La energía natural

Junio, 2012.

ÍNDICE

Pág.

Introducción…………………………………………………………………… 05

Bombeo Electrosumergible……………………......................................... 06

Principio de Funcionamiento……………………………………………….. 07

Equipos de Superficie y Subsuelo

Equipos de superficie…………………………………………………….. 09

Banco de transformación eléctrica…………………………………... 09

Tablero de control……………………………………………………… 09

Variador de frecuencia………………………………………………… 09

Caja de venteo…………………………………………………………. 09

Cabezal de descarga………………………………………………….. 10

Accesorios……………………………………………………………… 10

Válvula de contrapresión……………………………………………… 11

Válvula de drenaje…………………………………………………….. 11

Controlador de velocidad variable…………………………………… 12

Centralizadores………………………………………………………… 13

Bandas de cable……………………………………………………….. 13

Equipos de Subsuelo…………………………………………………….. 14

Sensor de fondo……………………………………………………….. 14

Motor eléctrico…………………………………………………………. 15

Protector………………………………………………………………… 17

Sección succión……………………………………………………….. 20

Separador de gas……………………………………………………… 21

Bomba centrífuga sumergible………………………………………… 22

Fenómeno de cavitación……………………………………………… 27

Cables…………………………………………………………………... 28

Cable conductor eléctrico (pothead)………………………………… 28

Aplicaciones en Venezuela………………………………………………… 30

Mantenimiento en Operaciones de Bombeo Electrosumergible………... 31

Mantenimiento Preventivo……………………………………………….. 32

Pruebas con el variador desenergizado…………………………….. 32

Pruebas con el Variador energizado………………………………… 32

Resultados que arroja el mantenimiento preventivo……………… 32

Mantenimiento Correctivo………………………………………………... 32

Pruebas con el variador desenergizado…………………………….. 32

Pruebas con el variador energizado………………………………… 33

Pruebas rutinarias…………………………………………………….. 33

Ventajas y Desventajas del Bombeo Electrosumergible………………… 36

Comportamiento de Flujo en Tuberías Eductoras……………………….. 37

Poettman y Carpenter……………………………………………………. 37

Baxendell y Thomas……………………………………………………… 41

Tek………………………………………………………………………….. 42

Hagedorn & Brown……………………………………………………….. 44

Orkiszewski……………………………………………………………….. 49

Chierici y Ciucci…………………………………………………………… 54

Interpretación Personal……………………………………………………… 55

Glosario……………………………………………………………………….. 61

Referencias Bibliográficas………………………………………………….. 63

ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura Nº 1. Válvula de contrapresión…………………………………….. 11

Figura Nº 2. Válvula de drenaje……………………………………………. 12

Figura Nº 3. Centralizadores……………………………………………….. 13

Figura Nº 4. Sensor de fondo………………………………………………. 15

Figura Nº 5. Corte transversal de un motor, como los utilizados en aplicaciones de bombeo eléctrico………………………………………….. 16

Figura Nº 7. Protector o sección sellante…………………………………. 17

Figura Nº 8. Laberinto y bolsa de goma…………………………………… 20

Figura Nº 9. Sensor de succión…………………………………………….. 21

Figura Nº 10. Muestra de un separador de gas………………………….. 22

Figura Nº 11. Muestra de flujo mixto………………………………………. 23

Figura Nº 12. Muestra de flujo radial………………………………………. 23

Figura Nº 13. Bombas centrífugas sumergibles………………………….. 24

Figura Nº 14. Cable conductor eléctrico…………………………………... 29

Figura Nº 15. Poettman y Carpenter, factor de fricción………………….. 40

Figura Nº 16. Factor de Fricción de Baxendell & Thomas………………. 41

Figura Nº 17. Factor de Fricción de TEK………………………………….. 43

Figura Nº 18. Correlación de Entrampamiento de Líquido (Hagedorn & Brown)………………………………………………………………………… 48

Figura Nº 19. Correlación de Coeficiente de Viscosidad (Hagedorn & Brown)………………………………………………………………………… 49

INTRODUCCIÓN

Cuando la energía natural asociada con el petróleo no produce una presión diferencial suficientemente grande entre el yacimiento y la cavidad del pozo como para levantar los fluidos del yacimiento hasta la superficie y las instalaciones, o si no lo levantara a la superficie en cantidad suficiente, la energía del yacimiento debe ser suplementada con alguna forma de levantamiento artificial. El uso de los mismos va a depender de las características de cada yacimiento. Si el mismo posee alto potencial energético, la producción del petróleo se realiza por flujo natural, de lo contrario se requiere de un método artificial para iniciar la vida productiva del pozo. Dentro de Los métodos de levantamiento artificial se encuentra el Bombeo Electro sumergible (BES), que es un sistema de levantamiento artificial comúnmente usado para la producción de crudos medios y livianos, es considerado como un medio económico y efectivo para levantar grandes cantidades de fluido desde grandes profundidades en una variedad de condiciones de pozo. Las bombas electro sumergibles están diseñadas como bombas centrífugas compuestas de varias etapas apiladas una tras de otra, las cuales constan de un Impulsor giratorio y un difusor estacionario cada una El impulsor consiste en una seria de alabes que proporcionan energía cinética al fluido y el difusor es una serie de cámaras de diferente área que convierten la energía cinética de fluido en presión; La potencia proviene de un motor eléctrico instalado en profundidad.

Los equipos de fondo consisten básicamente de una bomba centrífuga multietapa, cuyo eje está conectado a un motor eléctrico sumergible a través de una sección sellante, el cable se sujeta a la tubería mediante bandas metálicas flexibles o protectores de cable. La entrada del fluido a la bomba se efectúa a través del separador de gas, dispuesto en la parte inferior de la bomba y Como equipo opcional está el sensor de fondo cuya función es medir los valores de presión y temperatura del fondo.

Entre las características del sistema están su capacidad de producir volúmenes considerables de fluido desde diferentes profundidades, bajo una amplia variedad de condiciones del pozo y particularmente se distingue por qué, el motor está directamente acoplado con la bomba en el fondo del pozo.

Éste sistema de levantamiento artificial ha probado ser un sistema artificial de producción eficiente y económica. En la actualidad ha cobrado mayor importancia debido a la variedad de casos industriales en los que es ampliamente aceptado.

BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE

El sistema de Bombeo Electrosumergible (BES) es un método de levantamiento artificial altamente eficiente para la producción de crudos livianos y medianos; sin embargo, es uno de los métodos de extracción de crudo que exige mayor requerimiento de supervisión, análisis y control, a fin de garantizar el adecuado comportamiento del sistema.

El bombeo electrosumergible es un método que se comenzó a utilizar en Venezuela en 1958, con el pozo silvestre 14. Se considera un método de levantamiento artificial que utiliza una bomba centrífuga ubicada en el subsuelo para levantar los fluidos aportados por el yacimiento desde el fondo del pozo hasta la estación de flujo.

La técnica para diseñar las instalaciones de bombeo electrosumergible consiste en: seleccionar una bomba que cumpla

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