Escrito por 10:54 am Artículos de Opinión

BOMBEO ELECTROCENTRÍFUGO (BEC)

Los Sistemas Artificiales de Producción (SAP), se implementan cuando en el yacimiento no se cuenta con la presión suficiente para alcanzar una producción de hidrocarburo rentable o no es la esperada. Y existe una gran variedad de estos, pero se pueden clasificar por su principio:

  1. Aligeramiento de la columna del fluido [Bombeo Neumático]
  2. Bombeo subsuperficial [Bombeo Mecánico, Cavidades Progresivas, Bombeo Hidráulico, Bombeo Electrocentrífugo Sumergido]

Y en particular, el Bombeo Electrocentrífugo Sumergido cuenta con amplio rango para el manejo de altos flujos volumétricos de producción, siendo un SAP viable para proyectos costa afuera.

BOMBEO ELECTROCENTRÍFUGO

El Sistema de Bombeo electrocentrífugo, como su nombre lo menciona, consiste en una bomba la cual posee un elemento rotativo de múltiples etapas que son accionadas por medio de un motor eléctrico. Su principio de funcionamiento es basado en la transformación de energía eléctrica que se provee a un motor de fondo a energía mecánica para permitir accionar la bomba de fondo, esta es conducida por medio de un cable de potencia.

La bomba se coloca en el fondo para que los fluidos que se produzcan circulen alrededor del motor, y posterior pasa a través del Intake o también llamado separador de gas para así poder regular la cantidad de gas libre que ingresa a la bomba. Ya que el fluido ingresa a la bomba esta le proporciona la energía necesaria para impulsar y lograr llevar el fluido a la superficie.

El diseño de una implementación de un bombeo electrocentrífugo se basa en primero seleccionar una bomba de acuerdo a la producción esto para poder asegurar que se cumpla con las necesidades de producción, así como elegir un motor que tenga la capacidad técnica de mantener la capacidad de levantamiento y asegurar la eficiencia del bombeo.

Este tipo de Sistema Artificial de Producción es una herramienta más automatizable y sencillo de implementar mejoras a futuro, y debido a que está construido por equipos complejos y con altos costos se busca implementar en proyectos altamente rentables.

El bombeo electrocentrífugo está compuesto por los elementos superficiales y subsuperficiales.

INSTALACIÓN SUPERFICIAL

  1. Transformador: Es un dispositivo central, el cual protege y permite controlar todo el funcionamiento en el equipo localizado en el fondo (bomba y motor). Este cuenta con dispositivos que pueden proteger el sistema completo contra bajas y altas de amperaje.
  2. Variador de frecuencia: Es un dispositivo que cuenta con componentes electrónicos que es utilizado para poder variar la frecuencia de entrada y convertirla en una frecuencia de salida de entre 30 y 90 Hz. Esto con el propósito de poder operar la bomba a diferentes velocidades, así poder mantener una eficiencia del sistema.
  3. Caja de venteo: Es una herramienta que se instala por temas de seguridad y se coloca entre el cabezal del pozo y el tablero de control, ya que el gas puede moverse por el cable superficial y llegar a la instalación eléctrica.
  4. Cable de potencia: Es el conducto por el cual se suministra la potencia eléctrica y poder ser suministrada al equipo localizado en el fondo.
Figura 1.- Componentes del equipo superficial del bombeo electrocentrífugo sumergible. (Modificado de Brown)

INSTALACIÓN SUBSUPERFICIAL

  1. Bomba electro centrífuga: Es el dispositivo que impulsa el fluido del pozo hacia la superficie. Puede estar compuesta por múltiples etapas, donde en cada una existe un impulsor giratorio y cuenta con un difusor estacionario. El tamaño de cada etapa será diseñado de acuerdo al volumen que se requiere producir.
  2. Separador de gas: Es instalado como succión o entrada de fluido a la bomba y en caso de que exista gas libre lo desvía hacia el espacio anular. Esto permite tener un sistema más eficiente en pozos con alto porcentaje de gas.
  3. Protector: Se localiza entre el motor y la bomba, y su función es igualar la presión del fluido del motor y la presión externa del fluido del pozo a la profundidad donde se localiza el aparejo.
  4. Motor eléctrico: El motor se coloca en la parte inferior del aparejo, la energía se suministra por medio de un cable que viene desde la superficie hacia este. La profundidad de colocación se determina de acuerdo al voltaje en el cable, a mayor profundidad hay mayor pérdida de voltaje y el motor por consecuencia debe poseer mayor voltaje y menor amperaje.
Figura 2.- Componentes del equipo subsuperficial del bombeo electrocentrífugo sumergible. (Modificado de Brown)

RANGOS DE APLICACIÓN

Profundidad máxima: 4,572 metros
Volumen máximo: 60,000 barriles por día
Temperatura máxima: 250°C
Nivel de corrosión: Bueno
Manejo volúmenes de gas: Regular
Manejo volúmenes sólidos: Arenas menores a 400 partes por millón
Eficiencia del sistema: 35% – 60%
Gravedad del fluido: >10°API

VENTAJAS

  1. Es capaz de manejar grandes volúmenes de hidrocarburo
  2. Se puede aplicar en pozos de gran profundidad sin inconveniente
  3. Mantenimiento mínimo
  4. No tiene tantos componentes superficiales, por lo que no abarca mucho espacio 
  5. Aplicable a pozos desviados

DESVENTAJAS

  1. Requiere energía eléctrica para utilizar el motor
  2. Debe monitorearse los volúmenes de gas y regularlos
  3. No es apto si la viscosidad del fluido a producir es alto
  4. Se complica su uso con pozos que poseen altos porcentaje de sólidos
  5. No puede usarse si el fluido es altamente corrosivo

 

En Dynamic Software-Based Controls E&P se ofrece la tecnología SCADA, Monitoreo y Control de Activos (Telemetría / Telecontrol). Nuestra tecnología de monitoreo y “expertise” está disponible para monitoreo y control remoto de Sistemas Artificiales de Producción (SAP), uno de ellos es el Bombeo Electrocentrífugo, además de ser una empresa que cuenta con personal calificado para realizar trabajos en costa afuera.

Nuestro sistema de monitoreo y control remoto cumple con las siguientes condiciones:

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REFERENCIAS

[1] Brown, K. E. (n.d.). The technology of artificial lift methods (Vol. 2B). Tulsa: PennWell Books.

[2] Castillo Castelán, M. A. (2019). Apuntes Sistemas Artificiales de Producción. Coatzacoalcos, Veracruz.

[3] thumbs.gfycat. (n.d.). Retrieved from https://thumbs.gfycat.com/SmoothElegantFlyingfox-size_restricted.gif

 

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Autor: Ing. Pamela Montserrat Cortés Torres
Contacto: pamela.cortes@dyscoep.com

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