DIAGNOSTICO O DETECCION DE FALLAS [1]

2.8 DIAGNOSTICO O DETECCION DE FALLAS [1]

El motor, la bomba, el protector y el cable, son los componentes con mayor posibilidad de incurrir en fallas en el sistema BES.

Diseño de Bombeo Electrosumergible

1. Se calcula la IPR (curva de oferta) con la información de la última prueba válida.

2. Se calcula el nivel dinámico del fluido (NF), no sin antes obtener la gravedad específica del petróleo y mezcla.

Donde:

γm: gravedad específica de la mezcla [adm]

γo: gravedad específica del petróleo [adm]

γw: gravedad específica del agua [adm]

°API: gravedad API [adm]

Pwf: presión de fondo fluyente [lpca]

h: espesor [pie]

NF: nivel de fluido [pie]

3. Se estima una profundidad de asentamiento de la bomba (100’ por encima del colgador) que garantice la sumergencia.

4. Utilizando las correlaciones de Standing, se calcula Rs y Bo a las condiciones imperantes en la entrada de la bomba (PIP y Tf). Conociendo la Pwf, se calcula la PIP.

Donde:

PIP: presión de entrada a la bomba (pump intake pressure) [lpc]

Dp: profundidad media de los perforados [pie]

Db: profundidad de la bomba [pie]

Entonces con la PIP y el resto de los datos se calcula el Rs y Bo.

Donde:

Rs: solubilidad del petróleo [PCN/BN]

γg: gravedad específica del gas [adm]

T: temperatura [°F]

Bo: factor volumétrico del petróleo [BY/BN]

5. Se calcula el factor volumétrico del gas (Bg)

Donde:

Bg: factor volumétrico del gas [BY/MPCN]

Z: factor de compresibilidad de gases [adm]

P: presión de yacimiento [lpca]

6. Determinación del volumen de gas que manejará la bomba.

6.1. Volumen total de gas (Tg)

Donde:

Tg: volumen total de gas [PCN/D]

qo: tasa de producción de petróleo [BN/D]

RGP: relación gas-petróleo [PCN/BN]

6.2. Volumen de gas en solución (Sg)

Donde:

Sg: volumen de gas en solución [PCN/D]

6.3. Volumen de gas libre (Fg)

Donde:

Fg: volumen de gas libre [PCN/D]

6.4. Volumen de petróleo (Vo)

Donde:

Vo: volumen de petróleo [BY/D]

6.5. Volumen de agua (Vw)

Donde:

Vw: volumen de agua [BY/D]

ql: tasa total de líquido [BN/D]

Bw: factor volumétrico del agua [BY/BN]

6.6. Volumen de gas (Vg)

Donde:

Vg: volumen de gas [BY/D]

6.7. Volumen de gas libre (%GL)

Donde:

%GL: porcentaje de gas libre [%]

Vt: volumen total de fluido [BY/D]

Cuando se excede el 10% de gas libre (condición operacional normal), se requerirá la utilización de un separador de gas. Una vez instalado el separador de gas, se sabe que el mismo se retirará (en teoría) el 80% de gas libre, por lo tanto se plantean nuevamente los cálculos para verificar los nuevos valores que manejará la bomba.

7. Cálculo de la carga dinámica total (TDH)

Donde:

TDH: carga dinámica total [pie]

Hd: altura dinámica [pie]

Ft: pérdidas por fricción en la tubería [pie]

Pd: pérdidas por fricción en la línea de flujo [pie]

7.1. Altura dinámica (Hd)

7.2. Pérdidas por fricción en las líneas de flujo (Pd)

7.3. Pérdidas por fricción en tubería (Ft)

Nota: el factor (F/1000’) se obtiene gráficamente o por correlación.

Se debe conocer la ql (BN/D o GPM) y el diámetro de la tubería o revestidor (pulg.)

Entonces

Se utiliza la correlación conociendo la tasa de líquido (GPM) y el diámetro de la tubería en pulgadas.

Donde:

C: 120 (tubería nueva) ó 94 (tubería vieja)

ql: tasa de líquido [GPM]

ID: diámetro interno de la tubería [pulg]

8. Selección de la Bomba considerando:

Tasa deseada

Profundidad de asentamiento de la bomba

Diámetro de revestidor

Viscosidad del fluido

Se utilizan las siguientes tablas y gráficos:

HC≈ 23,1 pie/etapa (capacidad de levantamiento)

POE≈ 40,2% (eficiencia de bombeo)

HML≈ 0,081 HP/etapa (carga de motor)

9. Determinación del número de etapas de la bomba.

10. Determinación de la potencia del motor

Donde:

HP: caballos de potencia [HP]

Entonces es posible seleccionar el motor adecuado considerando la recomendación del fabricante.

11. Selección del Cable

La tabla general de recomendaciones para diseño, proporciona el tipo de cable acorde a las condiciones dadas. No obstante, los fabricantes recomiendan

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