¿Cuáles son las ventajas y desventajas de lasbomba de varilla de empuje¿Sistema (SRP)? Eso es lo que compartiré hoy.
En el artículo anterior, presenté el método de fuente y el método de elevación por gas para la recuperación de petróleo. Estos dos métodos se utilizan típicamente en las etapas iniciales del desarrollo de un yacimiento petrolífero, cuando la energía interna o una pequeña afluencia de energía externa en forma de gas es suficiente para elevar el petróleo.
Sin embargo, una vez agotada la energía interna, la única manera de extraer el petróleo del yacimiento es mediante algún tipo de bomba de pozo profundo. Existen muchos tipos de bombas de pozo profundo, pero en la práctica se suele utilizar uno de los tres tipos principales siguientes:
1. Sistema de bomba de varilla de succión (SRP).
2. Sistema de bomba de cavidad progresiva accionada por varilla (PCP).
3. Sistema de bomba sumergible eléctrica (ESP).
Comenzaré con el tipo de bomba de pozo profundo más común:
La unidad de bombeo es uno de los elementos distintivos de la producción petrolera. Sin embargo, la unidad de bombeo en sí misma es solo la parte superficial. El sistema completo consta de secciones superficiales y subterráneas. La sección superficial incluye la unidad de bombeo y la tubería del pozo (árbol de Navidad), mientras que la sección subterránea incluye la sarta de tubería, el colgador de varillas de bombeo y la propia bomba. La unidad de bombeo consta de una viga de equilibrio con un cabezal plegable, un soporte al que se fija la viga de equilibrio, un gran bastidor fijado a una base de hormigón armado y un conjunto de accionamiento de la viga de equilibrio compuesto por un motor eléctrico, una transmisión por correa trapezoidal, bielas y una manivela. El accionamiento activa la viga de equilibrio, provocándole un movimiento en arco. Una cuerda de suspensión está sujeta al cabezal de equilibrio, al cual se fija la primera varilla (denominada varilla pulida). El movimiento del cabezal de equilibrio impulsa el conjunto colgador de varillas hacia arriba y hacia abajo. El conjunto del cabezal del pozo se utiliza para sellar la varilla pulida, sellar los espacios tubulares y anulares, redirigir el flujo de fluido y suspender la tubería de petróleo (tubería del pozo).
La varilla de bombeo para pozos petrolíferos consiste en una tubería roscada en la parte inferior y un conector en la superior. Estos tubos laminados sólidos se trenzan para formar una sarta, en cuya parte inferior se instalan diversos equipos (bombas, empacadores, conjuntos multiempacadores, juntas de pluma, juntas de oliva de pluma, stingers, etc.). La tubería para varilla de bombeo para pozos petrolíferos se presenta en varios tipos (lisa, engrosada, de diferentes grados de resistencia, etc.), y la elección depende de las características geológicas y técnicas del pozo, o a veces simplemente de la disponibilidad de equipos y tuberías existentes. A menudo se utilizan sartas combinadas, por ejemplo, con tubería engrosada más resistente en la parte superior y tubería lisa en la inferior. O bien, con tubería de 73 mm de diámetro en la parte superior y de 60 mm de diámetro en la inferior. Si los tipos de tubería son diferentes, se requieren accesorios especializados para conectarlos.
Se coloca una serie de varillas dentro de la tubería. Estas varillas son de acero con roscas en ambos extremos. Los diámetros de las varillas varían de 9 mm a 36 mm. Se utilizan accesorios de conexión para conectar varillas del mismo tamaño, mientras que se utilizan adaptadores para conectar varillas de diferentes tamaños.
Las varillas de bombeo transmiten energía del motor a la bomba. Soportan las mayores cargas, y la mayoría de los accidentes se deben a daños en ellas. El movimiento constante de la varilla puede causar daños mecánicos en el punto de contacto con la tubería, a veces perforándola y causando agujeros. Para evitar esto, se instalan estabilizadores y protectores especiales de plástico o caucho resistentes al desgaste en la varilla de bombeo.
Varilla de bombeo con estabilizador:
Elbomba de varilla de succiónSe ubica en la parte inferior de la tubería. Su diseño es simple: un cilindro hueco con un émbolo. El émbolo es hueco y contiene una válvula de descarga.
La sarta de varillas impulsa el émbolo hacia arriba y hacia abajo. Dentro del cuerpo de la bomba también hay dos válvulas: la válvula de descarga, ubicada en la parte superior del émbolo, y la válvula de bola de succión, en la parte inferior.
Cuando el émbolo sube, se crea un vacío debajo de la bomba, lo que permite que el líquido entre en ella a través de la válvula de succión. Cuando el émbolo baja, la válvula de succión se cierra, permitiendo que el líquido entre en la tubería a través del pistón hueco.
Existen dos tipos de bombas: de inserción.bombas de varilla de succiónSe ensamblan y se bajan. El émbolo se ubica en el cuerpo de la bomba y se fija con un anclaje especial después de bajarlo. Si la bomba de varilla de bombeo no es de tipo enchufable, el cuerpo de la bomba simplemente se baja sobre la tubería y el émbolo con válvula se baja sobre la varilla de bombeo. Este tipo de bomba de varilla de bombeo tiene un mayor diámetro y un mayor caudal en el pozo. Sin embargo, es necesario elevar completamente la tubería para elevar la bomba.
Plug-inbomba de varilla de succión, cuyo diámetro no excede el diámetro interior de la tubería, tienen menor productividad, pero la bomba se puede quitar fácilmente directamente de la varilla para su mantenimiento.
Ventajas y desventajas de las bombas de varilla de succión:
La principal ventaja de un bomba de varilla de succiónSu diseño simple prácticamente no causa daños. No requiere electrónica sumergible ni equipos de telemetría. Grandes volúmenes de gas reducen el suministro, pero la bomba de varilla de succión no se quema. También es adecuada para pozos de diámetro pequeño.
Desventajas debombas de varilla de succiónImplican un mantenimiento complejo y frecuente. La varilla casi siempre se rompe, se cae o se rompe. Además, las reparaciones requieren mucho tiempo, ya que tanto la tubería como la varilla deben levantarse simultáneamente. Además, la cera se adhiere a la varilla, lo que hace que el trabajo sea engorroso y desagradable. La carrera del émbolo también es difícil de ajustar. Además, su baja velocidad de avance las hace inadecuadas para pozos de más de 3000 metros de profundidad y para pozos inclinados, ya que la varilla simplemente corta la tubería en el punto de curvatura.
Por esta razón, las bombas de varilla de succión están reemplazando activamente a los precipitadores electrostáticos (ESP). Sin embargo, escribiré sobre ellas en otra ocasión; por ahora, describiré brevemente la estructura y el principio de funcionamiento de las bombas de tornillo.
Las unidades de bomba de tornillo también tienen una sección de superficie, pero en lugar de un mecanismo de bombeo, cuentan con un motor y una transmisión separados que giran el cabezal de accionamiento, al cual está unida la columna de varilla.
Sin embargo, la varilla no se mueve alternativamente, sino en círculo. La bomba en sí consiste en un par de tornillos. El elemento móvil es un tornillo de Arquímedes, y el estator es una espiral interna. El engrane continuo entre el collar y la espiral crea múltiples cavidades independientes.
A medida que el elemento móvil gira, el volumen de la cavidad sinusal del lado de succión aumenta, creando un vacío que llena la cavidad con el líquido bombeado. Un mayor movimiento del rotor impulsa el fluido hacia la tubería de presión. Gracias al vacío generado, el fluido se extrae del pozo y se envía a la tubería de presión.
La ventaja de la bomba de tornillo es que su tasa de fallos es mucho menor que la de la bomba de émbolo y es la más económica. Sin embargo, la bomba en sí es mucho más cara que la bomba de émbolo.bomba de varilla de succiónsistema.