CÁLCULOS PARA LA SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA BOMBA,DISEÑO DE LA SARTA DE VARILLAS Y CARRERA EFECTIVA DELÉMBOLO Para una profundidad de colocación de la bomba y un volumen de producción dado, existe un tamaño apropiado de ésta que es el resultado de mantener una carrera efectiva del émbolo y una velocidad de operación moderada. El factor más importante a considerar en la selección de una Unidad de Bombeo Mecánico, es el volumen de fluido que es capaz de desplazar por cada pulgada de carrera del émbolo, el cual depende del diámetro del émbolo. El desplazamiento teórico de la bomba en el fondo (PD) es determinado por: Para una profundidad de colocación de la bomba y un volumen de producción dado, existe un tamaño apropiado de ésta que es el resultado de mantener una carrera efectiva del émbolo y una velocidad de operación moderada. El factor más importante a considerar en la selección de una Unidad de Bombeo Mecánico, es el volumen de fluido que es capaz de desplazar por cada pulgada de carrera del émbolo, el cual depende del diámetro del émbolo. El desplazamiento teórico de la bomba en el fondo (PD) es determinado por: Para una profundidad de colocación de la bomba y un volumen de producción dado, existe un tamaño apropiado de ésta que es el resultado de mantener una carrera efectiva del émbolo y una velocidad de operación moderada. El factor más importante a considerar en la selección de una Unidad de Bombeo Mecánico, es el volumen de fluido que es capaz de desplazar por cada pulgada de carrera del émbolo, el cual depende del diámetro del émbolo. El desplazamiento teórico de la bomba en el fondo (PD) es determinado por: Para una profundidad de colocación de la bomba y un volumen de producción dado, existe un tamaño apropiado de ésta que es el resultado de mantener una carrera efectiva del émbolo y una velocidad de operación moderada. El factor más importante a considerar en la selección de una Unidad de Bombeo Mecánico, es el volumen de fluido que es capaz de desplazar por cada pulgada de carrera del émbolo, el cual depende del diámetro del émbolo. El desplazamiento teórico de la bomba en el fondo (PD) es determinado por: Para una profundidad de colocación de la bomba y un volumen de producción dado, existe un tamaño apropiado de ésta que es el resultado de mantener una carrera efectiva del émbolo y una velocidad de operación moderada. El factor más importante a considerar en la selección de una Unidad de Bombeo Mecánico, es el volumen de fluido que es capaz de desplazar por cada pulgada de carrera del émbolo, el cual depende del diámetro del émbolo. El desplazamiento teórico de la bomba en el fondo (PD) es determinado por:

1. CÁLCULOS PARA LA SELECCIÓN DEL
TAMAÑO DE LA BOMBA,
DISEÑO DE LA SARTA DE VARILLAS Y
CARRERA EFECTIVA DEL
ÉMBOLO
Ing. Aquiles Labra Fernandez
PRODUCCION III

2. SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA
BOMBA
Para una profundidad de colocación de la bomba y un volumen de
producción dado, existe un tamaño apropiado de ésta que es el resultado de
mantener una carrera efectiva del émbolo y una velocidad de operación
moderada.
El factor más importante a considerar en la selección de una Unidad de
Bombeo Mecánico, es el volumen de fluido que es capaz de desplazar por
cada pulgada de carrera del émbolo, el cual depende del diámetro del
émbolo.
El desplazamiento teórico de la bomba en el fondo (PD) es determinado por:

3. Otra forma de calcular el desplazamiento teórico de la bomba es mediante una
constante de bombeo (K), la cual es obtenida de acuerdo al tamaño del émbolo
y es determinada por la siguiente ecuación:
SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA
BOMBA

4. El gasto de producción en la superficie (q) es menor que el desplazamiento
teórico de la bomba, debido a la eficiencia volumétrica de la bomba (Ev), la
cual es calculada como la relación de gastos.
Despejando “q” se tiene:
La eficiencia volumétrica es un factor muy importante a considerar en la
solución de los problemas, desafortunadamente se conoce hasta que se
define el gasto de producción deseado. Generalmente, la eficiencia
volumétrica de la bomba es estimada mediante la experiencia local.
SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA
BOMBA

5. EJEMPLOS PARA LA SELECCIÓN
DEL TAMAÑO DE LA BOMBA
Calcular la constante de bombeo para un diámetro de émbolo de 2” si: K =
0.1484*Ap
Valores:
Otra forma de resolver este problema,
es mediante la tabla 1 donde, de
acuerdo con el diámetro del émbolo se
obtiene el área cor respondiente a
éste, y el valor de la constante

7. 2,- Calcular la constante para un émbolo de 1 ¾”Ø.
3,- Calcular la constante para un émbolo de 1 ½” Ø.
4,- Calcular la constante para un émbolo de 2 ¼” Ø.
5,- El pozo Poza Rica 101 en el Activo de Producción Poza Rica tiene instalada
una bomba cuyo émbolo es de 1 ½” Ø, una Unidad de Bombeo Mecánico
operando con una velocidad de bombeo de 11 spm y una carrera efectiva del
émbolo de 108 plg; produce en superficie 240 BPD de un fluido cuya densidad
es de 0.850.
Calcular el desplazamiento teórico de la bomba (PD) y su eficiencia
volumétrica(EV).

8. RESOLUCION:
Valores: Entonces:

9. EJERCICIO:
Un pozo equipado con una bomba cuyo émbolo es de 1 ½” Ø, con velocidad
de bombeo de 20 spm y una carrera efectiva del émbolo de 55 plg produce en
la superficie 210 BPD de un fluido cuya densidad relativa es igual a 0.85.
Calcular el desplazamiento teórico de la bomba (PD) y su eficiencia
volumétrica (EV).
Si el desplazamiento teórico de la bomba es de 250 BPD y la
eficienciavolumétrica es del 75%. Calcular el gasto de producción en la
superficie.

10. Una bomba será instalada en un pozo cuyo nivel dinámico está a 4000 pies y
se desea que produzca 400 BPD de fluido en la superficie, carrera en la varilla
pulida mayor a 74 plg. La experiencia local indica que la eficiencia de la
bomba es del 80%.
¿Qué tamaño de bomba recomendaría para este pozo?
Para una selección preliminar, se utiliza la tabla 2 del anexo A, en la cual se
recomienda un tamaño de bomba de 2”Ø ó 2¼”Ø.

12. “
”
DISEÑO DE LA SARTA DE
VARILLAS

13. DISEÑO DE LA SARTA DE VARILLAS
Como las varillas no sólo sostienen su propio peso sino también el peso del
fluido, la carga en la sarta de varillas se incrementa progresivamente desde el
fondo del pozo hacia la superficie, por lo que a mayores profundidades de
bombeo (más de 3500 pies), es más usual instalar una sarta de varillas
telescopiadas.
Estas sartas consisten en varillas de dos o más diámetros y diferente longitud,
con los tamaños más grandes hacia la superficie donde las cargas sobre la
sarta son mayores, el uso de sartas telescopiadas da como resultado una
disminución de cargas y costos. Así como para prever una distribución más
uniforme de los esfuerzos en las varillas.

14. Existen dos métodos para diseñar una sarta de varillas telescopiadas, éstos son:
1. Esfuerzo máximo.- Consiste en asignar a cada sección de la sarta un
esfuerzo máximo, si se pasa de este valor máximo, se selecciona una varilla
de mayor diámetro.
2. Esfuerzos iguales.- Es el método más usado, y consiste en diseñar la sarta de
varillas de tal manera que los esfuerzos sean iguales en la parte superior de
cada sección. La tabla 3, presenta los valores y porcentajes de las varillas
que pueden utilizarse según el tamaño de la bomba, estos porcentajes
pueden calcularse también con las ecuaciones que resultan de aplicar este
método, estas ecuaciones han sido obtenidas y se presentan en la Tabla 4.

15. TABLA 3

16. TABLA 3
CONTINUACIÓN…

17. TABLA 3
CONTINUACIÓN…

18. TABLA 3
CONTINUACIÓN…

19. TABLA 4

20. Una vez definido el porcentaje de cada sección de varilla, se calcula la longitud
de cada una de ellas considerando que:
También considérese que:
La carga máxima (Wmáx) y mínima (Wmín) que se espera durante el ciclo de
bombeo en la sarta de varillas deben ser determinadas correctamente para
poder seleccionar el equipo superficial adecuado que pueda manejar estas
cargas.

21. FACTORES QUE CONTRIBUYEN A
FORMAR LA CARGA TOTAL DE
LA VARILLA PULIDA.
Dentro del ciclo de bombeo se presentan cinco factores que contribuyen a
formar la carga total de la varilla pulida, estos factores son:
1. El peso muerto de la sarta de varillas.
2. La carga por aceleración de la sarta de varillas.
3. La fuerza de flotación de las varillas.
4. La carga del fluido que se ejerce sobre la varilla pulida.
5. La carga por fricción.
El peso muerto de la sarta de varillas (Wr), y está dado por:

22. Ejemplo de Aplicación:
1. En un pozo de Producción será colocada una bomba con un émbolo de 1
¼” a una profundidad de 8500 pies, usando una sarta de varillas telescopiadas
compuesta por una sección de 1”Ø, 7/8”Ø y ¾”Ø, y cada varilla de succión
mide 25 pies de longitud.
Consultando las tablas 3 y 5 del anexo A, determinar lo siguiente:
a) El número de varilla y el porcentaje proporcionado a cada sección de
varillas.
b) La longitud de cada sección de varillas.
c) El número de varilla equivalente a cada sección.
d) El peso estático de cada sección de varillas.
e) El peso estático del total de la sarta de varillas.

24. SOLUCION:
a) De acuerdo a la tabla 3 corresponde el No. de varilla 86.
b) Longitud de cada sección.
c) Número de varillas por sección. Observación: todas las varillas miden 25
piesde longitud.

25. SOLUCION:
d) El peso unitario de cada sección de varillas (mi) de acuerdo a la tabla 5 se
tiene que:
Entonces:

26. SOLUCION:
e) Peso total de la sarta de varillas(Wr) es:
También se puede calcular el peso total de la sarta de varillas mediante los
datos tomados de la tabla 3, donde se considera un promedio de peso por
unidad del total de la sarta de varillas.

27. EJERCICIO:
De la tabla 3 del anexo A, a una sarta de varillas telescopiadas de 8500 pies, el
diámetro de una bomba de 1 ¾” , corresponde el número de varilla 86 y de la
misma tabla, el peso promedio de las varillas (mr) es de 2.185 lbs -pie.
Calcular el peso de la sarta de varillas.
Valores: Solución: