Unidad de bombeo mecanico, diseño y aplicación además de procedimientos de reparación etc., Guías, Proyectos, Investigaciones de Mecánica

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ACTIVO DE PRODUCCIÓN POZA RICAOPERACIÓN DE EXPLOTACIÓN

OPERACIÓN DE

BOMBEO MECÁNICO I

PR

OPERACIÓN DE BOMBEO MECÁNICO

CONSEJO EDITORIAL Abelardo Córdova Hernández Manuel de Jesús Coronado Zárate Eligio Carreón Jiménez

AUTOR Mario Arturo Hernández Cortés

COLABORADORES Juan Manuel Razo Hernández Alberto Hernández Sánchez Julio César de Jesús Balanzá Chavarría

REVISIÓN TÉCNICA Alejandro Sánchez Rodríguez Agustín Cervantes Sánchez

COLABORACIÓN Seguridad Industrial y Protección Ambiental

PROCESAMIENTO DE TEXTO Instituto Mexicano del Petróleo

REVISIÓN DE ESTILO Instituto Mexicano del Petróleo

EDICIÓN Instituto Mexicano del Petróleo

DISEÑO GRÁFICO Instituto Mexicano del Petróleo

Primera edición: 31 de Enero de 2000 D.R. Petróleos Mexicanos Administración del Activo de Producción Poza Rica Poza Rica, Ver. Hecho en México

PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN ACTIVO DE PRODUCCIÓN POZA RICA

OPERACIÓN DE BOMBEO MECÁNICO I

3.6 Diseños Aplicados con Bombeo Mecánico......................... 3.6.1 Ancla Mecánica......................................................... 3.6.2 Empacador............................................................... 3.7 Accesorios Adicionales en la Bomba Subsuperficial para Optimizar su Operación....................................................... a) Válvula Eliminadora de Candado de Gas.............. b) Tubo Barril............................................................... c) Separador de Gas de Fondo......................................... d) Filtros para Arena y Sedimento..................................... Evaluación.........................................................................

4 TIPOS DE UNIDADES DE BOMBEO MECÁNICO

4.1 Geometría de la Unidad de Bombeo Mecánico................ 4.2 Efectos de la Geometría en las Unidades de Bombeo Mecánico......................................................................... 4.3 Unidad de Bombeo Mecánico Convencional................... 4.4 Unidad de Bombeo Mecánico Mark II............................... 4.5 Partes Principales de las Unidades de Bombeo Mecánico Convencional y Mark II....................................................... 4.6 Unidad de Bombeo Mecánico Aerobalanceada................ 4.7 Partes Exclusivas de las Unidades de Bombeo Mecánico Aerobalanceadas................................................................ 4.8 Unidad de Bombeo Hidroneumática “TIEBEN” .................. 4.9 Partes Principales de la Unidad de Bombeo Mecánico Hidroneumática (TIEBEN)................................................... 4.10 Clasificación API de Unidades de Bombeo Mecánico en el Activo de Producción Poza Rica.................................... 4.11 Nomenclatura de las Unidades de Bombeo Mecánico Convencional, Mark II y Aerobalanceada....................... Evaluación........................................................................

5 OPERACIÓN DE POZOS CON BOMBEO MECÁNICO

5.1 Recomendaciones de Seguridad................................. 5.1.1 Medidas Preventivas para Personal de Mantenimiento........ 5.2 Lista de Herramientas que se Utilizan para la Operación de un Pozo con Unidad de Bombeo Mecánico................ 5.3 Inducción de un Pozo después de su Intervención............. a) Procedimiento para Inducción de un Pozo con Unidad de Bombeo Mecánico...........................

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OPERACIÓN DE BOMBEO MECÁNICO I

b) Inducción del Pozo......................................................

c) Anomalías Superficiales, Subsuperficiales y su Corrección Durante la Inducción........................... d) Prevención de Operación de una Unidad de Bombeo Mecánico.................................................. 5.4 Revisión de un Pozo con Unidad de Bombeo Mecánico Operando normal.............................................................. a) Check List de Operación de un Pozo con Unidad de Bombeo Mecánico Operando en Condiciones Normales.... b) Anomalías Superficiales y Subsuperficiales, y su Corrección Durante su Operación........................... Evaluación.........................................................................

6 EXPERIENCIAS DE CAMPO..........................................................

ANEXOS

a) Tabla de Equivalencias y Conversiones.................... b) Manómetros............................................................. c) Disposiciones Relevantes del Reglamento de Seguridad e Higiene de Petróleos Mexicanos........... d) Propiedades y Riesgos de los Productos Químicos de Limpieza................................................................. e) Disposiciones Relevantes de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente.......

GLOSARIO.......................................................................................

BIBLIOGRAFÍA.................................................................................

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OBJETIVOS

OBJETIVOS

1. Proporcionar al personal operativo un manual técnico, sencillo y entendible, que le

permita capacitarse.

2. Lograr que el trabajador conozca a detalle todo el equipo que se utiliza en el

sistema artificial de Bombeo Mecánico, para así poder detectar con más precisión las anomalías.

3. Unificar criterios en el conocimiento del equipo, para que el trabajador no tenga

confusiones en su operación.

4. Lograr que el trabajador, asimile en corto tiempo la operación conjunta del equipo,

para así lograr una eficiencia en su operación.

5. Que el trabajador tenga un manual de consulta, que aplicado a su trabajo diario

llegue a perfeccionar la operatividad del sistema y así lograr que la producción de un pozo, se mantenga o se incremente.

6. Lograr que el trabajador desarrolle sus actividades cuidando su seguridad y así

evitar daños a las instalaciones y al entorno ecológico.

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INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN ACTIVO DE PRODUCCIÓN POZA RICA

EQUIPO SUPERFICIAL EN POZOS CON BOMBEO MECÁNICO

EQUIPO SUPERFICIAL

EN POZOS CON

BOMBEO MECÁNICO

PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN ACTIVO DE PRODUCCIÓN POZA RICA

EQUIPO SUPERFICIAL EN POZOS CON BOMBEO MECÁNICO

2.1 CONEXIONES SUPERFICIALES

Las conexiones superficiales tienen la función de conducir los hidrocarburos producidos por el pozo, a la línea de descarga del mismo, todas ellas deben ser para presiones no menores de 1000 lbs/pg^2 (ver fig.1).

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Fig.1 Conexiones Superficiales

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EQUIPO SUPERFICIAL EN POZOS CON BOMBEO MECÁNICO

2.2 ACCESORIOS DE SEGURIDAD Y CONTROL

Son mecanismos que van instalados en el árbol de válvulas de los pozos con bombeo mecánico y que van a auxiliar en caso necesario para impedir que el aceite producido a presión por el pozo, quede expuesto a la atmósfera. De esta manera se evita contaminar el medio ambiente y proporciona seguridad al personal operativo o de mantenimiento.

Los mecanismos de seguridad más utilizados para arreglos superficiales en pozos con bombeo mecánico son los siguientes.

a) Preventores b) Estoperos

2.2.1 Preventores

Son mecanismos de seguridad que han sido diseñados, para impedir en caso necesario, el paso de fluidos al exterior. Sólo se pueden accionar cuando la U.B.M no está operando, ya que en su interior tiene unos sellos de hule llamados “Rams”, que aprietan a la varilla pulida para sellar y evitar el paso del hidrocarburo. En el caso del preventor doble “E” LP-15, los “Rams” pueden sellar aun sin varilla pulida, ya que son para un rango de diámetros de 0 a 1½”. Los preventores son vitales para llevar acabo el cambio de hules (sellos) del estopero colocado en la parte más alta del árbol, también son vitales para evitar la salida del hidrocarburo a la atmósfera, cuando por rotura de la sarta, la varilla pulida se vaya al fondo del pozo. Los rams son accionados mediante 2 vástagos, tornillos laterales impulsados por medio de movimientos alternados para abrir o cerrar, normalmente cuando la U.B.M. está operando deben permanecer abiertos.

Están instalados en el árbol de válvulas para bombeo mecánico, sobre la brida colgadora. Las marcas de preventores más utilizadas en el Activo de Producción Poza Rica son: doble “E” LP-15, Ratigan 212 y Hubber - Hércules.

a) Preventor Doble “E” LP-

Está provisto en su interior de dos rams de hule vitón que impulsados mediante dos tornillos laterales le permiten sellar de 0 a 1 1/2" Ø, que es el diámetro de la varilla pulida y su presión de trabajo es de 2000 lbs/pg² (ver fig.2 y 2a).

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EQUIPO SUPERFICIAL EN POZOS CON BOMBEO MECÁNICO

Plato guía

RAM

O-Rings

Tapa

Tornillo

Fig.2 Preventor Doble “E” LP-

RAM

Plato guía

Fig.2a Preventor Doble “E” LP-

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EQUIPO SUPERFICIAL EN POZOS CON BOMBEO MECÁNICO

c) Preventor Hubber - Hércules

Mecanismo de seguridad que va instalado en el árbol de válvulas para pozos con sistema de bombeo mecánico, conectado por medio de un cople de 3”∅ a la brida en el mismo árbol de válvulas, consta básicamente de 2 Rams con su guía vulcanizada para ensamblarlos a 2 vástagos tornillos laterales, su diseño es muy similar tanto al del preventor Doble “E” como al preventor Ratigan 212, la diferencia con el preventor Hubber - Hércules es que las tapas laterales son de golpe (ver fig.4).

Fig.4 Preventor Hubber Hércules

2.2.2 Estopero - Preventor

Mecanismo de seguridad que se localiza en la parte superior del árbol de válvulas para bombeo mecánico, sobre la TEE de 3”Ø y cuya función principal es la de contener los fluidos para que no se manifiesten a su exterior. En la actualidad se han diseñado estoperos provistos además de un mecanismo de preventor, para mejorar su función dentro de los mecanismos de seguridad en el árbol de bombeo mecánico. La función principal del estopero es sellar sobre la superficie de la varilla pulida por medio de los hules sellos construidos con elastómero resistente al rozamiento, el estopero a diferencia del preventor, es cambiar dichos hules sellos cada vez que sea necesario o que dichos hules sellos cada vez que sea necesario o que tenga el ajuste debido, para evitar la fuga de aceite que se presenta en la parte superior de éste, cuando la U.B.M. está operando. En la operación de cambiar los sellos, se suspende la operación de la unidad y se cierran los Rams del preventor, para poder trabajar con facilidad en el estopero.

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EQUIPO SUPERFICIAL EN POZOS CON BOMBEO MECÁNICO

a) Estopero Preventor Hércules DPSB

Es un mecanismo de seguridad que consta básicamente de tres secciones, en las cuales van distribuidos una serie de sellos cónicos, los cuales se van ajustar por medio de un conjunto de tornillos alternadamente, con la finalidad de impedir el paso de fluidos al exterior, permitiendo libremente el desplazamiento de la varilla pulida (ver fig.5 y 5a).

Tornillos del preventor

Sellos del preventor

Conos selladores Estopero del estopero

Preventor

Fig.5 Estopero Preventor Hércules DPSB

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EQUIPO SUPERFICIAL EN POZOS CON BOMBEO MECÁNICO

b) Estopero Preventor Ratigan 176

Mecanismo de seguridad que va instalado en la parte superior de la TEE 3”∅ del árbol de válvulas, para pozos con sistema de bombeo mecánico y que al igual que el estopero preventor hércules DPSB, su función primordial es la de contener los fluidos en el desplazamiento de la varilla pulida, en su movimiento ascendente o descendente; consta básicamente en su interior de un conjunto de 2 hules separados por medio de un espaciador de bronce, que van a sellar a la superficie de la varilla pulida para impedir la manifestación de dichos fluidos al exterior, dichos hules se van ajustando periódicamente y al ya no presentarse ajuste alguno, es conveniente la sustitución de los mismos.

Está provisto de un sistema de preventor en su parte inferior, que va a operar mediante dos tornillos laterales, los cuales van a obligar a sellar a un hule en el diámetro de la varilla pulida (ver fig. 6, 6a y 6b).

Fig.6 Estopero Preventor Ratigan 176

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EQUIPO SUPERFICIAL EN POZOS CON BOMBEO MECÁNICO

Fig.6a Estopero Preventor Ratigan 176 y Hules Sellos

Fig.6b Partes del Estopero Preventor Ratigan 176

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