Electrosumergible

Bombeo electrosumergible (BES).

Es un método de levantamiento artificial que utiliza una bomba centrífuga ubicada en el subsuelo accionada por energía eléctrica que es suministrada desde superficie, para levantar los fluidos aportados por el yacimiento desde el fondo del pozo hasta la estación de flujo.

Puede ser aplicado en pozos de alto índice de productividad, baja presión de fondo, alta relación agua-petróleo, o baja relación gas líquido. Este método de levantamiento es considerado efectivo y económico para producir grandes cantidades de flujo a mediana y grandes profundidades, y variadas condiciones de pozos.

Funcionamiento de la BES.

Tiene como principio fundamental levantar el fluido del reservorio hasta la superficie, mediante la rotación centrífuga de la bomba electrosumergible. La potencia requerida por dicha bomba es suministrada por un motor eléctrico que se encuentra ubicado en el fondo del pozo; la corriente eléctrica, necesaria para el funcionamiento de dicho motor, es suministrada desde la superficie, y conducida a través del cable de potencia hasta el motor.

Este método de levantamiento artificial consiste en una bomba centrífuga multi-etapa con un motor eléctrico de fondo acoplado, la cual es capaz de levantar fluido desde el fondo del yacimiento hacia la superficie, mediante la rotación centrífuga de los impulsores de la bomba, lo que permite que el fluido ascienda a través de las etapas de la bomba centrífuga y llegue a la superficie con suficiente energía.

En estas instalaciones BES, la potencia disponible en superficie es transformada a los requerimientos de fondo del pozo por los transformadores de tres fases. La potencia transformada es suministrada por un cable de potencia a una caja convertidora (Switch Board) y luego a través de una caja de unión y un soporte del cabezal del reductor. El cable de potencia viene con la corriente de la tubería de producción y está vendada al reductor para prevenir daños mecánicos durante la instalación y la remoción. El cable de potencia está empalmado a un cable plano del motor, el cual está vendado al exterior de la unidad protectora de la bomba. La bomba centrífuga está localizada en el tope de la unidad de subsuelo.

La bomba está colgada en la línea del reductor por la descarga de la presión. Debajo de la bomba se encuentra un dispositivo llamado succión, el cual provee al fluido la entrada a la bomba. El componente central es el protector. El protector iguala tanto la presión interna como la externa y aísla al motor de los fluidos del pozo. El componente más bajo es el motor, el cual maneja a la bomba centrífuga. Esto es necesario ya que el fluido entrando al pozo fluye hasta el motor, dicho flujo enfría al motor, el cual de otra forma pudiera sobrecalentarse y fallar.

Ventajas y desventajas de la BES

Ventajas Desventajas

 Los costos de levantamiento para grandes volúmenes son bajos.  Es imprescindible la corriente eléctrica, se requiere de altos voltajes.

 Es usado en pozos verticales y desviados.  Los cables se deterioran al estar expuestos a altas temperaturas.

 Pueden manejar tasas de producción alrededor de 200 – 90000 BPD.  Los cables dificultan el corrido de la tubería de producción.

 Este tipo de instalaciones no impacta fuertemente en las zonas urbanas.  No es recomendable usar cuando hay alta producción de sólidos.

 Bajo mantenimiento.  Las bombas están afectadas por: temperatura de fondo y producción de arena.

 Se facilita el monitoreo de presiones y temperaturas de fondo del hoyo, a través del uso de sensores.  No es funcional a altas profundidades debido al costo del cable.

 Puede ser manejado en pozos con grandes cortes de agua y baja relación gas- líquido.  Con la presencia de gas libre en la bomba, no puede funcionar ya que impide el levantamiento.

 Trabaja a profundidades entre los 12000 y 15000 pies.

 Tiene un rango de eficiencia está entre 18 – 68%

 Puede ser usado en pozos tanto verticales como inclinados o desviados.

Tabla N0 1 ventajas y desventajas de la BES

Equipos de superficie y equipos de subsuelo

Equipos de superficie

 Transformadores: son dispositivos electromagnéticos transmisores de potencia y consta de un transformador reductor de 13,8 kV a 480 V, voltaje necesario para la operación del variador de frecuencia, el cual provee el voltaje trifásico variable al transformador elevador multi-taps, elevando al voltaje necesario para la operación del motor en el fondo del pozo. El primer transformador (transformador reductor) reduce el voltaje de distribución de 13,8 kV al voltaje de 480 V, necesario para el funcionamiento del variador de velocidad, y el segundo (transformador elevador) aumenta el voltaje de salida del variador (480V variable en frecuencia) al voltaje que requiere el motor electrosumergible con las respectivas conexiones.

“El transformador elevador multi-taps se refiere a transformadores que te pueden dar varios voltajes de salida”.

Figura N0 1 transformadores

Están diseñados para trabajar a frecuencias desde 30 hasta 90 ciclos, una regulación de voltaje en 28 posiciones, de las cuales se obtiene la tensión ideal para alimentación de las bombas de pozo profundo y están fabricados en potencias desde 260 hasta 1200 KVA.

 Cabezal del pozo: cierra mecánicamente el pozo en la superficie, soporta el peso del equipo electrosumergible instalado, además mantiene un control sobre el espacio entre el casing y la tubería de producción del pozo. La conexión del cable de potencia que viene de la caja de venteo, se realiza mediante un conector llamado “Quick Conector”, donde se realiza el empalme de los cables eléctricos de superficie y de fondo.

Figura N0 2 cabezal del pozo

 Tablero de control: Es el componente desde el que se gobierna la operación del aparejo de producción en el fondo del pozo. dependiendo de la calidad de control que se desea tener, se seleccionan los dispositivos que sean necesarios para integrarlos al tablero. 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

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