El documento describe el funcionamiento de las bombas de cavidad progresiva, las cuales funcionan mediante el encapsulamiento y desplazamiento de fluidos desde la zona de succión hasta la de descarga a través de una bomba rotativa de desplazamiento positivo. Consisten en un rotor espiral y un estator de elastómero entre los cuales se forman cavidades selladas que transportan el fluido a medida que el rotor gira.

1. Bombeo de cavidades
progresivas
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
SANTIAGO MARIÑO ESCUELA DE
INGENIERÍA EN PETRÓLEO
Presentado Por:
Andreina Nieves

2. BOMBEO DE CAVIDADES PROGRESIVAS
• EL BOMBEO POR CAVIDAD PROGRESIVA PROPORCIONA
UN MÉTODO DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL QUE SE
PUEDE UTILIZAR EN LA PRODUCCIÓN DE FLUIDOS MUY
VISCOSOS Y POSEE POCAS PARTES MÓVILES POR LO QUE
SU MANTENIMIENTO ES RELATIVAMENTE SENCILLO.
• UN SISTEMA BCP CONSTA BÁSICAMENTE DE UN CABEZAL
DE ACCIONAMIENTO EN SUPERFICIE Y UNA BOMBA DE
FONDO COMPUESTA DE UN ROTOR DE ACERO EN FORMA
HELICOIDAL DE PASO SIMPLE Y SECCIÓN CIRCULAR, QUE
GIRA DENTRO DE UN ESTATOR DE ELASTÓMERO
VULCANIZADO.
• LA OPERACIÓN DE LA BOMBA ES SENCILLA; A MEDIDA
QUE EL ROTOR GIRA EXCÉNTRICAMENTE DENTRO DEL
ESTATOR, SE VAN FORMANDO CAVIDADES SELLADAS
ENTRE LAS SUPERFICIES DE AMBOS, PARA MOVER EL
FLUIDO DESDE LA SUCCIÓN DE LA BOMBA HASTA SU
DESCARGA.

3. BOMBEO DE CAVIDADES PROGRESIVAS
Su funcionamiento se basa en el principio
del encapsulamiento; que consiste en el
aislamiento de un volumen de fluido y
posterior desplazamiento desde una zona
de succión a baja presión hacia una zona
descargada a alta presión mediante una
bomba rotativa de desplazamiento
positivo.

4. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Una Bomba de cavidad progresiva consiste en una bomba de desplazamiento
positivo, engranada en forma espiral, cuyos componentes principales son: EL
rotor y el estator. El rotor, que es la única parte movible de la bomba es una pieza
de metal pulido de alta resistencia, con forma de hélice simple o doble. El estator
es una hélice doble o triple de elastómero sintético con el mismo diámetro del
rotor adherido permanentemente a un tubo de acero. Este tubo se encuentra
conectado a la tubería de producción. El crudo es desplazado en forma continua
entre los filamentos de tornillo del rotor y desplazado axialmente mientras que
el tornillo rota.<br />Este tipo de bombas se caracteriza por operar a baja
velocidades y permitir manejar altos volúmenes de gas, sólidos en suspensión y
cortes de agua, así como también es ideal para manejar crudos de mediano y
bajo Grado API.<br />La bomba consta de dos hélices, una dentro de la otra: el
estator con una hélice interna doble y el rotor con una hélice externa simple.
Cuando el rotor se inserta dentro del estator, se forman dos cadenas de
cavidades progresivas bien delimitadas y aisladas. A medida que el rotor gira,
estas cavidades se desplazan a lo largo del eje de la bomba, desde la admisión
en el extremo inferior hasta la descarga en el extremo superior, transportando,
de este modo el fluido del pozo hasta la tubería de producción

5. COMPONENTES DEL
SISTEMA
EQUIPOS DE SUBSUELO
BOMBA
- NIPLE
- SARTA DE CABILLAS
- ANCLA DE GAS
Estator
Rotor
Elastómero
EQUIPOS DE SUPERFICIE
CABEZAL DE ROTACION
ACCIONAMIENTO
MOTOVARIADOR
+ ARRANCADOR
MOTORREDUCTOR
+ VARIACION DE FRECUENCIA

6. COMPONENTES DEL SISTEMA EQUIPO DE SUPERFICIE
T DE BOMBEO INTEGRAL
Este elemento del cabezal del pozo, integra la T de bombeo con la válvula impide reventones
disminuyendo la alta máxima del cabezal del pozo.
CABEZAL DE ROTACION: componente superficial del sistema de bombeo y es instalado
directamente en el cabezal del pozo.
FUNCIONES:
- Transmitir el movimiento rotacional del motor hacia las cabillas.
- Transportar la carga axial de las cabillas.
- Soportar el sistema de rotación.
Los cabezales son de trestipos:
- Sin caja reductora (directos)
- Con caja reductora
- Hidráulicos

7. COMPONENTES DEL SISTEMA
EQUIPO DE FONDO
CABILLAS:
- Elemento de transmisión de potencia desde le sistema de impulsión a la bomba.
- Diseñado para soportar las cargas mecánicas e hidráulicas del sistema.
- Cargas axiales: peso de la sarta sumergida en fluido, fuerza axial en el rotor provocada por el diferencial de
presión en la bomba, fuerza de arrastre del fluido sobre las superficies de las cabillas-
- Cargas torsionales: torque necesario para accionar la bomba, torque necesario para hacer rotar la sarta de
cabillas dentro de la tubería llena de fluido.
NIPLE DE PARO:
Es un trozo de tubo que posee un pin o restricción y es colocado en el extremo inferior del estator, en el cual
cumple la función de definir la posición de este y evitar que el rotor se vaya al fondo del pozo al soltarse la sarta
de cabillas.
ANCLA DE GAS:
Equipo de separación de gas cuyo principio de funcionamiento consiste en inducir el flujo de la mezcla por
las ranuras del ancha, creando turbulencia y caída de presión.

8. LA BOMBA
Una bomba a cavidades progresivas esta constituida esencialmente por dos elementos
helicoidales insertos el uno al interior del otro y con ejes longitudinales paralelos.
EL ROTOR:
Es una pieza de acero de alta resistencia al torque, torneada externamente como un hélice
de lóbulos, tiene forma de tornillo sin fin y se conecta a la sarta de cabillas. Esta construido
con acero de alta resistencia y cromado.
EL ESTATOR:
Es un cilindro de acero con un elastómero sintético en forma d doble hélice, adherido
fuertemente a dicho cilindro, el estator se baja con la tubería de producción o con el
encabillado
COMPONENTES DEL SISTEMA
EQUIPO DE FONDO

9. CRITERIOS DE
SELECCION
SELECCIÓN DE LA BOMBA:
1. Competición y perfil del pozo
2. Características del yacimiento
3. Características de fluidos producidos
4. Contenidos de gas y fluidos de formación
5. Temperatura del fluido
6. Presencia de la arena
7. Presencia de dióxido de carbono y agua
8. Presencia de aromáticos
DISEÑO
SUPLIDORES DE EQUIPOS BCP
DISEÑOMANUAL DISEÑO
COMPUTARIZADO

10. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
VENTAJAS
 Bajo costo inicial
 Sistema de alta eficiencia
 Excelente para crudo
altamente viscoso
 Manejo de alto contenido de
gas libre
 Buena resistencia a la abrasión
 Bajo requerimiento de
potencia
 Fácil de instalar y operar
 Bajo costo de mantenimiento
DESVENTAJAS
 Tasa de producción hasta 4000B/D
 Levantamiento neto
 Temperatura de operación
 Sensibilidad del elastómero a ciertos
fluidos
 Baja eficiencia si existe alto contenido
de gas libre
 Requiere nivel de fluido constante por
encima de la bomba
 Desgaste en pozos altamente desviados
 Tendencia a fuerte vibración en sus
altas velocidades

11. EJERCICIO
Así deltaP = P2-P1
Donde:
P1 = presión de admisión de la bomba
P1 = CHP+G1xND+G2xHD
CHP = Presión en el anular revestidor-eductor
G1xND = presión ejercida por la columna gaseosa en el anular
G1 es el gradiente del gas
G2xH = gradiente del fluido y H es la altura alcanzada por el mismo (H = profundidad de
bomba–nivel dinámico

12. P2 = presión de descarga de la bomba
P2 = THP+G3xPB+DP_Fr
THP = presión de cabezal del pozo
G3xPB = Presión ejercida por los fluidos en el eductor
DP_Fr = diferencial de presión en el eductor por efecto de la viscosidad de los fluidos, la rugosidad
interna del eductor y los acoples de la sarta de cabillas
Si en lugar de presión los cálculos se realizaran en unidades de altura (metros o pies) se hablaría
entonces de head.
DATOS:
Profundidad máxima de bomba:
Nivel estático:
Nivel dinámico:
3200 pies
1000 pies
2645 pies
Producción petróleo para 2645 pies: 80BPD
Producción agua para 2645 pies:
Gradiente estático en el anular:
Gradiente dinámico en el anular:
20BPD
0,373 lpc/pie
0,370 lpc/pie
Gradiente de los fluidos en el eductor: 0,425 lpc/pie
Presión en cabezal tubería producción: 100 lpc
Presión en cabezal revestidor:
Diferencial de presión en el eductor:
0 lpc
240 lpc
Velocidad máxima 250 r.p.m

13. CONSIDERACIONES:
- Desprecie el volumen de gas en el anular
- Considere viscosidad muy baja (1cps)
- Asuma tasa de gas en la bomba, despreciable (RGP/RGL muy bajas)
- Utilice ecuaciones para ÍP constante
- Considere un factor de seguridad para el head de 20%
CALCULAR:
- Tasa de producción (considere una sumergencia de 200 pies)
- Presión/ head en la bomba
- Seleccionar bomba
SOLUCION:

15. Tipos de bomba

16. Selección de bomba