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El Bombeo mecnico es el ms
comn de los mtodos de
levantamiento artificial. Es el ms
antiguo y ampliamente usado
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mtodo de levantamiento
artificial costa adentro. Es
usualmente el ms econmico y
el sistema ms fcil de mantenercuando es diseado y operado
apropiadamente.
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La funcin del sistema de bombeo
mecnico es transmitir la potencia a la
bomba de fondo para levantar los fluidos
desde el reservorio hasta la superficie
Equipo de superficie:
Motor Elctrico o de combustin
Unidad de Bombeo Barra pulida
SISTEMA DE BOMBEO MECANICOSISTEMA DE BOMBEO MECANICOEquipo de SuperficieEquipo de Superficie
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Prensa estopa
Cabezal y
Lneas de Flujo
Equipo de Fondo:
Revestidor
Tubera
Sarta de cabillas
Bomba de fondo
Separador de gas (opcional)
Niple de asentamiento
Tubo de barro
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UNIDAD DE BOMBEODesignacin API
API desarrollo un mtodo estndar para describir las Unidades de bombeo, de la siguiente
manera:
SISTEMA DE BOMBEO MECANICOSISTEMA DE BOMBEO MECANICOEquipo de SuperficieEquipo de Superficie
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C-320-256-100
Tipo de unidadde BombeoC: Convencional
M: Mark II
A: Air Balance
LP:Low Profile
RM: Reverse Mark
Capacidad caja deengranaje
(1000lbs x plg)
Capacidad de laestructura(100 lbs)
Longitud mximade embolada
(pulgadas)
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SISTEMA DE BOMBEO MECANICOSISTEMA DE BOMBEO MECANICOEquipo de SuperficieEquipo de Superficie
Caja de Engranaje:La funcin de la caja de engranaje es convertir torque bajos y altasrpm de la unidad motriz en altos torque y bajas rpm necesarias para operar la unidad
de bombeo. Una reduccin tpica de una caja de engranaje es 30:1. Esto significa que
la caja de engranaje reduce los rpm a la entrada 30 veces mientras intensifica el
torque de entrada 30 veces. Son de doble reduccin. Con manivelas gemelas y
engranajes con dientes en V con razn de reduccin segn normas API.
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CUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTACUBIERTA DESCUBIERTA
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SISTEMA DE BOMBEO MECANICOSISTEMA DE BOMBEO MECANICOEquipo de SuperficieEquipo de Superficie
DESIGNACION APIDESIGNACION API
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2.560.000 LbsxPulg
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VISTA INTERNA DE LA CAJA DEENGRANAJES
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SISTEMA DE BOMBEO MECANICOSISTEMA DE BOMBEO MECANICOEquipo de SuperficieEquipo de Superficie
Contrapesas:Son estructuras de metal que dan el peso
necesario para balancear la carga en la viga
viajera.
Los contrapesos ayudan a reducir el torque
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.
ascendente, las contrapesas proporcionan
energa a la caja de engranaje (Al caer). En
la carrera descendente estos almacenan
energa (subiendo). La condicin
operacional ideal es igualar el torque en lacarrera ascendente y descendente usando
la cantidad correcta del momento de
contrabalanceo. Cuando esto ocurre la
unidad esta Balanceada.
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SISTEMA DE BOMBEO MECANICOSISTEMA DE BOMBEO MECANICOEquipo de SuperficieEquipo de Superficie
POSICION DE LAS CONTRAPESASLufkin / Ampscot / Legrand
En stas unidades se mide la
distancia del extremo final de la
manivela hasta el borde de la
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ALGUNAS CONFIGURACIONES TPICAS
SISTEMA DE BOMBEO MECANICOSISTEMA DE BOMBEO MECANICOEquipo de SuperficieEquipo de Superficie
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LUFKIN AMERICAN
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AUXILIARES SERIAL DE LA MANIVELA
SISTEMA DE BOMBEO MECANICOSISTEMA DE BOMBEO MECANICOEquipo de SuperficieEquipo de Superficie
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SISTEMA DE BOMBEO MECANICOSISTEMA DE BOMBEO MECANICOEquipo de Superficie: CONTRAPESOSEquipo de Superficie: CONTRAPESOS
Manivelas:Es la estructura metlica que soporta los brazos permitiendo elmovimiento de la viga viajera.
Brazos:Son los que sujetan las manivelas al compensador.
Brazo PitmanBrazo PitmanBrazo PitmanBrazo Pitman USA. En los Estados Unidos el tiro mas
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Pin
Pesas
Pin
Manivela
Pesas
Pin
Pesas
Pin
Manivela
Pesas
,
caso de la figura de la izquierda la unidad
esta en el tiro 2/4
VENEZUELA. Al contrario de lo anterior
descrito en nuestro pas se invierta la
designacin. Para el caso ejemplo launidad estara en el tiro 3/4.
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Tipo:Tipo:
AA Balanceado por AireBalanceado por Aire
BB Balanceado por Viga V.Balanceado por Viga V.
CC Convencional.Convencional.
MM MARK IIMARK II Unitorque.Unitorque.Torque Max. de la Caja enTorque Max. de la Caja en
1000Libras1000Libras
Descripcin de la Unidad de BombeoDescripcin de la Unidad de Bombeo
CC--320D320D--256256--101000
Cargas Max. de laCargas Max. de la
estructura en 100Librasestructura en 100Libras
Longitud Mxima deLongitud Mxima de
CarreraCarrera
Con el Cabezal del pozo a la derecha:Con el Cabezal del pozo a la derecha:
ManivelaManivela #01 (Front)#01 (Front)Pesa #01 (Front Lead)Pesa #01 (Front Lead)
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Pesa #02 (Front Lag)Pesa #02 (Front Lag)
ManivelaManivela #02 (Back)#02 (Back)
Pesa #01 (Back Lead)Pesa #01 (Back Lead)
Pesa #02 (Back Lag)Pesa #02 (Back Lag)
#01 (Front Lead)#01 (Front Lead)
#02 (Front Lag)#02 (Front Lag)
CWCW 9090270270
180180
00
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Tipo:Tipo:
AA Balanceado por AireBalanceado por Aire
BB Balanceado por Viga V.Balanceado por Viga V.
CC Convencional.Convencional.
MM MARK IIMARK II Unitorque.Unitorque.Torque Max. de la Caja enTorque Max. de la Caja en
1000Libras1000Libras
Descripcin de la Unidad de BombeoDescripcin de la Unidad de Bombeo
CC--320D320D--256256--101000
Cargas Max. de laCargas Max. de la
estructura en 100Librasestructura en 100Libras
Longitud Mxima deLongitud Mxima de
CarreraCarrera
Con el Cabezal del pozo a la derecha:Con el Cabezal del pozo a la derecha:
ManivelaManivela #01 (Front)#01 (Front)Pesa #01 (Front Lead)Pesa #01 (Front Lead)
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Pesa #02 (Front Lag)Pesa #02 (Front Lag)
ManivelaManivela #02 (Back)#02 (Back)
Pesa #01 (Back Lead)Pesa #01 (Back Lead)
Pesa #02 (Back Lag)Pesa #02 (Back Lag)
#02 (Front Lag)#02 (Front Lag)
#01 (Front Lead)#01 (Front Lead)
CCWCCW 9090270270
180180
00
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BOMBA DE FONDO(Operacin)
La bomba tpica de bombeo mecnico consiste en un
pistn movindose hacia arriba y hacia abajo dentro de un
cilindro (Barril de la bomba). El pistn contiene una vlvula
com uesta or una bola un asiento llamada vlvula
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CARRERA
ASCEDENTECARRERA
DESCENDENTE
Vlvula
Fija
Vlvula
Viajera
Vlvula
Fija
Vlvula
Viajera
viajera. En la succin del barril de la bomba existe otra
vlvula llamada vlvula fija, fijada a la tubera y sin
movimiento.
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Punto D-A: Transferencia de cargas. VV
cerrada, VF abierta. Incremento en las
cargas. Peso de varillas en flotacin +
cargas de fluido.
BOMBA DE FONDO(Accin de la vlvulas)
2000psi
A B
2000psi
C
D
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Punto A-B: Recorrido ascendente del
pistn. Cargas constantes. Varillas en
flotacin + cargas de fluido.
Punto B-C: Transferencia de cargas.
Apertura de VV y cierre de VF. Disminucin
de las cargas. Peso de varillas en flotacin.
Punto C-D: Carrera descendente. VV
abierta, VF cerrada. Cargas constantes.
Varillas en flotacin.
2000psi
1999psi
PIP
500 psi
PIP
500 psi
1999
psi
PIP
500 psi
2001
psi
2000psi
2001psi
PIP
500 psi
CICLO DE BOMBEO COMPLETO (BOMBA LLENA)
PESO SARTA VARILLAS EN FLOTACION + CARGAS DE FLUIDO
PESO SARTA VARILLAS EN FLOTACION
A B
CD490psi
490psi
2001psi
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t.
CHP THP
CHPCHP
THPTasa de Fluido
Presin, Psi.
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Anular
Tubing
Profundidad,
F
SBHP
SBHPPBHP
Drawdown
PIP PD
NIVEL DE FLUIDO DINMICO
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MEDICIONESMEDICIONES DE CAMPODE CAMPO
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La carta es un diagrama de cargas (lbs.) versus posicin (plg.) en la barra pulida durante un
ciclo completo de bombeo. Del anlisis correcto de la carta puede diagnosticarse la condicin
de operacin de la bomba de subsuelo, calcular las cargas sobre la estructura de la Unidad de
bombeo, caja de engranaje y sarta de varillas.
CARTA DINAGRAFICADefinicin
A B
C
D
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2000psi
2000psi
1999psi
PIP
500 psi
PIP
500 psi
1999
psi
2000psi
PIP
500 psi
2001
psi
2000psi
2001psi
PIP
500 psi
CICLO DE BOMBEO COMPLETO (BOMBA LLENA)
PESO SARTA VARILLAS EN FLOTACION + CARGAS DE FLUIDO
PESO SARTA VARILLAS EN FLOTACION
A B
CD490psi
490psi
2001psi
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CARTA DINAGRAFICAInstrumentos de medicin
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3. Dinammetro DYN77
Leutert
2. Celda de carga 30KLbs
Echometer
4. Celda de carga Lufkin1. Celda de carga tipo PRT
Echometer
Existen cuatro sistemas en uso para determinar las cargas en un sistema de bombeo mecanico.
1. Tranductor de barra pulida
2. Celda de carga tipo herradura
3. Dinamometro Leutert usando espaciadores instlados permanentemente
4. Transductor electronico permanente tipo dona.
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VENTAJAS
1. El transductor puede ser instalado rpidamente y de manera mas segura que los tipo
herradura.
2. No es necesario detener el pozo.
3. La Posicin del pistn en el barril de la bomba no se ve afectada como ocurre al espaciarusando celdas del tipo herradura. Esto incluso puede ocultar un golpe ligero al final de la
CARTA DINAGRAFICAPRT
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1. Celda de carga tipo PRT
Echometer
carrera descendente.
DESVENTAJAS
1. Siempre se ha cuestionado la precisin de este tipo de celda de carga. Parte del problema es
que la barra pulida no fue diseada para ser el elemento resorte de un transductor de precisin
de cargas. Existe incertidumbre en el modulo, rea transversal y mas. Tambin las barras pulidas
estn tpicamente muy maltratadas. Sin embargo, anlisis de incertidumbre sencillos se hanrealizado mostrando una media de la raz cuadrada (Error) del 7%.
2. Otra incertidumbre es la carga cero 0. El transductor es colocado en la barra pulida y esta ya
esta soportando una carga que es desconocida. La carga medida necesita ser ajustada a una
carga conocida.
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VENTAJAS
1. La celda de caga tipo herradura mide las cargas directamente, propiedades fsicas imprecisas
o desconocidas de la barra pulida no tiene ninguna influencia.
2. La configuracin del cero es conocida.
CARTA DINAGRAFICACelda de carga Herradura
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DESVENTAJAS
1. La posicin del pistn en el barril de la bomba es cambiado. Por esta razn el anlisis con celdas
de carga tipo PRT podra ser mas representativo del desempeo real de la bomba que un
anlisis usando celda de carga tipo herradura.
2. Al detener la bomba, toma mucho tiempo hasta que las condiciones de subsuelo estabilizadas
se recobren. LEUTERT plantea que en promedio se necesita hasta una hora para que las
condiciones de fondo estabilicen. Es obvio que ningn operador quiere esperar tanto tiempo. Se
concluye entonces que una medicin tomada inmediatamente de arrancar el pozo NO
REPRESENTARAla condicin normal de operacin del pozo y los resultados del anlisis pueden
estar muy mal.
2. Celda de carga 30KLbs
Echometer
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Dinammetro Convencional (LEUTERT)
Es un instrumento que se utiliza para medir directamente las cargas
que soporta la barra pulida en funcin del desplazamiento del
embolo de la bomba. Estas cargas se registran sobre una tarjeta
CARTA DINAGRAFICACelda de carga Herradura
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dinagrafica.
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1. Sarta de Cabillas Rgida.
Elongacin de las cabillas
despreciables.
2. Velocidades de bombeo losuficientemente bajas para CARGAS DE FLUDIO
AS,
LBS
CARGAS DE FLUDIO
A B
CARTA DINAGRAFICACondiciones ideales
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minimizar as uerzas
dinmicas.
3. Liquido Incompresible. Sin gas
en solucin.
4. Perdidas de energa a travs de
la sarta despreciables.
POSICION BARRA PULIDA, PLG
PESOS DE LAS
CABILLAS EN ELFLUIDO
CARGASCABIL
POSICION BARRA PULIDA, PLG
PESOS DE LAS
CABILLAS EN ELFLUIDO
D C
RECTANGULO PERFECTO
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La operacin del sistema de bombas de subsuelo por cabillas de succin se ve afectado por un numero de factores que
impactan significativamente el comportamiento de las cargas durante el ciclo de bombeo, alejndolo del grafico ideal
anteriormente estudiado.
CARTA DINAGRAFICAFactores que Afectan la forma de la carta.
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n re es os ac ores pue en enumerarse:
1. Cargas dinmicas en las cabillas ocurren debido a un patrn de aceleracin del movimiento de la sarta de cabillas.
2. Efectos de onda son inducidos en la sarta de cabilla por el movimiento de la barra pulida y por la operacin de la barra
de subsuelo. Estas ondas son transmitidas y reflejadas en la sarta de cabillas y pueden afectar medicin de cargas en la
barra pulida considerablemente.
3. La frecuencia de ondas de tensin inducidas pueden coincidir con la frecuencia de resonancia de la sarta causando
considerables cambios en las cargas de las cabillas.
4. La accin de las vlvulas de la bomba son afectadas de manera importante por la compresibilidad de los fluidos
levantados.
5. Pueden existir problemas de fondo que alteren las cargas en las cabillas.
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Otras variables importantes:
1. Elongacin de las cabillas.
,LBS
2 3
,LBS
2 32
La forma de la carta dingrafica cambia alaralelo ramo 1-2-3-4. Esto se debe a la
CARTA DINAGRAFICAFactores que Afectan la forma de la carta.
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CA
RGAS
CABILLA
POSICION BARRA PULIDA, PLG
PESOS DE LAS
CABILLAS EN EL
FLUIDO
SOBRE EL PISTON
1 4
CA
RGAS
CABILLA
POSICION BARRA PULIDA, PLG
PESOS DE LAS
CABILLAS EN EL
FLUIDO
SOBRE EL PISTON
1 44
elongacin desde el punto 1, las cargas de
las cabillas solo alcanzan gradualmente su
mximo valor en el punto 2 mientras la
bomba asciende con la vlvula viajera
cerrada. Similarmente, al final de la carrera
descendente, las cargas de fluidos
transferidas desde la vlvula viajera hasta lavlvula fija es tambin gradual desde el
punto 3 al 4, debido a que la sarta de
cabillas se contrae a su longitud original.
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Otras variables importantes:
1. Elongacin de las cabillas.
Otra conclusin importante es que el viaje
,LBS
2 3
,LBS
2 32
CARTA DINAGRAFICAFactores que Afectan la forma de la carta.
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viaje de la barra pulida esta diferencia se
debe a la elongacin de la sarta de
cabillas. Por lo tanto, la longitud de la
embolada del pistn desde 2 a 3 decrece
del punto 2 a 3 si una sarta de cabillas
elsticas es tomada en cuenta. CARGAS
CABILLA
POSICION BARRA PULIDA, PLG
PESOS DE LAS
CABILLAS EN EL
FLUIDO
SOBRE EL PISTON
1 4
CA
RGAS
CABILLA
POSICION BARRA PULIDA, PLG
PESOS DE LAS
CABILLAS EN EL
FLUIDO
SOBRE EL PISTON
1 44
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CARTA DINAGRAFICAEstiramiento de cabillas.
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Archivo Echometer. BN-0103
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Los usos ms importantes del anlisis de cartas Dinagrficas son los siguientes:
1. Determinacin de las cargas soportadas por la estructura de la unidad de bombeo y la sarta de cabillas.
CARTA DINAGRAFICAPor qu medir la carta dinagrafica?
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. as cargas tors ona es en a ca a e engrana e re uctor e ve oc a y en e motor pue en ca cu arse.
3. Del rea de la carta, la potencia requerida para accionar la unidad de bombeo puede ser determinada.
4. Luego de determinar el Efecto de Contrabalance, el grado de balanceo de la unidad puede ser
determinado.
5. La condicin y posible mal funcin de la bomba de subsuelo y sus vlvulas puede determinarse.
6. Problemas de fondo pueden detectarse realizando un anlisis de la carta dinagrafica. Esta es una
herramienta poderosa en la solucin de problemas.
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CARTA DINAGRAFICA.Cargas ledas en la carta.
Cargas Bsicas.
De una carta dinagrafica apropiadamente grabada, seis cargas
bsicas pueden determinarse. Estas incluyen:
1. La carga de lnea cero a partir de la cual todas las cargas son
medidas.
2. Las cargas en la vlvula fija, determinadas a partir de una prueba devlvula (en un caso ideal, sin fuga en la vlvula fija, las cargas en la VF
Mxima Carga en
La barra pulida
VV
Mxima Carga en
La barra pulida
VV
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igualaran el peso de las cabillas en flotacin).
3. Las cargas en la vlvula viajera, que son medidas durante la prueba
de vlvula viajera. Si el pistn y las vlvulas de la bomba de subsuelo estn
en perfectas condiciones, estas cargas sern la suma del peso de las cabillas
en flotacin y las cargas del fluido sobre el pistn.
4. La carga pico en la barra pulida (PPRL) que no es mas que la mxima
carga durante un ciclo de bombeo y refleja las cargas en la vlvula viajera
mas las mximas cargas dinmicas ocurridas durante la carrera ascendente.
5. La carga mnima en la barra pulida (MPRL) que representa la carga
en la vlvula fija menos las mximas cargas dinmicas durante la carrera
descendente y se determina en la carta dinagrafica como la mnima carga
durante un ciclo de bombeo.
6. El efecto de contrabalance (CBE), que representa las fuerzas en la
barra pulida derivadas del mximo momento de contrabalance.
Mnima Carga enLa barra pulida
EFECTO DECONTRABALANCE
VF
POSICION BARRA PULIDA, PLG
CARGA,
LBS
Mnima Carga enLa barra pulida
EFECTO DECONTRABALANCE
VF
POSICION BARRA PULIDA, PLG
CARGA,
LBS
0
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PUNTO MUERTOSUPERIOR
2000psi
Cabillas + Cargas mx. Fluido
TV SVTV SV
PRUEBA DE VALVULAS
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PUNTO MUERTOINFERIOR
RECORRIDODEL PISTON
2000psi
2001psi
PIP
500 psi
PIP
500 psi
490
psi
Cabillas en flotacin
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CONSULTING
Para realizar la prueba de vlvula viajera, siga los
siguientes pasos:
1. Tenga listo el dinammetro para el chequeo de
vlvulas de acuerdo a las instrucciones del
fabricante, para registrar las cargas vs. tiempo.2. Arran ue la unidad d ela realizar varios ciclos
PRUEBA DE VALVULA VIAJERA
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completos, durante al menos dos o tres
emboladas para asegurar una accin apropiada
de bombeo.
3. Detenga la unidad en la carrera ascendente.
Aplique el freno tan suavemente como sea
posible y deje la unidad detenida entre 5 y 10
segundos.4. Repita los pasos 2 y 3 cerca de una o dos veces
mas. Intente detener la unidad en diferentes
posiciones de la carrera ascendente para
obtener resultados ms precisos.
Unidad de bombeo mecnico convencional detenida al final de la
carrera ascendente.
Prueba de Vlvula. Echometer Modelo E
Tiempo (seg.)
Carga
(Klbs)
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CONSULTING CALCULO DEL ESCURRIMIENTO FUGA VV
La prueba de VV puede usarse para el escurrimiento de la bomba. Una prueba de VV muestra la cada
de cargas de fluido en libras por segundo, esta informacin puede usarse para calcular cuanto
produccin se esta perdiendo.
1. Se registra la tasa de fuga (lbs/seg) de la prueba de vlvula viajera (LRtv)
Del grafico se tiene una tasa de fuga de ? lbs/seg
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23563 lbs
23393 lbs
5 seg
2. Se calcula la constante elstica de la sarta de cabillas, (in/lb-pie).
)E(LL
1E ri
n
iir
Donde:
L: Profundidad de la bomba
Li: Longitud segmento de cabillas
Eri: Constante elstica de la cabilla
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La prueba de vlvula fija se realiza durante la
carrera descendente usando cuidadosamente el
freno para detener la unidad de bombeo a
aproximadamente del final de la carrera.
Mientras se realiza un chequeo de vlvula fija,
las cargas deben por igual permanecer
PRUEBA DE VALVULA FIJA
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Unidad de bombeo mecnico convencional detenida al final de la
carrera descendente.
.
que la vlvula viajera no ha abierto y en cambio
se est entonces realizando un chequeo de
vlvula viajera. Esto puede ocurrir si se detiene
la unidad temprano en la carrera descendente o
si es detenida muy abruptamente, causando
pandeo de las cabillas. Si el pozo est golpeando
fluido o presenta problemas de interferencia porgas entonces la unidad debe detenerse
suficientemente abajo en la carrera descendente
para asegurar que las cargas de fluido estn
fuera de la vlvula viajera.
Prueba de Vlvula. Echometer Modelo E
Tiempo (seg.)
Carga
(Klbs)
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PRUEBA DE VALVULASPrueba de Vlvulas. Esquema General de Medicin Digital.
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0
90270
180
El efecto de contrabalance es usado para calcular el torque en la
caja de engranaje (cuando se desconoce informacin sobre la
manivela y contrapesos o en el caso de unidades hibridas). Es una
medida indirecta del torque impuesto en la caja por la manivela y
las contrapesas de la unidad.
Procedimiento:
EFECTO DE CONTRABALANCE
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0 25.00 50.00 75.00 100.00 125.00 150.00 175.005.00
6.25
7.50
8.75
10.00
11.25
12.50
BUOYANT WEIGHT
BUOYANT WEIGHT + FLUID LOAD
CBE 11.203 lbs
TIEMPO (SEG)
CARGA
ENL
A
BARRA
PUL
IDA
(LBS)
1.Detener la Unidad con la manivela tan cerca como sea posible a
90o 270.
2.Luego con el freno liberado, grabar las cargas en la barra pulida a
esa posicin.
Debe anotarse el ngulo correspondiente del brazo de las
contrapesas. Para unidades convencionales, El ngulo del brazo de
las contrapesas es medido en el sentido horario de la agujas del
reloj a partir de la posicin de las 12 en punto con el pozo a la
derecha. Para unidades Mark II (Clase III), se mide en sentido
antihorario a partir de las 6 en punto con el pozo a la derecha.
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Horario
Detener la unidad de Bombeo de Bombeo
durante la carrera ascendente, en 90 para
unidades Convencionales y 270 para unidades
Mark II.
12
90
EFECTO DE CONTRABALANCE
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UNIDAD CONVENCIONAL. PARA A 90
UNIDAD MARK II. PARA A 270
Anti-horario
Si la unidad es Pesas Pesadas o Cabillas
Pesadas entonces la manivela no se detendr
cerca de la posicin de las 3 o 9 en punto. En tales
casos, para grabar el efecto de contrabalanceo
debe encadenarse la unidad si es pesas pesadas
o apoyar la grapa en el prensa estopa si esCabillas Pesadas.
6
270
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DESBALANCE ESTRUCTURALEs la fuerza requerida en la
barra pulida para aguantar la viga viajera en posicin
horizontal con los brazos pitman desconectados del pin de
la manivela. Esta fuerza es positiva cuando acta hacia
abajo y negativa cuando acta hacia arriba. El desbalance
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ANGULO DE COMPENSACION DE LA MANIVELAEs el Angulo
entre el pin de la manivela y el brazo de las contrapesas. Lafigura de la izquierda muestra como medir este angulo. Para
unidades Mark II el angulo de compensacin es positivo. Para
unidades de bombeo Convencionales el angulo de
compensacin es cero.
positivo o negativo. Para Mark II es siempre negativo.
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Medicin de Amperaje
El grfico de amperaje es una herramienta til para determinar el balanceo de la
unidad y el amperaje trazado por el motor. Es especialmente til cuando se
analizan unidades viejas sin data disponible de manivela y contrapesas por lo que
data de momento mximo de contrabalance no estara disponible.
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Medicin de Amperaje. Well Analyzer Echometer
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EL TORQUE ELCTRICO ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL TORQUEMECNICO EN LA CAJA DE ENGRANAJES
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MEDICIONES DE CAMPOMEDICIONES DE CAMPOMediciones DigitalesMediciones Digitales
CABILLAS
PESADAS
CONTRAPESAS
PESADAS
CORREGIDO EL MOMENTO
DE CONTRABALANCE
BALANCEADO
TE
NCIA
CABILLAS
PESADAS
CONTRAPESAS
PESADAS
CORREGIDO EL MOMENTO
DE CONTRABALANCE
DESBALANCE MECANICO / ELECTRICO BALANCEADO
TEN
CIA
CABILLAS
PESADAS
CONTRAPESAS
PESADAS
CORREGIDO EL MOMENTO
DE CONTRABALANCE
BALANCEADO
TE
NCIA
CABILLAS
PESADAS
CONTRAPESAS
PESADAS
CORREGIDO EL MOMENTO
DE CONTRABALANCE
DESBALANCE MECANICO / ELECTRICO BALANCEADO
TEN
CIA
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TORQUEOP
TORQUEOP
O
UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEOUN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO
TORQUEOP
TORQUEOP
O
UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEOUN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO UN CICLO DE BOMBEO
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Reduced Gear Life Relative to % Overload
25
30
CALCULO DEL TORQUE NETOImpacto en la vida til de la caja de engranaje
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0
5
10
15
20
100% 105% 110% 115% 120% 125% 130%
Percent Overload
Life,years
LufkinLufkin
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CAPITULO 7CAPITULO 7
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SARTA DE CABILLASSARTA DE CABILLAS
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SARTA DE CABILLASCarga sobre las cabillas
Las cargas sobre las cabillas dependen de:
1. Nivel de fluido.
2. Velocidad de bombeo.
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3. Longitud de la embolada.
4. Material de la cabilla.
A diez emboladas por minuto, la sarta de cabillas esta sujeta a 14,400 emboladas por en 24 horas o
5,256,000 emboladas en un ao. Es por esto que las cabillas son usualmente el componente mas dbil
del sistema de bombeo. Para reducir el numero de ciclos, se recomienda operar con emboladas largas
y velocidades bajas
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EXPLICACION DETALLADA DE LAS FORMAS
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DE LAS CARTAS DINAMOMETRICAS DE
FONDO
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
Las cartas dinagraficas permiten identificar la condicin de operacin del sistema de bombeo
mecnico. No solo el estado de la bomba y sus componentes sino tambin las cargas y esfuerzos
transmitidos por la sarta de cabillas al equipo de superficie.
Algunas de las Condiciones Tpicas de Operacin son las siguientes:
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.
2. Bloqueo por gas
3. Golpe de Fluido
4. Golpe de Bomba(Pto. muerto inferior/Pto. muerto superior)
5. Fuga en Vlvula Viajera
6. Fuga en Vlvula Fija7. Cabilla Partida
8. Cierre Tardo Vlvula Viajera
9. Pistn atascado
10. Tubera Desanclada
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
INTERFERENCIA POR GAS
2500
2500psi
2500psi
2500
A B C D E FCARTA DINAMOMETRICA DE SUPERFICIE
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2500psi
PIP
200 psi
ps
PIP
200 psi
PIP
200 psi
PIP
200 psi
ps
PIP
200 psi
2500psi
PIP
200 psi
2500psi
190psi
190psi
600psi 1600
psi 2510psi
A
B C
DE
F
Recorrido neto
Recorrido efectivo
CARTA DINAMOMETRICA DE FONDO
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
INTERFERENCIA POR GAS
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
INTERFERENCIA POR GAS
EMBOLADA 1 EMBOLADA 2 EMBOLADA 3
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EMBOLADA 4 EMBOLADA 5 EMBOLADA 6
La interferencia por gas causa perdida en la embolada efectiva del piston en la bomba, la longitud de la embolada
en la bomba se mantiene aproximadamente constante. Pero esta se llena con cantidades diferenctes de liquido en
cada embolada. Condiciones de pozo inestables existen cuando el llenado de la bomba cambia de una embolada a
otra.
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
INTERFERENCIA POR GAS: Re-Espaciado de la bomba.
Una de las operaciones aceptadas y recomendadas
por API (Practica recomendada RP 11AR) esta la
disminucin del Vo (Volumen muerto). Se sugiere
que la distancia entre las vlvulas tiene que ser
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mayor a y menor a 2.
El gas libre afecta severamente la eficiencia de una
bomba de desplazamiento positivo. En esencia
demora la apertura de la vlvula viajera ya que una
buena parte de la carrera descendente se emplea en
comprimir el gas alojado en el barril de la bomba.
Disminuyendo el espacio muerto entre las vlvulas
(Vo) se disminuye la entrada de gas en la bomba.
Antes de Re-
espaciarDespus de
Re-espaciar
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RE-ESPACIADO DE POZOS. Disminuyendo elEspacio muerto -2.000
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
PumpLoad(KLbs)
PUMP FILLAGE 70%
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INTERFERENCIA POR GAS / BLOQUEO POR GAS
OBJETIVOSIncrementar la carrera neta al disminuir el
espacio muerto entre vlvulas (Re-espaciado
de bomba), en pozos identificados con
problemas de interferencia por gas.
. . . . . . . . . .
Plunger Postion (In)
0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 180.0 200.0-4.00
-2.00
0
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
Plunger Postion (In)
PumpLoad(KLbs)
PUMP FILLAGE 81%
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
Bloqueo por gas, sin Separador de fondo Elimin el Bloqueo por gas, instaloSeparador de fondo
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
GOLPE DE FLUIDO
CARTA DINAMOMETRICA DE SUPERFICIE
A B C D
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CARTA DINAMOMETRICA DE FONDO
A B
C
D
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
GOLPE DE FLUIDO
EMBOLADA 1 - Llenado 71 %
EMBOLADA 3 - Llenado 55 %
EMBOLADA 8 - Llenado 33 %
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Tasa calculada 45,5 bpd
Tasa calculada 35,2 bpd
Tasa calculada 21,5 bpd
EMBOLADA 24 - Llenado 22 %
Tasa calculada 14,6 bpd
EMBOLADA 34 - Llenado 8 %
Tasa calculada 5 bpd
Epm=12 ???
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
GOLPE DE FLUIDO
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
GOLPE DE BOMBA
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
TUBERIA DESANCLADA
CARTA DINAMOMETRICA DE SUPERFICIE
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CARTA DINAMOMETRICA DE FONDO
Estiramiento de tubera
A
B
C
F
E
D
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
GOLPE DE BOMBA FINAL CARRERA ASCENDENTE
CARTA DINAMOMETRICA DE SUPERFICIE
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CARTA DINAMOMETRICA DE FONDO
CARRERA ASCENDENTE
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
PISTON ATASCADO
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
FUGA EN VALVULA VIAJERA
PUNTO MUERTO
2000psi
2000psi
Fuga en Vlvula Viajera. Echometer Software
FINAL CARRERA ASCENDENTE
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SUPERIOR
PIP
500 psi
PIP
500 psi
Vlvula viajera Ok Vlvula viajera Daada
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
FUGA EN VALVULA FIJA
Fuga en Vlvula Fija. Echometer Software
FINAL CARRERA DESCENDENTE
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PUNTO MUERTOINFERIOR
2000psi
2001psi
PIP
500 psi
2000psi
1999psi
PIP
500 psi
Vlvula fija Ok Vlvula fija Daada
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
FUGA EN VALVULA FIJA
FINAL CARRERA DESCENDENTE
CARTA DINAMOMETRICA DE SUPERFICIE
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PUNTO MUERTOINFERIOR
2000psi
2001psi
PIP
500 psi
2000psi
1999psi
PIP
500 psi
Vlvula fija Ok Vlvula fija Daada
CARTA DINAMOMETRICA DE FONDO
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
FUGA EN VALVULA FIJA
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
CABILLA PARTIDA
CARTA DINAMOMETRICA DE SUPERFICIE CARTA DINAMOMETRICA DE SUPERFICIE
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CARTA DINAMOMETRICA DE FONDO
CABILLA PARTIDA CERCA DE LA BOMBA
CARTA DINAMOMETRICA DE FONDO
CABILLA PARTIDA MAS ARRIBA
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
CIERRE TARDIO VALVULA VIJERA
PESO SARTA VARILLAS EN FLOTACION + CARGAS DE FLUIDO
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PESO SARTA VARILLAS EN FLOTACION
A
DE
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
CIERRE TARDIO VALVULA VIJERA
CARTA DINAMOMETRICA DE SUPERFICIE
Cargasenbarrapulida,l
bs
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CARTA DINAMOMETRICA DE FONDO
Cargasenlabomba,lbs
Desplazamiento del pistn, plg
Desplazamiento barra pulida, plg
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Friccin
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Alta Friccin
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PRENSA ESTOPA MUY AJUSTADO.
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Valores negativoscausados por el excesode friccin en el prensaestopa
de aflojar elprensa estopa en lacarta siguiente.
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ANALISIS DINAMOMETRICO DE FONDO PARA
POZOS GRUPO 1
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DIAGNOSTICO DE FALLASINTERPRETACION DE CARTAS DINAGRAFICAS (FALLAS TIPICAS)
COMBINACION DE FALLAS
Bomba llena
Tubera desanclada
Fuga en Vlvula viajera
o pistn
Combinacin de fuga en VVy tubera desanclada