CAPÍTULO VI- Inst. de Superficie

7/21/2019 CAPTULO VI- Inst. de Superficie

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CAPTULO VI - INSTALACIN DE SUPERFICIE

Los accesorios, caeras, equipos y elementos en general con que est equipadoun pozo formando parte del sistema de produccin, se pueden clasificar en dosgrandes grupos, segn su ubicacin. Los que estn dentro del pozo se denominan

Instalacin de subsuelo y los que estn sobre la locacin, Instalacin deSuperficie.Para el sistema de extraccin por bombeo mecnico, la instalacin de subsueloest constituido principalmente por la caera de produccin (tubing), la bombade profundidad y la columna de barras de bombeo (varillas).Mientras tanto, la instalacin de superficie se conforma con otra serie deimportantes equipos y elementos que completan el sistema de bombeo, y queson: elpuente de boca de pozo, una serie de accesorios y vlvulas en la boca delpozo para controlar el flujo; el aparato de bombeo, encargado de brindar elmovimiento alternativo a las barras de bombeo, que a su vez se lo transmitirn ala bomba; un motor, elctrico o a explosin, para accionar el aparato de

bombeo; los elementos de operacin y control del motor; una lnea deconduccin por donde el fluido llegar a los tanques de bateras y una lneaelctricade suministro de energa al sistema.

VI-I) Aparato Individual de Bombeo (AIB)Un aparato individual de bombeo (AIB) es un sistema mecnico que trasmite a labomba de profundidad el movimiento alternativo que la misma necesita para sufuncionamiento.El aparato recibe de un motor (elctrico o a explosin) un movimiento circular ycontinuo, el que debe ser transformado en uno rectilneo y alternativo que es eltipo de movimiento

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que requiere la bomba de profundidad.Adems de transformar el movimiento, un AIB debe soportar todos los esfuerzosque se derivan de levantar en cada movimiento, la carga aplicada en el vstago,o sea el peso de toda la columna de barras de bombeo que cuelga del mismo msel peso del fluido que est produciendo el pozo.

Las partes principales de un equipo de bombeo son: la caja reductora; la vigabalancn; el sistema biela-manivela; el sistema de contrapesado; la cabeza demula y el resto de la estructura que hace de soporte y apoyo sobre el terreno. Enla figura N VI-1 se observa un tipo de aparato convencional y sus elementosprincipales.

VI-I-I) Caja reductoraSu misin es convertir un movimiento de alta velocidad (vueltas por minuto) ybajo torque (baja potencia) del motor que lo impulsa, en otro de bajavelocidad y alto torque (alta potencia); es decir que una caja reductora de unAIB, reduce la velocidad del movimiento y aumenta en forma muyimportante la potencia. Esta es la funcin para la cual estn diseadas estas

reductoras. Internamente constan de una serie de ruedas dentadasperfectamente hermanadas entre s y unos robustos ejes que permiten elmovimiento. Una vista interior se puede observar en la figura N VI-2.

VI-I-II) Viga balancn y estructura

El peso colgado en el vstago y soportado por toda la estructura del AIB, la viga yel sistema de biela manivela, es la capacidad mxima de carga que es capaz deelevar un AIB sin resentir ni deformar su estructura. Estas cargas tienden a

doblar la viga del AIB y generan en toda la estructura importantes reaccionesfsicas en las uniones y articulaciones. Por lo tanto cada aparato de bombeo esdiseado para que su estructura resista sin deformarse, una determinada cargamxima que se pueda colgar en el vstago, carga que figura en las distintasespecificaciones de la fabricacin de estos aparatos.

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VI-I-III) ContrapesosCuando el motor levanta la cabeza de mula, lo que se denomina como carreraascendente,requiere una potencia mxima para poder elevar todo el peso delas barras de bombeo ms el peso del fluido producido, mientras que cuando lacabeza de mula desciende, carrera descendente, el peso de las barras tira

hacia abajo y tiende a arrastrar al motor, por lo que ste no hara ningnesfuerzo. Para evitar que haya tanta diferencia de

requerimiento de potencia entre un movimiento y otro, se colocan unoscontrapesos que ayudan a levantar la carga durante la carrera ascendente y aaguantarla en la carrera descendente. Esto provoca que sean menores losesfuerzos mximos en las cajas reductoras y que se equilibre la demanda depotencia a los motores, durante el ciclo de bombeo.El objeto de los contrapesos es lograr que el motor realice el mismo esfuerzotanto en la carrera ascendente como en la descendente, y tender a uniformar losesfuerzos en todo el sistema. Cuando esto se logra, se dice que un aparato debombeo est bien contrapesado.Los sistemas de contrapesos usuales son: con placas de fundicin, de posicin

regulable, ubicadas sobre la manivela, que se pueden observar en la figura N VI-3.

VI-I-IV) CarreraSe denomina carrera de un aparato de bombeo al recorrido mximo querealiza el vstago al efectuar medio giro la manivela;es la distancia entre elextremo inferior de la carrera descendente y el extremo superior de la carreraascendente. Cada equipo de bombeo est diseado para poder trabajar en

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distintas posiciones de carrera, la que se puede regular cambiando la ubicacinque ocupa en la manivela (agujero seleccionado), el perno pie de biela en suconexin a la biela.

VI-I-V) GPM (golpes por minuto)Un golpe es equivalente a una embolada de la bomba de profundidad.

Suponiendo ubicada la cabeza de mula en el extremo inferior, sta cumple ungolpe cuando recorre la carrera ascendente (llega al extremo superior) ms lacarrera descendente (llega al extremo inferior nuevamente). La cantidad deveces que cumpla este movimiento completo de ida y vuelta, en un minuto, es loque se denomina golpes por minuto. Para cada giro de 360 que hace lamanivela, la cabeza de mula cumple un golpe y la bomba de profundidaddesarrolla una embolada. Los GPM es el parmetro que se utiliza para indicar lavelocidad con que opera el equipo, y tiene relacin directa con la produccin yaque a cada golpe corresponde una embolada de la bomba, durante la cualproduce fluido a superficie.

VI-I-VI) Diferentes tipos de AIB

En el mercado se encuentran principalmente, dos diseos de equipos de bombeo,que se diferencian por la geometra que presentan, o sea por la distribucin uubicacin de sus elementos, la que influye sobre cmo se distribuyen losesfuerzos desarrollados durante el ciclo de bombeo y las caractersticas delmovimiento impuesto a las barras. Estos equipos son los denominados de clase I,convencionales (figura N VI-4) y los de clase III o Mark II (figura VI-5).

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Fig. N VI-4

Fig. N VI-5

VI-II) Conjunto de boca de pozo y puente de produccinPara producir un pozo, ser necesario equiparlo en superficie con lasinstalaciones que permitan controlarlo, tomar mediciones y conectarlo con lneasde gas y petrleo.Cuando se trata de un pozo que producir por el sistema de bombeo mecnico,

las instalaciones de superficie en la boca del pozo, se denominan puente deproduccin y si se trata de un pozo surgente, ya sea de gas o de petrleo, ladenominacin es armadura de surgencia.En la figura N VI-6, se muestra un modelo de puente que es de uso comn y sepuede adoptar como estndar para los pozos de la Cuenca del Golfo San Jorge.(La estandarizacin es conveniente para lograr mejores operaciones yconsecuentemente menores costos).

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VI-III) Lnea de conduccinEl fluido producido por los pozos es trasladado a las bateras, desde ellas a lasplantas de tratamiento, y posteriormente a las plantas de almacenaje.Se puededefinir entonces como lnea de conduccin al tramo de caera comprendido

entre la ultima conexin del puente de boca de pozo y la entrada a la Batera .Elresto de las caeras entre Bateras, o entre stas y las Plantas de tratamiento,se denominan oleoductos.Las lneas de conduccin y los oleoductos son caos, generalmente de acero, queson regidos por las normas internacionales API-5-L,su equivalente ASTM-A53, uotras. Las normas dan las posibilidades de una variada seleccin en cuanto adimetros y espesores de pared de los mismos, y los esfuerzos que estas caerasestn en condiciones de absorber, de modo que se pueda seleccionar el msconveniente para cada situacin en particular. Actualmente se pueden encontraren el mercado caeras de distintos materiales que compiten en costo y calidadcon las de acero, como las de fibra de vidrio, plsticos reforzados, etc.

Para una correcta seleccin del cao a instalar se consideran, entre otrascuestiones, las condiciones fsicas y qumicas del fluido a bombear, como astambin las caractersticas del terreno donde sern instaladas.En general las caeras de conduccin se entierran por debajo del nivel del suelo,para que el petrleo que conducen no se enfre debido a las bajas temperaturasambientales. Adems, las de acero deben ser revestidas exteriormente paraprotegerlas de la corrosin, fenmeno elctrico que desencadenan algunosterrenos y que producen acelerados desgastes en los materiales del tipo delacero.

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