Bomba electrosumergible, Diseño, Formulas de calculos para llevar a cabo el diseño de la bomba electrosumergible

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
AMPLIACIÓN CIUDAD OJEDA
Realizado por:
Carlos García
19.574.939

2. Bomba Electrosumergible
El bombeo Electrosumergible es uno de
los sistemas mas utilizados por la
industria petrolera, se encarga de sacar
el fluido de la formación a la superficie
mediante la acción rotacional de una
bomba centrifuga de múltiples etapas
sumergidas en el pozo y accionada por
energía eléctrica suministrada desde la
superficie, es considerado el como el
método mas efectivo y económico para
producir grandes cantidades de flujo a
mediana y grandes profundidades y
variadas condiciones de pozos.

3. Diseño de Bomba Electrosumergible.
1. Se debe calcular la IPR (curva de oferta)
con la información de la ultima prueba
valida.
2. Se calcula el nivel dinámico del fluido
(NF), no sin antes obtener la gravedad
específica del petróleo y mezcla.
γ 𝑜 =
141,5
131,5 + °𝐴𝑃𝐼
γ𝑚 = γ 𝑜 %𝑝𝑒𝑡 + γ 𝑤 (%𝑎𝑔𝑢𝑎)
ℎ =
𝑝 𝑤𝑓
0,433 𝑥 γ𝑚
𝑁𝐹 =

4. • Se estima una profundidad de asentamiento de la
bomba (100’ por encima del colgador) que
garantice la sumergencia.
• Utilizando las correlaciones de Standing, se
calcula Rs y Bo a las condiciones imperantes en la
entrada de la bomba (PIP y Tf). Conociendo la
Pwf, se calcula la PIP.
Diseño de Bomba Electrosumergible.
𝑃𝐼𝑃 = 𝑝𝑤𝑓 − 𝐷𝑝 − 𝐷𝑏 𝑥 γ𝑚 𝑥 0,433 𝑅𝑠 = γ𝑔
𝑃𝐼𝑃
18
𝑥
100,0125 𝑥 𝐴𝑃𝐼
100,00091 𝑥 𝑇
1,2040
β 𝑜 = 0,972 + 0,000147 𝑥 𝐹1,175
𝐹 = 𝑅𝑠 𝑥
γ 𝑔
γ 𝑜
0,5
+ 1,25 𝑥 𝑇

5. • Se calcula el factor volumétrico del gas (Bg)
𝐵𝑔 = 5,04 𝑥
𝑍 𝑥 𝑇
𝑃
• Determinación del volumen de gas que manejará la
bomba.
- Volumen total de gas (Tg)
Diseño de Bomba Electrosumergible.
𝑇𝑔 = 𝑞𝑜 𝑥 𝑅𝐺𝑃

6. - Volumen de gas en solución (Sg)
- Volumen de gas libre (Fg)
- Volumen de petróleo (Vo)
Diseño de Bomba Electrosumergible.
𝑆𝑔 = 𝑞𝑜 𝑥 𝑅𝑠
𝐹𝑔 = 𝑇𝑔 − 𝑆𝑔
𝑉𝑜 = 𝑞𝑜 𝑥 β𝑜

7. - Volumen de agua (Vw)
- Volumen de gas (Vg)
- Volumen de gas libre (%GL)
Diseño de Bomba Electrosumergible.
𝑉𝑤 = 𝑞𝑙 %𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑥 β𝑤
𝑉𝑔 = 𝐹𝑔 𝑥 β𝑔
%𝐺𝐿 =
𝑉𝑔
𝑉𝑡
𝑥 100 =
𝑉𝑔
𝑉𝑜 + 𝑉𝑤 + 𝑉𝑔
𝑥 100

8. • Cálculo de la carga dinámica total (TDH)
• Altura dinámica (Hd)
• Pérdidas por fricción en las líneas de flujo (Pd)
• Pérdidas por fricción en tubería (Ft)
Diseño de Bomba Electrosumergible.
TDH = Hd + Fd + Pd
𝐻𝑑 = 𝐷𝑏 −
𝑃𝐼𝑃
0,433 𝑥 γ𝑚
Pd =
𝑃𝑤𝑓
0,433 𝑥 γ𝑚
𝐹𝑡 =
𝐷𝑏 𝑥 (
𝐹
1000′)
1000

9. • Selección de la Bomba considerando:
- Tasa deseada
- Profundidad de asentamiento de la bomba
- Diámetro de revestidor
- Viscosidad del fluido
- Se utilizan las siguientes tablas y graficos:
HC˜ 23,1 pie/etapa (capacidad de levantamiento)
POE˜ 40,2% (eficiencia de bombeo)
HML˜ 0,081 HP/etapa (carga de motor)
Diseño de Bomba Electrosumergible.

10. • Determinación del número de etapas de la
bomba.
• Determinación de la potencia del motor
Diseño de Bomba Electrosumergible.
𝑁° 𝐸𝑡𝑎𝑝𝑎𝑠 =
𝑇𝐷𝐻
𝐻𝐶
𝐻𝑃 = 𝑁°𝐸𝑡𝑎𝑝𝑎𝑠 𝑥 𝐻𝑀𝐿 𝑥 γ𝑚

11. • Selección del Cable
• Calculo de los KVA necesarios para la selección
del transformador
Diseño de Bomba Electrosumergible.
∆𝑉𝑜𝑙𝑡 =
∆𝑣𝑜𝑙𝑡 68°𝐹 𝑥 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑥 (𝐷𝑏 + 𝐿𝑜𝑛𝑔 𝑠𝑢𝑝. )
1000
∆𝑉𝑜𝑙𝑡
1000′
= ∆Volt 68°F x factor
𝐾𝑉𝐴 =
𝑉𝑠 𝑥 𝐴𝑚𝑝 𝑥 1,73
1000