, protector, Reductor de Velocidad y el cable permanecen en fondo

• La bomba puede ser sacada y reinstalada de 4 – 8 Horas

• La bomba puede ser cambiada sin controlar el pozo utilizando un lubricador

Recuperable con Línea de Acero – Beneficios

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• La capacidad de una sola corrida minimiza tiempo y problemas potenciales

• El sistema utiliza herramientas comunes de línea de acero Tipo Schlumberger

• Flexibilidad para cambiar tamaños de la bomba dependiendo de las condiciones del pozo

• El ensamble de la bomba puede ser recuperado con Línea de Acero, Tubería Flexible o varillas

Recuperable con Línea de Acero – Características

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• Tamaños de Bomba

- Tubería de 3.5” (Bomba 2.75” O.D.) 1000 BPD Max.

- Tubería de 4.5” (Bomba 3.75” O.D.) 3500 BPD Max.

• Geometría del Pozo

- <45° de desviación de la vertical

Recuperable con Línea de Acero – Límites

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Ejemplo de Análisis de Sistema PCP

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Documents

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