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PRESENTACIÓN No. 5
Quito, 21 de Octubre del 2016
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
CODIGO – PTR714
2016B
ING. ALVARO GALLEGOS ERAS, MSc.
ESCUELA POLITECNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA Y PETRÓLEOS
INGENIERÍA DE PETRÓLEOS
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
EQUIPOS DE SUPERFICIE
PARA SISTEMAS DE BOMBEO
ELECTROSUMERGIBLE
(BES)
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
1.
PARÁMETROS PARA EL DISEÑO
Datos del pozo
a)
b)
c)
2.
Diagrama del pozo
a.
b.
c.
d.
3.
Información del reservorio
Propiedades del fluido
Datos de producción
Tamaño de tubería de revestimiento y peso
Tamaño de tubería de producción y peso
Profundidad de asentamiento de tubería de revestimiento
Intervalo de perforaciones
Survey: Inclinación y dirección del pozo
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
Existen diversos parámetros para la aplicación de este sistema,
los cuales son:
 Temperatura: limitado por “350ºF para motores y cables
especiales”.
 Presencia de gas: saturación de gas libre < 10%
 Presencia de arena: < 200 ppm (preferiblemente 0)
 Viscosidad: limite cercano a los 200 cps
 Profundidad: 6000 – 8000 pies
 Tipo de Completación: Tanto en pozos verticales, como
desviados.
 Volumen de fluido: hasta 4000 BPD.
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
COMPONENTES :
1.
Equipo de superficie
2.
Equipo de fondo
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
Equipo de subsuelo
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Casing de producción
Packer
Completación de fondo
Bomba de fondo
Cable conductor
Motor eléctrico
Protector
Separador de gas
Sección de entrada
Sensores de fondo
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
BOMBAS DE FONDO
.
FACILIDADES DE PRODUCCIÓN
Equipo de superficie del sistema de
bombeo electrosumergible
 Cabezal
del pozo
 Cable de alta tensión (superficial)
 Tablero de control,
 Transformador
 Variador de frecuencia
 Controlador de velocidad variable
 Caja de venteo
EQUIPOS SUPERFICIALES
Bola Colgadora (cabezal)

Los cabezales de superficie pueden
ser de varios tipos diferentes, de los
cuales, los más comúnmente
utilizados son: Tipo HÉRCULES, para
baja presión e instalaciones no
profundas y Tipo Roscado, para alta
presión e instalaciones a alta
profundidad.
CAJA DE VENTEO




La caja de venteo (conexiones) tiene tres funciones:
Funciona como un punto de conexión entre el
penetreador del cabezal, el cable "pigtail" y el cable de
superficie permanente, permitiendo que los espacios
internos de estos cables esté completamente sellados
para prevenir la migración de gases desde el cabezal
al cuarto de control.
Permite el acceso al sistema eléctrico del cabezal para
pruebas de rutina y la localización de averías; así
como facilitar un medio local de aislamiento fuera de
línea.
Funciona como punto de desconexión del equipo del
cabezal desde el sistema eléctrico de superficie
durante una intervención o reparación del pozo.
Algunos de los aspectos que se deben
considerar para la selección de la caja de
venteo son:







Debe estar diseñada y aprobada para su uso en áreas
peligrosas.
Ser fabricada de un material altamente resistente a la
corrosión.
Se debe incluir el soporte para el montaje de la misma en
campo.
La tapa puede ser del tipo desmontable o soportada por
bisagras.
Incluir provisiones para el aterrizamiento de la misma.
Los accesorios de interconexión deben ser de acuerdos a
los calibres de cable empleado.
Debe ser clasificada Tipo Nema 4X/7/9
CONJUNTO CABLE DE POTENCIA/CONECTOR
SUPERFICIAL
El conjunto cable de potencia/conector superficial,
interconecta la caja de venteo con el penetrador de la
bola colgadora (cabezal). Puede ser del tipo
desmontable y construido en fábrica en conjunto con el
cable de potencia superficial o bien puede ser del tipo
ensamblable en campo. El cable superficial deber ser
de configuración redonda
TABLERO DE CONTROL


Es el componente desde el que se gobierna la operación
del aparejo de producción en el fondo del pozo.
Este puede ser sumamente sencillo y contener
únicamente un botón de arranque y un fusible de
protección por sobre-carga; o bien puede contener
fusibles de desconexión por sobrecarga y baja carga,
mecanismos de relojería para restablecimiento
automático y operación intermitente, protectores de
represionamiento de líneas, luces indicadores de la causa
de paro, amperímetro, y otros dispositivos para control
remoto, los tipos de tablero existentes son
electromecánicos o bien totalmente transistorizados y
compactos.
TABLEROS DE CONTROL
.
TRANSFORMADOR


Este componente se utiliza para elevar el voltaje de la
línea al voltaje requerido en la superficie para alimentar al
motor en el fondo del pozo; algunos están equipados con
interruptores "taps" que les dan mayor flexibilidad de
operación. Se puede utilizar un solo transformador
trifásico o un conjunto de tres transformadores
monofásicos.
El voltaje de generación dependerá de la capacidad del
generador este podrá ser a 480 ó 4160 ó 13,800 Volts.
Con un picos de voltaje permisibles de +20%.
LOS FACTORES A CONSIDERAR CUANDO SE
ESPECIFICA O DISEÑA UN TRANSFORMADOR
SON:
Especificaciones
eléctricas
• Voltaje
• Impedancia
• Relación de
transformación
• Factor K
• Altitud de
operación
Especificaciones
mecánicas
• Tanque
• Tipo y preservación
del líquido aislante
• Registro de mano
Accesorios
• Accesorios para
conexión a tierra
• Cambiadores de
derivaciones
• Indicadores
• Válvulas de
muestreo
• Válvula de alivio de
presión
• Charola colectora
de aceite
• Transmisores
INSTRUMENTOS
Válvula de contra presión
 Válvula de drenaje
 Controlador de velocidad variable
 Centralizadores
 Bandas de Cable


Válvula de contra presión
Se coloca de una a tres lingadas de tubería por arriba de la
bomba. Esta válvula permite el flujo en sentido ascendente, de
manera que cuando el motor deja de trabajar, impide el regreso
de la columna de fluidos y evita el giro de la flecha de la bomba
en sentido contrario, lo cual la dañaría.

Válvula de drenaje
Al utilizar válvula de retención debe utilizarse una válvula de
drenaje una junta por encima de está, como factor de seguridad
para cuando se requiera circular el pozo del anular a la tubería de
producción.
Se coloca de una a tres lingadas por arriba de la válvula de contra
presión.
VENTAJAS DEL BES









Puede levantar altos volúmenes de fluido.
Maneja altos cortes de agua
Su vida útil puede ser muy larga
Trabaja bien en pozos desviados.
No causan destrucciones en ambientes urbanos
Fácil aplicación de tratamiento contra la corrosión y formación de
escamas.
No tiene casi instalaciones de superficie.
La motorización es eléctrica exclusivamente y el motor se encuentra
en la bomba misma al fondo del pozo.
Su tecnología es la más complicada y cara pero son preferidas en
caso de tener que elevar grandes caudales.
Desventajas del BES









Inversión inicial muy alta.
Alto consumo de potencia.
No es rentable en pozos de baja producción.
Los cables se deterioran al estar expuestos a
temperaturas elevadas.
Diseño complejo.
Las bombas y motor son susceptibles a fallas.
Susceptible a la producción de gas y arena.
Es un sistema difícil de instalar y su energización no
siempre es altamente confiable.
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.
PARÁMETROS




Limitación para temperaturas mayores de 350 F
Volumen de hasta 4000 Barriles diarios
Profundidad admisible entre 6000 y 8000 pies
Presencia de arena inferior a 200 partes por
millón
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
CONCLUSIONES
1.
El método de levantamiento artificial por Bombeo Electrosumergible (BES),
tiene como principio fundamental impulsar el fluido del reservorio hacia la
superficie, mediante la rotación centrífuga de la bomba.
2.
Es una bomba de varias paletas montadas axialmente en un eje vertical
unido a un motor eléctrico. El conjunto se baja en el pozo con una tubería
especial que lleva un cable adosado. Permite bombear grandes volúmenes
de fluidos.
3.
El sistema de Bombeo Electrosumergible (BES) ha demostrado ser una
alternativa altamente eficiente para la producción de crudos livianos y
medianos en el ámbito mundial, gracias a las ventajas que proporciona.
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
4.
5.
6.
7.
Este sistema posee la capacidad de manejar grandes volúmenes de crudo,
barriles por día (BPD), desde profundidades hasta de 4572 metros.
El sistema BES permite controlar y programar la producción dentro de los
límites del pozo, a través del empleo del variador de frecuencia.
Provee indicación continua de las condiciones de presión y temperatura en
el pozo, gracias a las señales transmitidas por el sensor de presión y
temperatura ubicado en el fondo pozo.
La presencia de fallas que afectan el cumplimiento de las funciones de los
equipos que conforman el sistema BES, con lleva a la paralización de la
producción de petróleo.
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
Deber para la casa
Dibujar un Diagrama de flujo (PDF), de un sistema para levantamiento
artificial por: BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE,
1. Equipo de fondo y de superficie.
2. En un anexo describir cada una de sus partes y el concepto básico de
su funcionamiento.
Señalar el origen de la información presentada (Bibliografía). Usar la
simbología adecuada. Incluir imágenes fotográficas de cada parte.
FACILIDADES DE SUPERFICIE I
¿ PREGUNTAS ?
¡GRACIAS!