I. Definición y posicionamiento técnico:
ABomba de pozo petrolero de producción con inyección de doble émboloEs un dispositivo de levantamiento artificial que utiliza una bomba de desplazamiento positivo de doble émbolo. Realiza funciones tanto de inyección de agua como de recuperación de petróleo, equilibrando la inyección y la extracción. Su diseño de émbolo de doble acción permite una succión y descarga eficientes de líquido durante las carreras superior e inferior, mejorando la eficiencia de bombeo y la estabilidad del sistema.
Esta estructura, similar a una bomba de doble pistón de doble acción, se usa ampliamente en escenarios de inyección y producción industriales y de yacimientos petrolíferos (Nota: no solo succiona y descarga, sino que los émbolos superior e inferior circulan por separado).
II. Historia del desarrollo y evolución tecnológica:
Periodo de tiempo | Progreso clave: |
principios del siglo XX | Se utilizan principalmente bombas de un solo pistón, lo que da como resultado una eficiencia limitada. |
Mediados y finales del siglo XX | Se está promoviendo el concepto de diseño integrado de inyección y producción, y gradualmente se aplican bombas de doble acción a los sistemas de alta presión. |
| siglo XXI | (SpringerLink) Se están introduciendo algoritmos de simulación numérica y optimización (como la optimización por enjambre de partículas) para ajustar los parámetros estructurales y predecir el rendimiento. |
La estructura típica consta de lo siguiente:
Varilla de succión: Conecta la unidad de transmisión de potencia de superficie al cuerpo de la bomba;
Émbolo doble: Ubicado en el centro del cuerpo de la bomba, realiza funciones de succión y descarga en cada extremo;
Válvula de conmutación de pistón y mecánica: Controla el caudal de fluido que entra y sale de las cámaras duales, correspondiente al proceso de inyección y producción;
Barril: Diseño interno diseñado con precisión, alineado con el funcionamiento del émbolo de alto sellado;
Válvulas de entrada/flujo inferior/flujo superior: controlan con precisión la dirección y el tiempo del flujo;
Carcasa de soporte: garantiza el funcionamiento constante y el equilibrio del sistema de la bomba de doble acción.
La estructura de la bomba de producción de petróleo con inyección de doble émbolo es consistente con modelos de referencia como los utilizados en estudios de bombas sumergibles lineales de doble acción y bombas de inyección de agua.
1. Proceso de inyección y producción de doble tiempo
Carrera ascendente (inyección o producción): un émbolo se mueve hacia arriba para extraer o inyectar líquido;
Carrera descendente (cilindro opuesto): el otro émbolo realiza simultáneamente el procesamiento de flujo inverso;
Las dos cámaras funcionan alternativamente consiguiendo un funcionamiento continuo.
Este mecanismo ofrece ventajas significativas en ahorro de energía y estabilidad de presión, y se considera una realización típica de una bomba de doble acción.
V. Bombas de inyección de doble émbolo para pozos de producción petrolera: Tipos y escenarios de aplicación:
Tipo de bomba | Características | Aplicaciones |
Bomba de inyección de doble émbolo y doble efecto | Émbolos superiores e inferiores tanto para inyección como para extracción. | Sistemas de pozos compartidos para inyección y producción |
Diseño de semidoble efecto | Un extremo para inyección y otro extremo para extracción, simplificando la estructura. | Pozos de inyección y producción de flujo pequeño a mediano |
| Bomba de optimización inteligente modular | Parámetros de carrera y estructura de válvula ajustables | Pozos inteligentes que requieren depuración en línea |
EnIEstrategia de mantenimiento de bombas de pozos petrolíferos de producción con inyección de doble émbolo:
Inspeccione periódicamente las válvulas, los émbolos y los sellos para detectar desgaste.
Utilice un sistema de control inteligente basado en predicción de simulación para mantener parámetros de carrera óptimos.
Monitoree la vibración, la presión y el caudal de la bomba para detectar anomalías rápidamente.
VII. Solución de problemas y soluciones:
Síntomas de falla | Posibles causas: | Métodos de solución de problemas recomendados |
Inyección y producción descoordinadas o interrupción del flujo | Válvula atascada, tiempo de recorrido desparejado | Comprobar el desgaste del resorte y del pistón de la válvula |
Presión de fluido inestable | Desajuste entre los parámetros de diseño estructural y el flujo del pozo | Reajuste la carrera o el diámetro de la bomba según los resultados de la simulación |
| Disminución de la eficiencia de la bomba | Aumento del volumen de fuga debido al desgaste o fallo | Desmontar e inspeccionar el espacio libre del cilindro y del émbolo de la bomba y el rendimiento del sello. |
VIII. Preguntas frecuentes:
1. ¿Qué tan significativa es la diferencia de eficiencia entre una bomba de producción de petróleo de inyección de doble émbolo y una bomba convencional de un solo émbolo?
Las investigaciones muestran que un diseño de doble acción puede reducir las fugas y la zona muerta de compresión, mejorando la eficiencia de descarga en más del 20 % (según la literatura teórica de doble acción).
2. ¿Existen restricciones sobre las condiciones del pozo?
Las bombas de inyección de doble émbolo para pozos de producción petrolera son ideales para pozos con sistemas integrados de inyección y producción, pozos profundos, yacimientos de alta presión o yacimientos que requieren inyección de agua. Su diseño optimizado se adapta a diversos tipos de pozos.
3. ¿Existen aplicaciones comerciales?
Se han desplegado equipos pertinentes en las instalaciones del cliente y se ha demostrado que la bomba de doble acción es estable en múltiples pozos de prueba.