Diseño de bomba

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

ESFOT

ANALISIS DE FLUIDOS

DISEÑO DE UNA BOMBA ELÉCTRICA SUMERGIBLE
(BES)

Realizar una bomba sumergible con los datos siguientes:

ID: 6.276´´

* BFPD = 2000
* BPPD = 1000
* casing7´´
BSW = 50%
* API = 25°
* γW = 1.003
* Pr = 2890 psi
* Pwf = 2710 psi
* Pb = 1050 psi
* Tpozo = 230° F
9010´

9050´

Diseñar unsistema de bomba electro sumergible cuyo valor de BFPD sea 3000.

1) Seleccionar el equipo de superficie con una energía:
a) Línea de 13.8 KV
b) Generador en la locación.

PARA PODER DESARROLLAR ESTA BOMBA:

Equipo de fondo:

Índice de producción (BFPD=2000)
IP = Q / (Pr-Pwf)
IP = 2000 / (2450 –1820)

IP=3.17 bls/psi

Procedemos a calcular el (3000 BFPD)Pwf = (IP x Pr - Q) / IP
Pwf = (3.17 x 2450) - 3000 / 3.17)
Pwf=1503.6 psi

Uno de los datos importante para calcular debe ser la altura dinámica total para esto es necesario lo siguiente:

Para esto debemos obtener:

_El gradiente del petróleo:

o = 141.5/(131.5+°API)
o = 141.5/(131.5+28.2)
o = 0.886_gradiente de la mezcla:

m = o (1- BSW) + w (BSW)
m = 0.886 (1- 0.5) + 1.005 x 0.5
m :0,953575

Al tener estos datos tenemos la ALTURA DINAMICA TOTAL:



Altura dinámica total: (Pwf x 2.31)/ M
Altura dinámica total: (2620*2.31)/0,953575
ADT=6346,9 piesSiguiendo con los cálculos un parámetro importante es el levantamiento neto:

LN: Punto medio de las perforaciones - Altura dinámica
LN: 9030’-6346,9´
LN = 2683,1 pies

Dato importante para el cálculo debe:

PROFUNDIDAD REFERENCIAL de asentamiento de la bomba:
Profund. Referencial = Nivel medio de perforac.- Pb/ gradiente.
P.R.= 9030’ -1050/(0,953575*0.433)
PR= 6487´

La bombamínimo deberá estar asentada a 6487 PIES para que la bomba no cavite pero las condiciones necesariamente varían, ya sea por el factor de seguridad y el stock de cable de potencia en los carretos, por lo general existen entre 4400’ y
4500’ en cada carretos.

Para el caso de nuestro diseño utilizaremos dos carretos de 4400’ y 4500’ y la
Profundidad de asentamiento estará a 8900.

FRICCION:Con este valor podemos calcular la friccion:
Utilizando el diagrama de Hazen Williams (3000 BFPD) y tubería de 3 ½”:
Fricción = 30 pies/ 1000 pies

Fricción = (30 pies x 8900 pies)/ 1000 pies
Fricción = 267pies


Presión en la Cabeza del Pozo:
Esta va a variar de acuerdo a la distancia del pozo a la estación derecolección.
Para el ejemplo vamos a diseñar con 200 psi.
Presión en la cabeza del pozo = 200 x 2.31 / 0,953575
p.c.p= 484,5´

CON ESTOS DATOS OBTENIDOS PODREMOS OBTENER:

TDH = levantamiento neto + friccion + presión en la cabeza del pozo
TDH = 2683,1´ + 267’ + 484,5’
TDH = 3434,6´

SELECCIÓN DE LA BOMBA

Lo primero que tenemos que hacer, es mirar en el catálogo para ver que bombashay disponibles para producir 3000 BFPD.
Para potencia de 60 Hz, usaríamos las curvas de 3500 RPM.

Las bombas seleccionadas para este tipo de rango tomado en cuenta a casing 7´´ :

GN2500 con un rango de operación de:2100-3000
G2700 con un rango de operación de: 2000-3400
GN3200 con un rango de operación de:2200-4100

Al realizar con la primera bomba tenemos esta imagen:
GN2500 con unrango de operación de:2100-3000
Observamos que para 3000 esta bomba no rinde en su totalidad es muy deficiente:
Con 57 pies por etapa

32 etapas

Al realizar con la segunda bomba tenemos esta imagen:
G2700 con un rango de operación de: 2000-3400
Observamos que para 3000 esta bomba no rinde en su totalidad es muy deficiente:

38 etapas

Al realizar con la segunda bomba tenemos esta...