Ingeniero Químico

BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE
Los componentes básicos de una bomba electro sumergible:
La bomba (housing con sus etapas)
La sección de sellos
El motor
El cable de poder
El sistema de monitoreo (sensor)
El sistema debe ubicarse por encima de las perforaciones del pozo para calmar la unidad (no perturbarla).
Debe ser dimensionado acorde a la productividad del pozo.
Podría monitorear cambios enel pozo con una unidad de rendimiento
La bomba.
Cuelga del Tubing
Levanta el fluido a través del tubing, hacia la superficie
Es una bomba centrífuga multi etapas
Está construida por impulsores y difusores
Debe ser diseñada acorde con la producción del pozo
Tiene una succión (intake) y descarga que se enroscan en la carcasa de la bomba
Impulsor (impeller).
El impulsor giraperpendicularmente al eje
Este proporciona fuerza centrífuga al fluido y le da energía
El fluido entra al impulsor a través del “ojo” (eye) que se ubica cerca del eje y mueve al impulsor hacia afuera.
Difusor
El difusor no gira, pero se encarga de hacer girar y mandar al fluido al siguiente impulsor.
Éste transforma la energía de velocidad del fluido en cabeza (levantamiento de la columna de fluidogeneralmente expresado en pies que puede traducirse a unidades de presión).
Múltiples etapas
La cabeza que una etapa desarrolla se multiplica por el número de etapas para determinar la cabeza total que la bomba entregará.
Las etapas se apilan en el eje y todo esto se comprime dentro de la carcasa (housing).


Rendimiento de la bomba
El rendimiento de la bomba depende de tres parámetros, los cualesson:
Flujo o Caudal
Cabeza (la presión de descarga puede ser calculada a partir de ésta)
Brake Horsepower o carga del motor (motor load).
La eficiencia de la bomba puede ser calculada por:




Usando la Curva de potencia y eficiencia de la bomba
Un pozo produce 1250 BPD cuando la bomba produce un TDH(Total Dynamic Head) de 5000 ft. Se supone que la gravedad específica del fluido (SpGr)es igual a 1.00








Rango óptimo de trabajo Up Thrust y Down Thrust.

Diseños de la etapa de la bomba:
Los diseños de las etapas de la ESP son de dos categorías principalmente:
De Flujo Radial: el camino del flujo es generalmente perpendicular (radial) respecto al eje de la bomba.
De Flujo Mixto: el camino del flujo va en dos direcciones respecto al eje: perpendicular (radial) yparalelo (axial), al combinarse forma un ángulo. Estas etapas son usadas generalmente para tener grandes caudales de flujo con un diámetro pequeño en relación con las de flujo radial.
Pump Thrust load (Empuje de la carga en la bomba)
Bajo condiciones de operación normales, el fluido debe circular tanto por la parte de arriba como por abajo del impeler, es decir, debe estar suspendido. Cuandoexiste mayor empuje hacia arriba y el impulsor se tiende a apegar o se apega a la base de la etapa de arriba, se dice que la bomba está trabajando en Up thrust, por lo contrario, cuando el empuje no es suficiente como para levantar la etapa y suspenderla, se llama que se está operando en Down thrust, en cualquiera de los casos se produce fricción y desgaste de las etapas de la bomba (sólo losimpulsores).
Under normal operating conditions, fluid recirculation on the top and bottom side of the impeller cause forces to be applied on the upper and lower impeller shrouds.
When the recirculation forces are greater on the upper shroud, the impeler is move down which is termed “downthrust”
When the recirculation forces are greater on the lower shroud, the impeller is moved up which is termed“upthrust”
La magnitud de las fuerzas de recirculación depende de las relaciones entre el flujo y su cabeza, es decir de sus condiciones de operación.
Operación de las variables de velocidad (LEYES DE AFINIDAD)
Las ESP también pueden funcionar a velocidades variables, para realizar los cambios de velocidad o de frecuencia de funcionamiento de las ESP se debe tomar en cuenta las siguientes “Leyes...