El principio de funcionamiento del levantamiento artificial, equipos de superficie, unidades de bombeo y tipos de motores

1. República Bolivariana De Venezuela
Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior
I.U.P.”Santiago Mariño”
Maracaibo – Edo. Zulia
Autor: Jorbely Villa
BOMBEO MECANICO

2. BOMBEO MECANICO Y SU PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO
El bombeo mecánico es el método de del
levantamiento artificial más usado en el
mundo. Consiste una bomba de subsuelo de
acción reciprocante, que es abastecida con
energía producida a través de una sarta de
cabillas. La energía es suministrada por un
motor eléctrico o de combustión interna
colocada en la superficie. Tiene su mayor
aplicación mundial en la producción de crudos
pesados y extra pesados, aunque también se
utiliza en la producción de crudos medianos y
livianos.

3. Cuando el balancín está en el
punto muerto inferior sus válvulas fija
y viajera se hallan cerradas. Al
comenzar la carrera ascendente, la
presión de fondo y el efecto de
succión del pistón permite la apertura
de la válvula fija; el fluido pasa del
pozo hacia el interior de la bomba. Al
mismo tiempo, la columna de fluido
ejerce una presión sobre la válvula
viajera y permanecerá cerrada
durante la carrera ascendente.
La función principal de la unidad de bombeo mecánico
es proporcionar el movimiento reciprocante apropiado, con
el propósito de accionar la sarta de cabillas y estas, la bomba
de subsuelo. La unidad de bombeo, en su movimiento, tiene
dos puntos muy bien definidos: muerto superior y muerto
inferior.

4. EQUIPOS DESUPERFICIE
Es el encargado de convertir el movimiento rotacional de
motor disminuido mediante el reductor de velocidades, en
un movimiento recíprocante lineal vertical y soporta las
cargas presentadas durante el ciclo de bombeo. El
movimiento se transmite a la sarta de varillas la que a su vez
hace trabajar a la bomba de subsuelo. El equipo de
superficie consta de:
Contrapesas
Caja de
Empaques
T de
producción
Brazos o
BielasCrank
Águila Cojinetes
Cabezal
Guaya
Caja
ReductoraEstructuraMotor
Freno
Barra
Lisa

5. • Motor: Puede ser eléctrico o de combustión interna, su
función es imprimir movimiento a la unidad de bombeo. Su
requerimiento de potencia dependerá de la profundidad y de
otras características propias del pozo.
• Estructura: Comprende la Base de la Unidad, el Poste
Maestro y el Balancín.
• Caja Reductora: Su función es reducir la alta velocidad y
bajo torque del motor a las revoluciones de trabajo y alto
torque de la Unidad de Bombeo.
• Guaya: Sirve para unir el Cabezal con la Barra Lisa.
• Contrapesas: Sirven para balancear o contrarrestar el peso
de las varillas más la columna de líquido.
• Crank: Recibe el movimiento rotatorio del eje de baja
velocidad de la Caja Reductora.
• Brazos o Bielas: Transmiten el movimiento del Crank hacia
la Barra Ecualizadora.
• Águila: Es un bloque de hierro que va unido a la guaya y de
donde cuelga la barra lisa.

6. • Cojinetes: (Central y Lateral), el primero transmite el
movimiento entre el Poste Maestro y el Balancín y el segundo
transmite el movimiento entre el Balancín y las Bielas a través
de la Barra Ecualizadora
• Cabezal: Ubicado en uno de los extremos del balancín y
mantiene la barra lisa verticalmente por medio de su curvatura
que es un segmento de un circulo.
• Freno: Sirve para posicionar el balancín en un punto deseado
después de quitar el movimiento que le imprime el motor a la
unidad de bombeo.
• Barra Lisa: Se conecta siempre con la parte superior de sarta
de varillas y consiste en una barra pulida, la cual hace sello con
los empaques de la caja de empaques para que no ocurran
escapes de crudo.
• Caja de Empaques: Es una conexión que se emboca en la T
de producción y sirve para evitar escapes de crudo por el
movimiento ascendente y descendente de la Barra Lisa.
• T de producción: Une la sarta del Tubing, la caja de empaques
y la Línea de Flujo por donde viaja el crudo hacia la batería de
producción

7. UNIDADES DE BOMBEO
La mayoría de las unidades de bombeo son del tipo
balancín, con sistemas biela-manivela, la manivela rotatoria
provee el contra-balance para reducir la carga de torque y la
demanda de energía. El uso de la caja de engranes es común
para reducir la velocidad de la fuente primaria hasta la
velocidad de bombeo e incrementar el torque disponible.
La función de la unidad de bombeo es convertir el
movimiento rotacional del motor en un movimiento
reciprocante ascendente y descendente de la barra pulida. Una
unidad de bombeo apropiadamente diseñada tiene el tamaño
exacto de caja de engranaje y estructura. También tiene
suficiente capacidad de carrera para producir el fluido que se
desea.

8. Las unidades de bombeo mecánico se clasifican
según su punto de apoyo y el mecanismo de
contrabalance como se muestra en la Tabla

12. Otras unidades de bombeo.
• Unidad de bombeo reverse mark II.
• Unidad de bombeo churchill.
• Unidad de bombeo bajo perfil.
• Unidad de bombeo strapjack.
• Unidad de bombeo rotaflex.
• Unidad de bombeo dynapump.
• Unidad de bombeo corlift.

13. TIPOS DE MOTORES
El motor principal es normalmente un motor
eléctrico o un motor a gas. La mayoría son motores
eléctricos. Los motores a gas son usados en
localizaciones donde no se dispone de electricidad. La
función del motor principal es proporcionar la
potencia necesaria al sistema de bombeo.
Los motores eléctricos de un sistema de bombeo
con varillas son principalmente motores de inducción
de tres fases. NEMA (Asociación Nacional de
Fabricantes Eléctricos) clasifican los motores de
acuerdo a su deslizamiento y características de torque
de inicio.

14. • Tabla Tipo de Motor NEMA y características
Motores de alto deslizamiento
Los motores eléctricos especiales con altos
deslizamientos alrededor del 13% son llamados motores
de ultra deslizamiento (UHS). Son diseñados para
variaciones altas de velocidad y pueden ayudar a reducir
el torque máximo en la caja reductora y las cargas en las
varillas.

15. • Tipos de motores a gas.
Los motores a gas funcionan generalmente con gas
producido en el mismo campo lo que hace que su operación
sea más barata comparado con los eléctricos. Sin embargo, los
costos de almacenaje y mantenimiento son más altos que los
de los motores eléctricos. Este tipo de motor es usado en
localizaciones donde no se dispone de electricidad.