BOMBEO MECANICO

1. MODULO 10 CAPITULO 1
BOMBEO MECANICO DE PETROLEO
INTRODUCCION
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
El término levantamiento artificial se refiere al uso de medios artificiales para incrementar el flujo
de líquidos, tales como petróleo ó agua, desde pozos de producción hacia la superficie.
Generalmente esto se logra por medio de dispositivos mecánicos en el pozo, tales como bombas,
o reduciendo el peso de la columna hidrostática por medio de la inyección de gas a cierta
profundidad del pozo. El levantamiento artificial se necesita en aquellos pozos donde la presión del
yacimiento no es suficiente para eyectar los fluidos hasta la superficie, aunque a menudo se usa en
pozos fluyentes naturales (los cuales técnicamente no lo necesitan) para aumentar el caudal por
encima de lo que el pozo fluiría naturalmente. El fluido producido puede ser petróleo, agua o una
mezcla de ambos, típicamente incluyendo una cierta cantidad de gas.
El revestimiento y la manera de terminar el pozo pueden ser muy parecida a la antes descrita para
pozos de flujo natural, excepto que la gran diferencia estriba en cómo hacer llegar el petróleo
desde el fondo del pozo a la superficie.
El yacimiento que ha de producir por bombeo mecánico tiene cierta presión, suficiente para que el
petróleo alcance un cierto nivel en el pozo. Por tanto, el bombeo mecánico no es más que un
procedimiento de succión y transferencia casi continúa del petróleo hasta la superficie. El balancín
de producción, que en apariencia y principio básico de funcionamiento se asemeja al balancín de
perforación a percusión, imparte el movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succión que
mueve el pistón de la bomba, colocada en la sarta de producción o de educción, a cierta
profundidad del fondo del pozo
La válvula fija permite que el petróleo entre al cilindro de la bomba. En la carrera descendente de
las varillas, la válvula fija se cierra y se abre la válvula viajera para que el petróleo pase de la
bomba a la tubería de educción. En la carrera ascendente, la válvula viajera se cierra para mover
hacia la superficie el petróleo que está en la tubería y la válvula fija permite que entre petróleo a la
bomba. La repetición continua del movimiento ascendente y descendente (emboladas) mantiene el
flujo hacia la superficie.
Como en el bombeo mecánico hay que balancear el ascenso y descenso de la sarta de varillas, el
contrapeso puede ubicarse en la parte trasera del mismo balancín o en la manivela. Otra
modalidad es el balanceo neumático, cuya construcción y funcionamiento de la recámara se
asemeja a un amortiguador neumático; generalmente va ubicado en la parte delantera del
balancín. Este tipo de balanceo se utiliza para bombeo profundo.
Los diámetros de la bomba varían de 25,4 a 120 milímetros. El desplazamiento de fluido por cada
diámetro de bomba depende del número de emboladas por minuto y de la longitud de la embolada,
que puede ser de varios centímetros hasta 9 metros. Por tanto, el bombeo puede ser de fracciones
de metro cúbico hasta unos 470 metros cúbicos/día.
Las bombas son del tipo llamado de tubería de educción, ya que el cilindro o pistón de la bomba va
conectado a la tubería de educción y se mete en el pozo como parte integral de la sarta a la
profundidad deseada de bombeo. El émbolo de la bomba, que lleva la válvula viajera, constituye la
parte extrema inferior de la sarta de varillas de succión. La sarta de varillas se mete en la tubería
de educción hasta llegar a la válvula fija, ubicada en el fondo del cilindro. Luego se sube la sarta de

2. varillas cierta distancia y por medio del vástago pulido, colgador y riendas se fija en el balancín, de
manera que en la carrera descendente no golpee la válvula fija.
Otro tipo de bomba es la integral, en la cual todos sus elementos conforman una sola pieza, que
utilizando la sarta de varillas se puede colocar o extraer, sin necesidad de sacar la sarta de
educción, para cambiarle algunos de sus componentes o reemplazarla por otra del mismo diseño.
Este tipo requiere que la sarta de educción sea provista de un niple adecuado o dispositivo similar
para encajarla. Como las válvulas fija y viajera deben ser resistentes a la corrosión y a la abrasión,
sus esferas y asientos se fabrican de acero inoxidable, acero templado, metal monel, aleaciones
de cobalto, acero tungsteno o bronce.
Las varillas de succión son hechas de varias aleaciones de metales. Están sujetas a un
funcionamiento mecánico que le impone esfuerzos de estiramiento, encogimiento y vibración;
fatiga, corrosión, erosión. Cada varilla tiene en un extremo una espiga (macho) redonda, sólida y
roscada, y más abajo del hombrillo, en forma cuadrada, una muesca para encajar la llave para el
enrosque y desenrosque. En el otro extremo lleva la caja o conexión hembra, internamente
roscada, con muesca exterior o con muesca por debajo de la caja, para otra llave que facilita el
enrosque o desenrosque de la varillas una tras otra. Las varillas se fabrican, generalmente, en
diámetros de 15,9; 19; 22,2; 25,4 y 28,6 milímetros, con sus correspondientes dimensiones para la
espiga, hombrillo, caja, muesca, etc.
La longitud de las varillas es de 7,6 y 9,15 metros. El peso de las varillas, en kg/30 metros de
longitud, va desde 32,7 a 167,3 kilogramos. Para cada diámetro de tubería de educción existe un
diámetro adecuado de varillas, para mayor efectividad de funcionamiento.
Es el sistema más reconocido de bombeo. Utiliza un movimiento vertical transmitido por
contrapesos y un brazo mecánico que sube y baja.
La bomba en sí misma se encuentra en el fondo y se le transmite el movimiento a través de varillas
que hacen su recorrido por dentro del tubing. Al descender, la válvula inferior se cierra y el pistón
de la bomba baja llenándose de petróleo. Al subir, la válvula inferior se abre y mientras el pistón
jala el petróleo que tiene dentro hacia arriba, a la vez llena la parte inferior por succión con una
nueva carga que posteriormente elevará.
Así opera en forma alternativa o batch. Dado el gran brazo de torque que tienen, son el tipo de
bomba preferido en caso de tener que generar grandes presiones. La motorización puede ser
eléctrica o con motor a explosión.
Este es un método muy difundido en nuestro país y uno de los más antiguos.
Fue de hecho el primer sistema artificial de bombeo. Los equipos actuales poco tienen que ver con
sus antecesores desde el punto de vista materiales, pero el concepto operativo es idéntico. No es
el más económico ni en su costo inicial ni operativo ya que poseen una estructura relativamente
grande en la superficie y esto unido a la inclemencia del clima patagónico, implica un
mantenimiento importante para asegurar su funcionamiento.
Descripción de componentes:
Unidad de Bombeo:
Es una unidad integrada cuyo objetivo es cambiar el movimiento angular del eje del motor a
reciproco vertical, a la velocidad apropiada con el propósito de accionar la sarta de cabillas y
bomba de subsuelo.

3. Motor:
Equipo que suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo para levantar los fluidos de
los pozos. Este puede ser un equipo de combustión interna o eléctrico siendo este último el de
mayor utilización en la industria.
Varillas:
Elemento de conexión entre la unidad de bombeo, instalada en la superficie y la bomba de sub-
superficial. Mediante de esta se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el
desplazamiento del fluido generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades
de masa y elasticidad.
Bomba de Sub-superficial:
Es una bomba de pistón de desplazamiento positivo, desde su profundidad de instalación hasta la
superficie, que funciona por diferenciales de presión mediante bolas y asientos, para permitir la
entrada y sello de fluido en ciclos periódicos sincronizados.
Bomba Mecánica

4. Bombas de Cavidades Progresivas o PCP (Progressing Cavity Pump)
Este sistema es muy simple y económico. La instalación de superficie es considerablemente menor
que la de un bombeo mecánico, pero tiene limitaciones en cuanto a la presión que puede generar y
esto va en línea directa con la capacidad de producción. Operan como un tornillo. La bomba está
en el fondo del pozo, y es comparable con un tornillo gigante recubierto por un polímero muy duro.
La fuerza motriz la entrega un motor en la superficie (eléctrico o a explosión). La transmisión es
realizada por un eje de varillas, similar al de las bombas mecánicas, pero en este caso, el
movimiento es rotante lo cual disminuye mucho el desgaste por rozamiento de las mismas. Es el
método preferido en el caso de no tener grandes presiones o en caso de tener intrusiones de arena
ya que las bombas pueden operar sin destruirse en sus partes mecánicas ni tener un desgaste
excesivo. Es un sistema bastante nuevo originado en Canadá. Su costo inicial y operativo es muy
bueno, pero tienen, como mencionamos anteriormente, algunas limitaciones de aplicabilidad que
impiden que se difunda en forma masiva. A pesar de ello, su utilización está creciendo
rápidamente en nuestro país
Bomba PCP Instalación de superficie
Tornillo inferior

5. Bombeo Electro-Sumergible o ESP (Electrical Submersible Pumps)
Es un sistema intermedio entre los dos anteriores. Se basa en el principio de centrifugación de
fluidos. Un rotante gira a alta velocidad y expulsa el fluido hacia la periferia del rotor donde es
ingresado en una tubería que lo descarga. Este tipo de bombas tienen diferentes estadios de
centrifugación. Es decir, no es un solo rotor sino que son varios colocados en forma sucesiva uno
sobre el otro y alimentándose entre ellos para ganar mayor presión. Su ventaja principal es que
realmente no tiene casi instalaciones de superficie a excepción de un control de velocidad del
motor. La motorización es eléctrica exclusivamente y el motor se encuentra en la bomba misma al
fondo del pozo. Estas se energizan con un cable eléctrico blindado que va paralelo al tubing y que
conecta la toma de potencia en la superficie con la bomba. El motor mismo es la bomba. Su
tecnología es la más complicada y cara pero son preferidas en caso de tener que elevar grandes
caudales. La desventaja es que son difíciles de instalar y su energización no siempre es altamente
confiable. En cuanto al costo de instalación, es el más alto, pero el mantenimiento de superficie es
mínimo y limitado a los componentes electrónicos de los variadores de velocidad y protecciones
eléctricas.
Bomba Electro-Sumergible
Gas Lift
Manejo de las operaciones de campo.

6. Los esfuerzos para el manejo de la producción abarcan actividades que se extienden desde
formaciones en producción (vecindades del pozo), equipamientos de completación del pozo, hasta
las redes de instalaciones de superficie, que en principio procesan y transportan los hidrocarburos
a líneas de conducción para su posterior traslado al punto de venta. Para la explotación del
petróleo y el gas—de envergadura o de pequeña escala—se necesita un proceso focalizado para
desarrollar planes, establecer presupuestos, supervisar planes, controlar las inversiones de capital
y los gastos operativos, cumplir con los programas de ejecución, reducir los costos del
levantamiento artificial, incrementar la producción del campo, mejorar la manipulación de los
hidrocarburos y administrar los ingresos de las asociaciones.

7. Tipos de Unidades de Bombeo:
Pueden dividirse en los siguientes tipos básicos:
 Balancín API
 Hidráulico
 Rotativo
Balancín API:
Estas unidades de bombeo cumplen las especificaciones API en sus diseños y son los más
utilizados para el levantamiento mecánico, porque sus costos de operación son relativamente bajos
y su amplia adaptación a las condiciones de los pozos.
Hidráulico:
Estas unidades de bombeo consisten en sistemas que conectan varios componentes con nuevos
diseños y utilizan, principalmente, la fuerza hidráulica para trasmitir energía a la bomba de sub-
suelo a través de la cabilla
Funcionamiento y mantenimiento la unidad de bombeo.
La mayoría de los pozos de petróleo activos marginales están produciendo los pozos que se han
convertido a los sistemas de la elevación. El porcentaje de pozos en la elevación mecánica es tan
grande que todos los pozos en muchos campos están en unidades de bombeo. Este método de
elevación artificial es tan confiable y de fácil funcionamiento que muchas bombas del campo
prefieren el excedente mecánico de la elevación que cualquier otro sistema artificial de producción.
Una unidad de bombeo conducida por un motor eléctrico. Observe la caja de control de energía en
la línea de energía. Dos otros están en el lado lejano de la unidad de bombeo.
Elevación mecánica con los Primeros motores eléctricos. Los pozos con los motores eléctricos
como sus primeros motores se programan fácilmente para el encendido de una automatización
completa. En una instalación típica con controles eléctricos, la línea de energía trae electricidad a
un punto cerca de la localización pero fuera de la línea área del individuo. Un panel de control está

8. instalado y la línea de energía funciona subterráneamente, generalmente a la parte posterior a la
unidad de bombeo.
Controles Automáticos.
Hay dos tipos generales de controles que miden el tiempo para la operación de la bomba. Un reloj
de 24 horas se puede utilizar para fijar los períodos por intervalos durante un día o un contador de
tiempo del porcentaje se puede utilizar para regular el porcentaje del tiempo que la bomba está
encendida dentro de un período dado. Los contadores de tiempo del porcentaje se encuentran a
menudo en las cajas más nuevas del control automático en vez de los relojes de 24 horas, aunque
ambos todavía tienen su lugar y continuarán estando disponibles para los usos especiales. Hay
varios estilos del reloj de 24 horas. Algunos son controlables en 15 minutos On y Off por ciclos,
mientras que otros pueden ser controlados para los intervalos de 5 minutos o de menos.
Estos relojes se satisfacen bien para fijar las bombas al funcionamiento en una hora específica o
con los ciclos de bombeo irregulares. Los contadores de tiempo del porcentaje son disponibles en
los ciclos de 15 minutos o más. Los contadores de tiempo del porcentaje tienen un dial de control
que permita que el contador de tiempo sea fijado para funcionar un porcentaje seleccionado del
ciclo del contador de tiempo. Así, si un contador de tiempo 15-minute se fija por un tiempo de
pasada 50 %, la unidad de bombeo funcionará por los minutos 7½ y después estará apagada por
los minutos 7½ durante cada ciclo de 15 minutos. Porque hay 96 ciclos 15 minutos en un día, la
unidad funcionará los minutos 7½ con cada uno de los 96 ciclos en un día. Semejantemente, si un
contador de tiempo de dos horas se utiliza con el dial fijado para el 25%, la unidad se adelantará
por 30 minutos y después dará vuelta apagado para 1 hora y 30 minutos, y después se adelantará
otra vez. Este ciclo será repetido 12 veces por día, y la unidad funcionará 12 veces por el día para
un tiempo de pasada total de 6 horas o el 25% de un día.
Mantenimiento de la Unidad de Bombeo.
El primer paso en mantener la unidad de bombeo es instalar un buen horario de mantenimiento en
el libro de registros del campo y seguirlo. Una razón que es el libro de registro así que importante
es que ayuda al ingeniero para utilizar los procedimientos de mantenimiento correctos. Por
ejemplo, el almacén típico de la fuente tendrá muchos tipos de lubricantes, en varios pesos, con
diversos añadidos, y disponible en tubos, cubos, y otros estilos de envases. Para cada uso en el
campo, un número limitado de lubricantes será apropiado de utilizar, y a menudo solamente uno
que sea verdad conveniente. El ingeniero no puede esperar recordar cada tipo de lubricante que se
requiera y donde debe ser utilizado. Manteniendo expedientes completos y exactos, el ingeniero se
puede asegurar de usar el tipo y la cantidad correctos de lubricante y sabrá cuándo el equipo se ha
lubricado o requerirá después el cambio de lubricante. Además, el ingeniero puede evitar de
mezclar los lubricantes que pueden no ser compatibles con uno y otro.
La inspección diaria.
El equipo del yacimiento de petróleo es muy confiable y puede funcionar por años entre los
problemas serios no obstante, la inspección diaria puede ampliar la vida de la unidad localizando
problemas antes de que haya ocurrido el daño. Al hacer cualquier inspección, el ingeniero debe
escuchar cuidadosamente con el volumen de la radio del vehículo dado vuelta totalmente abajo
porque los sonidos que las marcas de una unidad de bombeo pueden hablar mucho de su
condición. La inspección debe también incluir una comprobación para escapes del aceite
lubricante, así como mirar en la tierra para observar los posibles objetos flojos o sueltos, tales
como pernos, las tuercas, y las arandelas. La inspección semanal.
Los pasos de la inspección semanal incluyen:

9. 1. Realice los pasos de la inspección diaria.
2. Camine totalmente alrededor de la unidad de bombeo y obsérvela en la operación.
3. Pare en los buenos puntos de la observación para mirar las piezas montadas para una
revolución completa, buscando el movimiento y la vibración inusuales y escuchando ruidos.
Comprobando el nivel y la condición de aceite en la caja de engranajes (cortesía de las industrias
de Lufkin, inc...)
4. Compruebe para ver que la línea blanca en los pernos de seguridad del brazo del Pitman esté
alineada correctamente,
La inspección mensual.
Los pasos de la inspección mensual incluyen:
1. Termine los pasos de la inspección semanal.
2. Compruebe el nivel fluido en la caja de engranajes si hay evidencia de un escape
3. Lubrique la silla de montar, la cola, y los cojinetes gastados del brazo del Pitman
De tres a seis meses de inspecciones.
De tres a seis meses inspecciones son especialmente importantes. Algunas nuevas unidades de
bombeo necesitan ser lubricadas completamente cada seis meses. Mientras que la unidad
consigue gastada, este intervalo necesita ser acortado a cada cinco meses y entonces a cuatro
meses y entonces a tres meses. Con algunas unidades, la lubricación puede ser necesaria cada
mes, con la atención especial del mantenimiento mientras tanto. Una parte de estas inspecciones
se realiza con la unidad de bombeo en el movimiento, y la parte de ella se realiza con la unidad
cerrada y el sistema de la palanca del freno.
BOMBEO MECANICO
Es uno de los métodos de producción más utilizados (80-90%), el cual su principal característica es
la de utilizar una unidad de bombeo para transmitir movimiento a la bomba de subsuelo a través de
una sarta de cabillas y mediante la energía suministrada por un motor. Los componentes del
bombeo mecánico está compuesto básicamente por las siguientes partes: unidad de bombeo,
motor (superficie), cabillas, bomba de subsuelo, anclas de tubería, tubería de producción
(subsuelo). Un equipo de bombeo mecánico (también conocido como “balancín” o “cigüeña”)
produce un movimiento de arriba hacia abajo (continuo) que impulsa una bomba sumergible en
una perforación. Las bombas sumergibles bombean el petróleo de manera parecida a una bomba

10. que bombea aire a un neumático. Un motor, usualmente eléctrico, gira un par de manivelas que,
por su acción, suben y bajan un extremo de un eje de metal. El otro extremo del eje, que a menudo
tiene una punta curva, está unido a una barra de metal que se mueve hacia arriba y hacia abajo.
La barra, que puede tener una longitud de cientos de metros, está unida a una bomba de
profundidad en un pozo de petróleo. El balancín de producción, que en apariencia y principio
básico de funcionamiento se asemeja al balancín de perforación a percusión, imparte el
movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succión que mueve el pistón de la bomba,
colocada en la sarta de producción o de educción, a cierta profundidad del fondo del pozo.
La válvula fija permite que el petróleo entre al cilindro de la bomba. En la carrera descendente de
las varillas, la válvula fija se cierra y se abre la válvula viajera para que el petróleo pase de la
bomba a la tubería de educción. En la carrera ascendente, la válvula viajera se cierra para mover
hacia la superficie el petróleo que está en la tubería y la válvula fija permite que entre petróleo a la
bomba. La repetición continua del movimiento ascendente y descendente (emboladas) mantiene el
flujo hacia la superficie. Como en el bombeo mecánico hay que balancear el ascenso y descenso
de la sarta de varillas, el contrapeso puede ubicarse en la parte trasera del mismo balancín o en la
manivela. Otra modalidad es el balanceo neumático, cuya construcción y funcionamiento de la
recámara se asemeja a un amortiguador neumático; generalmente va ubicado en la parte delantera
del balancín. Este tipo de balanceo se utiliza para bombeo profundo.
Equipo de Subsuelo
El equipo de subsuelo es el que constituye la parte fundamental de todo el sistema de bombeo. La
API ha certificado las cabillas, las tuberías de producción y bomba de subsuelo.
Tubería de Producción. La tubería de producción tiene por objeto conducir el fluido que se está
bombeando desde el fondo del pozo hasta la superficie. En cuanto a la resistencia, generalmente
la tubería de producción es menos crítica debido a que las presiones del pozo se han reducido
considerablemente para el momento en que el pozo es condicionado para bombear.
Cabillas o Varillas de Succión. La sarta de cabillas es el enlace entre la unidad de bombeo
instalada en superficie y la bomba de subsuelo. Las principales funciones de las mismas en el
sistema de bombeo mecánico son: transferir energía, soportar las cargas y accionar la bomba de
subsuelo. Las principales características de las cabillas son:
a) Se fabrican en longitudes de 25 pies, aunque también pueden manufacturarse de 30 pies.
b) Se dispone de longitudes de 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10 y 12 pies denominados por lo general “niples de
cabilla” que se utilizan para complementar una longitud determinada y para mover la localización
de los cuellos de cabillas, a fin de distribuir el desgaste de la tubería de producción.
c) Se fabrican en diámetros de 5/8, 3/4, 7/8, 1, 1-1/8 de pulgadas.
De acuerdo a las especificaciones de la API, las cabillas de acero sólido son del tipo de cabillas
más utilizado y ha sido estandarizada por la API, sus extremos son forjados para acomodar las
roscas, un diseño que desde 1926 no ha cambiado hasta la fecha. Todos los efectos negativos
inciden en la vida útil de las uniones de las cabillas de succión, y hacen que el 99% de los
rompimientos por fatiga en los pines de la cabilla, lo cual es ocasionado por un incorrecto enrosque
de la misma. Entre las principales fallas podemos encontrar: tensión, fatiga y pandeo. En la
producción de crudos pesados por bombeo mecánico en pozos direccionales y algunos pozos
verticales, se presenta este tipo de problema (pandeo), la corta duración de los cuellos y la tubería
debido al movimiento reciproco-vertical o reciprocante (exclusivo en el bombeo mecánico) del
cuello en contacto con la tubería causando un desgaste o ruptura de ambas. Para el pandeo
(Buckling de cabillas) se deben colocar de 1 o 2 centralizadores por cabilla según sea la severidad.
Hay cabillas que tienen centralizadores permanentes.
Entre los tipos de cabillas que existen en el mercado están: Electra, Corod (continua) y fibra de
vidrio. Las cabillas continuas (Corod) fueron diseñadas sin uniones para eliminar totalmente las
fallas en el PIN (macho) y la hembra para incrementar la vida de la sarta. La forma elíptica permite
que una gran sarta de cabillas sea enrollada sobre rieles especiales de transporte sin dañarlas de
manera permanente. Otra ventaja de este tipo de varilla es su peso promedio más liviano en
comparación a las API.

11. Ventajas
a) La ausencia de cuellos y uniones elimina la posibilidad de fallas por desconexión.
b) La falta de uniones y protuberancias elimina la concentración de esfuerzos en un solo
punto y consiguiente desgaste de la unión y de la tubería de producción.
c) Por carecer de uniones y cuellos, no se presentan los efectos de flotabilidad de cabillas.
Desventajas
a) Presentan mayores costos por pies que las cabillas convencionales.
b) En pozos completados con cabillas continuas y bomba de tubería, la reparación de la
misma requiere de la entrada de una cabria convencional.
Anclas de Tubería. Este tipo está diseñado para ser utilizados en pozos con el propósito de
eliminar el estiramiento y compresión de la tubería de producción, lo cual roza la sarta de cabillas y
ocasiona el desgaste de ambos. Normalmente se utiliza en pozos de alta profundidad. Se instala
en la tubería de producción, siendo éste el que absorbe la carga de la tubería. Las guías de
cabillas son acopladas sobre las cabillas a diferentes profundidades, dependiendo de la curvatura y
de las ocurrencias anteriores de un elevado desgaste de tubería.
Bomba de Subsuelo. Es un equipo de desplazamiento positivo (reciprocante), la cual es
accionada por la sarta de cabillas desde la superficie. Los componentes básicos de la bomba de
subsuelo son simples, pero construidos con gran precisión para asegurar el intercambio de presión
y volumen a través de sus válvulas. Los principales componentes son: el barril o camisa, pistón o
émbolo, 2 o 3 válvulas con sus asientos y jaulas o retenedores de válvulas.
Pintón. Su función en el sistema es bombear de manera indefinida. Está compuesto básicamente
por anillos sellos especiales y un lubricante especial. El rango de operación se encuentra en los
10Klpc y una temperatura no mayor a los 500°F.
Funciones de la Válvula
a) Secuencia de operación de la válvula viajera: permite la entrada de flujo hacia el pistón
en su descenso y posteriormente hacer un sello hermético en la carrera ascendente
permitiendo la salida del crudo hacia superficie.
b) Secuencia de operación de la válvula fija: permite el flujo de petróleo hacia la bomba, al
iniciar el pistón su carrera ascendente y cerrar el paso el fluido dentro del sistema bomba-
tubería, cuando se inicia la carrera descendente del pistón.
Equipos de Superficie
La unidad de superficie de un equipo de bombeo mecánico tiene por objeto transmitir la energía
desde la superficie hasta la profundidad de asentamiento de la bomba de subsuelo con la finalidad
de elevar los fluidos desde el fondo hasta la superficie. Estas unidades pueden ser de tipo balancín
o hidráulicas. Los equipos que forman los equipos de superficie se explican a continuación:
Unidad de Bombeo (Balancín). Es una máquina integrada, cuyo objetivo es de convertir el
movimiento angular del eje de un motor o reciproco vertical, a una velocidad apropiada con la
finalidad de accionar la sarta de cabillas y la bomba de subsuelo. Algunas de las características de
la unidad de balancín son:
a) La variación de la velocidad del balancín con respecto a las revoluciones por minuto de
la máquina motriz.
b) La variación de la longitud de carrera.
c) La variación del contrapeso que actúa frente a las cargas de cabillas y fluidos del pozo.
Para la selección de un balancín, se debe tener los siguientes criterios de acuerdo a la
productividad y profundidad que puede tener un pozo:

12. Productividad
a) Los equipos deben ser capaces de manejar la producción disponible.
b) Los equipos de superficie deben soportar las cargas originadas por los fluidos y equipos
de bombeo de pozo.
c) Factibilidad de disponer de las condiciones de bombeo en superficie adecuada.
Profundidad
a) La profundidad del pozo es un factor determinante de los esfuerzos de tensión, de
elongación y del peso.
b) Afecta las cargas originadas por los equipos de producción del pozo.
c) Grandes profundidades necesitan el empleo de bombas de subsuelo de largos
recorridos.
La disponibilidad de los balancines va a depender fundamentalmente sobre el diseño de los
mismos. Los balancines sub-diseñados, limitan las condiciones del equipo de producción y en
consecuencia la tasa de producción del pozo. Los balancines sobre-diseñados, poseen capacidad,
carga, torque y carrera están muy por encima de lo requerido y pueden resultar muchas veces
antieconómicos.
Clasificación de los Balancines
Balancines convencionales. Estos poseen un reductor de velocidad (engranaje) localizado en su
parte posterior y un punto de apoyo situado en la mitad de la viga.
Balancines de geometría avanzada. Estos poseen un reductor de velocidad en su parte delantera
y un punto de apoyo localizado en la parte posterior del balancín. Esta clase de unidades se
clasifican en balancines mecánicamente balanceados mediante contrapesos y por balancines
balanceados por aire comprimido. Los balancines de aire comprimido son 35% más pequeñas y
40% más livianas que las que usan manivelas. Se utilizan frecuentemente como unidades
portátiles o como unidades de prueba de pozo (costa-fuera).
Características de las Unidad de Bombeo
Convencional Balanceada por aire Mark II
1. Muy eficiente 1. La de menor
eficiencia
1. Muy eficiente
2. Muy confiable debido a su
diseño simple
2. Las más compleja de
las unidades
2. Igual que la
convencional
3. La más económica 3. La más costosa 3. Moderadamente
costosa