Bombeo mecánico danilays rodriguez

Bombeo
Mecánico.
Integrante:
Rodríguez Danilays
C.I: 25.296.565
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la
Educación Universitaria
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Ampliación Maracaibo
Curso: Producción de hidrocarburos.

El bombeo mecánico convencional nació prácticamente a la par con la industria petrolera cuando el
Coronel Drake perforó su pozo en Pennsylvania en 1859.
En aquellos tiempos la perforación se hacía con herramientas de percusión. La mecha se suspendía
mediante una especie de balancín hecho con madera y se dejaba caer, más o menos en la misma forma a como
hoy día se hincan los pilotes en una construcción.
Cuando el pozo moría, era más fácil usar el balancín de madera que había quedado en el sitio para operar
la bomba de sub-suelo. Así nació el bombeo mecánico convencional. Aunque hoy día ya no se usan cabillas ni
balancines de madera y mucho menos máquinas a vapor, los componentes del método son los mismos.
El balancín, símbolo del método, todavía se usa para convertir el movimiento rotatorio del motor en
reciprocante para impulsar la bomba.
Otro componente son las cabillas y el tercero, la bomba misma que todavía usa un pistón, el barril y las
válvulas fija y viajera.
La evolución de estos componentes, tanto en diseño como en materiales, la tecnología electrónica y el
avance en las aplicaciones de análisis y diseño, han contribuido para que el bombeo mecánico convencional
moderno haya dejado de ser la Cenicienta de los Métodos de Producción reservado sólo a los pozos que
llegaban al final de su etapa productiva.
Por su larga historia, no es difícil pensar que este método es el más popular y usado en la industria
petrolera a nivel mundial.
En Venezuela, para Diciembre del 2000, de los 15422 pozos activos, aproximadamente 6500 producían
por este método.
Más aún, hasta el presente es el único método capaz de manejar la producción de los pozos de inyección
a vapor.
BOMBEO MECÁNICO.

PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO.
El principio de operación de la bomba de desplazamiento positivo, el cual es comúnmente usado hoy día fue
descubierto por los chinos hace unos dos mil años. Ellos usaron el principio para el levantamiento de agua, y aunque
los materiales y arreglos de las partes han cambiado significativamente, el principio permanece igual.
Las partes básicas de una bomba son simples pero necesitan de gran precisión al ser construidas para
asegurar su eficiente operación e intercambio de las mismas.
Las partes básicas de la bomba son el denominado barril, el pistón y las dos válvulas (la viajera y la
estacionaria). Para objeto de esta explicación, consideraremos que el barril y la válvula estacionaria son inmóviles
como se muestra en la Figura No 1, y el pistón y la válvula viajera suben y bajan dentro del barril. En la carrera
ascendente (upstoke), el fluido ingresa a través de la válvula estacionaria a la cámara de compresión entre las dos
válvulas. Cuando el pistón inicia su carrera descendente, la válvula estacionaria se cierra y el fluido entre las válvulas
es comprimido. Cuando la presión del fluido comprimido es mayor que la presión que actúa sobre la válvula viajera,
hace que la válvula viajera se abra y el fluido comprimido fluya a través de la válvula viajera a medida que el pistón
continua bajando en el barril de la bomba. Cuando el pistón inicia su carrera ascendente, la válvula viajera se cierra y
el fluido atrapado por encima de esta es levantado hacia la superficie. También, un nuevo ciclo de bombeo inicia
porque la válvula estacionaria abre, admitiendo más fluido en la cámara de compresión.
Aunque solo una relativamente pequeña cantidad de fluido es bombeada en cada carrera, la producción de un
pozo puede ser grande debido a que la bomba trabaja 24 horas al día a una tasa constante de bombeo.
Una bomba de sub-suelo consta de 5 partes principales:
 Barril o cámara (fija o movible).
 Pistón o émbolo (movible o fijo).
 Válvula viajera contenida en el pistón.
 Válvula fija contenida en el sistema de anclaje.
 Sistema de anclaje inferior o superior.

UNIDAD DE BOMBEO.
Se introdujo a principio de los años 60, con su revolucionario diseño que
requería menos energía que uno convencional para levantar la misma carga
de fluidos.
Las contrapesas están colocadas en una manivela de doble brazo separados
y opuestos a la manivela de los pines con un ángulo de desfase que oscila
entre 19 y 28”. Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase
respecto al de la carga de fluidos al comienzo de la carrera ascendente y que
se adelante al comienzo de la descendente.
El Mark II, debido al desfase angular, es más rápido en la carrera
descendente lo que se traduce en mayor aceleración y menores cargas
mínimas en la barra pulida. En crudos viscosos, esta característica debe ser
tomada en cuenta para evitar velocidades que puedan generar flotación de la
sarta de cabillas.
 MARK II.

Estas unidades utilizan aire comprimido para compensar la carga y en lugar
de haz de pesos tienen manivelas. El sistema de aire ha sido tan
simplificado que las únicas partes de funcionamiento continuo son el cilindro
y el pistón equilibrio. La capacidad del depósito del cilindro se agranda por
medio de un receptor de acero que se mueve con el cilindro como una
unidad.
Ciertas características adjudicadas a este tipo de unidad son las siguientes:
• Perfecto contrabalanceo con el torque de los pistones.
• Longitudes de carrera de hasta 20 pies para pozos con alto potencial.
• Fácil de instalar.
 BALANCEADA POR AIRE.
UNIDAD DE BOMBEO.

UNIDAD DE BOMBEO.
 CONVENCIONAL.
Es el más antiguo y usado en la industria, cuyos orígenes se basan en los
aparatos usados para perforar los pozos. La rotación de la manivela puede
ser en ambas direcciones.

UNIDAD DE BOMBEO.
 ROTAFLEX.
Cumple casi a la perfección con la situación ideal para bombeo mecánico:
carrera larga y baja velocidad.
Esta combinación asegura un mejor llenado de la bomba y cargas parasitas
muy bajas (aceleración, fricción mecánica y viscosa) y por eso, la carta de
superficie de una instalación Rotaflex es casi parecida a la ideal.
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede
ser hasta de un 80% más bajo que los de una unidad convencional.
Otra ventaja de esta unidad es la facilidad para balancearlo ya que esta
operación consiste simplemente en quitar o agregar bloques a la caja de
contrapesas. El mantenimiento es muy bajo por ser una unidad con menos
partes móviles.
Tiene un dispositivo de seguridad que apaga el motor y aplica el freno
automáticamente si se produce un cambio de velocidad en la unidad que este
fuera de los valores previamente establecidos por el operador.

Consisten en sistemas que utilizan principalmente la fuerza axial generada
por un cilindro hidráulico reciprocante, para transmitir energía a la bomba de
subsuelo a través de las cabillas. El resto del equipo se compone de una
bomba hidráulica para transmitir energía y un sistema para manejar el fluido
de potencia.
Características referentes a esta unidad se mencionan a continuación:
Son compactas y poco costosas.
 Aplicación: limitaciones de espacio y donde se quiere minimizar la
inversión.
 Se consideran de velocidad constante.
 Se puede utilizar como fluido de potencia aceites de origen vegetal.
 Permiten una operación silenciosa y con bajo consumo de energía.
 HIDRAULICAS.
UNIDAD DE BOMBEO.

TIPOS DE MOTERES.
La función del motor es suministrar la energía que el sistema de bombo
necesita para moverse. La potencia del motor depende de la profundidad de
la bomba, nivel de fluido, de la velocidad de bombeo y del balanceo de la
unidad y demás características propias del pozo.
Existen dos tipos de motores, los cuales son los principalmente utilizados:
 Motores eléctricos.
Estos motores son los de mayor aplicación en los campos petroleros y
también se subdividen en dos tipos: convencionales nema d y de alto
deslizamiento.
El convencional nema D, posee bajo porcentaje de deslizamiento, varía
entre 8 y 12% a plena carga; por lo tanto, la variación de velocidad es
relativamente pequeña.

Motores de combustión interna.
Básicamente existen dos tipos de motores de combustión interna: alta
velocidad (Waukesha, m-m, etc.) y de baja velocidad (Ajax, f-m, thomassen,
etc.).
Los motores de alta velocidad generalmente tienen 6 cilindros; operan a una
velocidad en el rango de 800 a 1400 r.p.m., con poleas grandes para producir
efecto de inercia y se comportan parecidos a un motor eléctrico de alto
deslizamiento.
Los motores de baja velocidad son normalmente de un solo cilindro, operan a
una velocidad entre 200 y 600 r.p.m., también con polea grande para producir
efecto de inercia, esto tiende a negar la variación de velocidad y su
comportamiento es similar al motor eléctrico tipo nema d.
TIPOS DE MOTERES.

EQUIPOS DE SUPERFICIE.
Las bombas son uno de los componentes claves del sistema de bombeo
mecánico, ya que el tamaño del émbolo o pistón de la bomba determinará el
gasto de producción, las cargas en las varillas, y las cargas en todos los
componentes del sistema.
Las bombas utilizadas en el bombeo mecánico trabajan sobre el principio del
desplazamiento positivo y están formadas por un barril de trabajo (cilindro), un
pistón (émbolo), la válvula viajera y la válvula de pie. El barril está conectado al
extremo inferior de la sarta de la tubería de producción, mientras que el pistón
se mueve por la sarta de varillas.
4.1 Barril o cilindro de la bomba.
4.2 Embolo o pistón.
4.3 Válvula viajera.
4.4 Válvula fija de tipo bola y asiento.
4.5 Anclaje o zapata.
4.6 Filtro de gas.

 EL TUBO BARRIL.
Básicamente, hay dos principales clasificaciones de las bombas de barril;
las bombas insertables y las bombas de tubería de producción (tubing pumps).
Hay algunas variaciones en cada una de ellas, tales como el espesor,
método de enroscamiento, barriles para pistones metálicos o pistones suaves,
etc. Para cualquier material de barril dado, la longitud del barril es directamente
relacionada a su diámetro exterior y al espesor de sus paredes.
Hay barriles con paredes delgadas utilizadas para pozos de someros a
medianamente profundos; y barriles con paredes gruesas para usos en pozos
profundos donde las cargas son mayores.
Las dimensiones de la mayoría de las bombas insertables y de tubing así,
como la configuración del barril, roscas, espesor de paredes y tolerancia del
pistón son especificados por las norma API.

 EL PISTÓN.
Los pistones son identificados como metálicos o no metálicos. Por otra parte,
los pistones compuestos o pistones de más de una pieza deben ser
compatibles en longitud con los pistones no metálicos no ha sido
estandarizados, por tonta el usuario debe especificar la medida, tipo y numero
de anillos empacables en el pistón de acuerdo al catálogo del manufacturero
cuando vaya a realizar un pedido de un pistón de este tipo. Las superficies de
estos pistones pueden ser de acero, cromo o níquel plateado y metal
pulverizado, el cual contiene una aleación de cromo, boro y silicio.
 VÁLVULA.
La válvula viajera y la válvula de pie son válvulas tipo check que operan sobre
el principio de una bola y un asiento. La válvula viajera sigue el movimiento de
la sarta de varillas de succión, mientras que la válvula de pie, colocada en el
extremo inferior del barril de trabajo de la bomba, no se mueve.

La bola es de una superficie pulida y los asientos son maquinados, esmerilados
y acabados de manera que sean protegidos contra la corrosión. Pueden ser de
acero aleado, aleaciones de níquel, cobre y aluminio.
Durante la operación de la válvula la bola queda periódicamente asentada y
desasentada sobre el asiento de la válvula, pero a medida que se profundiza la
bomba, la bola golpea el asiento con fuerza. Durante el cierre, la bola golpea
solo un costado del asiento, generando mayor desgaste para ambos.
 ANCLAJE O ZAPATA.
Es la combinación de las partes reunidas inferiormente para obtener el anclaje
de la bomba y efectuar un sello hermético.
 FILTRO DE GAS.
Consiste en un tubo ranurado o perforado, colocado bajo la zapata de anclaje.
Su objetivo es separar gas/liquido antes de la entrada del fluido.

BIBLIOGRAFÍA:
Compendio de Producción de
Hidrocarburos II (MÉTODOS DE
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL Y
ANÁLISIS NODAL PARA LA
OPTIMIZACIÓN DE LA PRODUCCIÓN).

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