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BOMBAS Y ACCESORIOS PARA INYECCION DE VAPOR

By Ing. Alberto Embus / Ing. Diego Pinto 1

La inyeccin de vapor es una de las metodologas mas utilizadas para la produccin de crudo pesado.

Para pozos completados en Bombeo Mecnico, se debe disear una bomba de subsuelo con un rea de flujo suficiente, de tal manera que permita que pase el vapor sin problema hacia la formacin productora.

La inyeccin de vapor sin rea de flujo adecuada, puede resultar en :Aumento de presin de vaporDisminucin de la rata de flujoTensiones innecesarias sobre las partes que conforman la bomba de subsuelo

INYECCION DE VAPOR EN POZOS COMPLETADOS CON BOMBEO MECANICO2

INYECCION DE VAPOR EN POZOS COMPLETADOS CON BOMBEO MECANICO3

DIAGRAMA AREA DE FLUJO

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La bomba Steam Bypass de Harbison Fischer, permite inyectar vapor a la formacin productora sin necesidad de retirarla del fondo del pozo, generando un rea de flujo suficiente para que pase el vapor sin problema.

La zona del Bypass de la bomba esta compuesta por 2 partes principalmente:

La seccin del Hold Down compuesta por 5 anillos de friccin, lo que genera una fuerza de sujecin mayor en el momento de sentar la bomba, las tolerancias entre los anillos es tal que asegura un mnimo clearence entre estos y la niplesillla, previniendo el paso del fluido.

La extensin Bypass, de dimetro menor que el barril instalada entre el barril y el Hold Down. Este diseo aumenta el rea disponible para el paso del vapor cuando este se encuentra ubicado frente a la niplesilla una vez se desasienta la bomba.

STEAM BY PASS PUMPINYECCION DE VAPOR EN POZOS COMPLETADOS CON BOMBEO MECANICO5

ESQUEMA DE LA BOMBA STEAM BY PASS

INYECCION DE VAPOR EN POZOS COMPLETADOS CON BOMBEO MECANICO6

THE SPOON BILL DUMP VALVE INYECCION DE VAPOR EN POZOS COMPLETADOS CON BOMBEO MECANICOCuando se va a drenar la tubera, la sarta de varillas es bajada hasta que la vlvula fija y viajera se encuentran cerradas.

El dispositivo estilo Cuchara que viene adherido a la caja de la vlvula viajera, funciona como una sonda que empuja por un costado la bola de la vlvula fija fuera de su asiento, mientras que la barra vertical de la caja fija, empuja hacia arriba la bola de la vlvula viajera, quedando as las dos bolas fuera de sus asientos. En este instante el fluido de la tubera fluye hacia la parte inferior de la bomba a travs de las vlvulas.

Las vlvulas de drenaje tambin pueden ser usadas para la inyeccin de vapor, las dos vlvulas se abren para permitir que el vapor se inyecta desde la superficie hasta la formacin; una vez terminada la inyeccin, la sarta de varillas se levanta para permitir que las bolas regresen a sus posiciones en sus asientos.

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TUBING PUMP OVERSIZE WITH SPOON BILL INYECCION DE VAPOR EN POZOS COMPLETADOS CON BOMBEO MECANICO

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CAJAS ESPECIALES OPEN FLOW INYECCION DE VAPOR EN POZOS COMPLETADOS CON BOMBEO MECANICOHarbison Fischer ha desarrollado un nuevo concepto para guiar las vlvulas de las bombas de subsuelo; con las cajas de 4 guas internamente (4 Guide Stellite Lined Cage). Estn disponibles en 3 opciones de clearence entre la bola y la gua de la bola:

Standard 0.030: Recomendado cuando no se tiene problemas de partculas grandes

Moderate 0.045: Pozos con problema en cuanto a desgaste de vlvulas y asientos por manejo de partculas o slidos.

Extreme 0.060: Pozos con fluidos que manejan bastante slidos en suspensin y provocan un mal funcionamiento de la vlvula.

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CAJAS ESPECIALES OPEN FLOW INYECCION DE VAPOR EN POZOS COMPLETADOS CON BOMBEO MECANICOVentajas:

1. Posee 4 guas internas en lugar de 3 (Tradicional)

2. Reduce la distancia entre los bordes de las guas por donde la vlvula golpea, esto genera que la bola se mueva en la parte curva de la gua en lugar de la orilla.

3. Reduce la elevacin de la bola, manteniendo la estabilidad de esta durante el bombeo.

4. Reduce la friccin con el fluido, por lo tanto se obtiene menos cada de presin a travs de la vlvula. (Mayor rea de flujo que una caja tradicional)10

INYECCION DE VAPOR EN POZOS COMPLETADOS CON BOMBEO MECANICOBOMBAS Y ACCESORIOS ESPECIALES PARA MANEJO DEL GAS11

BOMBA DOS ETAPASA diferencia de una bomba convencional, cuenta con:

Dos cmaras de compresin, una inferior y una superior.Una varilla hueca (Pull tube)Doble vlvula viajera, un instalada en la parte superior del Pull tube y una vlvula viajera inferior, instalada debajo del pistn.

El ciclo de bombeo se detalla a continuacin:

Al comienzo de la carrera descendente, la VVS detiene toda la cabeza hidrosttica, permitiendo que la VVI se abra sin necesidad de comprimir la mezcla liquido/gas a una presin mayor.A medida que el pistn continua bajando, la mezcla gas-liquido de la cmara de compresin inf. ,se mueve hacia la cmara superior.

Al inicio de la carrera ascendente, la VVI se cierra y la VF se abre, permitiendo la entrada de fluidos a la cmara de compresin inf.Durante la carrera ascendente, la mezcla ubicada en la cmara sup. Es comprimida hasta una presin mayor, lo cual abre la VVS permitiendo que el liquido se descargue en la tubera por encima de la bomba, completando as el ciclo de bombeo.

VVSVVI12

BOMBA DE ESCURRIMIENTO VARIABLE (VSP)Harbison Fischer ha desarrollado una bomba de desplazamiento positivo para los pozos de alto GOR, la VSP (Variable Slippage Pump); la bomba funciona bajo el principio de igualacin de presiones sobre la vlvula viajera, justo antes de que el pistn llegue al final de su recorrido en la carrera ascendente.La VSP cuenta con una reduccin gradual del dimetro interno del barril; a medida que el pistn en la carrera ascendente ingresa en la parte superior del barril (Cono), el deslizamiento entre el pistn y el barril aumenta hasta que la presin por debajo y por encima de la vlvula viajera se iguala. Cuando el pistn comienza su carrera descendente, la vlvula viajera se abre fcilmente ya que se ha alcanzado una presin adecuada en la cmara de compresin.

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BOMBA DE ESCURRIMIENTO VARIABLE (VSP)LOW PRESSUREHIGH PRESSURE190 PSI2500 PSIPi =200 psi190 PSIPi =200 psi2500 PSIPi =200 psi190 PSI190 PSI190 PSI600 PSIPi =200 psiVentajas de instalar una VSP:

Elimina el bloqueo por gasElimina la necesidad de poner a golpear la bomba.Reduce la compresin de la sarta de varilla, por lo tanto reduce el desgaste Varilla Tubing.Incrementa el run lifeAumenta la eficiencia de bombeo.14

BOMBA DE ESCURRIMIENTO VARIABLE (VSP)

DINAGRAMA CARACTERISTICO DE UNA BOMBA VSP15

SLIDING TOP VALVELa Sliding Top Valve esta diseada para mantener la cabeza hidrosttica sobre la vlvula viajera en el recorrido descendente.La cantidad de tiempo que se mantiene cerrada la vlvula, depende de las caractersticas del fluido y de la cantidad de gas producido.La principal funcin de la STV, es crear una cmara de baja presin arriba del pistn, lo que ocasiona la apertura inmediata de la vlvula viajera, evitando as bloqueo o interferencia por gas.Otra ventaja de utilizar esta vlvula, por ejemplo en pozos de baja produccin, es minimizar los efectos de golpe de fluido, igualmente cuando el pozo se para (Shut Down), la vlvula cierra y previene que la arena se asiente en la niplesilla, evitando pegas.

Puede instalarse tanto en el anclaje superior como en el inferior, para anclaje de fondo se debe adicionar 8 a la longitud normal de la Rod Valve.

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LOC NO PLUNGEREl Piston Loc No de Harbison Fischer, fue creado para proveer una apertura mecnica de la vlvula viajera, con el fin de superar la alta presin encontrada en la cmara de compresin en pozos donde se maneja alto volumen gas.

El pistn fue diseado con una varilla interna, que va conectada en la parte superior a la Rod Valve de la bomba y en la parte inferior viene un Drop (Trompo) el cual me genera el sello mecnico en la carrera ascendente (Remplaza el asiento y la bola de la seccin viajera)

En la seccin que genera el sello del Drop, viene recubierta con Stellite line, dandole una mayor resistencia al desgaste y a la corrosin.

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GRACIAS18