SISTEMA DE BOMBEO DE CAVIDADES PROGRESIVAS

SISTEMA DE BOMBEO DE CAVIDADES PROGRESIVAS

Reseña Historia.

A fines de los años 20, Rene Moineau desarrolló el concepto para una serie de bombas helicoidales (forma de hélice). Una de ellas tomó el nombre de Bombeo por Cavidades Progresivas (BCP) con el cual hoy es conocido.

En 1979, algunos operadores de Canadá, donde existían yacimientos con petróleos viscosos y con alto contenido de arena, comenzaron a experimentar con Bombas de Cavidades Progresivas..

En los últimos años las BCP han experimentado un incremento gradual como un método de extracción artificial común. Sin embargo el bombeo de cavidades progresivas está recién en la infancia si las comparamos con los otros métodos de extracción artificial como las bombas electro sumergible o el bombeo mecánico.

Hoy en día el bombeo por cavidades progresivas es destacado como sistemas de levantamiento artificial, en recuperación de petróleos pesados. El uso de estás bombas se extendió a diferentes países como Venezuela el cual tiene el depósito más grande de petróleos pesados y extra-pesados

Equipos de superficie y quipos de subsuelo

El sistema de bombeo por cavidades progresivas está integrada por dos secciones de equipo.

• Equipos de Subsuelo:

1. Tubería de producción: Es una tubería de acero que comunica la bomba de subsuelo con el cabezal y la línea de flujo. Corresponde de acuerdo a su diámetro.

2. Sarta de varillas: Es un conjunto de varillas unidas entre sí por medio de cuplas formando la mencionada sarta, se introduce en el pozo y de esta forma se hace parte integral del sistema de bombeo de cavidad progresiva. La sarta esta situada desde la bomba hasta la superficie

3. Estator: está conectado a la tubería de producción; es una hélice doble interna y moldeado a precisión, hecho de un elastómero sintético el cual está adherido dentro de un tubo de acero. En el estator se encuentra una barra horizontal en la parte inferior del tubo que sirve para sostener el rotor.

4. Elastómero: Es una goma en forma de espiral y esta adherida a un tubo de acero el cual forma el estator. es un material que puede ser estirado varias veces su longitud original teniendo la capacidad de recobrar rápidamente sus dimensiones una vez que la fuerza es removida.

5. Rotor: Suspendido y girado por las varillas, es la única pieza que se mueve en la bomba.. Tiene como función principal bombear el fluido girando de modo excéntrico dentro del estator, creando cavidades que progresan en forma ascendente.

6. Centralizador: Puede ser un componente adicional, sin embargo, tiene mayor uso en especial para proteger las partes del sistema. El tipo de centralizadores es el "no soldado".

7. Niple Intermedio o Niple Espaciador: Su función es la de permitir el movimiento excéntrico de la cabeza del rotor a la última varilla

8. Niple De Paro: Es parte componente de la bomba y va roscado al extremo inferior del estator. Su función es:

• Hacer de Tope al rotor en el momento del espaciamiento, para que el rotor tenga el espacio suficiente para trabajar correctamente.

• Como succión de la bomba.

9. Ancla de Torsión: Al girar la sarta en el sentido de las agujas del reloj, se realiza la acción de girar la columna también hacia la derecha, es decir hacia el sentido de desenrosque de los caños. A esto se suman las vibraciones producidas en la columna por las ondas armónicas ocasionadas por el giro de la hélice del rotor dentro del estator, vibraciones que son tanto mayores cuanto más profunda es la instalación de la bomba. La combinación de ambos efectos puede producir el desprendimiento de la tubería de producción, el ancla de torsión evita este problema

10. Niple Asiento: es una pequeña unión sustituta que se corre en la sarta de producción. Permite fijar la instalación a la profundidad deseada y realizar una prueba de hermeticidad de cañería.

11. Caño Filtro: Se utiliza para evitar, (en el caso de rotura de estator con desprendimiento de elastómero), trozos de tamaño regular del mismo, pueden estar dentro del espacio anular.

• Equipos de superficie.

Una vez obtenidos los parámetros, mínimos de operación, necesarios para accionar el equipo de subsuelo, es necesario dimensionar correctamente los equipos de superficie que sean capaces de proveer la energía requerida por el sistema.

Esto significa que deben ser capaces de suspender la sarta de varillas y soportar la carga axial del equipo de fondo, entregar la torsión requerida y rotar al vástago a la velocidad requerida y prevenir la fuga de fluidos en la superficie. Los componentes de superficie de dividen en tres sistemas que son:

1. Cabezal de rotación.: El cabezal de rotación debe ser diseñado; para manejar las cargas axiales de las varillas, el rango de velocidad a la cual debe funcionar, la capacidad de freno y la potencia necesitara.

Este es un equipo de accionamiento mecánico instalado en la superficie directamente sobre la cabeza de pozo. Consiste en un sistema de rodamientos o cojinetes que soportan la carga axial del sistema, un sistema de freno (mecánico o hidráulico) que puede estar integrado a la estructura del cabezal o ser un dispositivo externo.

2. Sistema de transmisión. Como sistema de transmisión se conoce el dispositivo utilizado para transferir la energía desde la fuente de energía primaria (motor eléctrico) hasta el cabezal de rotación.

Para la transmisión de torsión de una máquina motriz a una máquina conducida, existen al menos tres métodos muy utilizados: Transmisión con engranajes, correas flexibles de caucho reforzado y cadenas de rodillos. Dependiendo de la potencia, posición de los ejes, relación de transmisión, distancia entre ejes y costo; se seleccionará el método a utilizar.

3. Sistema de Freno La segunda función importante del cabezal es la de frenado que requiere el sistema. Cuando un sistema BCP esta en operación, una cantidad significativa de energía se acumula en forma de torsión sobre las varillas.

Si el sistema se para repentinamente, la sarta de varillas de bombeo libera esa energía girando en forma inversa para liberar torsión. Al perder el control de la marcha inversa, las altas velocidades pueden causar severos daños al equipo de superficie, desenrosque de la sarta de varillas y hasta la rotura violenta de la polea el cabezal, pudiendo ocasionar esta situación daños severos al operador.

De los frenos utilizados se pueden destacar los siguientes:

• Freno de accionamiento por fricción:

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