El principio de Bombeo por Cavidades Progresivas

El principio de Bombeo por Cavidades Progresivas (PCP- Progressing Cavity Pump) fue conceptuado hace más de 80 años por René Moineau, pero en los últimos 25 años ha comenzado a ser utilizado como una alternativa válida como sistema de levantamiento artificial.

Esta situación, sumada al balance entre ventajas y desventajas de un sistema que crece día a día en su aplicación, requiere de conocer distintos aspectos para poder seleccionar la mejor aplicación para nuestros pozos y así elegir la mejor combinación entre elementos de subsuelo y condiciones de operación.

http://www.op-ct.com/index.php?option=com_content&view=article&id=110:diseno-seleccion-y-optimizacion-del-sistema-de-bombeo-por-cavidades-progresivas-pcp&catid=48:tecnologias-de-produccion&Itemid=79

La idea de bombas helicoidales es desarrollada a finales de los años 20 por Rene Moineau. Y es entonces cuando se da a conocer la llamada bomba (PCP) por su nombre progressing cavity puma dicha bomba esta constituida por dos piezas longitudinales en forma de hélice las cuales se conocen como estator y rotor uno gira permanentemente dentro de la otra que esta fija.

El rotor metálico que es la pieza interna y esta conformada por una sola hélice.

El Estator es la parte externa y esta constituida por una camisa de acero revestida internamente por una goma o elastómero moldeado en forma de hélice a manera de engranar con la hélice del rotor.

Este sistema de bombeo radica su importancia en la industria petrolera en el manejo de crudos pesados es decir con una alta viscosidad. Es en 1979 cuando operadores de yacimientos altamente viscosos y con un alto contenido de arenas, ubicados en Canadá realizan las primeras experiencias con PCP y a partir de este momento empezaron a implementarse en la industria con gran rapidez al igual que se comenzó a desarrollar avances en mejoras de los materiales que conforman la bomba de cavidad progresiva.

Principio y funcionamiento:

El estator y el rotor no son concéntricos y el movimiento del rotor es combinado uno rotacional sobre su propio eje y otro rotacional en dirección opuesta alrededor del eje del estator. La geometría del conjunto es tal que forma una serie de cavidades idénticas y separadas entre si. Cuando el rotor gira en el interior del estator estas cavidades se desplazan axialmente desde el fondo del estator hasta la descarga por succión. De manera que se tiene un desplazamiento positivo en cavidades progresivas.

Actualmente el sistema de bombeo por cavidad progresiva es aplicado para:

Producción de petróleos pesados y bitumines menores a los 18API

Producción de crudos medios y livianos con limitaciones por el contenido de H2S.

Producción de crudos con altos contenidos de agua y altas producciones brutas en recuperación secundaria.

Con respecto a los demás sistemas de bombeo, este presenta una alta eficiencia comúnmente entre el 50% y 60 %, lo que lo hace muy ventajoso sin embargo también presenta una serie de desventajas que se muestran en el siguiente cuadro

A pesar de tales limitaciones cada día van siendo superadas con el desarrollo de tecnología para mejoras en los materiales y diseños de los equipos.

http://ingenieria-de-petroleo.lacomunidadpetrolera.com/2009/01/bombeo-de-cavidad-progresiva-pcp.html

El problema de arenamiento está presente en más del 70% de los pozos productores de

hidrocarburo, afecta la productividad, daña equipos tanto en fondo como en superficie.

Además genera para la industria la inversión de más de 3 billones de U$ al año para

mitigar esta problemática. Por esto se requiere de la aplicación de una tecnología y/o un

manejo de la arena, en este momento en la industria no se maneja una evaluación

técnico-económica a estas alternativas de tratamiento al problema, por esto con la

implementación de la metodología de exclusión y/o gerenciamiento de arena

desarrollada por ICP-Ecopetrol, la cual evalúa la mejor alternativa de mitigación a la

problemática teniendo en cuenta la disminución o aumento de la productividad por la

aplicación de esta y realizando una evaluación económica, con la cual se da a conocer a

la empresa si la aplicación de la tecnología es económicamente viable, además determina

si la tecnología se pegaría en un tiempo prudente teniendo en cuenta la productividad

del pozo. El problema presente en la implementación de esta metodología es que no está

automatizada y el tiempo de evaluación por pozo es poco prudencial, por esto a través

del desarrollo de una herramienta computacional para la implementación de la

metodología se quiere reducir el tiempo de evaluación por pozo y así aumentar el

número de pozos evaluados lo cual conlleva a una reducción de costos por el problema

de arenamiento, con la mejora de la metodología se tendrá

...