Este documento describe el método de bombeo por cavidades progresivas, incluyendo los componentes clave como las cabillas, el niple de paro y la ancla de gas. Explica que la bomba consiste en un rotor helicoidal y un estator con un elastómero, los cuales forman cavidades de fluido que son bombeadas hacia arriba. También resume los principios básicos de diseño de sistemas de bombeo por cavidades progresivas y los criterios para seleccionar una bomba apropiada.

1. Bombeo de cavidades progresivas
Instituto Universitario Politécnico
Santiago Mariño
Escuela de ingeniería en Petróleo
Asignatura: Producción de Hidrocarburos
Andrés Linares 20.863.485

2. BOMBEO DE CAVIDADES PROGRESIVAS
El método de bombeo por cavidades progresivas es uno de
los métodos de mas reciente implantación en Venezuela
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.

3. 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.

4. 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

5. EL ELASTOMERO:
Polímero de alto peso molecular con la propiedad de demorfacion y recuperación
elástica, es de material elastómero torneado internamente como una hélice de lóbulos,
la cual deben presentar resistencia química para manejar los fluidos producidos y
excelentes propiedades mecánicas para resistir los esfuerzos y la abrasión.
FORMACION DE CAVIDADES
- En la bomba se genera una serie de cavidades de fluidos idénticas y
separadas, cuya longitud define el paso del estator.
- Una cavidad comienza donde la otra termina, siendo separadas por las
líneas de sello.
- En una sección transversal, el numero de cavidades separadas será gasta
una mas que numero de lóbulos del rotor.

6. PRINCIPIOS BASICOS
Existen dos principios básicos para el diseño de sistemas
con bombas de cavidad progresiva:
DESPLAZAMIENTO REQUERIDO POR
LA BOMBA (VOLUMEN)
Y
LEVANTAMIENTO NETO REQUERIDO
(PRESION)

7. 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
DISEÑO
MANUAL
DISEÑO
COMPUTARIZADO

8. 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

9. 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: 3200 pies
Nivel estático: 1000 pies
Nivel dinámico: 2645 pies
Producción petróleo para 2645 pies: 80BPD
Producción agua para 2645 pies: 20BPD
Gradiente estático en el anular: 0,373 lpc/pie
Gradiente dinámico en el anular: 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: 0 lpc
Diferencial de presión en el eductor: 240 lpc
Velocidad máxima 250 r.p.m

10. 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:

13. Tipos de bomba

14. Selección de bomba