Bombeo Mecánico


BOMBEO MECANICO




















1. Defina los límites del diagrama de Goodman modificado y justifique. ¿Cómo se utiliza este diagrama?

El sistema de bombeo mecánico requiere de varillas de bombeo para poder transmitir el movimiento alternativo desde la superficie al pistón de la bomba. Durante este proceso alternativo, las varillas de bombeo están sometidas a cargas máximas y mínimas,pasando por estados intermedios. Este sometimiento a cargas cíclicas tiende a llevar al material a la fatiga del mismo, lo que entre otras cosas provocará una modificación en su límite máximo en lo que respecta a la tensión máxima admisible (ya no regirá la tensión admisible en condiciones estáticas).
Goodman recopiló y generalizó los ensayos de Wöhler y los resumió en un diagrama, el Diagrama deGoodman que establece la zona de trabajo segura para cada material y para un número dado de ciclos.
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DIAGRAMA DE GOODMAN MODIFICADO POR HARDY
1. Tensión máxima menor que la de fluencia.
2. Compresión no permitida.
3. Factor por ambiente corrosivo
Smax= SF (Ta/4) + (0,5625* Smin)

Smax= máxima tensión admisible de varilla
SF= factor de servicio
Ta= mínima tensión de tracción del material
Smin=mínima tensión de varilla

El diagrama de goodman es un diagrama de tensión máxima vs tensión mínima.



El American Petroleum Institute clasificó las diferentes calidades en tres grados de varillas:
Grado “C”
Grado “D”
Grado “K”
Nuevas tecnologías

Para utilizar este diagrama necesitamos primero calcular la PPRL (máxima carga del vástago pulido) y MPRL (mínima carga del vástago pulido).
Luego conel área de la varilla y las cargas, calculamos:

Tensión máxima de operación.
Tensión mínima.

Con la tensión mínima obtenemos:
Smax= SF (Ta/4) + (0,5625* Smin)


Entramos al grafico de goodman con la tensión mínima y la tensión máxima de operación y vemos si este punto se está por debajo de la tensión máxima. Y verificamos si las varillas se encuentran en especificación o no y si seránecesario cambiarlas.

2. ¿Cómo calcular el torque en la caja reductora? ¿Qué significa factor de torque? ¿Para qué se usa?

Donde Ec: efecto de contrapeso
F: fuerza de contrapeso
Cp: contrapeso
D: distancia del contrapeso a la caja
Suponiendo que


Donde T es máximo si , entonces:



Finalmente



Factor de torque: Es uno de los conceptos más importantes en el sistema de bombeo mecánico,sin el cual sería difícil determinar la relación exacta entre el torque entregado por la caja reductora y el que recibe la bomba.
Consideremos una unidad de bombeo en el que todas sus partes móviles no tienen peso y el momento de contra-balance es cero. Luego supongamos que momentáneamente la biela está posicionado a 90º, si un peso de 1 lb es colgado en el cabezal y la herramienta de torque,ubicada en la biela, mide 30 lb.in de torque entonces el factor de torque para la posición de 90º va a ser de 30
Este factor va a depender de la posición de la biela y del tipo de unidad de bombeo utilizado. Generalmente están calculados cada 15º, por lo cual en un giro completo (360º) tendremos 24 factores de torque diferentes

3. ¿Qué factores limitan la velocidad de bombeo?

Los factores quelimitan la velocidad de bombeo son:
1) Máxima aceleración descendente

La velocidad de bombeo debe ser tal que la máxima aceleración descendente, que se produce en la parte superior de la carrera del vástago pulido, no supere un límite superior, generalmente L veces g (aceleración debida a la gravedad), para evitar que se produzca una golpeteo severo cuando el soporte de la varilla pulida cae de nuevoen el cable de jalón, provocando fallas en las varillas.
El límite L, generalmente se toma igual a 0,5. En la expresión para la aceleración, el signo negativo se aplica a unidades de bombeo convencional y el signo positivo a unidades balanceadas por aire.
2) Carga Máxima (PPRL) sobre el vástago pulido
La velocidad de bombeo debe ser tal que, la Carga Máxima (PPRL) sobre el vástago pulido no...