Presentacin de PowerPoint
BOMBEO HIDRAULICO TIPO JET
Laura Milena RiveraJuan Carlos QuijanoStiven Gonzlez
DEFINICION E HISTORIA
DEFINICION BOMBEO HIDRAULICO TIPO JETEl bombeo hidrulico tipo
jet es un sistema artificial de produccin especial que fue diseado
en remplazo del bombeo hidrulico tipo pistn, y que a diferencia del
tipo pistn, no ocupa partes mviles y su accin de bombeo se realiza
por medio de transferencia de energa entre el fluido motriz y los
fluidos producidos mediante el efecto Venturi.
BOMBEO HIDRAULICO TIPO JET
HISTORIA DEL BOMBEO HIDRAULICO TIPO JET
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOEl funcionamiento esta regido por el
principio que creo el fsico Italiano Giovanny Venturi Tubo
Venturi.
Consiste en una reduccin del rea de flujo para crear un aumento
de la velocidad del fluido, lo que va a generar una cada de
presin
Aplicando este principio es posible inyectar desde la superficie
un fluido a alta presin que va a operar el pistn motor de la unidad
de subsuelo en el fondo del pozo. El pistn motor esta mecnicamente
ligado a otro pistn que se encarga de bombear el aceite producido
por la formacin. Los fluidos de potencia ms utilizados son agua y
crudos livianos que pueden provenir del mismo pozo8
Equipo de Superficie
COMPONENTES DEL EQUIPO
El fluido de potencia, bien sea agua o petrleo es manejado en un
circuito cerrado, el cual debe disponer de su propio tanque de
almacenamiento y equipos de limpieza de slidos.Estos equipos operan
independientemente de las operaciones en la estaciones de
produccinTANQUE DE ALMACENAMIENTO
TANQUES DE ALMACENTAMIENTO
se est en un sistema cerrado, el fluido de potencia, bien sea
agua o petrleo es manejado en un circuito cerrado, el cual debe
disponer de su propio tanque de almacenamiento y equipos de
limpieza de slidos, estos equipos operan independientemente de las
operaciones en las estaciones de produccin
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BOMBEO EN SUPERFICIEBOMBAS RECIPROCANTES
A) BOMBAS TRIPLEX:Estas bombas usan: mbolo, camisa de metal a
metal, vlvula tipo bola.
B) BOMBAS MLTIPLEX:Tienen un terminal de potencia y una de
fluido. El terminal de potencia comprende, entre otras partes: el
cigeal, la biela y los engranajes
EQUIPO DE BOMBEO
Su accin reciprocante les permite succionar fluido y desplazarlo
a mayor presin.
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SEPARADORDichos equipos pueden ser bifsicos, si slo tienen que
separar una fase gaseosa de una lquida, o trifsicos, si deben adems
separar dos fases lquidas.
Su configuracin puede ser horizontal o vertical, dependiendo de
los caudales de casa fase a procesar.
MULTIPLES DE CONTROL Para regular y/o distribuir el suministro
de fluido de potencia a uno o ms pozos, se usan varios tipos de
vlvulas de control. La vlvula comn a todos los sistemas de bombeo
libre es la de cuatro vas o vlvula control del cabezal del
pozo.
Hay dos tipos: cabezal del pozo con vlvulas de 4 vas y el tipo
de rbol de navidad
ESTACIN DE CONTROL
Cuando se opera una cantidad apreciable de pozos desde una
batera central, se suele usar un mltiple de control para dirigir
los flujos directamente a cada uno de los pozos Medidores de flujo
global o individual para cada pozo se pueden instalar en el mltiple
de control de fluido de potencia.14
MULTIPLEX DE FLUIDO MOTRIZ PARA VARIOS POZOS
VALVULA DE CONTROLVALVULA DE CONTROL
La vlvula de control de flujo constante rige la cantidad de
fluido de potencia que se necesita en cada pozo cuando se emplea
una bomba.
Esta presin, generalmente, es mayor que la presin ms alta
requerida por cualquiera de los pozos16
LUBRICADOR Es una pieza de tubera extendida con una lnea lateral
para desviar el flujo de fluido cuando se baja o se extrae la bomba
del pozo. Tambin se utiliza para controlar la presencia de
gasescorrosivos que pueden obstaculizar la bajada de la bomba o su
remocin del pozo
Sirve para sacar la bomba y desplazar la bomba hacia el pozo
evitando la contaminacin del medio ambiente
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EQUIPO DE SUBSUELO
Aisladores de Zonas (Packer) Son elementos cuyo mecanismo
mecnico o hidrulico hacen que sellen las paredes del casing y el
tubing.
Camisas. Van colocadas directamente en el intervalo de la arena
productora, as permiten que solo el fluido de la arena en que dicho
elemento se encuentra ingrese. Se abren y cierran con Shifingtool.
Alojan la Bomba Jet Claw.
Vlvula de pie(Standing Valve) Son necesario en sistemas abiertos
para crear el efecto U y prevenir que el lquido que est circulando
regrese de nuevo al reservorio
EQUIPO DE SUBSUELOLa descripcin del sistema de este tipo de
bombeo es muy similar a la configuracin del bombeo hidrulico tipo
pistn, debido a que su diferencia radica en el aprovechamiento de
la energa hidrulica disipada en los elementos del Jet (Boquilla,
Garganta y Difusor)
FLUIDO DE YACIMIENTOFLUIDO DE POTENCIA
BOQUILLAGARGANTADIFUSORFLUIDO DE PRODUCCIONDINMICA DE LA BOMBA
JET:
La alta presin del fluido motriz enviado desde la superficie
pasa a travs de una boquilla donde su energa potencial o presiones
convertida en energa cintica en la forma de chorro de fluido a gran
velocidad. El fluido a producir es succionado y mezclado con el
fluido motriz en la garganta de la bomba y llevado a superficie. No
requiere de varillas o cables elctricos para la transmisin de
potencia a la bomba de subsuelo. Es un sistema con dos bombas una
en superficie que proporciona el fluido motriz y una en el fondo
que trabaja para producir los fluidos de los pozos. La bomba de
subsuelo puede ser instalada y recuperada hidrulicamente o con
unida desde cable. Los fluidos producidos pueden ser utilizados
como fluido motriz. Su mantenimiento es de bajo costo y de fcil
implementacin.21
CAPACIDADES DE FUNCIONAMIENTOProfundidades de operacin mayores
de 15.000 pies
Las bombas de chorro manejan altas relaciones de gas/petrleo, y
fluidos del pozo que son arenosos, corrosivos o de alta
temperatura
Uso del agua o crudo producido como fluido de potencia
Sistemas de fluido de potencia cerrados para que las
instalaciones de la bomba de pistn aslen el fluido de potencia de
la produccin
Pozos desviados u horizontalesAlto GLR (Hasta 2000)Fluidos
corrosivos o abrasivosPozos profundosAlto nivel de fluido (Alto
Ps)Instalaciones en cavidades, SSD o GLMRango de produccin 50 BPD a
15000 BPD
Tipo de completamiento simple.Disponibilidad de energa hidrulica
en superficieFluido Motriz (Agua o Petrleo)Aplicacin: Pruebas de
produccin, Induccin de flujo, Produccin Permanente, Cambios de
sistemas de levantamiento.
ADICIONALESAplicaciones para una bomba tipo jet
FUNCIONAMIENTO
Boquilla
Garganta
DifusorPresinVelocidad
PERFIL DE PRESIN Y VELOCIDADFUNCIONAMIENTO
FUNCIONAMIENTOLos caudales de produccin y fluido motriz en las
bombas jet se controlan mediante una configuracin de boquillas y
gargantas Venturi.
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.
PARTES DE UNA BOMBA JET CLAW
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.
CARACTERISTICAJETPISTONPRODUCCIONES MEDIANAS A ALTASXBAJAS
PRESIONES EN FONDOXALTO GORXPRESENCIA DE ARENAS, SOLIDOSXALTOS
VOLUMENES Y TASAS DE PRODUCCINXTOLERANCIA A FLUIDOS ABRASIVOS,
CORROSIVOSXFACIL DE REEMPLAZARXCOSTO DE MANTENIMIENTOX
COMPARACIN DE LA BOMBA TIPO JET CON LA BOMBA TIPO PISTON
ANLISIS COMPARATIVO DE LA BOMBA TIPO JET CONVENCIONAL E
INVERSA
Para este anlisis se tom en cuenta la estructura de cada bomba,
la posicin de boquilla y garganta y la va de inyeccin del fluido
motriz.
La ubicacin de la boquilla y garganta es diferente en los dos
tipos de bombas.
La va de inyeccin del fluido motriz cuando se usa una bomba jet
reversa es por el anular (el fluido ingresa por la parte inferior
de la bomba)
DIFERENCIAS DE LA BOMBA JET CONVENCIONAL Y REVERSA
DIFERENCIASBOMBA JET CONVENCIONAL
BOMBA JET REVERSA
Esta bomba se desplaza hidrulicamenteLos resultados de las
pruebas se realizan en mayor tiempoEstas bombas se recuperan
hidrulicamenteLa inyeccin del fluido motriz se realiza mediante el
tubingTiene presiones altas de operacin
Esta bomba se desplaza con Wire LineLos resultados se obtienen
en menor tiempoEsta bomba se recupera con Wire LineLa inyeccin del
fluido motriz se lo realiza mediante el casingLas presiones de
operacin son bajas
COMPONENTESCompletacin de fondo (Bomba Jet Claw)
Equipo de superficie (Bombas de alta presin)
Separador bifsico o Trfasico.
Cabezal de superficie.
PARMETROS A TOMAR EN CUENTA PARA LA ADECUADA SELECCIN DE BOMBA
JET CLAW
ProfundidadProduccinAPIPresin de reservorio.Presin de fondo
fluyente.Presin de superficieGORTipo de completacinGravedad
especfica del agua y del gasCorte de aguaTemperatura, entre
otros.
PROCESO
CONVENCIONALREVERSA
VIDEOS
VENTAJAS Funciona en pozos profundos, horizontales, desviados o
verticalesManeja slidos de formacinManeja considerables cantidades
de gas.No tiene partes mvilesTrabaja en completaciones simplesEsta
diseada para alojar las memorias de presin y temperaturaSe recupera
con presin hidrulicaTrabaja con bajas presiones de superficieNo
necesita Wire-line en pozos verticales
DESVENTAJASEl diseo de la bomba puede llegar a ser bastante
complejo.La eficiencia de las bombas jet es baja (26% a 33%).Mayor
riesgo en las instalaciones de superficie por la presencia de altas
presionesFalta de conocimiento en operacin e ingeniera. Requiere de
vigilancia continua para su normal desarrollo.No puede funcionar
hasta la deplecin del pozo. Se podr requerir de otro mtodo.Se
requiere comunicacin entre el tubing y el casing para una buena
operacin.
FLUIDO MOTRIZ
FLUIDO MOTRIZEl fluido motriz constituye la parte esencial del
bombeo hidrulico, porque es el encargado de trasmitir la energa a
la bomba de subsuelo; por lo tanto su calidad , especialmente el
contenido de slidos es un factor importante que determina la vida
til de las bombas.
Parmetros de calidad Contenido de slidos : De 10 a 15 PPM. Tamao
de partculas: Mximo de 15 micras. BSW: Menor del 3 % Salinidad:
Menor de 12 lbs/kbls
Anlisis para el fluido motrizGravedad API en grados, a 60 F.
Contenido de agua y sedimentos, BSW en porcentaje.
Contenido de parafina, en porcentaje.
Contenido de sal, en libras por mil barriles de aceite.
Contenido total de slidos en partes por milln
Fluido motriz utilizadoTericamente cualquier tipo de fluido
liquido puede utilizarse como fluido de potencia, sin embargo los
fluidos mas utilizados son aceite crudo y agua.
La seleccin entre aceite y agua depende de varios factores:
El agua se prefiere por razones de seguridad y de conservacin
ambiental.
En sistemas cerrados se prefiere el agua dulce tratada con
agentes lubricantes y anticorrosivos.
En sistemas abiertos el agua es poco usada porque los costos de
tratamiento qumico son demasiado altos.
En sistemas abiertos se usa crudo producido tratado qumico y/o
trmicamente, para garantizar su calidad.
El mantenimiento de las bombas de superficie y subsuelo es menor
cuando se usa aceite crudo.
GUA DE CAMPO PARA ESTIMAR CAUDAL DE INYECCIN DE FLUIDOMOTRIZ
Tubera de fondo de pozoTubera de Inyeccin de Fluido Motriz.
Tubera de Regresin de Fluido Motriz.
Tubera de Produccin.
Tubera de Revestimiento.
Tubera de Venteo de Gas
Consideraciones de diseoSistema abierto o cerrado?
Bombear o ventear el gas?
Arreglo de tubera de produccin.
Unidad de bombeo a utilizar.
Escoger bombas de superficie.
Diseo del sistema de limpieza del fluido motriz
Etapas de diseo Seleccin de bombas.
Caudal de inyeccin.
Caudal de produccin.
Balance de presiones en sistemas cerrados.
Balance de presiones en sistemas abiertos.
Balance de presiones en una bomba hidrulica.
Pasos para el diseo de un sistema bombeo hidrulico tipo
pistn.
SELECCIN DE LA BOMBALos fabricantes ( Trico-Kobe, National,
Dreser, Armco ), presentan tablas con las especificaciones bsicas
de las bombas, a partir de las cuales se puede seleccionar el tipo
de bomba deseado
TAMAO DE BOMBA DESPLAZAMIENTO-BPDMAXIMAOP/EA MAXIMABPD POR
SPMVELOCIDADDESCRIPCIONPARTEPARTEVELOCIDADMOTRIZBOMBA(SPM)2x1-3/8x1-3/160,7003814,543,15121
2x1-3/8x1-3/81,0005444,544,501212-1/2x1-3/4x1-1/20,68574410,967,441002-1/2x1-3/4x1-3/41,000108610,9610,861003x2-1/8x1-7/80,740138821,7515,96873x2-1/8x2-1/81,000187421,7521,5587
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Flexibilidad en la rata de produccin.Clculo de la Pwf en
condiciones fluyentes por el programa de diseo.No tiene partes
mviles lo que significa alta duracin y menortiempo en tareas de
mantenimiento.Puede ser instalada en pozos desviados.Pueden ser
fcilmente operadas a control remoto.Puede bombear todo tipo de
crudos, inclusive crudos pesados.
Incrementa la produccin en pozos con problemas de
emulsiones.Permite mantener limpia la tubera cuando se presentan
parafinas y escamas que se adhieran a esta.Estabiliza la
produccin.Algunas veces no requiere energa externa. Se puede
recuperar la bomba tipo jet .Es una instalacin muy barata.Es
aplicable a pozos de alta produccin de gas.Puede ser usado en
conjunto con gas lift intermitente.
VENTAJAS
DESVENTAJASRequieren alto caballaje (mayor de 200 HP)Requiere
alta presin de fondo fluyente (150 lpc /1000 pies).El diseo de la
bomba es bastante complejo por las variadas combinaciones
geomtricas disponibles.La eficiencia de las bombas jet es baja (26%
a 33%).Mayor riesgo en las instalaciones de superficie por la
presencia de altas presionesFalta de conocimiento en operacin e
ingeniera.
Su rango de produccin es muy bajo.Requiere de vigilancia
continua para su normal desarrollo.No puede funcionar hasta la
deplecin del pozo. Se podr requerir de otro mtodo.Bueno para pozos
de baja produccin. Menor a 200 BOPD.Se requiere comunicacin entre
el tubing y el casing para una buena operacin.En pozos donde se
tiene un alto corte de agua se requiere inyectar qumicos para bajar
emulsin producida por la jet en los tanques de almacenamiento.
GRACIAS
