7/25/2019 6-7 Bombeo Hidráulico
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BOMBEO HIDRAULICO
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Bombeo
Hidráulico
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El bombeo hidráulico es uno de los sistemas delevantamiento artificial menos aplicados.
Ampliamente implementado y difundido en los años 60 y70s.
Desde los años 90 ha habido un resurgimiento.
Introducción
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Clasificación de los métodos de levantamientoartificial
MET ODOS
DE
LEVANT AMIENT O
ART IFICIAL
BOMBA
SUBSUPERFI
CIAL
CON
SART ADE
VARI
LLAS
BOMBEOMECANIC
O
PCP
SIN
SART ADE
VARI
LLAS
BEC
PCP-BEC
BH
T IPO
PIST Ó
N
BH
T IPOJET
SIN
BOMBASUBSUPERF
ICIAL
BNC,
BNI
“
PLUNGERLIFT
“
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Definición
Los sistemas de Bombeo Hidráulico
transmiten su potencia mediante el
uso de un fluido presurizado que es
inyectado a través de la tubería.
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Definición
Este fluido conocido como fluido de potencia o fluido
motriz (FM), es utilizado por una bomba subsuperficial que
actúa como un transformador para convertir la energía de
dicho fluido a energía potencial o de presión en el fluido
producido que es enviado hacia la superficie.
Los fluidos de potencia:
• Agua.
• Crudos livianos.
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DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DEBOMBEO HIDRÁULICO
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Clasificación
De acuerdo al tipo de bomba subsuperficial:
Bombas hidráulicas tipo pistón.
Bombas hidráulicas tipo jet.
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Bombeo Hidráulico
Tipo Pistón
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Bombeo Hidráulico Tipo Pistón
Su funcionamiento se basa en:
“Si se ejerce una presión sobre
la superficie de un líquido
contenido en un recipiente,
dicha presión se transmitirá en
todas direcciones con
igual intensidad”.
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Bombeo Hidráulico Tipo Pistón
MOTOR HIDRAULICO
BOMBA HIDRAULICA
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Ventajas:
• Puede alcanzar p rofundidades de hasta 5,500 m.
• No se requiere equipo de reparación para sustituir odarle mantenimiento al mecanismo subsuperifical(dependiendo del tipo de instalación subsuperficial).
• Para la reparación únicamente se invierte el sentidodel fluido motriz y es desacoplado el mecanismo,haciéndose l legar a la superf ic ie por e ldesplazamiento del FM (dependiendo del tipo deinstalación subsuperficial).
• Tiene buena flexibilidad sobre un amplio rango degastos (5000 bpd).
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Ventajas:
•Puede operarse en pozos direccionales.•Es de fácil adaptación para su automatización.
•Fácil para agregar inhibidores de corrosión.
•Es adecuado para el bombeo de crudos pesados.
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Diagrama de flujo del BH
El fluido motriz es
sometido a un proceso
de separación del
aceite, gas, agua y
sedimentos; así como a
un período de
asentamiento y
limpieza.
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Diagrama de flujo del BH
El diseño depende de los siguientes factores:
• Número de pozos por operar.
• Volumen necesario de FM.
• Presión de operación.
• Sistemas de inyección.
• Características propias de los pozos que determinan
el equipo subsuperficial adecuado, etc.
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INSTALACIÓN SUPERFICIAL
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Sistemas de inyección de fluido motriz
Existen 2 formas de inyección:
a) En un circuito abierto.
b) En un circuito cerrado.
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Circuito abierto
El FM regresa a la superficie mezclado con el aceite producidoa través de la tubería de descarga o por el espacio anularentre tuberías.
Ventajas: Adición del FM limpio en pozos que contienen alto %
de agua salada (reduce este % y disminuye la corrosión). Adición de aceite l igero (reduce la viscosidad en pozos
productores de aceites pesados).
Desventajas:Incremento del volumen bruto que debe ser tratado en
la superficie para obtener el aceite limpio necesario ycontinuar la operación.
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Instalación superficial para varios pozos “sistema abierto”
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Circuito cerradoEl FM regresa a la superficie, independientemente del aceite
producido, fluyendo nuevamente hasta el tanque
almacenador y formando un circuito cerrado.
Ventajas:
a) Medición exacta de los fluidos producidos por el pozo.
b) Determinación del desgaste sufrido por la unidad de
bombeo al incrementarse el volumen de FM utilizado en la
lubricación de los pistones (desgaste interno).
c) Esto último facilita la programación del mantenimiento deestas unidades.
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Instalación superficial para varios pozos “sistema cerrado”
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INSTALACIÓN SUBSUPERFICIAL
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Instalaciones subsuperficiales
Instalaciones subsuperficiales se clasifican en:
a) Bomba Fija b) Bomba Libre
Bomba fija: la unidad de bombeo está unidamecánicamente a la tubería. Para el circuito abierto ocerrado se tienen 2 tipos:
1) Bomba fija insertada 2) Bomba fija para TR.
Existe también la bomba fija para TP, y ésta es sólo paracircuito abierto.
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Tipos de bombas fijas
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Instalaciones subsuperficiales
Bomba libre: la unidad de bombeo no está conectada
a ninguna de las tuberías, por lo que puede ser ancladapor circulación del FM y desanclada por circulacióninversa. Para el circuito abierto o cerrado se tienen 2tipos: :
1) Bomba libre con tuberías paralelas.
2) Bomba libre para TR.
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Tipos de bombas libre
CAMARA DE FONDO
CAMARA DE FONDO
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Equipo subsuperficial
Cámara de fondo
Son elementos quepermiten alojar a la bomba y quepresentan una superficie desello donde actúa el elemento deempaque instalado en la unidadde bombeo.
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Unidad de bombeo hidráulicotipo pistón
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S e c c i ó n M o t r i z
S e c c
i ó n d e P r o d u c c i ó n
Equipo subsuperficial
Unidad de bombeo hidráulicoTIPO PISTONConsta principalmente de:Motor hidráulico c/pistón de doble acción(1). Válvula motriz que regula el flujo deFM al motor (2). Bomba hidráulica c/pistónde doble acción (3). El motor y la válvulaconstituyen la llamada “Sección Motriz”;la bomba se encuentra en la “Sección deProducción”.
En la parte superior del pistón motriz vaconectada la varilla de la válvula (4), quees la que hace operar a la válvula motriz;en la parte inferior de este pistón va
conectada la varilla media (5) de igualdiámetro, que une los 2 pistones.
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Unidad de bombeo hidráulico
TIPO PISTON
En la parte inferior del pistón de
producción se encuentra la varilla inferior
(6), que se aloja en el tubo de balance
(7) que está cerrado en su extremo
inferior.
Equipo subsuperficial
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Equipo superficial
A
B1 y 2
C
D
E
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Equipo superficial
A. Unidad de potenciaLa potencia que requiere el sistemapara la inyección del fluido motrizes proporcionada por una unidadconstituida por una bombareciprocante del tipo triplex vertical
y accionada por un motor eléctricoo de combustión interna.
B. Cabezal dedistribuciónEl fluido que proviene de la bombatriplex es regulado mediante losdispositivos que se encuentran enel cabezal de distribución, estoscabezales están provistos demedidores de desplazamientopositivo.
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Se tienen 2 tipos de válvulas:1) Válvulas reguladoras de flujo:
controlan el volumen de FM
inyectado sin importar la presión deoperación que se tenga.
2) Válvulas reguladoras de Presión :controlan automáticamente dichapresión de operación.
C. Válvula d e 4 v íasEs un dispositivo instalado en la cabezadel pozo que permite regular laoperación e l FM. Tiene cuatroposiciones que permi ten l aintroducción, la operación y la extracciónde la unidad de bombeo.
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D. Conexiones superficiales
En los pozos de BH se uti liza
únicamente la sección del árbol de
válvulas correspondiente a la última
TR. Sobre ésta se instala el cabezal
donde van alojadas las tuberías
utilizadas con los colgadores y
empaques mecánicos respectivos.
En el carrete superior del cabezal se
enrosca un niple corto, cuyo extremo
se conecta a la válvula de 4 vías.
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E. Sistemas de tanques para el
almacenamiento y tratamiento del
FM
La base de este sistema es un diseño
que permite el movimiento lento del
fluido (aceite) en el interior del tanque
de asentamiento y que además evita la
formación de flujo turbulento o de
burbujas de gas, que pudieran
arrastrar impurezas hacia la succión de
la bomba (Triplex).
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Tanques para almacenamiento y tratamiento del FMen un sistema abierto
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BombeoHidráulico Tipo
JET
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En el caso de Bombeo Hidráulico Tipo Jet, el Método de
Levantamiento Artificial es similar al de Bombeo Hidráulico
Tipo Pistón en cuanto al principio de funcionamiento, a las
instalaciones y equipos de superficie, la diferencia principal
es la bomba subsuperficial.
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Los principales componentes de la
bomba Jet son la boquilla, la
garganta y el difusor. El fluido
motriz entra a la bomba por la parte
superior de la misma,
inmediatamente el fluido pasa a
través de la boquilla, de este modo
toda la presión del fluido se convierte
en energía cinética.
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boquilla
garganta
difusor
Cámara de fondo
Bombeo Hidráulico Tipo Jet
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El chorro de la boquilla es descargado en la entrada de la cámara de
producción, la cual se encuentra conectada con la formación productora.
De esta manera, el fluido de potencia arrastra al fluido de producción
proveniente del pozo y la combinación de ambos fluidos entra a la garganta
de la bomba.
Bombeo Hidráulico Tipo Jet
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La mezcla de los fluidos se logra completamente en
los límites de la garganta, debido a que su diámetro essiempre mayor al de la boquilla. En este instante el fluido
de potencia realiza una transferencia de energía al
fluido de producción
La mezcla que sale de la garganta posee el potencial
necesario para fluir contra el gradiente de la columna de
fluido de producción.
Bombeo Hidráulico Tipo Jet
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Fluido de potencia
Producción del pozo
Mezcla de fluidos
Bombeo Hidráulico Tipo Jet
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1.‐ En tuberías flexibles de 1 – ¼ pg
2.‐ En pozos direccionales o totalmente
horizontales.
3.‐ Aplicable en una amplia variedad de
condiciones y configuraciones en el pozo.
4.‐ Capaz de operar como bomba libre.
Bombeo Hidráulico Tipo JetCon tubería flexible
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Este tipo de Levantamiento Artificial (Bombeo HidráulicoTipo Jet) puede manejar grandes cantidades de arena y
partículas sólidas, además puede ser instalado a grandes
profundidades (hasta 5,500 m). También es capaz de
manejar crudos de alta viscosidad, siempre que se esté
utilizando crudo como fluido de potencia.
Bombeo Hidráulico Tipo Jet
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NUEVOS DESARROLLOS
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN