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AGENDA
Generalidades
Principios Bsicos de Funcionamiento
Prueba de Eficiencia
Sistema PCP Tpico
Equipo de Superficie
Equipo de Fondo
Elastmeros
Introduccin al Anlisis de Fallas
Anlisis de Fallas Prematuras en Estatores
Anlisis de Fallas Prematuras en Rotores
Anlisis de Fallas Prematuras en Varillas
Anlisis de Fallas Prematuras en Tubing
Anlisis de Fallas Prematuras en Cabezales
Ventajas
Limitaciones
2
RENE MOINEAU
PCM pioneer in O&G
production
La PCP, fue inventada por Rene Moineu y patentada en
1932.
Fundo la compaa francesa PCM (Pompes
Compressures Mecanique).
En 1938, vendi su patente a Mono y R&M (Se comenz a
usar extensivamente en superficie).
En 1980, comenz a ser utilizada en el sector petrolero de
Canad.
En 1985 1990, comenz a tener una gran aplicacin en
Venezuela y Canad, para la produccin de crudos pesados.
A la fecha, es el sistema de levantamiento artificial mas
verstil y con mayor crecimiento en la industria petrolera.
FUNDAMENTOS Y PRINCIPIOS SISTEMAS PCP
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
4
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
5
El sistema se debe disear teniendo en cuenta:
Suficiente capacidad de desplazamiento para
obtener la produccin requerida.
Suficiente capacidad de presin para superar el
levantamiento neto requerido por el sistema.
PRINCIPIOS BSICOS
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
PRINCIPIOS BSICOS
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
CAPACIDAD DE DESPLAZAMIENTO
El desplazamiento de la bomba es el volumen producido por cada
vuelta del rotor, es funcin del rea y de la longitud de la cavidad:
V = A.P = 4.dr.E.Ps
El caudal es directamente proporcional al desplazamiento y la
velocidad de rotacin N:
Q = V.N
PRINCIPIOS BSICOS
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
Excentricidad
Distancia entre el eje
central del rotor y el
eje central del
estator.
Excentricidad
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
9
DISEO SISTEMA PCP
P1P1
P2P2
THPTHP
H = PB - NDH = PB - ND
NDNDCHP CHP
PBPB
LFLF
BOMBABOMBA
ARENAARENA
PRODUCTORAPRODUCTORA
G1G1
G2G2
G3G3
Delta P = P2 - P1
P1 = CHP + G1xND + G3xH
P2 = THP + G2xPB + DP_Fr
CAPACIDAD DE PRESION
PRINCIPIOS BSICOS
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
El tamao del rotor es el que me da el ajuste (fit) necesario con el
estator, y de esta relacin va a depender mucho el comportamiento o
eficiencia que obtenga la PCP en su rendimiento. El proveedor
deber recomendar de acuerdo a tablas suministradas por ellos, que
tamao de rotor ser el que se debe utilizar para el tipo de crudo
(API, TEMPERATURA Y COMPOSICION) que manejara la PCP.
PRINCIPIOS BSICOS
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
El desplazamiento de las PCP es constante y sin pulsaciones.
Es funcin del tamao de las cavidades y de la velocidad de
operacin del sistema.
El tamao de las cavidades depende de su geometra, la cual es
gobernada por cuatro parmetros:
Relacin de Radios
Paso del Estator
Excentricidad
Dimetro del Rotor
PRINCIPIOS BSICOS
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
La capacidad de levantamiento neto de las PCP es funcin directa
del nmero de cavidades (etapas de la bomba) o lneas de sello.
A mayor nmero de etapas, mayor capacidad de levantamiento.
Las lneas de sello Rotor-Estator pueden ser deformadas por la
presin diferencial entre etapas, permitiendo el deslizamiento del
fluido entre cavidades.
Este DESLIZAMIENTO resulta en una prdida o reduccin del
volumen total producido.
PRINCIPIOS BSICOS
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
La eficiencia de levantamiento ser
funcin principalmente de:
Nmero de Etapas
Dureza del Elastmero
Longitud del Paso del Rotor
Interferencia entre Rotor y
Estator
A
B
C
D
One
Pum
p S
tage
PRINCIPIOS BSICOS
PRINCIPIOS BSICOS PRESIN Y DESPLAZAMIENTO
0
20
40
60
80
100
0 400 800 1200 1600 2000
Presion Diferencial (psi)
Efic
ienc
ia V
olum
etri
ca (
%)
Curva de comportamiento tpica
20% Slip
100% Slip
Prueba hidrosttica que
busca determinar la
eficiencia volumtrica de
cada bomba PCP
PRUEBA DE
EFICIENCIA
FECHA DE PRUEBA :
MODELO 30 1300 FABRICANTE PCM COND PCP NUEVA TALLA DE ROTOR W07 TORQUE MOTOR TORQUE GEAR375,1428571 2873,594286
ELASTOMERO 159 DESPL NOM BFD/RPM 0,38 CABEZA NOM PSI 1846,31 SN ROTOR: AK3322,00 SN ESTATOR LDA 434 LDC 157
VOL PRUEBA LT 8 TEMP PRUEBA F 115 CONST 0,05032
RPM BFPD / RPM BFPD HEAD (PSI) % EF VOL % EF NOM TIEMPO (SEG) TORQUE LB X FT % TORQUE
150 0,35 52,29 0 100,00% 92,36% 83,15 101 3,5%150 0,35 51,89 435 99,24% 91,66% 83,79 109 3,8%150 0,34 51,35 942 98,20% 90,71% 84,67 118 4,1%150 0,34 50,34 1450 96,27% 88,92% 86,37 129 4,5%150 0,32 47,32 1740 90,51% 83,60% 91,87 144 5,0%
RPM BFPD / RPM BFPD HEAD (PSI) % EF VOL % EF NOM TIEMPO (SEG) TORQUE LB X FT % TORQUE
300 0,34 102,95 0 100,00% 90,93% 42,23 101 3,5%300 0,34 102,66 435 99,72% 90,67% 42,35 109 3,8%300 0,34 101,44 942 98,53% 89,59% 42,86 118 4,1%300 0,33 99,42 1450 96,57% 87,81% 43,73 129 4,5%300 0,32 95,32 1740 92,59% 84,19% 45,61 144 5,0%
I. INFORMACION DE LA PCP
II. INFORMACION CONDICIONES DE LA PRUEBA
III. RESULTADOS DE LA PRUEBA
1300
PRUEBA RENDIMIENTO PCP A DIFERENTES CABEZAS DE PRESION Y RPM
RH 53.02
DEZPLAZAMIENTO (m3/D/RPM) 30 CABEZA (m)
05/02/2010 No. CONSECUTIVO DE PRUEBA:
NUMERO ELEMENTOS ESTATOR
PRINCIPIOS BSICOS
PCP 580TP 1600
DESPLAZAMIENTO: 7,30 BFPD/RPM
CABEZA: 5.280 FT
DELTA P: 1.305 PSI
% EF : 47,16%
VELOCIDAD PRUEBA: 300 RPM
VELOCIDAD OPERACIN: 350 RPM
100.00%
71.43%
47.16%
18.85%
0.00%
165
690
1190
1740
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
80.00%
90.00%
100.00%
0 680 1305 1958 2256
TO
RQ
UE
LB
X F
T
% E
FIC
IEN
CIA
VO
L
CABEZA DE LEVANTAMIENTO (PSI)
GRAFICA RENDIMIENTO PCP 580TP 1600 @ 300 RPM
% EFICIENCIA NOMINAL TORQUE LB X FT
CASO @ 300RPM
%EF @ 100% = 7,3 BFPD/RPM X 300 RPM
%EF @ 100% = 2.190 BFPD
% EF DELTA P = 47,16%
% EF DELTA P = (2.190 BFPD) *47.16%
% EF DELTA P = 1032 BFPD
ESCURRIMIENTO = 2.190 BFPD 1.032 BFPD
ESCURRIMIENTO = 1.157 BFPD
CASO @ 350RPM
%EF @ 100% = 7,3 BFPD/RPM X 350 RPM
%EF @ 100% = 2.555 BFPD
% EF DELTA P = 2.555 BFPD 1.157 BFPD
% EF DELTA P = 1.398 BFPD
% EF DELTA P = 1.398 BFPD / 2.555 BFPD
% EF DELTA P = 54,72%
CASO @ 100RPM
%EF @ 100% = 7,3 BFPD/RPM X 100 RPM
%EF @ 100% = 730 BFPD
% EF DELTA P = 730 BFPD 1.157 BFPD
% EF DELTA P = - 427 BFPD
PRINCIPIOS BSICOS
18
TUBERA DE PRODUCCIN
GRAMPA DE LA BARRA
PULIDA
RELACIN DE TRANSMISIN
MOTOR ELCTRICO
CABEZAL DE ROTACIN
BARRA PULIDA
STUFFING BOX
PUMPING TEE
CABEZAL DEL POZO
REVESTIDOR DE PRODUCCIN
TUBERA DE PRODUCCIN
SARTA DE VARILLAS REVESTIDOR DE
PRODUCCIN
SARTA DE VARILLAS
ROTOR
ESTATOR
PIN DE PARO
ANCLA ANTITORQUE
SUPERFICIE FONDO
MOTOR
TRANSMISIN
CABEZAL
STUFFING BOX
PUMPING TEE
VARIADOR DE FRECUENCIA
Entre las protecciones que brindan los VDF pueden mencionarse:
Sobrecarga (sobre corriente) y sub-carga
Sobre y bajo voltaje
Cortocircuito entre fase y fase, fase a neutro, las fases y tierra, en las
salidas del variador y de las fuentes internas y en las
salidas/entradas analgicas y digitales.
Fallo o prdida de fase y falla interna
Sobre-temperatura del motor y/o del variador.
Sobre-torque por rotor del motor bloqueado o atascamiento de los
equipos de subsuelo
Lmites programables de velocidad y de Torque
VARIADOR DE FRECUENCIA
VARIADOR DE FRECUENCIA
VARIADOR DE FRECUENCIA
ANCLA ANTITORQUE
PIN DE PARO
ROTOR
ESTATOR
SHEAR COUPLING
PUP JOINT
ESPACIO
INSUFICIENTE PARA
EL MOVIMIENTO
EXCENTRICO
DEL ROTOR
JUNTA DE VARILLAS
Coupling
(CPLG)
Distancia
Concentracion de agentes corrosivos
Concentracion de agentes corrosivos
Concentracion de agentes corrosivos
VARILLA CONVENCIONAL VARILLA CONTINUA
JUNTA DE VARILLAS
ACOPLES
TUBING BARRA PULIDA
Tu
be
ria
de
Pro
du
ccio
n
Esta
tor
(bo
mb
a)
Ta
il J
oin
t (c
ola
) S
ep
ara
do
r
de
Ga
s
Are
na
s
Pro
du
cto
ras
Gas
Liquido
TUBERIA
DE
COLA
SEPARADOR
DE
GAS
BACK SPIN
ES EL PROCESO QUE OCURRE CUANDO
LUEGO DE TENERSE UN POZO DE BCP EN
PRODUCCIN, SE LE SUPRIME A LA MAQUINA
MOTRIZ ( MOTOR ELCTRICO) LA ENERGA DE
ALIMENTACIN, CON LO CUAL LA ENERGA
MECNICA ACUMULADA EN LA TUBERA DE
PRODUCCIN, TRATAR DE IGUALAR POR
EFECTOS DE VASOS COMUNICANTES,
FORMADO ENTRE EL TUBING Y EL CASING,
PROVOCANDO UNA ROTACIN ANTIHORARIA
EN LA SARTA DE CABILLAS, LO CUAL PODRA
OCASIONAR, EN CASOS SEVEROS, EL
DESACOPLE DE LAS MISMAS Y POR ENDE LA
INTERVENCIN PREMATURA DEL POZO.
IN OUT
OFF
DESACOPLE DE
VARILLAS POR
EFECTO DEL BACK
SPIN
BACK SPIN
ARMADO DE ESTATOR Y ACCESORIOS a. Armar Separador de Gas, Anclas de Torque, Filtros de Arena, etc.
b. Conectar Niple de Paro y Niple de Maniobra al Estator
c. Apretar fuertemente todos los elementos (llaves manuales)
d. Medir y tomar nota.
TUBERA DE PRODUCCIN a. Apretar todas las conexiones
b. Medir y calibrar toda la tubera
c. Si se requiere, probar la tubera cada 10 tubos.
d. Fijar el Ancla de Torque, bridas de superficie y Te de produccin
ROTOR Y SARTA DE VARILLAS a. Colocar un pony rod (de 2,4,6 pies) totalmente recto al rotor.
b. Engrasar el cuerpo del rotor para facilitar su entrada al estator.
c. Apretar fuertemente cada unin de varilla.
d. Llevar control y registro de la colocacin de los centralizadores
INSTALACIN DE EQUIPOS DE
SUBSUELO
INSTALACION EQUIPOS DE SUBSUELO
ELASTOMEROS
ELASTMEROS
El Elastmero es un polmero de alto peso molecular con la
propiedad de deformacin y recuperacin elstica (resiliencia). Esta
propiedad hace posible que se produzca la interferencia entre el rotor
y el estator, proporcionando el sello hidrulico entre cavidades y en
consecuencia la eficiencia de la bomba.
TIPOS DE ELASTMEROS
Elastmeros para la Industria Petrolera.
* Caucho Nitrilo NBR (diferentes contenidos de Acrilonitrilo ACN).
* Caucho Nitrilo Hidrogenado (HNBR)
* Los Fluoroelastmeros (FKM)
ELASTMEROS
ELASTOMEROS
Pobre
Buena
Nitrilo Estandar
Nitrilo Suave
Nitrilo con alto ACN
Nitrilo Hidrogenado
Fluorocarbono
Propiedades Mecnicas Resistencia a la Abrasin
ELASTOMEROS
Pobre
Buena
Nitrilo Estandar
Nitrilo Suave
Nitrilo con alto ACN
Nitrilo Hidrogenado
Fluorocarbono
Resistencia a Alta Temperatura Resistencia a los Aromticos
ELASTOMEROS
Pobre
Buena
Nitrilo Estandar
Nitrilo Suave
Nitrilo con alto ACN
Nitrilo Hidrogenado
Fluorocarbono
Resistencia al H2S Resistencia al CO2
ELASTOMEROS
Qumicas Fsicas
Caracterizacin de Fluidos
(fraccin lquida y gaseosa)
Ensayos de compatibilidad
(bajo presin y temperatura)
Hinchamiento
Elongacin
Resistencia Tensil
Dureza
Resistencia a la fatiga
PRUEBAS PARA DETERMINAR EL DESEMPEO DE UN
ELASTMERO
Caractersticas deseables en los elastmeros:
Buena resistencia qumica a los fluidos a transportar/manejar
Buena resistencia trmica
Capacidad de recuperacin elstica
Mecnicas
resistencia a la fatiga.
El elastmero es sometido
a un envejecimiento
acelerado, bajo
condiciones de pruebas
PRUEBA DE COMPATIBILIDAD
ELASTOMEROS
ELASTOMEROS
TIPOS DE ELASTOMEROS
INTRODUCCION AL ANALISIS DE
FALLA
ANALISIS DE FALLAS
ANLISIS DE FALLAS PREMATURAS SISTEMAS PCP
Fuentes Fundamentales de Fallas:
Deficiencias de diseo.
Deficiencias en seleccin de materiales.
Imperfecciones del material.
Deficiencias de procesos.
Errores en el ensamblaje.
Condiciones de servicio no adecuadas.
PROCEDIMIENTO GENERAL
Investigacin Preliminar
* Recopilacin de datos relevantes.
* Examen preliminar de las partes o componentes que fallaron.
* Seleccin, identificacin, preparacin de muestras de laboratorio.
Anlisis de Laboratorio
* Evaluacin No destructiva
* Ensayos mecnicos.
* Anlisis qumicos.
ANALISIS DE FALLAS
ANLISIS DE FALLAS PREMATURAS SISTEMAS PCP
Tipos de anlisis:
Existen 3 tipos de anlisis a realizar a la PCP que present fallas:
Anlisis visual en campo.
Descripcin de los equipos despus de la intervencin del taladro.
Elaboracin de un reporte de campo.
Anlisis no destructivo en laboratorio.
Medicin de los equipos (dimensional dureza).
Inspeccin visual del estator con boroscopio.
Elaboracin de un reporte.
Anlisis destructivo en laboratorio.
Complemento del anlisis no destructivo con corte del estator para luego anlizar el elastmero en la longitud de la PCP.
Elaboracin de un reporte.
ANALISIS DE FALLAS
ANLISIS DE FALLAS PREMATURAS SISTEMAS PCP
Durmetro
Medicin de Dureza
Kit de Inspeccin Visual: Estator Boroscopio
Banco de Pruebas
Cierra Sin Fin
ANALISIS DE FALLAS
HERRAMIENTAS PARA EL ANLISIS
RESOLUCIN DE PROBLEMAS TPICOS
RESOLUCIN DE PROBLEMAS TPICOS
R.P.M = 0
R.P.M = VALOR
R.P.M
Velocidad de Operacin (Eje de Cabezal)
PROD = - (DISMINUCIN)
PROD = 0
PROD = + (INCREMENTO)
PROD.
Produccin
PT = - (DISMINUCIN)
PT = 0
PT = + (INCREMENTO)
PT
Presin de cabezal en la tubera de produccin
SUM = - (DISMINUCIN)
SUM = 0
SUM = + (INCREMENTO)
SUM
Sumergencia
POT = - (DISMINUCIN)
POT = 0
POT = + (INCREMENTO)
POT
Potencia
RESOLUCIN DE PROBLEMAS
POZO SIN PRODUCCIN E
QU
IPO
S D
E S
UP
ER
FIC
IE
EQ
UIP
OS
DE
SU
PE
RF
ICIE
RESOLUCIN DE PROBLEMAS
POZO SIN PRODUCCIN
RESOLUCIN DE PROBLEMAS
POZO SIN PRODUCCIN
E
QU
IPO
S D
E S
UP
ER
FIC
IE
RESOLUCIN DE PROBLEMAS
POZO PRODUCCIN
E
QU
IPO
S D
E S
UB
SU
EL
O
63
RESOLUCIN DE PROBLEMAS
POZO SIN PRODUCCIN
E
QU
IPO
S D
E S
UB
SU
EL
O
64
RESOLUCIN DE PROBLEMAS
POZO CON BAJA PRODUCCIN
E
QU
IPO
S D
E S
UP
ER
FIC
IE
65
EQ
UIP
OS
DE
SU
PE
RF
ICIE
RESOLUCIN DE PROBLEMAS
POZO CON BAJA PRODUCCIN
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RESOLUCIN DE PROBLEMAS
POZO CON BAJA PRODUCCIN
E
QU
IPO
S D
E S
UB
SU
EL
O
Abrasin (desgaste normal).
Ataque Qumico.
Presin Excesiva por etapa.
Arrastre por Alta Presin.
Dao Mecnico.
Altas temperaturas de operacin.
Desprendimiento del elastmero.
Ataque por H2S
Ataque por CO2 (Descompresin Explosiva)
Histresis
ANALISIS DE FALLAS
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Abrasin (desgaste Normal)
Identificacin:
Superficies desgastadas y rasguadas en los puntos de menor dimetro.
Causas:
Asociado con desgaste normal. Ocurre preponderantemente si el fluido
contiene altos contenidos de slidos o si la PCP trabaja a altas
velocidades.
Correccin:
Reducir la velocidad de rotacin y mantener mnimo delta de Presin, PCP
de mayor capacidad o mayor numero de etapas. Colocacin de filtros.
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Identificacin:
Crecimiento en dimensiones, menor dureza que el material virgen, usualmente
presenta ampollas y grietas transversales en el cuerpo del estator.
Causas:
Asociado al ataque del elastmero por fluidos aromticos presentes en el crudo.
La falla puede identificarse por perdidas de eficiencia de la PCP o incrementos
de torque.
Correccin:
Seleccionar elastmeros con mayor resistencia qumica. Mayor contendido de
ACN en el elastmero.
Ataque Qumico
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Presin Excesiva por Etapa
Identificacin:
La superficie del elastmero se torna dura en extremo y brillante con terminaciones llagosas.
Parte del elastmero ha sido arrancado. Patrn Helicoidal.
Causas:
Presiones hidrostticas o por friccin excesivamente altas, producidas por algunas de las
siguientes condiciones:
Descarga de la bomba obstruida, lneas obstruidas, Altas tasas de produccin de fluidos viscosos.
La operacin de la PCP en seco ocasiona falla similar (friccin excesiva).
Correccin:
Verificar espaciamiento del rotor, para evitar que el acople con la sarta de varillas obstruya la
descarga. Cuando se producen fluidos con altos contenidos de slidos implementar un programa
de limpieza frecuente. Verificar el Delta de Presiones manejado por la PCP.
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Altas temperaturas de Operacin.
Identificiacin:
La superficie del material se torna quebradiza y tiene muchas grietas. Incremento
importante de la dureza y disminucin general de las propiedades mecnicas.
Causas:
Operacin de la PCP en Seco: ausencia de fluido, exceso de gas o por obstruccin
de la succin.
Altas temperaturas de Operacin: Combinacin de alta temperatura del fluido del
pozo y calor generado por la PCP durante la operacin.
> Velocidad de la PCP y > Delta de Presin originan incrementos de temperatura.
Histresis.
Correccin:
Verificar nivel de fluido en el anular, utilizar PCP de mayor capacidad a menor
velocidad de rotacin. Seleccionar el elastmero adecuado.
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Altas Temperaturas de Operacin
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Arrastre de Alta Presin
Identificacin:
Hoyos o rasgaduras en sentido contrario al flujo. No se observan incrementos de
dureza apreciables.
Causas:
Partculas de arena de gran tamao se depositan en el elastmero causando
deformacin permanente del elastmero. Esto produce un orificio pequeo que
permite que el fluido a alta presin arrastre parte del material.
Correccin:
Probar la colocacin de un filtro a la entrada de la Bomba. Utilizar bombas de
mayor capacidad a menor velocidad.
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Dao Mecnico
Identificacin:
Objetos extraos fueron bombeados causando daos sobre la superficie del
elastmero y/o rotor.
Causas:
Falta de un programa de limpieza frecuente en los pozos; maniobras inadecuadas
al momento de Completacin del Pozo. La adherencia de la goma es buena pero
el elastmero presenta desgarre. No hay evidencias de incremento de dureza.
Correccin:
Para pozos con altas tasa de arena; colocar filtros en la entrada de la bomba.
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Ataque por CO2 (descompresin explosiva)
Identificacin:
Ampollamiento severo; Aumento de tamao (hinchamiento, sobre interferencia);
Disminucin de la dureza (solamente si el gas esta atrapado).
Causas:
Manejo de Altas tasa de gas; alto contenido de CO2 disuelto en el Crudo; Cadas
abruptas de presin de fondo.
Correccin:
Verificar nivel de fluido en el anular, utilizar PCP de mayor capacidad a menor Carga.
Seleccionar el elastmero adecuado.
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Ataque por CO2 (descompresin explosiva)
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Hysteresis
Identificacin:
Fallo por fatiga comparado a la flexin una varilla hasta que se rompe.
Causas:
Se caracteriza por las grietas que se originan en la parte ms gruesa del elastmero y
migrar a la superficie de elastmeros y / o en el tubo del estator, las superficies
son duras, brillantes y rasgadas.
Correccin:
Es el modo de falla que debera presentar siempre un elastmero al terminar
su vida til operativa.
MECANISMOS DE FALLA ESTATORES
Abrasin (desgaste normal).
Fatiga.
Desgaste de la Base Metlica.
Ruptura por alta Temperatura.
Incompatibilidad con el Fluido
ANALISIS DE FALLAS
MECANISMOS DE FALLA
Anlisis de Fallas Prematuras
Rotores PCP
Abrasin (desgaste Normal)
Identificacin:
Superficies desgastadas y rasguadas en los puntos de menor dimetro.
Causas:
Asociado con desgaste normal. Ocurre preponderantemente si el fluido contiene altos
contenidos de slidos o si la PCP trabaja a altas velocidades.
Correccin:
Reducir la velocidad de rotacin y mantener mnimo delta de Presin, PCP de mayor
capacidad o mayor numero de etapas. Colocacin de filtros.
MECANISMOS DE FALLA ROTORES
Fatiga.
Identificacin:
Ruptura en el cuerpo del rotor con marcas torsionales.
Causas:
Asociado principalmente al Run Life en Ciclos y a mal procedimiento de
espaciamiento.
Correccin:
Reducir la velocidad de rotacin, realizacin de un correcto procedimiento de
espaciamiento.
MECANISMOS DE FALLA ROTORES
Desgaste de la base Metlica.
Identificacin:
Se observa desgaste total del cromado y la iniciacin del desgaste del acero base.
Causas:
Asociado principalmente a mal procedimiento de espaciamiento y la excentricidad
del rotor.
Correccin:
Realizacin de un correcto procedimiento de espaciamiento., seleccionar los
elementos como Pup Joint de un ID mayor al giro excntrico del rotor.
MECANISMOS DE FALLA ROTORES
Ruptura por Alta Temperatura.
Identificacin:
Se observa la capa cromada con aspecto quebradizo.
Causas:
Esta ligado a la expansin trmica del acero y del cromo del rotor.
Correccin:
Mantener Sumergencias mnimas para evitar el trabajo en seco y
sobrecalentamiento, aunque el rotor solo se vera afectado en medios altamente
corrosivos.
MECANISMOS DE FALLA ROTORES
Incompatibilidad con el Fluido.
Identificacin:
Se observa corrosin en el Material por Pitting o decoloracin del cromo.
Causas:
Esta asociado con la presencia de H2S y CO2 los cuales al combinarse con el agua
crean cidos (HCL y gas carbnico).
Correccin:
Recubrimientos del rotor como son el Boro y Acero Inoxidable que sean resistentes
al acido clorhidrico y gas carbnico.
MECANISMOS DE FALLA ROTORES
Abrasin (desgaste normal).
Corrosin Atmosfrica.
Fatiga.
Dao Mecnico.
Corrosin Fatiga (Stress Corrosin Cracking).
Mal Make Up.
Incompatibilidad de Materiales.
Fluido Corrosivo.
ANALISIS DE FALLAS
ANLISIS DE FALLAS PREMATURAS VARILLAS
PCP
Mecanismos de Falla
Abrasin (Desgaste Normal).
Identificacin:
Se observa superficies desgastadas y rasguadas.
Causas:
Esta asociado con el rozamiento de las sarta de varillas y elementos con la tubera
de produccin.
Correccin:
Reforzar centralizacin de la sarta o instalar varilla continua con el fin de disminuir
las cargas de contacto sobre puntos localizados.
MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
Corrosin Atmosfrica.
Identificacin:
Se observa superficies de la varilla con oxidacin superficial.
Causas:
Condiciones atmosfricas (Humedad, Salinidad, Radiacin Solar, entre otros)
Correccin:
Utilizar pinturas Epoxicas (anticorrosivas), almacenaje de las varillas bajo locaciones
cubiertas.
MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
Fatiga.
Identificacin:
Se observan marcas de playa, marcas transgranulares lisas y corrugadas y una
zona de ruptura sbita.
Causas:
Run Life en ciclos (terminacin de ciclos de resistencia a la fatiga).
Correccin:
Reemplazar sarta de varillas por una sarta nueva, con el fin de no presentar
repetitividad en este modo de falla.
I MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
II
III
Fatiga.
MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
I
Fatiga (Torsional Bending).
Este tipo de falla por fatiga es
efecto de la velocidad, torque,
balance y desbalance de los
esfuerzos.
MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
Dao Mecnico.
Identificacin:
Se observan marcas de golpes sobre el cuerpo o conexiones de la varilla.
Causas:
Mal embalaje, deficiente manipulacin, incorrectos procedimientos de instalacin.
Correccin:
Seguir las pautas de embalaje, manipulacin e instalacin recomendados por el
proveedor de la sarta de varillas.
I MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
Corrosin Fatiga (Stress Corrosin
Cracking).
Identificacin:
Se observa una falla de fatiga atpica. (se observan estras de iniciacin de
fatiga).
Causas:
Ambiente corrosivo con influencia de CO2 y H2S.
Correccin:
Inyectar inhibidores de corrosin que sean compatibles con los elementos del
sistema PCP (preferiblemente inyeccin continua).
I MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
Mal Make Up.
Identificacin:
Se observan rupturas en los pines de la varilla o quema de Roscas.
Causas:
Deficiente procedimiento de instalacin.
Correccin:
Utilizacin de las cartas de desplazamiento correcta en cuanto a grado y dimetro
de varilla, verificar que el torque aplicado a la varilla sea el correcto y utilizar llaves
hidrulicas.
I MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
Incompatibilidad de Materiales.
Identificacin:
Se observan en los pines de la varilla con quema de Roscas.
Causas:
Utilizacin de materiales de diferentes grados o proveedores.
Correccin:
Estandarizar los elementos utilizados (Varilla y Coupling) para que sean del mismo
grado y del mismo proveedor.
I MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
Fluido Corrosivo.
Identificacin:
Se observa el cuerpo o accesorios de la varilla corrodos,
Causas:
Agentes corrosivos presentes en el fluido de produccin.
Correccin:
Inyeccin continua de inhibidores de corrosin, utilizar grados de varilla con
mayor resistencia a la corrosin.
I MECANISMOS DE FALLA VARILLAS
Abrasin (desgaste normal).
Corrosin Atmosfrica.
Mal Make Up.
Fluido Corrosivo.
Jetting.
ANALISIS DE FALLAS
ANLISIS DE FALLAS PREMATURAS TUBERIA
PCP
Mecanismos de Falla
Abrasin.
Identificacin:
Se observa superficies desgastadas y ruptura de la seccin de contacto con la
sarta de varilla de bombeo.
Causas:
Deficiente centralizacin, desgaste normal proyectado.
Correccin:
Reforzar centralizacin del sistema, utilizar Varilla Continua o Rotadores de
Tubera.
I MECANISMOS DE FALLA TUBERIA
Corrosin Atmosfrica.
Identificacin:
Se observa superficies con oxidacin superficial en el cuerpo de la tubera.
Causas:
Condiciones atmosfricas (Humedad, Salinidad, Radiacin Solar, entre otros)
Correccin:
Utilizar recubrimientos o pinturas Epxicas (anticorrosivas), almacenaje de la tuberia
bajo locaciones cubiertas.
I MECANISMOS DE FALLA TUBERIA
Mal Make Up.
Identificacin:
Se observan fisuras en los pines de la tubera o quema de Roscas.
Causas:
Deficiente procedimiento de instalacin.
Correccin:
Verificar torque de instalacin, verificar tipos de roscas.
I MECANISMOS DE FALLA TUBERIA
Fluido Corrosivo.
Identificacin:
Perforacin localizada por Pitting u otros tipos de corrosin en la tubera.
Causas:
Asociado con la presencia de H2S y CO2 los cuales combinados con agua crean
cidos (HCL y gas carbnico).
Correccin:
Inyeccin de inhibidores de corrosin o instalar tubera con revestimientos
anticorrosivos.
I MECANISMOS DE FALLA TUBERIA
Jetting.
Identificacin:
Perforacin localizada por ataque a presin de gas.
Causas:
Esta asociado al aporte de gas de los perforados del pozo a alta presin.
Correccin:
Instalar sistema por encima de perforados o utilizar Blast Joints para aumentar la
vida til de las zonas afectadas.
I
MECANISMOS DE FALLA TUBERIA
Ruptura de Correas.
Dao de Rodamientos.
Desgaste del sistema de freno.
Dao de sellos y empaques.
ANALISIS DE FALLAS
ANLISIS DE FALLAS PREMATURAS
CABEZALES PCP
Mecanismos de Falla
Ruptura de Correas.
Identificacin:
Cabezal sin transmisin de potencia y velocidad al sistema PCP.
Causas:
Desalineamiento, alto Run Life, Guardas en mal estado, encerramiento defectuoso
(ingreso de polvo, humedad o aceites)
Correccin:
Verificar la alineacin de las poleas, revisar que las correas estn dentro de un
medio lo mas libre posible de partculas que puedan generar la falla de las correas.
Aumentar canales de poleas. Cambiar correas peridicamente segn el plan de
mantenimiento del campo.
I MECANISMOS DE FALLA CABEZAL
Dao de Rodamientos.
Identificacin:
Cabezal sin transmisin o con trabamientos de potencia y velocidad al sistema.
Causas:
Carga operacional por fuera de los limites de fabricacin, desalineamiento, corrosin
o falta de lubricacin.
Correccin:
Verificar la alineacin de las los rodamientos, disear sobre los parmetros de
diseo pautados por el proveedor, verificar que no haya ingreso de fluidos
corrosivos a la caja de rodamientos y se debe mantener los niveles de aceite para la
lubricacin.
I MECANISMOS DE FALLA CABEZAL
Desgaste del sistema de freno.
Identificacin:
El cabezal no frena los Back spin presentados en el sistema PCP.
Causas:
Paradas continuas del sistema que generan Back spin continuamente.
Correccin:
Cambiar las Pastillas de Freno, el Caliper y aceite hidrulico segn las condiciones de
mantenimiento del campo.
I MECANISMOS DE FALLA CABEZAL
Desgaste de sellos y empaques.
Identificacin:
Se presentan fugas de aceite o crudo en el cabezal en conjunto con
recalentamiento en el cabezal y ruidos.
Causas:
Fluido abrasivo, incompatibilidad con el fluido, propiedades mecnicas deficientes,
alto Run Life.
Correccin:
Realizar prueba de compatibilidad con el fluido y de diseo operacional manejado
con el fin de seleccionar el empaque o sello adecuado, realizar cambios de
empaques segn plan de mantenimiento del campo.
I
MECANISMOS DE FALLA CABEZAL
GENERALIDADES
VENTAJAS
Sistema de levantamiento artificial de mayor
eficiencia.
Excelente para produccin de crudos altamente
viscosos.
Capacidad para manejar altos contenidos de
slidos y moderado contenido de gas libre.
No tiene vlvulas, evitando bloqueos por gas.
Buena resistencia a la abrasin.
Bajo costo inicial y potencia requerida.
GENERALIDADES
VENTAJAS
Equipo de superficie relativamente pequeo.
Consumo de energa continuo y de bajo costo.
Fcil de instalar y operar.
Bajo mantenimiento de operacin.
Bajo nivel de ruido.
GENERALIDADES
LIMITACIONES
Tasas de produccin hasta de 2.000 B/D
(mximo 4.000 B/D).
Levantamiento neto de hasta 6.000 feet
(mximo 9.000 feet).
Temperatura de operacin de hasta 210 F
(mximo 350 F).
El elastmero tiende a hincharse o deteriorarse
cuando es expuesto al contacto con ciertos
fluidos (aromticos, aminas, H2S, CO2, etc.).
GENERALIDADES
LIMITACIONES
Baja eficiencia del sistema cuando existe alto
contenido de gas libre.
Tendencia del estator a daarse si trabaja en
seco, an por perodos cortos.
Desgaste de Varillas y tubera en pozos
altamente desviados.
Tendencia a alta vibracin si el pozo trabaja a
altas velocidades.
GRACIAS!
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