Bombas Electrosumergibles

7/14/2019 Bombas Electrosumergibles

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CURSO DCOELECTRO


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BombasAplicaciones Generales

Descripcin, capacidad, aplicaciones, nomenclatura.


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Levantamiento Artificial

El Bombeo Electrocentrfugo es

una de las mayores formas en

levantamiento artificial.

Schlumberger lidera la

tecnologa aplicada a bombeo

electrosumergible.


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Aplicaciones de los Productos

Schlumberger se especializa en el diseo , fabricacin,

aplicacin, marketing, instalacin, servicios y reparacinde:

Equipos electrosumergibles

Cables de Potencia Sumergibles

Sistemas de alimentacin y control de equiposelectrosumergibles


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Dimetros de los Equipos

Schlumberger ofrece un rango de equipamiento paracasing pequeos como 4.5, con producciones bajasdesde los 50 bpd (8 m3) a pozos con caudales arribade 100,000 bpd (15900 m3) en 13 3/8" casing.


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Equipos Especiales

Dependiendo de las condiciones de aplicacin,

Schlumberger puede ofrecer sistemas de bombeopara temperaturas desde 50 hasta 450 F .

Schlumberger tambin ofrece la mas extensa lnea deequipos de bombeo resistentes a la abrasin ms

fiable en el mercado mundial.

C d l B b


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Curva de la Bomba

HP / Stg

Eficiencia

Altura

Rango Bomba


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Curva de Calentamiento Interior

Discharge Fluid Temp (F)

190,0

200,0

210,0

220,0

230,0

250,0

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

Flowrate (BPD)

DischargeTe

mperature

(F)

240,0

67 STG JN21000,190F INLET,50% OIL ,50%WTR


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Mxima Potencia Disponible (60 Hz)

375 456 540 562 738

0

200

400

600

800

1,000

1,200

Motor Series

6

0HzMaximu

m

Horsepowe

r


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Rango de Temperaturas en Motores

Los motores Schlumberger estn construdos en 3 rangos detemperaturas de fondo de pozo, incluso el HOTLINE parabombeo de vapor o bajos caudales:

Standart Intermediate HOTLINE

300F 450F +250F


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Bombas ElectrosumergiblesRango de Operacin Recomendado

Definicin, curvas, tipos de bombas ,etapas y

aplicaciones.

Ubi i d l B b


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Ubicacin de la Bomba

Bolt on head

Bomba

Intake y/o Separador de gas

E d l B b


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Etapa de la Bomba

Et d l B b


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La bomba centrfuga est formada por unidadesdenominada etapas.Cada etapa consiste de un impulsor yde un difusor.

Note la direccin del flujo.El impulsor enva aeste afuera y el difusor lo redirecciona haciaarriba.

ifusor de laetapa inferior

Difusor

Impulsor

Flujo Flujo

Etapa de la Bomba


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Etapa de la Bomba

Cada impulsor toma el fludo eimparte energa cintica, el difusortransforma la energa cintica enenerga potencial


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Etapa de la Bomba

El impulsor est adherido al eje y gira con l.El difusor

es estacionario dentro del housing de la bomba. Dependiendo del tipo de etapa,el impulsor tendr

alrededor de 7 a 9 labes los cuales imprimen un

movimiento suave al fludo y este se mueve desde laentrada u ojo del impulsor hasta el exterior delconducto.


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Vista superior en corte de un impulsor mostrando undesarrollo tpico de las paletas.

Eje

Cubo

Faldon

Direccin

de la

rotacin

Alabes

Pasaje del fludo

Etapa de la Bomba


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El difusor siempre tiene un nmero diferente de labescomparado con el impulsor.Por qu? Para prevenir vibraciones!!!

Etapa de la Bomba

Etapa de la Bomba


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Etapa de la Bomba Hay tres TIPOS de IMPULSORES que determinan la cantidad de flujo

disponible para un diseo especfico. La diferencia entre estos tres tipos de diseos es mostrado por los ngulos

de los labes del impulsor y el tamao y forma de los pasajes internos delfludo.


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Flujo radial (panqueque)

Flujo mixto

Etapa de la Bomba

Flujo axial (propulsor)

Francis


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Flujo radial (panqueque)

Flujo mixto

Etapa de la Bomba

Flujo axial (propulsor)


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Etapa de la BombaEn los IMPULSORES DE FLUJO RADIAL (llamados panqueques) ,elfludo es obligado a realizar cambios de direccin en formaabrupta y siguiendo ngulos agudos.El grado de cambiodireccional es cercano a los 180.Es este cambio de direccin loque desarrolla la altura o head de la etapa. Los labes formanngulos cercanos a los 90 con el eje.


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Etapa de la Bomba La energa cintica de un lquido en movimiento en un

determinado punto en un sistema de bombeo tiene comoexpresin matemtica , una frmula desarrollada porHazen-Williams quienes escribieron una de las ms

comunes para caeras de acero lisas.

H = ( V / 2 g)donde : H altura de elevacin, V velocidad en la caera , g aceleracin de la

gravedad ( 32.17 ft/sec/sec)Una buena ingeniera recomienda que hay que tratar la velocidad en la caera

de succin a 3 ft / sec o menos y la velocidad en la descarga mayores que 11ft /sec pueden causar flujo turbulento y/o erosin en el csg de la bomba


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Etapa de la Bomba

c1w1 u1

u2

c2

w2

C1=velocidad de entrada del fludo al impulsor

U1= velocidad perifrica

W1=velocidad relativa

IMPULSOR DE FLUJO RADIAL


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Etapa de la BombaIMPULSOR DE FLUJO RADIALCuando el fludo entra al labe de la bomba adquiere unavelocidad C1,compuesta por una velocidad perifrica U1 y larelativa W1.Al salir del impulsor ,el fludo,tiene una velocidad relativa que hadisminudo a un valor W2 y la velocidad perifrica que esproporcional al radio del impulsor,ha crecido hasta un valor U2;laresultante de estas dos velocidades es C2 mayor que C1 y estaenerga es transformada en presin en el difusor.


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Etapa de la BombaIMPULSOR DE FLUJO RADIAL

La ecuacin que resume lo dicho anteriormente es:(P2 P1) = [( c22 c12 ) + ( u22 u12 ) + (w22 w12 ) ] / 2 gLa ecuacin anterior se puede expresar en trminos de ALTURA,si dividimos la diferencia de presiones por la gravedadespecfica del fludo:

(H2

H1

) = (P2

P1

) / == [( c2

2 c12 ) + ( u2

2 u12 ) + (w2

2 w12 ) ] / 2 g


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Etapa de la BombaLas ETAPAS de FLUJO MIXTO presentan cambios direccionalesmas suaves y el fluido puede viajar a traves de los impulsores ydifusores con menor restriccin. Debido a esto las etapas sonadecuadas para manejar mayores volumenes de fludo,pero nodesarrollaran gran altura.


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Etapa de la BombaUn IMPULSOR DE FLUJOMIXTO tiene un labe con unngulo cercano a los 45 conrespecto al eje de la bomba.


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Las etapas de FLUJO AXIAL tienen un canalmuyempinado para el pasaje del fludo,con una gransimilitud al propulsorde un bote.Dichas etapas

pueden manejar altosvolmenes de fludo perodesarrollan muy pequea altura de elevacin.

Etapa de la Bomba


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Las etapas con impulsores del tipo FLUJO RADIAL puedenmanejar aproximadamente 10% de gas libre .

Por otro lado las etapas con impulsores del tipo FLUJOMIXTO manejan ms del 20% de gas libre

Etapa de la Bomba


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Rango de Operacin Recomendado

Durante el proceso de dimensionar una bomba ,nosotrostratamos que el tamao de esta se encuentre dentro del Rangode Operacin Recomendado ( ROR)

Qu y porqu es tan importante el ROR ?



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Nosotros estamos recomendando un ROR de 6000 BPD a 11000 BPDREDA

A

SN8500 1.00

Rev.

60 Hz / 3500 RPM 538 Series - 1 Stage(s) - Sp. Gr.Pump Performance Curve

Optimum Operating RangeNominal Housing DiameterShaft DiameterShaft Cross Sectional AreaMinimum Casing Size

6000 - 110005.38

1.0000.7857.000

bpdinchesinchesin inches

Shaft Brake Horsepower Limit

Housing Burst Pressure Limit

StandardHigh StrengthStandardButtressWelded

375600N/A

60006000

HpHppsipsipsi

0 2,500 5,000 7,500 10,000 12,500 15,000

REDA

A

SN8500 1.00

Rev.



6000 - 110005.38

1.0000.7857.000





375600N/A

60006000

HpHppsipsipsi

EffHpFeet

Capacity - Barrels per Day

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

B.E.P.Q = 8810H = 36.87P = 3.18E = 75.23

10

20

30

40

50

60

70

2.50

5.00

7.50

10.00

12.50

15.00

17.50

R d O i R d d


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Observando una Bomba Flotante debemos considerar

primeramente que hace que el EMPUJE sea hacia

arriba o abajo en el interior de la etapa.La mayora de las personas ven en el rango de

operacin de la bomba, una definicin de lmites de

empuje, donde la etapa est en downthrust (empujehacia abajo) o en upthrust (empuje hacia arriba). Si laetapa se encuentra dentro de ROR se piensa que est

balanceada sin someterse a empujes en cualquierdireccin.




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Grficamente a usted le gustara ver esto:

REDA

A

SN8500 1.00

Rev.



6000 - 110005.38

1.0000.7857.000





375600N/A

60006000

HpHppsipsipsi

0 2,500 5,000 7,500 10,000 12,500 15,000

REDA

A

SN8500 1.00

Rev.



6000 - 110005.38

1.0000.7857.000





375600N/A

60006000

HpHppsipsipsi

EffHpFeet


10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

B.E.P.Q = 8810H = 36.87P = 3.18E = 75.23

10

20

30

40

50

60

70

2.50

5.00

7.50

10.00

12.50

15.00

17.50

Downthrust

Balanced

Upthrust


R d O i R d d


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Esto es casi siempre errneo.


R d O i R d d


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Antes de preocuparnos demasiado por cuanto empujetenemos ,nosotros necesitamos conocer Qu es el

EMPUJE?.

R d O i R d d


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Isaac Newton desarroll una ley la cual dice que cualquierobjeto,este en reposo o enmovimiento,permanecer en ese estado a menos que actuesobre el una fuerza externa.

Tambin ,el nuevo movimiento del objeto ser determinadopor la suma de todas las fuerzas actuando sobre el.


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Empuje del Impulsor

Seccin transversal de un Impulsor

El Impulsor ,tiene tres fuerzas actuando sobre l encualquier discusin de empujes y est relacionado con la

etapa de la bomba:

La suma de estas tres fuerzas es el empuje total.


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Empuje del ImpulsorSiempre hacia abajoLa gravedad actuando sobre

la masa flotante del impulsor

Hay tres fuerzas que son : The Direction is:

La fuerza neta resultante de la

presin diferencial en la etapa.

La fuerza debida almovimiento del fludo

entrando a la etapa.

Tanto hacia abajo o

cero(cero ocurre en flujoabierto amplio - no

presin).

Tanto hacia arriba o cero(cero ocurre en condiciones

de cierre o no circulacin

de fludo).


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Empuje del ImpulsorEl Impulsor tiene una masa sobre la cual acta la gravedad y empuja

a aquel hacia la Tierra.

F=mAdonde A es la aceleracin de la

gravedadF


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Empuje del ImpulsorPressure: La presin por el rea es igual a la fuerza( F= PxA). Hay

una fuerza hacia abajo y una fuerza hacia arriba.La fuerza hacia

abajo es siempre mayor excepto cuando: The pump generate

La bomba no genera presin (wide open f low)

An impeller adds pressure to the fluid sothat the pressure on the top side is greater

than the pressure on the bottom side.

Baja Presin

Alta Presin Un impulsor adiciona presin a elfludo de tal modo que la presin en la

parte superior es mayor que lapresin en la parte inferior.


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Empuje del ImpulsorMomentum:El fludo entrando por la zona inferior del impulsor

es forzado a cambiar de direccin.Este cambio ejerce un

momento que desarrolla una fuerza hacia arriba excepto cuando:No hay flujo ( en un cierre de pozo).

Direccin del flujo de fludo


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Empuje del ImpulsorPressure: Las flechas hacia abajo representa un gran fuerza debida a laalta presin.

+ =

La diferencia neta entre la dos fuerzas es el

empuje hacia abajo debida a la presin.


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Empuje del ImpulsorEn general ,Impulsores de mayor dimetro desarrollarn

mayores empujes hacia abajo que los impulsores de menordimetro para el mismo rango de caudales.

Por qu ?


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Empuje del ImpulsorPorque ellos tienen una rea de superficie mayor

sobre la cual la diferencia de presin pueda operar.

Ellos tambin tienen mayor masa.


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Empuje del ImpulsorEs posible de algn modo afectar el empuje hacia abajo

causado por la presin ?

Qu pasa si reducimos la presin en la parte superior

del impulsor?


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Empuje del ImpulsorPressure:Si nosotros pudieramos reducir la presin en la partesuperior del Impulsor como se muestra,esto reducira el empuje.

+ =

Empuje del Impulsor


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Cuando la etapa maneja fluidos abrasivos, el desgaste radial se ve muy

acelerado, dependiendo de la calidad y cantidad de la arena o abrasivospresentes. Generalmente el desgaste radial se presenta combinado con el

desgaste por abrasin de las arandelas de empuje y a veces hasta el

desgaste de los faldones de los impulsores y difusores.

En las etapas de flujo mixto se emplea una cmara de equilibrio, queconsiste en un anillo de balance y agujeros de balance, para reducir el

empuje hacia abajo (down-thrust) del impulsor, como se muestra en la

siguiente figura:

Anillo de

Balance

Hueco de

Balance

Fludo de Baja presin

Baja Presin

Alta

Presin

Cada dePresin



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Caudal en BPD

REDA

A

SN8500 1.00

Rev.



6000 - 110005.38

1.0000.7857.000





375600N/A

60006000

HpHppsipsipsi

0 2,500 5,000 7,500 10,000 12,500 15,000

REDA

A

SN8500 1.00

Rev.



6000 - 110005.38

1.0000.7857.000





375600N/A

60006000

HpHppsipsipsi

EffHpFeet


10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

B.E.P.Q = 8810H = 36.87P = 3.18E = 75.23

10

20

30

40

50

60

70

2.50

5.00

7.50

10.00

12.50

15.00

17.50

Downthrust

Upthrust

Basado en esta discusin previa, hay una lgica al observar la curva de lasiguiente manera:



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Sin embargo no todas las etapas entraran en elupthrust.La mayora de las bombas se disean paratrabajar en la parte del downthrust del rango

recomendado.Dependiendo de la etapa, esto puede ser viablede manejar de acuerdo al tipo de flujo de lamisma.



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Si el diseo de la etapa es de compresin,el empuje no es relevante para determinar elROR.!

g p

Tipos Bsicos de Bombas


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Las bombas Schlumberger se fabrican de 3 tipos bsicos:1)Flotantes - Cada impulsor est libre para moverse hacia arriba y abajo

sobre el eje. (Esto se llama flotar sobre el eje).

2) Compresin - Cada impulsor esta fijo al eje en forma rgida, para queno puedan moverse si no se realiza con el movimiento del eje . Todoslos impulsores son comprimidos conjuntamente para formar un cuerporgido.3) BFL - Las etapas superiores son compresoras y las inferiores sonflotantes. Esto es principalmente para manejar el empuje sobre elcojinete del protector.

Tipos de Bombas


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BFL

Todo elempujeesrecibidoaqui

Empujeceroaqui

Motor

Protector

Pump

Empuje deImpulsores

Flotante

Todoelempujeesrecibidoaqui

Compresin

hrust

MotorThrustBearing

Bombas Flotantes


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Por qu usar bombas flotantes?

Porqu Utilizar Bombas Flotantes?


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q

Un gran nmero de etapas pueden ser ensambladas sin tener encuenta la capacidad de los cojinetes del protector.Estas etapas tienen buen perfomance en el manejo de abrasivoslivianos, ya que no permiten depositarlos en el rea productiva de lamisma.Estas etapas tienen tolerancias de fabricacin, mas amplios.

Su ensamble en el pozo es mas fcil, ya que no requiere shimming.

Bombas Flotantes


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Qu necesitamos nosotros observar para utilizar etapasflotantes?

1) Puede haber lmites en los altos y bajos caudales.

2) Nosotros debemos siempre mirar el empuje del eje.

Empuje del Eje


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Nosotros dijimos que los impulsores individualmentemanejaran su propio empuje ,entonces por qudebemos preocuparnos por el empuje del eje?

Empuje del Eje


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El empuje total est conformado por doscomponentes:

El empuje del impulsor yel empuje del eje.


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Empuje del Eje : Bomba BFL En la bomba BFL, no est presente porque el eje essoportado en la bomba.


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Empuje del Eje : Bomba de Compresin En la bomba de compresin,nosotros no podemosseparar el empuje del eje y de los impulsores ,porestar ambos rgidamente acoplados juntos

Empuje del Eje : Bomba Flotante


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En una bomba flotante ,el impulsor puede moverselibremente en el eje y tiene sentido que el eje puedatambin moverse dentro del impulsor.El extremo superior del eje est expuesto al fludo dedescarga de la bomba ,el cual est a una presinms alta que en la admisin de la misma.La presinactuando en el extremo superior del eje de la bombagenera un empuje hacia abajo.El eje de la bomba tambin tiene una masa de talmodo que la gravedad empujar hacia abajo. EL EMPUJE DEL EJE ES SIEMPRE HACIA ABAJONUNCA ARRIBA.



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Recordar que: Fuerza = Presin x AreaLa fuerza debida a el peso del eje usualmente no essignificativo de tal modo que lo ignoraremos por elmomento.



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Fuerza = Presin x Area

De tal modo que la presin de descarga de la bombamultiplicada por la seccin transversal del eje nosdar el empuje del eje?NO!



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Miremos como es el ensamble entre bomba,protector y motor.

Empuje sobre el Eje en BombasFlotantes


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Pi = Presin de Entrada a la BombaPd = Presin de Descarga de laBomba

Pd

Pi

Pi

Pi

Se puede mostrar que todas las presionesse eliminan excepto aquella sobre elextremo del eje.Se puede mostrar tambin queindependientemente de los variosdimetros,couplings,etc.que la fuerza netasobre el eje puede ser calculada por:Fuerza = (Pd-Pi) *Axs

Donde Axs = Seccin transversal delextremo del eje.

Pi

Entradade

fludo a

la

bomba

Impulsores flotantesmoverse en el eje


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superior orior.La arandelas de desgaste son provistas en toda superficiepara absorver e

Thrust

ashers

Impulsores flotantes


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Las reas azules muestran las arandelas "upthrust" entre elimpulsor y el difusor superior.

Upthrust esabsorvido aqu



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El rea azul muestra el "downthrust" washers entre el impulsory el difusor inferior. Observar que hay mayor rea dedownthrust que de upthrust. Esto es debido el downthrustgeneralmente un valor mximo ms grande.Recordar quenosotros dijimos que muchas etapas nunca estarn encondicin de upthrust.

Downthrustes absorvidoaqu.

Fuerza



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Nosotros tambin dijimos que muchas etapas estn diseadas paraoperar en downthrust.Por qu es esto?La razn es que el impulsor provee un sello sobre el difusorinferior por presionar hacia abajo sobre las arandelas ( washers).Esto evita que los abrasivos generen prdidas dentro de las reasde los cojinetes y los fuerzan a moverse hacia arriba en la bomba.

El sello en estoslugares previenela presencia deabrasivos

Bombas de Compresin


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En una bomba de compresin, todos los impulsores sonfijados rgidamente al eje, por lo cual se muevenconjuntamente con el eje hacia arriba y abajo.El impulsor normalmente es seteado hacia abajo sobrelas arandelas de presin inferiores debido a lagravedad. Por lo cual el eje debe ser levantado con losshims en el coupling desde la ltima bomba ensamblada,para no permitir que los impulsores toquen los difusores.Esto es para que todo el empuje desarrollado por lasbombas sea transmitido a travs del eje hacia elcojinete del protector directamente.

Bombas de Compresin


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Cuando el impulsor se mueve hacia arriba o abajo,el eje

se mueve con l de tal modo que todo el empuje estaahora en el eje. Este empuje del eje debe ser absorvido

en algun lugar y esto es hecho en el cojinete de empuje

del protector va el eje del protector.El cojinete de empuje del protector puede manejar una

carga mucho mayor que las arandelas de empuje

individuales de la etapa.

Bombas de Compresin


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Pero por qu usar una bomba de compresin?

Porqu utilizar Bombas de Compresin?Algunas etapas generan mucho empuje para ser manejado por las

arandelas de downthrust del impulsor


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Todos los empujes son finalmente manejados en el protector, solodebemos pensar en un cojinete de gran capacidad, por lo que el rango de

la bomba puede extenderse en un area ms grande incrementando su vida

til.

arandelas de downthrust del impulsor.

Ocasionalmente en los pozos gaseosos, el volmen de fludo cambia

drsticamente dentro de la bomba y en el caso de la etapas flotantespueden ser muy severos para las arandelas de friccin.

Si abrasivos o corrosivos estan presentes, puede ser beneficioso paramanejar el empuje en un rea lubricada por el aceite del motor y no por los

fludos del pozo.

Algunos fludos (propano lquido) no tienen la suficiente lubricacin para

las arandelas del down thrust de la etapa.

Bombas de CompresinSHIMMING o SUPLEMENTACION


74/119

SHIMMING o SUPLEMENTACION

SHIMMING DE LAS BOMBAS


75/119

SHIMMING DE LAS BOMBAS


76/119

O RING

EJE

SHIM

BASE CON BRIDA

CABEZA BOMBA

BOMBA

COUPLING

ESPACIADOR

Bombas "BFL"


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Por qu usar una bomba BFL ?

Bombas "BFL(Bottom-Floater)


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BFL es un antiguo mtodo para manejar el downthrust.La tecnologa de los cojinetes del protector ha sidomejorada sustancialmente a travs del tiempo,peromuchos aos antes ,los protectores no podan manejar elempuje generado por muchas de las bombas existentesen ese momento.Como resultado de esto ,la construccin BFL fuedesarrollada.

Bombas "BFL"


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En la BFL el 40% de los impulsores superiores sonfijados al eje (bomba de compresin) y el eje NO essuplementado (shimmed) durante el armado de labomba.Como resultado de esto,la seccin superior delos impulsores gira sobre las arandelas de empuje delos difusores. Estas arandelas soportan todo el empujede los impulsores fijos como tambin el eje y el empujedel eje es igualmente distribudo sobre las arandelas deempuje. El resto de las etapas son armadas comobomba flotante

Bombas "BFL"


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Por qu no ir y fijar todos los impulsores a el eje?Porque la tolerancia del apilamiento hara de estaconstruccin una pesadilla.Si todas las etapas no fueran colocadasexactamente,una o alguna de las etapas manejaran todoel empuje hasta que arandelas de empuje fallaran yentonces el empuje se desplazara un poco msabajo,etc.

Bombas "BFL"


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Las bombas BFL estn siendo usadas con gran sucesoen distintas partes del mundo.

HistresisDigamos para una bomba en particular que hay algun punto donde


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el impulsor pasa desde el downthrust al upthrust (obalanceado).Para el objeto de esta ilustracin trataremos alImpulsor en rojo y en downthrust y el Impulsor en azul y enupthrust

UpthrustDownthrust

Histresis


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Caudal - BPD

Altura en pies

Si nosotros incrementamos el caudal desde izquierda a derecha ,labomba cambiara desde downthrust a upthrust en este punto.

Histresis


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Caudal - BPD

Altura en pies

Pero si nosotros disminumos el caudal,el Impulsor no retornar almismo punto.Este lo har pero a un caudal menor.

HistresisDe tal manera habr una histresis entre los puntos de upthrust y down-


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Caudal - BPD

Altura en pies

thrust.Es una buena prctica tanto para arrancar un pozo cerrarlototalmente o inclusive cerrarlo brevemente luego del arranque y entoncesabrirlo para un flujo normal asegurndonos que el impulsor est. enposicin downthrust..

HistresisSin embargo antes de cerrar un pozo,debemos ser precavidos que la


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Caudal - BPD

Altura en pies

bomba no desarrolle una excesiva ( peligrosa ) presin de descarga

La razn para esta histresis es que estamos cambiando el reaefectiva de la upper y lower shrouds por cambio de la posicin de


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el impulsor. Desde que el empuje proviene de la presin por elrea,el cambio en el rea cambia el empuje.

Upthrust areaDownthrust area

Nosotros perdemos eficiencia en la posicin upthrust debido a lacapacidad del fludo a recircular desde la alta a la baja presin porel rea del canal de pasaje de aqul.Adicionalmente se pierde


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eficiencia si fludos abrasivos causan erosin en el difusor.

Resumen


89/119

Algunos factores determinaran el rango de operacin

recomendado de las bombas. Mientras que el empuje es un

factor, algunas veces no es considerado como tal.

Una razn para restringir el rango de operacin puede ser

tratar de mantener la eficiencia de la bomba.

Para operar fuera del rango, se requiere una bomba y un

motor mas grande, para mover el mismo volmen (con mayorpotencia instalada).

Resumen


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Los rangos de operacin de la bomba son testeados porel criterio API.

Curva de Perfomance de una EtapaBomba DN2150 Serie 400 - 3500 RPM


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Capacidad Barriles por da150000 2000 3000500000 3500

HPMotorLoadPumpOnlyEFF

HeadFeet

5

10

15

0.25 15

20

25

0.50 30

45

30

0.75

6075

0

Pump O

n lyE ff i

c iency

Pump OnlyLoad

Head Capacity +10%

-10%

+5%

-5%+8%-8%

Curva API de Perfomance de una EtapaLmitesLmites Donde es


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no- 10%Eficiencia de la

Bomba

+ 10%+/- 8%HP consumidos

+/- 7.5%+/- 5%Altura deElevacin

Lmites

Bombas Usadas

Lmites

Bombas Nuevas

En el punto deMxima eficiencia

En el ROR

En el ROR

Donde es

aplicable

Aplicaciones de Bombas


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Para todos los clculos, sta curva puede ser usada comopunto de partida. La curva est basada sobre la perfomancepromedio de bombas actualmente en produccin.Todas las bombas Schlumberger son testeadas antes de serenviadas al pozo. La perfomance de la bomba puede no serexactamente igual a la curva de catlogo, sino que puedeestar dentro de las tolerancias estandar aceptadas segnnormas API.

Resumen


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El rango recomendado de operacin no dependenecesariamente del empuje sobre cojinete. El empuje sobre el impulsor es una combinacin de gravedad,presin y velocidad. Las bombas son construdas en 3 tipos: compreson, BFL y

flotantes. El empuje es manejado en forma diferente para cada tipo de

bomba. Los empujes de las bombas nunca pueden ser ignorados.

S hl b



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Las bombas Schlumberger son fabricadas en diferentesconfiguraciones. Muchas bombas (especialmente lasdimetros pequeos), son fabricadas como center tandem(o CT).

Otros tipos de bombas, son las "upper tandems" (UT), "lowertandems" (LT) y simples" (S).La diferencia en la construccin no est en los tipos deetapas, sino depende de la utilidad de sus extremos.


Una bomba Simple tiene la Una bomba "upper tandem"


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Una bomba Simple tiene laadmisin y la cabeza de

descarga integrada a su

cuerpo, por lo que otras

bombas no pueden ser

ensambladas a ella.

Una bomba upper tandem

tiene la descarga integrada a

su cuerpo, no as la admisin.

Puede ser acoplado otrabomba y/o una admisin en la

parte inferior.Una bomba "center tandem" no

tiene admisin o cabeza de

descarga integrada. Puede ser

acoplada otra bomba en la parte

inferior o superior, una admisin yuna cabeza de descarga.

Una bomba "lower tandem" tiene

la admisin integrada a su

cuerpo, pero no una descarga.

Puede ser acoplada otra bombay/o una descarga en la parte

superior.

Bomba Simple

T d l b b i d


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Construda con cabeza dedescarga

Admisinincorporada

Cuerpo principal

Todas las bombas requieren de

una admisin y una cabeza de

descarga.

Con una bomba simple, su costopuede ser mas bajo, pero

seguramente crear problemas

de inventario.

Upper Tandem


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Construda con cabeza dedescarga

Sin admisin

Cuerpo principal

En una bomba upper tandem puede serensamblado otra bomba o una admisin.

BombaUT

BombaLT

BombaUT

Admisin

Lower Tandem


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No tiene cabeza dedescarga

Contruida con admisinincluda

Cuerpo principal

La bomba lower tandem puede seracoplada con otra en su parte superior osu cabeza de descarga.

UTBomba(CT)

LTBomba

LTBomba

Bolt-onHead

Center Tandem

Bomba

Bolt-onHead


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No tienen la descargaincluda

Cuerpo principal

Las bombas center tandem puedenensamblarse otra bomba abajo y/o arriba,la admisin y cabeza de descarga.

UT

BombaCT

BombaCT

No tienen admisin

BombaLT

BombaCT

Admisin

Center Tandem


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Con las bombas CT pueden intercambiarse fcilmente unaadmisin estandar por un separador de gas o simplementeser cambiada de posicin de acuerdo a su estado mecnico.



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Diferentes tipos de admisin, separadores de gas,manejadores de gas, y cabezas de descarga, estndisponibles para muchas series de bombas.Estos elementos pueden ser acoplados en bombas de igualserie (400, 540, etc.), sin necesidad de adaptadores. Lasmismas pueden ser utilizadas con series de distintosdimetros con adaptadores.



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bujes de circonio para soporte radial. Esto puede aumentarsignificativamente la vida til cuando se bombean fluidosseveramente abrasivos.


Buje de


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Cojinete

Zirconio

Zirconio

O-ring

Cojinete flexible dezirconio

Bocin de Zirc.Anillo - Seguro

Spacer



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Los bujes ARZ sonmontados entre las etapasestandar de la bomba.Estos bujes son instaladosa una distancia que varade acuerdo al tipo deetapas ,pero es de 30 cmaproximadamente

Otra configuracin de la bomba es la "ES" o Enhanced Stabilization(Estabilizacin Mejorada) . Esta bomba usa bujes ARZ bushings en la



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cabeza y la base pero no tiene etapas con bujes ARZ dentro de la bomba.Esto es excelente para bombear abrasivos no severos a bajo costo.



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La tecnologa utilizada en las bombas resistentes a la abrasin,

estn disponibles con bujes construdos bajo patente, en

diversas opciones de metalrgias y formas.

Los materiales disponibles son : Zirconia, SiC (carburo de silicio),

T (carburo de Tungsteno).



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Las bombas resistentes a la abrasin pueden serconfiguradas de la siguiente manera:

Curvas de Performance de Bombas


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Estas curvas comunmente estn disponibles en frecuencias de50 Hz or 60 Hz para cada tipo de etapa.Tambin estn disponibles curvas multifrecuencia comoreferencia en el uso de los VSD.

REDA

A

SN8500 1.00

Rev.



6000 - 110005.38

1.0000.7857.000

bpdinchesinchesininches



StandardHigh Strength

StandardButtressWelded

375600N/A

60006000

HpHp

psipsipsi

REDA

A

SN8500 1.00

Rev.



6000 - 110005.38

1.0000.7857.000

bpdinchesinchesininches





375600N/A

60006000

HpHp

psipsipsi

EffHpFeet

70%

B.E.P.Q = 8810H = 36.87P = 3 1870 17 50

60HZ


110/119

0 2,500 5,000 7,500 10,000 12,500 15,000


10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%P = 3.18E = 75.23

10

20

30

40

50

60

70

2.50

5.00

7.50

10.00

12.50

15.00

17.50

REDAA

SN8500 1.00

Rev.



795 - 145713.672.545.07

17.78

m3/dcmcmcmcm





313500N/A

4137041370

HpHp

kPakPakPa

REDAA

SN8500 1.00

Rev.



795 - 145713.672.545.07

17.78

m3/dcmcmcmcm





313500N/A

4137041370

HpHp

kPakPakPa

EffHpMeters

70%

B.E.P.Q = 1167H = 7.81

17 50 7 00

50 HZ


111/119

0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 1,750 2,000

Capacity - Cubic Meters per Day

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%P = 1.84E = 75.23

2.50

5.00

7.50

10.00

12.50

15.00

17.50

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

Schlumberger

Shaft Brake Horsepower Limit: Standard 375 hpSN8500 60 HZ / 3500 RPM Pump Performance Curve 538 series - 1 StageOptimum Operating Range bpd6,000 11,000


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Technical DataShaft Brake Horsepower Limit:

Housing Burst Pressure Limit:

Standard

High Strength

Standard

ButtressWelded

313 Hp

500 Hp

34475 kPa

41370 kPa

SN8500 50 HZ / 2917 RPM

Optimum Operating Range

Nominal Housing Diameter

Shaft Diameter

Shaft Cross Sectional Area

m /day

cm

cm

cm2

795 1475

13.67

2.54

5.07

3

Minimum Casing Size 17.78 cm 41370 kPa

Housing Burst Pressure Limit:

High Strength

Standard

Buttress

Welded

600 hp

5000 psi

6000 psi

6000 psi

Nominal Housing Diameter

Shaft Diameter

Shaft Cross Sectional Area

inches

inches

sq. inches

5.38

1.000

0.7854

Minimum Casing Size 7.000 inches

Nomenclatura


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Schlumberger fabrica 10 diferentes series de bombas,agrupadas en 9 tipos de grupos para varias medidasde casing y flujos.

NomenclaturaLos diseos son clasificados por series y definidos como:

Dimetro Mnimo


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Tipo

ADGSHJ

MNNP

Serie

338400540538562675862950

10001125

3.38"4.00"5.13"5.38"5.63"6.75"8.63"9.50"

10.00"11.25"

Dimetro

Exterior

4 1/2"5 1/2"6 5/8"

7"7"

8 5/8"10 3/4"11 3/4"11 3/4"13 3/8"

Mnimo

Casing

Las etapas son denominadas segn el punto de mejor eficiencia en caudal yen barriles por da a 60 Hz. Por ejemplo una DN1750 es una bomba dondesu mejor eficiencia se encuentra en los BPD.

Nomenclatura


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La letra "N" en la denominacin de la bomba (DN1750 or D1400N) indca queel impulsor es de Ni-Resist. Si la denominacin no tiene la letra N elimpulsor es de plstico.Por ejemplo, una A1200 es una bomba con impulsores de Rayton (plstico)donde su mejor eficiencia se encuentra a los 1200 BPD. La AN1200 esidenticamente igual en perfomance, pero el impulsor es de Ni-Resist(metal). El difusor es de Ni-Resist en ambas bombas. EL Ni-Resist es unaaleacin de Niquel,Cobre,Cromo y Silicio;resistente a la corrosin similar aun SS 302/304

Esta denominacin es vlida para las bombas series A, D,Nomenclatura


116/119

G, S, H y J Series.Las bombas M520, M675, N1050, N1500 y P2000 son todasde Ni-Resist .Adicionalmente estas bombas no estn denominadas en"BPD, sino que lo estn en "GPM" (galones por minuto).Por ejemplo, en una M675 su punto de mejoreficiencia est a los 675 GPM (60 Hz).

Nomenclatura


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La razn de esta nomenclatura (GPM) es que ste tipo debombas son utilizadas en produccin de agua pararecuperacin secundaria o en produccin de agua industrial,donde prefieren trabajar en GPM a BPD.

Una bomba siempre est definida por un nmero de parteNomenclatura


118/119

base, de acuerdo a su configuracin y el agregado de letrasen el nmero de parte, definir especficamente cada tipo debomba.

Las configuraciones pueden ser:Nomenclatura


119/119

UT = Upper TandemCT = Center TandemLT = Lower TandemFL = Tipo FlotanteBFL = Tipo flotante inferiorC = Tipo compresionCR = Tipo compresion ringNo confundir el significado de CT con el tipo de compresin".

Bombas Electrosumergibles

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