Curso basico bcp

BOMBEO
CAVIDADES PROGRESIVAS
(BCP)
Ing. Alexis Arteaga Tovar
Diseñador
Ing. Alexis Arteaga Tovar
Diseñador

BOMBEO
(BCP)
PLAN DE FORMACION
• CONCEPTOS BASICOS PRODUCCION
• PRINCIPIOS FUNDAMENTALES
• APLICACIONES

CONCEPTOS BASICOS DE PRODUCCIÒN
COMPORTAMIENTO DE AFLUENCIA (IPR)COMPORTAMIENTO DE AFLUENCIA (IPR)
CURVA DE OFERTA
CURVA DE DEMANDA
EXPLICACIÒN DE CADA CASO
COMPORTAMIENTO FLUJO MONOFASICO
COMPORTAMIENTO FLUJO BIFASICO

CONTENIDO PROGRAMATICO
CONCEPTOS BASICOS DE PRODUCCIÒN
Presión de Cabezal
Presión de Revestidor
Nivel Estático
Nivel Dinámico
Profundidad de BombaProfundidad de Bomba
Columna de Fluido
Presión Estática
Presión Dinámica
Caudal
Presión de Succión
Presión de Descarga
Presión de Yacimiento

CONCEPTOS BASICOS
Variable Descripción Comentarios
THP Presión en la tubería de
producción en el cabezal del
pozo.
En inglés, Tubing Head Pressure.
Unidades: lpc, bar, kgr/cm2 (1)
CHP Presión en el revestidor
(anular) en el cabezal del
pozo.
En inglés, Casing Head Pressure
Unidades: lpc, bar, kgr/cm2
Ne Nivel Estático Es la distancia desde la superficie
hasta el nivel del líquido en el anular
revestidor – tubería de producción a
condiciones estáticas (2)
.
Unidades: pies, metros, etc.Unidades: pies, metros, etc.
Nd Nivel Dinámico Es la distancia desde la superficie
hasta el nivel del líquido en el anular
revestidor – tubería de producción a
condiciones fluyentes (producción).
Unidades: pies, metros
PB Profundidad de la bomba. En la medida de la longitud de la
tubería de producción mas la longitud
de la bomba.
H Columna de fluido sobre la
bomba en el anular tubería de
producción – revestidor.
Es la distancia desde la profundidad
de la bomba hasta el nivel de fluido
estático o dinámico.

Ps Presión Estática Es la presión en el yacimiento
ejercida por la columna estática de
fluido en el anular del pozo (3)
Pwf Presión Fluyente Es la presión en el yacimiento
ejercida por la columna fluyente de
fluido en el anular del pozo (3)
Q Tasa de Producción Es la producción propiamente dicha,
para cada Pwf corresponde una tasa
de producción; cuando la Pwf es igual
CONCEPTOS BASICOS
de producción; cuando la Pwf es igual
a Ps, la tasa de producción es cero.
Unidades: bpd, m3
/d
P1 Presión en la admisión de la
bomba.
Presión ejercida por la columna de
fluido sobre la bomba en el anular
tubería de producción – revestidor.
P2 Presión en la descarga de la
bomba.
Es la suma de la presión a la entrada
de la bomba mas la adicional
generado por la misma.

CONCEPTOS BASICOS
Presión de Yacimiento (Pr, Pe o Py):
Es la presión que induce el movimiento de los
hidrocarburos desde el yacimiento hacia los pozos
y desde el fondo de estos hasta la superficie.
De su magnitud depende que los hidrocarburos
lleguen hasta la superficie o por el contrario solo
alcancen cierto nivel en el pozo. Si los fluidos noalcancen cierto nivel en el pozo. Si los fluidos no
llegan a la superficie
se necesitará de
medios auxiliares
para su extracción.

CONCEPTOS BASICOS
En el yacimiento, en el pozo (tubería de producción, válvulas,
bomba de subsuelo, cabillas, etc) y en superficie (líneas,
estranguladores, topografía, separadores, etc) se originan
diferenciales de presión que se deben vencer para llevar los
hidrocarburos desde el subsuelo hasta las facilidades de
superficie.
Cuando la Presión de Yacimiento (Pr) es suficiente para que los
fluidos alcancen las facilidades de superficie, se dice que el pozo
fluye en forma natural; en caso contrario, se necesitará de
sistemas auxiliares que permitan ayudar al yacimiento, bien sea
disminuyendo la densidad de los fluidos (gas lift) o incrementando
la presión (bombeo mecánico, electrosumergible, hidráulico tipo
pistón, bombeo por cavidades progresivas, etc.)

La presión que el yacimiento ha de vencer depende de
características mecánicas (rugosidad de tuberías / cabillas,
diámetros internos de tuberías, diámetro de los acoples de las
cabillas, geometría de las válvulas de la bomba, etc) y de una
variable muy importante, la Tasa de Producción.
Si se gráfica la relación entre la Tasa de Producción y las
pérdidas de presión desde el fondo del pozo hasta la superficie,
Curvas de oferta y demanda
CONCEPTOS BASICOS
pérdidas de presión desde el fondo del pozo hasta la superficie,
se obtendrá una curva llamada “curva de demanda”.
QQ
PP

Por otra parte, en el yacimiento se establece de igual manera una
relación entre la Tasa de fluidos aportada por este y un diferencial
de presión inducido por el flujo de fluidos desde el yacimiento
hasta el pozo. Este diferencial se le conoce en ingles como draw
down y se expresa como Pr - Pwf o ΔP; donde Pr es la presión de
yacimiento y Pwf es la presión en la cara de la arena a
condiciones dinámicas .
CONCEPTOS BASICOS
condiciones dinámicas .
QQ
PP
(P = draw down)
PrPr
PwfPwf
Si se gráfica la
relación entre la
Tasa de Producción
y la presión de
fondo,
se obtendrá una
curva llamada
“curva de oferta”.

•Si Pwf = Pr, el DrawDown es cero y no aporte de fluidos
del yacimiento al pozo, se dice entonces que este se encuentra en
condiciones “estáticas” (1).
• Si Pwf < Pr, se induce el movimiento de fluidos, es decir,
la producción (2).
• Para Pwf = cero (con Pr >> Pwf), la tasa de producción sería la
CONCEPTOS BASICOS
QmaxQmax
PrPr
PwfPwf
QQ
La superposición de las curvas de demanda
y oferta determinarán si los fluidos llegaran a
la superficie.
En general, puede que el pozo:
• Fluya.
• No Fluya
• Fluya por cabezadas (condición inestable).
• Para Pwf = cero (con Pr >> Pwf), la tasa de producción sería la
máxima teórica (Qmáx) (3).
1
2
3

Las figuras siguientes ilustran lo expuesto anteriormente..
P P
CONCEPTOS BASICOS
Q
Pozo Fluyendo
Q
Pozo “Muerto” (no fluye)
Q
P
Pozo “muerto” o fluyendo en forma inestable..

En la medida que se instale la bomba mas profundo en el pozo,
se podrán obtener menores Pwf y por ende, mayor producción.
PrPr
CONCEPTOS BASICOS
QmaxQmax
Pwf1Pwf1
Q1Q1
Pwf2Pwf2
Q2Q2

Cabe mencionar que la condición de Pwf = 0 es una aproximación
teórica, ya que en la práctica tienen lugar diversas condiciones
restrictivas que imposibilitan alcanzarla.
Entre estas restricciones se encuentran:
• Tasas criticas, o tasas en las cuales se propiciaría la
producción incontrolada de arena, gas o agua.
CONCEPTOS BASICOS
producción incontrolada de arena, gas o agua.
• Restricciones mecánicas, como la imposibilidad de instalar la
bomba en la base de la arena productora (o mas profundo).
• En la medida que baja la Pwf, se incrementa la separación
del gas de la fase disuelta en el líquido a la fase gaseosa,
pudiendo bloquear la bomba de subsuelo o disminuyendo
significativamente su eficiencia.

Las curvas de oferta y/o demanda pueden modificarse de
manera de obtener mayor producción.
Ejemplos:
2-3/8”
2-7/8”
CONCEPTOS BASICOS
Q
P
Modificando la curva de demanda
(cambiando tubería)
2-7/8”
3-1/2”
Q
P
Modificando la curva de oferta
(estimulación)

Los primeros intentos para construir una gráfica que mostrara la
relación entre los diferenciales de presión en el yacimiento y la tasa
de producción (curva de oferta) se basaron en una línea recta y
en el concepto de IP o Índice de Productividad, el cual es válido
para yacimientos con flujo en una sola fase (presiones mayores a la
presión de burbujeo).
CONCEPTOS BASICOS
Ps
Pwf
Q0 Qmax
Presión
Tasa
0 IP = Q
Pr - Pwf
IP = Indice de Productividad (b/d / lpc)
Q = Tasa de producción (b/d)
Pr = Presión de yacimiento (lpc)
Pwf = Presión fluyente (lpc)

Para yacimientos con flujo bifásico (liquido y gas), donde la presión
de yacimiento es menor a la presión en el punto de burbuja, Vogel
(con base a las ecuaciones de Weller) propuso la siguiente
expresión para construir la relación Q vs. P.
Qo/Qmax = 1 - 0,2 x (Pwf/Pr) - 0,8 x (Pwf/Pr)2
La Figura anexa puede ser utilizada como
aproximación para calcular Qmax y construir0,9
1
CONCEPTOS BASICOS
aproximación para calcular Qmax y construir
la relación Q vs. P.
Conocidas Pr y una prueba (Qo,PwF)...
• Se calcula la relación Pwf / Pr
• Con la Figura anexa se calcula Qo/Qmax
• Con Qo y Qo/Qmax, se determina Qmax
• Se suponen Pwf y se calculan Qo.0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Qo / Qomax
Pwf/Pr
Esta relación se conoce como comportamiento de afluencia (IPR).

Para yacimientos con Pr mayor a la Pb (Presión de Burbujeo), el
comportamiento de afluencia estaría dado con la combinación de la
línea recta y la ecuación de Vogel.
PrPr
IP Constante
IPR linea recta hasta (Qb,Pb)
Qmax = Qb + (IPxPb)/1,8
Qb = IP x (Pr - Pb)
CONCEPTOS BASICOS
QmaxQmax
PbPb
QbQb
(IP x Pb) / 1,8
Vogel
Con A = -0,2 (Pwf/Pb);
B = -0,8 (Pwf/Pb)2 y
V = 1 + A + B
Q = Qb+(Qmax - Qb) x V

Ejercicio 1
DATOS:
Pr = 4200 lpc
Pb = 3000 lpc
IP = 2,0 b/d / lpc
CALCULAR:
Qb=?
Qmax (vogel)=?
Q =? para Pwf = 1500 lpc
CONCEPTOS BASICOS
Qb = IP x (Pr - Pb) = 2,0 x (4200-3000) = 2400 b/d
Qmax = Qb + (IPxPb)/1,8 = 2400 + (2x3000)/1,8 = 5733 b/d
Pwf/Pb = 1500 / 3000 = 0,5; A = -0,2 x 0,5 = -0,1
B = -0,8 x (0,5)2 = -0,2; V= 1 - 0,1 - 0,2 = 0,70
Q=Qb+(Qmax - Qb) x V = 2400 + (5733-2400)x(0,7) = 4733 b/d

DATOS:
Pr = 1600 lpc
Pb = 1600 lpc
Q = 150 b/d
Pwf = 1500 lpc
CALCULAR:
Qmax=?
Q =? para Pwf = 600
Construir la curva IPR
CONCEPTOS BASICOS
Ejercicio 2
Q/Qmax = 1 - 0,2 x (Pwf/Pr) - 0,8 x (Pwf/Pr)2 => Qmax = Q / V
Pwf/Pb = 1500 / 1600 = 0,9375; A = -0,1875; B =-0,7031
V= 1 - 0,1875 - 0,7031= 0,1094
Qmax = Q / V = 150 / 0,1094 = 1371 b/d
Pwf/Pb = 600 / 1600 = 0,375; A = -0,075; B =-0,1125
V= 1 - 0,075 - 0,1125 = 0,8125
Qmax = Q / V => Q = V x Qmax = 0,8125 x 1375 = 1117 b/d

Cuando la prueba de producción se realiza a condiciones de
Presión Fluyente (Pwf) por debajo de la Presión de Burbujeo
(Pb); se debe utilizar la siguiente expresión para el cálculo del IP.
Pr - Pb + Pb ( 1 - 0,2(Pwf/Pb) -0,8(Pwf/Pb)2 )
1,8
IP = Q
CONCEPTOS BASICOS
DATOS:
Pr = 4000 lpc
Pb = 3000 lpc
Q = 600 b/d
Pwf = 2000 lpc
CALCULAR:
IP
Qb
Qmax
Construir la IPR para las
siguientes Pwf: 0, 1000, 2000
3000 y 4000 lpc.
1,8

CONCEPTOS BASICOS
Las presiones de fondo, estáticas y fluyentes, se determinan
mediante la utilización de sensores, en pruebas de restauración de
presión, etc.
No obstante, en algunos casos mediante registros acústicos
pueden obtenerse aproximaciones que para el caso de pozos
produciendo por bombeo, podría constituir una manera flexible yproduciendo por bombeo, podría constituir una manera flexible y
adecuada de estimar estas presiones.
Con estas estimaciones y las pruebas de producción se pueden
construir las curvas de oferta del pozo y con base en estas,
optimizar la producción, determinar la necesidad de cambio de
método, etc.

FUNDAMENTOS
BOMBA DE SUBSUELO

BOMBA DE CAVIDAD PROGRESIVA
En 1930 La Universidad de París
concede al Ing. René Moineau el Título
de Doctor en Ciencias por su tesis “Un
Nouveau Capsulisme” (Un nuevo
capsulismo). Su tesis establece las
bases de la bomba de cavidadesbases de la bomba de cavidades
progresivas.
En 1932 inicia la explotación de su
Patente.

BCP SIMPLE LOBULOBCP SIMPLE LOBULOBCP SIMPLE LOBULOBCP SIMPLE LOBULO
GEOMETRIAS DE BOMBAGEOMETRIAS DE BOMBAGEOMETRIAS DE BOMBAGEOMETRIAS DE BOMBA
FABRICANTES DE BOMBAS DE CAVIDAD PROGRESIVAFABRICANTES DE BOMBAS DE CAVIDAD PROGRESIVA
BCP MULTILOBULARBCP MULTILOBULARBCP MULTILOBULARBCP MULTILOBULAR
METAL / METAL
TEFLÓN
2:12:1
INSERTABLEINSERTABLETUBULARTUBULAR TUBULARTUBULAR INSERTABLEINSERTABLE
3:23:2

Es una bomba de desplazamiento positivo, que se
caracteriza por ofrecer un caudal constante
(teóricamente), aunque se varía la presión de
descarga, la misma puede bombear fluidos contenido
CONCEPTO.
descarga, la misma puede bombear fluidos contenido
de agua, arena y parafinas, puede ser aplicada en
superficie, como para Levantamiento Artificial de
crudos: Pesados, Medianos y Livianos, ofreciendo
una Alta Versatilidad, Alta Eficiencia y Bajos Costos.

CONFIGURACIÓN.
Una Bomba de Cavidades Progresivas, está constituida por dos
componentes operativos principales:
• Rotor
• Estator• Estator

CONFIGURACIÓN.
Rotor:
Es la única parte movible de la bomba, es una pieza de metal
pulido de alta resistencia, con forma de helicoidal.
Esta suspendido dentro del Estator por la sarta de cabillas yEsta suspendido dentro del Estator por la sarta de cabillas y
engrana con un espaciamiento controlado.
Cuando gira excéntricamente dentro del estator, se forma una
series de cavidades selladas, las cuales progresan desde la
succión hasta la descarga durante el funcionamiento de la
bomba.

CONFIGURACIÓN.
Estator:
Es una hélice (Cavidad) doble o más, de elastómero sintético
con el mismo diámetro del rotor adherido y vulcanizado a un
tubo de acero.
Las cavidades se encuentran geométricamente separadas por
un ángulo de 180°
Poseen una sección transversal constante.

CONFIGURACIÓN.
Estator:

CONFIGURACIÓN.
CAVIDADES DEL ESTATOR:

BOMBAS DE CAVIDAD PROGRESIVABOMBAS DE CAVIDAD PROGRESIVA
BCP INSERTABLEBCP INSERTABLE BCP TUBULARBCP TUBULAR

GEOMETRÍA.
Una Bomba de Cavidades Progresivas presenta dos
tipos de geometría:
Simple Lóbulo:
Estator: Dos hélicesEstator: Dos hélices
Rotor: Una hélice
2:1
Multi Lóbulo:
Estator: Tres o más hélices
Rotor: Dos o más hélices
3:2

GEOMETRÍA.

BCP TUBULAR:
ESTATOR ACOPLADO Y/O ROSCADO DIRECTAMENTE A
LA TUBERIA DE PRODUCCIÓN
EL ROTOR ESTA SUSPENDIDO DENTRO DEL ESTATOR POR
LA SARTA DE CABILLAS Y ENGRANAJE BAJO UN
ESPACIAMIENTO CONTROLADO.

BCP INSERTABLE:
ES UNA BCP INTEGRAL DONDE EL ROTOR Y ESTATOR SE
ENCUENTRAN EN FORMA CONJUNTA.
TIENE ZAPATA DE ANCLAGE SE ENCUENTRA ROSCADA AL
FINAL DE LA TUBERIA DE PRODUCCION, PUNTO DE
INSERCION DE LA BOMBA BCP.

BCP Simple Lóbulo
Los diámetros de Estatores
Desde 1.66 Pulg. hasta 6 5/8 Pulgs.
Paso LargoPaso Largo
(Alta Presión de Descarga y Bajo caudal)
Paso Corto
(Baja Presión de Descarga y Alto Caudal)
Geometria 2:1

BCP Multilóbulo
Diámetros de Estatores
Desde 1.66 Pulgs. hasta 5 1/2 Pulgs.
Paso LargoPaso Largo
(Alta Presión de Descarga y Bajo caudal)
Paso Corto
(Baja Presión de Descarga y Alto Caudal)
Geometría 2:3 ; 3:4 ; Etc

BOMBA DE CAVIDAD PROGRESIVA EVELL WALL
Aplicaciones principales
- Pozo con aromáticos o gases agresivos
- Pozo de alta temperatura mayor de 220 °F
- Pozo de profundidad mayor de 6.000 pies
- Crudos de alta viscosidad donde se requiere
alta presión diferencial.

BOMBA DE CAVIDAD PROGRESIVA EVELL WALL
Características técnicas:
-Menor cantidad de elastómero:
- Menor hinchamiento
- Menor histéresis.
-Pared del elastómero uniforme 7 mm.
- Estator posee menor deformación
- Menor escurrimiento interno.
- Mayor presión por etapa
Hasta 130 Lpc a cada etapa del estator.

BOMBA METAL-METAL
ESTATOR METALICO
ROTOR METALICO
APLICACIÓN
CRUDO PESADO
VISCOSIDAD DE FONDO
MINIMO: 450 Cps.

ESTATOR DE TEFLON MATERIAL NO ELASTOMERICO

ROTORES
OVERSIZE
STANDARD
UNDERSIZE
TIPOS
ESTATORES
Camada de cromo duro: 0.15-0.25 mm

FUNCIONAMIENTO.
El Rotor está suspendido dentro del Estator
Rotor sostenido por medio de la sarta de cabillaRotor sostenido por medio de la sarta de cabilla
Rotor engrana en el Estator con un espaciamiento
controlado conservando la excentricidad entre el
conjunto (Rotor - Estator).

FUNCIONAMIENTO.
A medida que el Rotor gira dentro del Estator, se
forman una serie de cavidades selladas, las cuales
progresan desde la succión hasta la descarga durante
el funcionamiento de la bomba.el funcionamiento de la bomba.
Dichas cavidades se encuentran geométricamente
separadas por un ángulo de 180º y poseen una
sección transversal constante.

Cuando ocurre una apertura de una cavidad la
opuesta de ella se cierra simultáneamente
El área de flujo de la cavidad permanece invariable,
FUNCIONAMIENTO.
El área de flujo de la cavidad permanece invariable,
independientemente de la posición del rotor en la
cavidad.
Esto genera un flujo de desplazamiento positivo
constante y no pulsante.

El desplazamiento durante el bombeo depende de
- La velocidad de rotación (rpm)
- Geometría diámetro del rotor (D)
FUNCIONAMIENTO.
- Geometría diámetro del rotor (D)
- Excentricidad de hélices (E)
- Paso del Estator (Ps).
Caudal = D * 4E * Ps * N(rpm)

CAUDAL Y EFICIENCIA DE LA BOMBA BCP
El caudal de fluido a bombear depende de los siguiente criterios:
• La interferencia y/o ajuste Rotor & Estator
• Dureza del elastómero seleccionado
• Viscosidad de fondo del fluido a bombear• Viscosidad de fondo del fluido a bombear
• Longitud del Paso del Estator
• Presión por etapa a la cual trabajará la BCP
• Temperatura de fondo del pozo
La Eficiencia Volumétrica de la bomba BCP es la relación
de Q Real sobre Q Teórico.

CAPACIDAD DE PRESIÓN DEL SISTEMA.
La geometría de este tipo de bomba resulta en una línea
de sello completa para cada cavidad.
La capacidad de presión del sistema depende
directamente del número de etapas de la bomba.
Cada etapa se diseña para operar eficientemente hasta
un diferencial de presión determinado.

Cuando la presión de operación de la bomba se
aproxima a su máxima presión de operación de diseño,
la eficiencia volumétrica de la bomba disminuye debido a
él escurrimiento o fuga del fluido que se produce en las
cavidades.
La magnitud del escurrimiento es directamente
proporcional a la presión e independiente de la velocidad

Funcionamiento Interno

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN.
La adaptabilidad y versatilidad de la bomba de
cavidades progresivas como método de levantamiento
artificial depende considerablemente del desarrollo y
selección de los materiales adecuado.
El estator está constituido por un tubo de acero con unEl estator está constituido por un tubo de acero con un
elastómero adherido a la superficie interna. La pieza
elastomérica se moldea en forma de hélice mediante
inyección.
El rotor es normalmente de acero recubierto con un
baño de cromo duro, en casos especiales también
puede ser fabricado en acero inoxidable.

SELECCIÓN DE LOS ELASTÓMEROS.
La selección de los elastómeros depende de las
condiciones térmicas y químicas de los fluidos:
• Contenidos aromáticos
• Sulfuro de hierro
• Sulfuro de hidrógeno• Sulfuro de hidrógeno
• Dióxido de carbono
• Salmuera
Y otros agentes como alto contenido de Relación Gas
Líquido (RGL), Niveles de Abrasión y Presión de
Trabajo.

CARACATERISTICAS DE UN ELASTÓMERO.
Elevada resistencia química al fluido a bombear.
Buena resistencia térmica.
Buena resistencia a la abrasión y desgaste.
Capacidad de recuperación elástica.
Adecuada propiedades mecánicas.
Para el caso particular de producción de crudo, la
primera condición que debe satisfacer el elastómero
es resistencia química al hidrocarburo y a los
aromáticos.

TIPOS DE ELASTÓMEROS.
Nitrilo convencional (NBR) – 200° F
Alto nitrilo acrilo nitrilo (NBRA) – 212 F
Nitrito hidrogenado (HNBR) – 320° F
Fluoroelastómero (Vitón) - 320° F
NOTA: El Vitón puede soportar CO2 a 6.000 PSI y
descompresión a 120°F

Nitrilo convencional (NBR) :
Es un elastómero diseñado especialmente para aplicaciones
en los cuales se requiera resistencia a aceites e hidrocarburos.
El contenido de acrilonitrilo varia entre 18% y 50 %.
Su aplicación es ideal para pozo con alto porcentaje de finos de
Su aplicación es ideal para pozo con alto porcentaje de finos de
arena, ya que es una Elastómero blando.
Sin embargo este elastómero tiende a perder propiedades elásticas.

Alto Nitrilo Acrilonitrilo (NBRA ) :
Es un elastómero con base de un Nitrilo Convencional, pero con un mayor
contenido de acrilonitrilo, lo cual produce diferentes efectos sobre las
características y propiedades del material, específicamente:
• Incrementa la Temperatura de transición vítrea.
• Disminuye el desempeño a bajas temperaturas.
• incrementa la Histéresis (disipación de Energía en la deformación ).
• Facilita la Procesabilidad del material.
• Aumenta la resistencia a hidrocarburos y aceites.
• Incrementa la resistencia Mecánica.
• Aumenta la resistencia a temperatura.
• Disminuye la permeabilidad a los gases.
• Presenta baja resistencia al ataque por ozono.
• Para pozos de temperaturas hasta 212°F
• Mayor contenidos de aromáticos 5% ( VxV ) y H2S 5% ( VxV ).

Nitrilo Hidrogenado:
• Es un variante de nitrilo convencional. Mediante un proceso de
hidrogenación catalítica saturan los dobles enlaces en la estructura.
• Eleva la resistencia Química y Térmica del elastómero.
• Presenta temperatura máxima de servicio de 350°F
• Mayor resistencia al ataque por H2S.

Fluoro elastómero (Vitón):
• Son materiales especiales con elevadas Resistencia térmica.
• Excelente resistencia al hinchamiento frente a hidrocarburos.
• Utilizado en aplicaciones especiales donde las otras formulas• Utilizado en aplicaciones especiales donde las otras formulas
elastómericas presentan limitaciones.
• Desventaja de este tipo de material es su elevado costo.
• El Vitón es de 8 a 10 veces el precio de un caucho nitrilico

PROPIEDADES DE LOS ELASTÓMEROS.
Dureza
Resistencia y Elongación de ruptura
Desgarre
Fatiga dinámicaFatiga dinámica
Deformación permanente
Resistencia a la abrasión
Histéresis
Resiliencia
Vulcanización

MEDIDORES DE DUREZA

DUREZA.
Consiste en la resistencia que ofrece el material a ser
penetrado por un inyector de dimensiones estandarizadas
bajo una carga específica.bajo una carga específica.
En los elastómeros la dureza varía desde
48 puntos SHORE A hasta 82 puntos SHORE A.

DUREZA.
RESISTENCIA Y ELONGACIÓN DE RUPTURA.
La resistencia a la ruptura es el máximo esfuerzo que
soporta el material antes de romperse al ser sometido asoporta el material antes de romperse al ser sometido a
tracción, mientras que la elongación de ruptura es la
máxima elongación que sufre el material antes de ceder
(romperse). La resistencia a la tracción de un elastómero
depende del contenido de cargas reforzantes en la
formulación y del grado de vulcanización del elastómero.

DESGARRE
La resistencia al desgarre consiste en medir la
fuerza por unidad de longitud requerida para
producir el desgarramiento de las probetas del
material de dimensiones específicas.

FATIGA DINÁMICA
Los ensayos de fatiga dinámica tiene el objeto de evaluar la
resistencia del material cuando es sometido a un estado de
esfuerzos cíclicos prolongados.
La determinación de esta propiedad es de gran importanciaLa determinación de esta propiedad es de gran importancia
para la evaluación de estatores de bombas de cavidades
progresivas, debido a que durante el giro del rotor el material
esta sometido a la acción de esfuerzos cíclicos que ocasionan
fatiga en el material.
El elastómero se considera satisfactorio si resiste más de
55000 ciclos en una máquina de flexión sin romperse.

DEFORMACIÓN PERMANENTE
Esta propiedad esta relacionada con la capacidad de
recuperación elástica que posee el material y los fenómenos
de disipación de energía asociados con el proceso
deformativo.
Ésta propiedad determina la capacidad del estator de
mantener el ajuste de la bomba (interferencia rotor - estator)
durante su operación.
Mientras mayor es la energía disipada mayor es la
deformación permanente en el elastómero.

RESISTENCIA A LA ABRASIÓN
Esta propiedad implica la resistencia del elastómero a
materiales abrasivos.
La determinación de esta propiedad es de particular relevancia
para el caso de bombas de cavidades progresivas en las
cuales se requiera el manejo de crudos con altos contenidos
de arena.

HISTÉRESIS.
Es una medida de la cantidad de energía disipada
durante el proceso de deformación. Particularmente,
la histéresis se define matemáticamente como:
Histéresis (H) = 1 – Resiliencia (R)Histéresis (H) = 1 – Resiliencia (R)
RESILIENCIA.
Es la propiedad contraria a la Histéresis y esta
relacionada con la capacidad de recuperación
elástica.

BOMBA DE CAVIDADE PROGRESIVA
VULCANIZACIÓN.
El proceso por el cual se introduce una red de enlaces
cruzados se denomina Vulcanización.
Transforma a un elastómero desde una masa
termoplástico débil sin propiedades mecánicas útiles,
en un caucho fuerte, elástico y tenaz.

CONTROL DE MANUFACTURA DE ESTATOR
Soll: d 46,2 - 0,4
Trendlinie
46.19 46.17 46.14 46.11 46.11
46.06 46.02 46.05
45.98 45.98 45.99 46.00 46.00 46.01 46.01 46.03 46.03 46.03 46.07 46.08
46.13 46.14
45.50
45.60
45.70
45.80
45.90
46.00
46.10
46.20
46.30
46.40
46.50
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 2.11 2.10 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1
Meßstellen
d(mm)
Control Dimensional del Estator: d
Soll: D 68,00 - 0,28
Trendlinie
67.93 67.90 67.88 67.85 67.87 67.89
67.85 67.86 67.84 67.85 67.85 67.86 67.84 67.86 67.86 67.86 67.87 67.88 67.87 67.87 67.90
67.94
67.50
67.60
67.70
67.80
67.90
68.00
68.10
68.20
68.30
68.40
68.50
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 2.11 2.10 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1
Meßstellen
D(mm)
Control Dimensional del Estator: D

FLUIDOS DAÑINOS AL ElASTÓMEROS.
Fluido como el Disel (GASOIL) no es recomendable ni
conveniente utilizarlo en la completación de subsuelo de
una bomba de cavidad progresiva, esto se debe a que
como agente desplazante o como fluido de
completación presentan en su composición químicacompletación presentan en su composición química
elementos polares (aromáticos) que ocasionan
hinchamiento en el elastómero en lo casi inmediato.
PUNTO DE ANILINA: La temperatura a la cual el
aceite y la anilina son completamente misibles. Mientras
más bajo sea la temperatura, más similares son el fluido
y la anilina en cuanto a polaridad.

POSIBLES FALLAS PRESENTES EN ESTATORES
ABRASIÓN: Se caracteriza por la apreciación de superficie
gastadas y rasgadas en los puntos de menor diámetro. Las causas
están asociadas con el desgastes normal que sufre el elastómero
por efecto de la operación, sin embargo, su efecto se acentúa si
el fluido posee altos contenidos de sólidos o si la bomba opera a
elevada velocidad.
ATAQUE QUÍMICO: Se caracteriza por un incremento en el
volumen del elastómero del estator que usualmente manifiesta
Ampollamiento, acompañado de una disminución considerable de
la dureza. Adicionalmente, existen grietas longitudinales que se
originen por efecto de los esfuerzos al aumentar el ajuste
Rotor-Estator. Este fenómeno se manifiesta por una perdida en la
Eficiencia de la bomba y un incremento en el torque de rotación.

PRESIÓN EXCESIVA: En este caso, la superficie del
Elastómero se torna dura en extremo y brilla con terminaciones
Ampolladas que indican el desprendimiento de la goma. La causa
De este fenómeno esta asociada a presiones hidrostáticas o fricción
Excesivamente altas, lo cual puede ser producido por obstrucción
De la descarga de la bomba o de la línea de flujo por altos
coeficientes de producción de fluidos viscosos.coeficientes de producción de fluidos viscosos.
A RRASTRE DE ALTA PRESIÓN: Este tipo de fallas se
caracteriza por la aparición de hoyos en forma de lombriz o
rasgaduras en sentidos contrarios al flujo. La causa principal está
asociada a partículas de arena de gran tamaño que se depositan en
el elastómero causando deformación permanente.

INFLUENCIA MÉCANICA: La presencia de rocas u otras
sustancias extrañas pueden ocasionar daños en el estator. En este
caso aunque la adherencia elastómero-metal es buena, la goma
puede desgarrarse.
ALTAS TEMPERATURAS: Este tipo de falla, la superficie
del elastómero presenta un aspecto quebradizo, brillante y condel elastómero presenta un aspecto quebradizo, brillante y con
muchas grietas, acompañado de un incremento importante en la
dureza la causa de este fenómeno esta asociada a altas temperaturas
o funcionamiento en seco.
ATAQUE POR H2S: Se caracteriza por fragilización y rigidez
del material, similar cuando la bomba opera con alta temperatura.

SEPARACIÓN DEL ELASTOMERO
La separación del elastómero del tubo del estator ocurre debido
a fallas en la adherencia como consecuencia de un ataque
químico o un posible problema de fabricación.
En tal sentido, si la adherencia metal y elastómero es débil y
existe ataque químico que origina un hinchamiento de la goma,
los esfuerzos de corte que genera el giro del Rotor (sobreajuste)
pueden llegar a desprender el elastómero del tubo.

HINCHAMIENTO.
Los elastómeros son polímeros insolubles debido a la
estructura de red tridimensional que los caracteriza.
Aunque un material entrecruzado no puede disolverse a
un en fluidos que sean químicamente compatibles, la
estructura reticular elastomérica puede absorber una
cantidad de este solvente y experimentar en volumen.cantidad de este solvente y experimentar en volumen.
Mientras se produce el hinchamiento de la red por la
absorción del solvente, en el caucho se desarrolla una
fuerza equivalente a la fuerza retractiva elástica que se
opone al proceso de hinchamiento, a medida que toma
lugar el hinchamiento la fuerza de dilución disminuye
hasta que se alcanza un estado de equilibrio en el que las
dos fuerzas están en balanceo.

BOMBA DE CAVIDADES PROGRESIVAS
PROCEDIMIENTO PARA UNA APLICACIÓN
Historia del Pozo Estudio de Reservorio IPR Datos (Curva)
Aplicación detallada
Condiciones de Producción
-Caudal (mínimo y máximo)
-Relación Gas Petróleo
Pérdidas de Fluido
Características del Fluido
-Temperatura / Densidad / Viscocidad
-% Agua y Sedimentos
-Aromáticos / H2S / CO2, entre otros.
Geometría del Pozo
-Tipo de pozo
-Performance del
pozo.Curvatura
Asentamiento de
la bomba Selección de la Bomba
A
B
G
H Pérdidas de Fluido
Presión de Entrada y
Descarga de la Bomba
Levantamiento
Neto
Desplazamiento de la
Bomba
Satisfacción de la Bomba
Desplazamiento y Levantamiento
criterio
Eficiencia de la Bomba
la bomba
Nivel dinámico
Diámetro de la
Tubería
Configuración de
la sarta cabillas
-Tipo
-Tamaño y grado
-Cuellos/Guías
Velocidad de
la bomba
Selección de la Bomba
-Desplazamiento
-Presión (Lev)
-Geometría
-Tipo de Elastómero
-Diámetro
Peso de la Cabilla
-Torque
-Carga Axial
-Tensión
Cabilla/Tubería
Equipo de Superficie de selección
-Cabezal de pozo
-Sistema de transmisión
-Primer movimiento
Designación final
B
C
D
E
F
H
I J
K
L

CURVAS DE OFERTA Y DEMANDA EN EL FONDO DEL POZO
1400
1600
1800
2000
2200
2400
Pwf(lpc)
Pwf REAL
Pwf ' IDEAL
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600
TASA LIQUIDA (BBPD)

CARACTERIZACIÓN DEL FLUIDO.
TOMA DE MUESTRA PRESURIZADA
GAS LIQUIDO
TECNICA
SPIKE FLASH
CROMATOGRAFIA
DE GASES
FRACCIÓN DE GASES
C1 HASTA C16
COLUMNA CAPILAR
DESTILACIÓN DESHIDRATACIÓN
(AGUA)
FRACCIÓN LIVIANO
P.O.N.A
FRACCIÓN PESADA
S.A.R.A

Los Criterios para realizar la Completación con Bomba BCP
• Tipo de pozo ( Vertical-Horizontal)
• Diámetro de Revestidor y Tubería de Producción
• Angulo de inclinación. Para pozos desviados y/o inclinados
no deberá superar los 9° cada 100 Pies. no intentar instalar
BCP en la profundidad de mayor ángulo o severidad, en
caso de utilizar centralizadores de cabilla no colocar en la
primera cabilla con la conexión del el Rotor.
• Instalar la bomba BCP 50 pies por encima del Tope el
colgador o Liner en caso de existir, en caso contrario en lo
posible instalar la BCP lo más cerca de las primeras
Perforaciones

F - Rotor Major Diameter
Tubing (or extension)
A - Type of Thread
E - Rotor Head
G - Rotor Length
B - Stator O.D.
C - Coupling O.D.
H
D - Crest to Crest
Stop Pin
L - Stator Length

BOMBA DE CAVIDADES PROGRESIVAS

COMPLETACION POZO ARENADO
USO DE REJILLA PREEMPACADA CON GRAVA

COMPLETACION POZO ARENADO
USO DE REJILLA SIMPLE SIN EMPAQUE CON GRAVA

COMPLETACIÓN DE POZO DESVIADO
Motor
Cabezal
Rotativo
Cabillas
Tubería
BCPBCP
Cabillas
Elastómero
Rotor

ANCLA DE TORQUE PARA BCP
CARACTERISTICAS TÉCNICAS
OD PESO CONEXIÓN ACERO
9.5/8 Pulg. 40 Lbs/ Pie 4.1/2 Pulg. AISI-4140
7.00 Pulg 40 Lbs/ Pie 3.1/2 Pulg. AISI-4140
5.1/2 Pulg 40 Lbs/ Pie 3.1/2 Pulg. AISI-4140

USOSDE CENTRALIZADORES ENBCP
Nota: centralizadores de cabilla no se debe colocar en la
primera cabilla con la conexión del el Rotor.

PROCESO DE INSTALACION DE ROTOR

SELECCIÓN DEL CABEZAL DE ROTACIÓN
La selección del Cabezal de Rotación depende de la profundidad
de asentamiento de la Bomba de Cavidades Progresivas, sujeto a
la selección del diámetro de sarta de cabillas o varillas
seleccionadas a la que se acoplará al Rotor. La carga axial total en
sistema, como peso de las varillas más peso de la columna de
fluido, deberá ser absorbida por el rodamiento de carga delfluido, deberá ser absorbida por el rodamiento de carga del
cabezal de Rotación. Para la selección del Rodamiento de Carga
axial de Rolo Cónica Auto compensado del Cabezal de Rotación
debe ser considerado la carga o peso a la que será sometido este
rodamiento como la velocidad de rotación, para así concluir con el
tiempo de vida útil (L10) requerido por el ingeniero programador .

CABEZALES DE ROTACIÓN PARA BCPCABEZALES DE ROTACIÓN PARA BCP
APLICACIÓN MOTORREDUCTORAPLICACIÓN MOTORREDUCTOR APLICACIÓN CORREA Y POLEAAPLICACIÓN CORREA Y POLEA

CURVA DE VIDA ÚTIL DE RODAMIENTO DE CARGA

PROTOTIPO CABEZAL DE ROTACIÓN PARA BCPPROTOTIPO CABEZAL DE ROTACIÓN PARA BCP
PLACA DE IDENTIFICACION
SENSOR ELECTRONICO OPCIONAL
BRIDA SUPERIOR 450 MM
VISOR DE LUBRICACION
FRENO ANTIREVERSO
BOMBA DE
LUBRICACION SENSOR ELECTRONICO OPCIONAL
BRIDA INFERIOR 4.1/16”
RIN JOINT 37- 3.000 PSI
PRENSA ESTOPA
VISOR DE LUBRICACIONLUBRICACION
FORZADA

SERVICIO DE CAMBIO DE LUBRICACION DEL CABEZAL
1.- APAGAR MOTOR Y OBSERVAR TIEMPO DE GIRO ANTIREVERSA
2.- DESENROSCAR RESPIRADERO UBICADO EN LA PARTE SUPERIOR
3.- DESENROSCAR BUJE DE DRENAJE DE LA LUBRICACIÓN.
4.- DEJAR ESCURRIR TODO EL ACEITE.
5.- ENROSCAR BUJE DE DRENAJE COLOCAR EN ROSCA TEFLON
6.- COLOCAR 7 LTS. DE VALVULINA TRALUS 140 A TRAVES DEL6.- COLOCAR 7 LTS. DE VALVULINA TRALUS 140 A TRAVES DEL
RESPIRADERO Y COLOCAR RESPIRADERO.
7.- PRENDER EL EQUIPO Y APAGAR OBSERVAR NUEVAMENTE
EL TIEMPO DE RETORNO DEL FRENO ANTIREVERSO, EN CASO
DE DESAJUSTE CALIBRAR A TRAVES DEL SISTEMA.

DESCRIPCIÓN DE PRENSA ESTOPA
GRASERA
PESTAÑAS DE AJUSTE
DE EMPACADURA
DESAHOGO DE
CAMARA DE GAS PETROLEOGRASERA
TAPON DE RETORNO
DE LA GRASA
TAPON PARA
REEMPLAZO DE
EMPACADURA
CAMARA DE GAS PETROLEO

SERVICIO DE AJUSTE Y/O SERVICIO DEL PRENSA ESTOPA
1.- APAGAR MOTOR Y OBSERVAR TIEMPO DE GIRO ANTIREVERSA
2.- VERIFICAR O DETECTAR AREA DE FUGA
3.- LIMPIAR AREA DEL PRENSA ESTOPA
4.- APRETAR PESTAÑA DE AJUSTE DE EMPACADURAS PTFE
5.- EN CASO DE FUGA, PRIMERA OPCION AJUSTAR CON PESTAÑA DE
AJUSTE, SI CONTINUA LA FUGA DESAJUSTAR PESTAÑAY AÑA-
DIR UNA EMPACADURA, APRETAR NUEVAMENTE.
6.- COLOCAR GRASA FIBROSA TRAVÉS DE GRASERA Y OBSERVAR6.- COLOCAR GRASA FIBROSA TRAVÉS DE GRASERA Y OBSERVAR
RETORNO DE LA MISMA POR TAPON LATERAL, ENRROSCAR EL
TAPON NUEVAMENTE.
7.- PARA REEMPLAZO DE EMPACADURAS, INVIERTA LA POSICIÓN
DE LA GRASERA (TAPON INFERIOR) Y DESAJUSTAR PESTAÑA
DE AJUSTE HASTA QUE SALGA TODO EL JUEGO, COLOQUE NUEVA
Y EMPUJE HACIAABAJO CON EL DESTORNILLADOR, INVIERTA
NUEVAMENTE LA POSISCION DE LA GRASERA Y COLOQUE GRASA.
8.- ENCIENDA EL EQUIPO NUEVAMENTE.

BCP DE VENEZUELA, CA.
BCPVEN
MOTOR
EN MARCHA
MOTOR
DETENIDO
ALARMA LOC/REM
APAGADO
LOC APAG
REM
VARIADOR DE
FRECUENCIA.
MOTORREDUCTOR
CABEZAL DE
ROTACION
PRESION
CASING
PRESION
TUBING
ANCLA ANTITORQUE
PARA CASING 9 5/8”
BOMBA BCP
Efic. Vol.= Q Real / Q Teorico

VENTAJAS DEL SISTEMA BCP
• La simplicidad del equipo permite mejorar el bombeo de
una gran variedad de fluidos.
• Puede ser regulada la tasa de bombeo según las exigencias
del pozo, mediante la variación de la rotación en el cabezal
accionado, esto se efectúa con simples cambios de polea o
mediante un variador de frecuencia.
• Bombeo con índices de presión interna inferior al de las• Bombeo con índices de presión interna inferior al de las
bombas alternativas, lo que significa menor flujo en la
columna del pozo para alimentarla, pudiendo succionar a
una presión atmosférica.
• A diferencia del sistema alternativo, este método no ofrece
riesgo de accidente.
• Bajo costos respecto a otros método de levantamiento
artificial

LIMITACIONES DEL SISTEMA BCP
• Profundidad de asentamiento no mayor a 8.000 Pies.
• Porcentaje de arena no mayor de 3% en elastómeros de
Alto Nitrilo y no mayor a 6% en elastómero de Vitón.Alto Nitrilo y no mayor a 6% en elastómero de Vitón.
• Porcentaje de gas no mayor de 30% ( V x V )
•Temperatura máxima en elastómeros de 320° F.
•Aromáticos no mayor a 5% ( V x V )

Preguntas
De
Preguntas
De
|
De
Interés sobre el Tema
De
Interés sobre el Tema

Actualmente el sistema de bombeo por cavidad progresiva es
aplicado para:
Producción de petróleos pesados y bitumines menores a los 18API
Producción de crudos medios y livianos con limitaciones por el
contenido de H2S.
Actualmente el sistema de bombeo por cavidad progresiva es
aplicado para:
Producción de petróleos pesados y bitumines menores a los 18API
Producción de crudos medios y livianos con limitaciones por el
contenido de H2S.
Producción de crudos con altos contenidos de agua y altas
produccion bruta en recuperación secundaria.
Con respecto a los demás sistemas de bombeo, este presenta una
alta eficiencia comúnmente entre el 50% y 60 %, lo que lo hace
muy ventajoso sin embargo también presenta una serie de
desventajas que se muestran en el siguiente cuadro
Producción de crudos con altos contenidos de agua y altas
produccion bruta en recuperación secundaria.
Con respecto a los demás sistemas de bombeo, este presenta una
alta eficiencia comúnmente entre el 50% y 60 %, lo que lo hace
muy ventajoso sin embargo también presenta una serie de
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