BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE okokokokokok

8/16/2019 BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE okokokokokok

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BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE

SERGIO HERNAN BARRIOS

JHOAN FELIPE CHAPARRO

LAURA STELLA CUBILLOS ALFONSO

DANIELA GIRALDO VARGAS

JEAN LONDOÑO

CAMILO ANDRES RUEDA

GRUPO: A-201

DOCENTE: DIANA MARCELA JAIMES CAMPOS

UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDER

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS

TECNOLOGIA EN MANEJO DE PETRÓLEO Y GAS EN SUPERFICIE

BUCARAMANGA

2016

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INTRODUCCIÓN

Cuando el pozo deja de producir por flujo natural, se requiere el uso de una fuenteexterna de energía para conciliar la oferta con la demanda de energía. La

utilización de esta fuente es con el fin de llevar los fluidos desde el fondo del pozo

hasta el separador, que es lo que se denomina levantamiento artificial.

El comportamiento de los yacimientos durante su explotación est influenciado por

las características productivas de la roca, la presencia de flujo multifsico a trav!s

del medio poroso, así como el esquema de desarrollo implantado.

La explotación convencional, incluye la recuperación natural o primaria, que puedeocurrir con flujo natural o "ien con sistemas artificiales de producción# y l a

secundaria, que se aplica para mantener la presión del yacimiento o desplazar los

fluidos del yacimiento.

En ocasiones las presiones de fondo de los pozos no son suficientes para llevar

los fluidos hasta la superficie, por lo que es necesario dise$ar e instalar un sistema

artificial de producción que permita recuperar estos hidrocar"uros, antes de

considerar cualquier proceso de mayor costo y de tecnología sofisticada.

Cuando no se tiene da$o en la formación y el flujo de fluidos no es capaz de llegar

a las instalaciones superficiales, es necesario implantar un sistema artificial de

producción, acorde a las características del campo.

%s all de cualquier m!todo de levantamiento artificial utilizado para el t!rmino

de la producción del yacimiento, es importante estudiar detalladamente todos losparmetros que incluyen el uso del mismo, así como las ventajas o desventajas de

su aplicación y el tiempo operacional del sistema.

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http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costohttp://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costohttp://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml


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CONTENIDO

&'u! es( )

*rincipio de funcionamiento +

entajas -

esventajas /

*armetros de !ste tipo de "om"eo 0

Equipos de fondo 12

Equipos de superficie 103om"eo electrosumergi"le en Colom"ia 45

Conclusiones 4)

3i"liografía 4+

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¿U! ES EL BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE"

El sistema de 3om"eo Electrosumergi"le 63E78 es un m!todo de levantamientoartificial altamente eficiente para la producción de crudos livianos, medianos y

hasta pesados # sin em"argo, es uno de los m!todos de extracción de crudo que

exige mayor requerimiento de supervisión, anlisis y control, a fin de garantizar

el adecuado comportamiento del sistema. 9ste ha pro"ado ser un sistema artificial

de producción eficiente y económica. En la actualidad ha co"rado mayor

importancia de"ido a la variedad de casos industriales en los que es ampliamente

aceptado.

*ara la recuperación mejorada contempla m!todos t!rmicos químicos y la

inyección de gases. e"ido a que el petróleo es un recurso no renova"le, los

pozos que se encuentran produciendo van declinando su producción por la

p!rdida de presión natural del yacimiento. *or lo que se hace necesario instalar la

infraestructura adecuada para la recuperación del petróleo, que en la mayoría de

los yacimientos representa de un :2 a -2; por recuperar, por lo cual, es

conveniente un sistema artificial.

7e considera un m!todo de levantamiento artificial que utiliza una "om"a

centrífuga u"icada en el su"suelo para levantar los fluidos aportados por el

yacimiento desde el fondo del pozo hasta la estación de flujo.

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? @lto índice de productividad.

? 3aja presión de fondo.

? @lta relación agua A petróleo.

? 3aja relación gas A líquido.

El 3E7 se "asa en la utilización de "om"as centrífugas 6de m=ltiples etapas8 de

su"suelo u"icadas en el fondo del pozo, estas son accionadas por motores

el!ctricos.

El 3E7 tiene un rango de capacidades que va desde 422 a 0222 3*, tra"aja a

profundidades entre los 14222 y 1+222 pies, el rango de eficiencia est entre 1/ A

:/; y puede ser usado en pozos tanto verticales como desviados o inclinados.

FUNCIONAMIENTO:

El m!todo de levantamiento artificial por 3om"eo Electrosumergi"le 63E78

tiene como principio fundamental levantar el fluido del reservatorio hasta la

superficie, mediante la rotación centrífuga de la "om"a electrosumergi"le.

La potencia requerida por dicha "om"a es suministrada por un motor el!ctrico que

se encuentra u"icado en el fondo del pozo# la corriente el!ctrica, necesaria para el

funcionamiento de dicho motor, es suministrada desde la superficie, y conducida a

trav!s del ca"le de potencia hasta el motor.

El 7istema 3E7 representa uno de los m!todos ms automatiza"les y fcil de

mejorar, y est constituido por equipos complejos y de alto costo, por lo que se

requiere, para el "uen funcionamiento de los mismos, de la aplicación de

herramientas efectivas para su supervisión, anlisis y control

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La t!cnica para dise$ar las instalaciones de "om"eo electrosumergi"le consiste

en> seleccionar una "om"a que cumpla los requerimientos de la producción

deseada, de asegurar el incremento de presión para levantar los fluidos, desde el

pozo hasta la estación, y escoger un motor capaz de mantener la capacidad delevantamiento y la eficiencia del "om"eo.

Bna unidad típica de 3E7 est constituida en el fondo del pozo por los

componentes> motor el!ctrico, protector, sección de entrada, "om"a

electrocentrífuga y ca"le conductor. Las partes superficiales son> ca"ezal, ca"le

superficial, ta"lero de control y transformador.

La integración de los componentes mencionados anteriormente es indispensa"le,

de"ido a que cada uno lleva a ca"o una función esencial en el sistema para

o"tener las condiciones de operación deseadas que permitan impulsar a la

superficie los hidrocar"uros.

uente> @daptado de Doodroup E7*, Fnc.

Componentes del 7istema de 3om"eo

Electrosumergi"le. %anual se 7ervicio decampo. 4221. 4 *

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VENTAJAS

7on las características que hacen que el sistema de levantamiento 3E7 seaatractivo para las personas que planean usarlo.

? *uede levantar altos vol=menes de fluidos.

? %aneja altos cortes de agua 6aplica"les en costa a fuera8.

? *uede usarse para inyectar fluidos a la formación.

? 7u vida =til puede ser muy larga.

?


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DESVENTAJAS

7on características que hacen de nuestro sistema de levantamiento 3E7 tengaalguno margen para ser implementado>

? Fnversión inicial muy alta.

? @lto consumo de potencia.

? Go es renta"le en pozos de "aja producción.

? Los ca"les se deterioran al estar expuestos a temperaturas elevadas.

? 7uscepti"le a la producción de gas y arena.

? 7u dise$o es complejo.

? Las "om"as y motor son suscepti"les a fallas.

? Es un sistema difícil de instalar y su energización no siempre es altamente

confia"le.

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PAR#METROS BES

Existen diversos parmetros para la aplicación de este sistema, los cuales son>

? limitado por H 5+2I para motores y ca"les especiales.? *resencia de gas> saturación de gas li"re J 12;? *resencia de arena> J 422 ppm 6preferi"lemente 28? iscosidad> limite cercano a los 422 cps? *rofundidad> :222 K /222 pies? hasta )222 3*.

EUIPOS DE FONDO

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BOMBA ELECTROSUMERGIBLE

7on del tipo centrífugo de m=ltiples etapas, cada etapa consiste de un impulsor 6dinmico8 y un difusor 6esttico8. El n=mero de etapas determina la carga total

generada y la potencia requerida.

Las "om"as se fa"rican de diferentes materiales de acuerdo a los requerimientos

del pozo y del operador.

Ejemplo @MN significa @"rassion Mesistant o resistentes a la arena.

La flecha es tam"i!n fa"ricada de diferentes materiales como OK%onel, Fnconel,

etc.

Cada etapa provee una altura de levantamiento de fluido Ej. 7i para producir 4+22

"arriles se tiene una carga dinmica de 5222 pies y la "om"a seleccionada

levanta 52 pies por etapa, el n=mero total de etapas requeridas es 5222 pies P 52

piesPetapa Q 122 etapas.

@l igual que los motores se fa"rican de diferentes dimetros que son los n=meros

de serie que adoptan los equipos> )22, +)2, :-+, +15, etc. 6)22 como n=mero deserie significa que la "om"a tiene un dimetro de ).22N8.Los gastos varían desde

422 "arriles hasta /2,222 "arriles

La "om"a tiene un rango de operación óptimo. 7i se opera por encima o de"ajo de

ese rango, el empuje ascendente o descendente reduce la duración efectiva de la

"om"a, razón por la cual es muy importante determinar con precisión la

productividad para recomendar el dise$o óptimo. e acuerdo a estudios e

investigaciones que se han realizado durante las inspecciones de las "om"as enoperaciones 3EC forneas, se ha concluido que es recomenda"le iniciar una

operación 3EC en el límite superior de la zona de empuje ascendente. Esto se ha

corro"orado por el tiempo de vida de los equipos 3EC "ajo este esquema de

dise$o.

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MOTOR

El motor el!ctrico colocado en la parte inferior de aparejo, reci"e la energía desde

una fuente superficial, a trav!s de un ca"le# su dise$o compacto es especial, ya

que permite introducirlo en la tu"ería de revestimiento existente en el pozo y

satisfacer requerimientos de potencial grandes, tam"i!n soporta una alta torsión

momentnea durante el arranque hasta que alcanza la velocidad de operación,

que es aproximadamente constante para una misma frecuencia, por ejemplo> 5+22

revoluciones por minuto 6rpm8 a :2 ciclos por segundo6Rz8. Gormalmente, consiste

de una carcasa de acero al "ajo car"ón. Con lminas de acero y "ronce fijas en su

interior alineadas con las secciones del motor y del cojinete respectivamente.

Las partes del motor son:

KEl "astidor

• KEstator>• G=cleo del estator • 3o"inados del estator • Motor> gira li"remente acoplado al eje del motor.

Parámetros importantes que se deben tomar en cuenta para la operación

del motor electrosumergible son:

• potencia nominal> es la potencia mxima que genera el motor electro

sumergi"le "ajo condiciones nominales de funcionamiento, generalmente a

la frecuencia de :2 o +2 Rz.

• voltaje nominal> Es el voltaje necesario que se de"e suministrar a los

terminales del motor electro sumergi"le para su correcto funcionamiento.

• corriente nominal> es la corriente que circula por los "o"inados del estator

del motor electro sumergi"le en condiciones nominales de funcionamiento,

si la corriente es menor el motor no se encuentra totalmente cargado,

mientras que si la corriente es mayor a la nominal el motor se encuentra

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so"recargado, condiciones de "aja y so"re carga se de"en corregir

rpidamente para que el motor no sufra da$os mecnicos o el!ctricos o

deje de funcionar. Los valores nominales del motor electro sumergi"le, se

encuentran especificados por la serie que tiene el respectivo equipo.

PROTECTOR

Este componente tam"i!n llamado 7ección sellante, se localiza entre el motor y la

"om"a, est dise$ado principalmente para igualar la presión del fluido del motor y

la presión externa del fluido del pozo a la profundidad de colocación del aparejo.

Las funciones "sicas de este equipo son>

? *ermitir la igualación de presión entre el motor y el anular.

? @"sor"er la carga axial desarrollada por la "om"a a trav!s del cojinete de

empuje, impidiendo que estas se reflejen en el motor el!ctrico.

? *revenir la entrada de fluido del pozo hacia el motor.

? *roveer al motor de un depósito de aceite para compensar la expansión y

contracción del fluido lu"ricante, durante los arranques y paradas del equipoel!ctrico.

?


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Los tipos de protectores pueden ser>

K Convencional: *rotege contra la entrada de fluido. El contacto directo entre el

fluido del pozo y del motor ha sido considerado el =nico medio de igualar

presiones en el sistema de sellado

K Tres cámaras> *ermite una mejor disipación de calor. Cada sello mecnico

protege su propio recipiente, creando tres secciones sellantes en una unidad. La

"arrera elstica en la cmara superior permite la contracciónKexpansión del aceite

del motor cuando la temperatura cam"ia desde la superficie hasta el fondo y a la

de operación.

SEPARADOR DE GAS

El separador de gas es un componente opcional del aparejo construido

integralmente con la "om"a, normalmente se coloca entre !sta y el protector. 7irve

como succión o entrada de fluidos a la "om"a y desvía el gas li"re de la succión

hacia el espacio anular. El uso del separador de gas permite una operación de

"om"eo ms eficiente en pozos gasificados, ya que reduce los efectos de

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disminución de capacidad de carga en las curvas de comportamiento, evita la

cavitación a altos gastos, y evita las fluctuaciones cíclicas de carga en el motor

producidas por la severa interferencia de gas.

Los tipos de separadores de gas son>

K lujo inverso> se componen de un la"erinto que o"liga al fluido del pozo

a cam"iar de dirección antes de ingresar a la "om"a.

K Motativos> Los separadores de gas rotativos, utilizan la fuerza centrífuga

para separar el gas del líquido.

SISTEMA DE MONITOREO

Los sistemas de monitoreo de fondo pueden ser instalados en la parte inferior del

motor.

Opciones disponibles actualmente:

K *resión de fondo

K


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Opciones disponibles incluyen:

K lujo de descarga

K *resión de descarga

K i"ración

La longitud total del ca"le de"e ser por los menos 122S mayor que la profundidad

de asentamiento para así realizar conexiones seguras a cierta distancia del

ca"ezal del pozo.

El sensor de presión y temperatura es un equipo que se coloca acoplado en la

parte final del motor, construido internamente por circuitos que permiten enviar a

trav!s de ca"les de potencia se$ales a superficie y ser registrados mediante un

instrumento instalado en el panel de superficie 6data logger8.

CABLE DE POTENCIA

La potencia, es transmitida al motor electrosumergi"le por una línea de ca"le

el!ctrico trifsico que va adherido a la tu"ería de producción, !ste ca"le de"e ser

peque$o en dimetro# se extiende desde la superficie hasta una determinada

altura so"re la descarga de la "om"a, : pies aproximadamente.

Los ca"les de potencia usan conductores de co"re sólido que de"en ser aislados.

Existen dos clases de ca"le> redondo y plano# los ca"les de configuración redonda

se usan cuando hay suficiente espacio anular y el ca"le de configuración plana se

de"e utilizar cuando hay límites de espacio anular, dependen de la geometría del

pozo y condiciones de temperatura. El ca"le adecuado para una aplicación

determinada, se selecciona teniendo en cuenta los siguientes parmetros>

K *ropiedades el!ctricas

K imensiones físicas

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K Mesistencia al am"iente de operación

K Mesistencia mecnica

K


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La aplicación de cada uno de ellos depender de su punto de fusión,

rango de temperatura de aplicación, resistencia al fluido, propiedades

el!ctricas y el costo.

K 3arrera> su función principal, es proteger al aislante y su selección se

de"e a las condiciones de temperatura, am"iente químico presente y

manejo de gas. El material ms usado es el plomo que soporta

temperaturas de hasta ++2 T.

K Chaqueta> crea un am"iente de hermeticidad a los conductores del

ca"le. Los diferentes tipos de envoltura son> polietileno de alta densidad

6 1/+ T 8, nitrilo 1 6 5+2 T 8, nitrilo 4 6 5+2 T 8 y el ms resistente

denominado E%* 6 5+2 T 8

K @rmadura> evita el contacto con el fluido del pozo, el material ms usado

es el acero galvanizado.

K


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DESCRIPCION DEL EUIPO DE SUPERFICIE DE BOMBEOELECTROSUMERGIBLE

El equipo de superficie, proporciona la energía electica al motor electrosumergi"le

y permite proteger, controlar y monitorear el funcionamiento del pozo.

TRANSFORMADOR

El transformador reductor, es usado para suministrar el voltaje necesario al

variador de frecuencia, maneja voltajes en el orden de los )/2. El transformador

elevador suministra al motor de fondo el voltaje necesario, el cual maneja

potenciales en el rango de los 1222 )222.

Los motores el!ctricos empleados en el "om"eo electrosumergi"le, son trifsicos,

razón por la cual se requiere un transformador trifsico o un conjunto de tres

transformadores monofsicos configurados en circuito delta o estrella.

Los transformadores contienen un panel dotado de tapas que permiten regular el

voltaje necesario para el funcionamiento de los controladores del motor

electrosumergi"le. Es muy importante operar a un valor de voltaje cercano al

calculado, si se supera este valor se produce pro"lemas de so"revoltaje.

FUENTE: https>PPchristian552:.files.Uordpress.comP4212P12P"om"eoKelectrosumergi"le.pdf

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TABLERO DE CONTROL DE VELOCIDAD FIJA

El ta"lero de control de frecuencia fija, tiene como función principal proteger al

motor y ca"le de las descargas de alto y "ajo voltaje, des"alances de corriente y

arranques excesivos. El ta"lero contiene un "otón de arranque y un fusi"le de

protección por so"recarga# o "ien puede estar constituido por fusi"les de

desconexión por so"recarga y "aja carga, protectores de represionamiento de

líneas, luces indicadoras de la causa de paro, amperímetro y otros dispositivos

que permiten monitorear al equipo de fondo.


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ARRANCADOR SUAVE

El arrancador suave permite controlar el arranque y apagado de los motores de

fondo, es decir optimizan las secuencias de aceleración y desaceleración#

adicionalmente "rindan protección a los motores, es decir reducen los esfuerzos

el!ctricos y mecnicos que se dan cuando se arranca el equipo y permite ahorrar

energía.

El arranque suave controla la cantidad de potencia entregada al motor a medida

que su velocidad aumenta progresivamente. El control de la tensión permite a los

arrancadores suaves parar o prender un motor de modo suave y controlado,

alargando su vida =til.

VARIADOR DE FRECUENCIA $VSD%

Bn variador cumple las mismas funciones de un arrancador, pero adicionalmente

tiene la facilidad de manejar frecuencias varia"les. El controlador de velocidad

varia"le usa componentes electrónicos para variar la frecuencia de entrada de :2

Rz y convertirla a una frecuencia que puede oscilar entre 52K02 Rz. Esto permiteoperar la "om"a a diferentes velocidades y producciones manteniendo una

eficiencia alta en el sistema. La manipulación de la frecuencia de entrada al motor

permite modificar la velocidad del equipo de fondo y por ende el rendimiento y

rango operacional del sistema de levantamiento 3E7. @dicionalmente permite un

arranque gradual 6suave8 en la operación de este tipo de sistemas de

levantamiento.

• Los variadores de frecuencia 6Ss8 existen en varios tipos con diferentes

topologías y diferentes formas de

onda asociadas con cada tipo de topología.

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• Bn variador de frecuencia 68 se compone de tres secciones "sicas> la

sección convertidora, la de enlace

de C y la inversora.

CAJA DE VENTEO

La caja de venteo 6conexiones8 tiene tres funciones>

? unciona como un punto de conexión entre el penetrador del ca"ezal, el

ca"le VpigtailV y el ca"le de superficie permanente, permitiendo que los espacios

internos de estos ca"les est! completamente sellados para prevenir la migraciónde gases desde el ca"ezal al cuarto de control.

? *ermite el acceso al sistema el!ctrico del ca"ezal para prue"as de rutina y

la localización de averías# así como facilitar un medio local de aislamiento fuera de

línea.

? unciona como punto de desconexión del equipo del ca"ezal desde el

sistema el!ctrico de superficie durante una intervención o reparación del pozo.

@lgunos de los aspectos que se de"en considerar para la selección de la caja de

venteo son>

? e"e estar dise$ada y apro"ada para su uso en reas peligrosas.

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? 7er fa"ricada de un material altamente resistente a la corrosión.

? 7e de"e incluir el soporte para el montaje de la misma en campo.

? La tapa puede ser del tipo desmonta"le o soportada por "isagras

? Fncluir provisiones para el aterrizamiento de la misma

? Los accesorios de interconexión de"en ser de acuerdos a los cali"res de

ca"le empleado.

? e"e ser clasificada

@ctualmente cuenta con sistema de levantamiento artificial

3om"eo electroKsumergi"le 63E78, es uno de los ms verstiles y es considerado

como un medio afectivo y económico para levantar grandes vol=menes de fluido.

Este sistema tiene mayor aplicación en yacimientos con empuje de agua y "aja

relación gasPaceite# es aplica"le agrandes profundidades.

En la actualidad el 0/; de los pozos en el campo Ca$o Limón, maneja el 3om"eo

Electrosumergi"le.

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CONCLUSIONES

•

El m!todo de levantamiento artificial por 3om"eo Electrosumergi"le 63E78,tiene como principio fundamental impulsar el fluido del reservorio hacia la

superficie, mediante la rotación centrífuga de la "om"a. Este m!todo

puede utilizarse para producir fluidos de alta viscosidad, crudos con gas y

pozos con alta temperatura.

• *rincipalmente es una "om"a de varias paletas montadas axialmente en un

eje vertical unido a un motor el!ctrico. El conjunto se "aja en el pozo conuna tu"ería especial que lleva un ca"le adosado, para transmitir la energía

el!ctrica al motor. *ermite "om"ear grandes vol=menes de fluidos.

• Este sistema posee la capacidad de manejar grandes vol=menes de crudo,

desde 1+2 hasta 122.222 "arriles por día 63*8, desde profundidades

hasta de )+-4 metros.

• *rovee indicación continua de las condiciones de presión y temperatura en

el pozo, gracias a las se$ales transmitidas por el sensor de presión y

temperatura u"icado en el fondo pozo.

• La presencia de fallas que afectan el cumplimiento de las funciones de los

equipos que conforman el sistema 3E7, conlleva a la paralización de la

producción de petróleo, perjudicando el cumplimiento de los compromisos

adquiridos por la empresa que haya adquirido o usado el sistema.

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http://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtml


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BIBLIOGRAFIA

• 3X%3EX ELEC


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• 3X%3LEX ELEC

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