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Bomba de Cavidad Progresiva BCP

productos y servicios de sistemas de levantamiento artificial
BOMBA DE CAVIDAD PROGRESIVA La bomba de cavidad progresiva (BCP) de fondo, está totalmente capacitada para levantar la producción petrolera nacional con una alta efectividad.

Sus siglas son BCP, significan Bomba de Cavidad Progresiva, es una bomba de desplazamiento positivo compuesta por un rotor metálico móvil y una fase estacionaria (estator) que está recubierto internamente por elastómero de forma de doble hélice.

Al accionarse la bomba, el movimiento entre el rotor y el estator crea cavidades progresivas donde se desplaza el fluido. Este tipo de bombas se caracteriza por operar a baja velocidades y permitir manejar volúmenes de gas, sólidos en suspensión y cortes de agua.

Las bombas de cavidad progresiva, utilizan un rotor de forma helicoidal de (n) número de lóbulos, el cual hace girar dentro de un estator en forma de helicoide de (n+1) número de lóbulos.

Las dimensiones de los dos elementos que componen la bomba BCP (rotor y estator) generan una interferencia, la cual crea líneas de sellos que definen las cavidades. Al girar el rotor, estas cavidades se desplazan o progresan, en un movimiento combinado de traslación y rotación lo cual se manifiesta en un movimiento helicoidal de las cavidades desde la succión a la descarga de la bomba.
BOP INTEGRALES Sus siglas en inglés Blowout Preventer significan Sistema que Impide Reventones. Es un equipo mecánico proyectado a la seguridad del sistema BCP de fondo, creando una restricción en el espacio anular ubicado entre la sarta de cabillas y la sarta de la tubería del pozo.

Una de las grandes ventajas del sistema, determinante como catalogación integral, es que posee un cuerpo rígido que reduce la altura de la instalación del cabezal debido a que la T de flujo está integrada en este sistema, posee orificio para prueba del sello, ojales para izamiento y sirve de colgadera de tubería de producción.

BOP CON "T" DE FLUJO INTEGRAL Es un dispositivo nuevo en sistemas BCP, fue diseñado para cumplir con diferentes necesidades, una de ellas es proteger al personal que labora durante las instalaciones de la bomba, ya que no se contaba con la forma de evitar arremetidas mientras se bajan las cabillas. Otra de las finalidades del BOP es disminuir el tamaño del cabezal del pozo para acceder con facilidad al motorreductor y cabezal de rotación para cualquier mantenimiento correctivo y preventivo de estos equipos. Asimismo, permite alinear con facilidad el pozo a la línea de flujo.
EQUIPO ACOPLE FLEXIBLE Utilizado para transferir el movimiento generado por el motor al cabezal de rotación. Consta de dos piezas metálicas y una goma en su interior, la cual posee una resistencia a la torsión dependiendo de la potencia de los equipos de superficie. En la fig. 5 se muestra el acople flexible.Existen cuatro formas de flexión. Absorben todo tipo de golpes, vibración y desalineamiento.

TORSIONAL: Los acoples de elemento flexible tienen una capacidad excepcional de absorber los golpes y amortiguar las vibraciones. Los elementos flexibles Hytrel pueden deformarse torsionalmente hasta 7º dentro de su rango de torque.

ANGULAR: el diseño único de los acoples dentados, permite la absorción del desalineamiento angular sin desgaste. Estos límites permiten alinear acople mediante el uso de una escala y de un compás.

PARALELO: El desalineamiento paralelo se absorbe sin desgaste o pérdida considerable de energía. La elasticidad lateral del elemento flexible minimiza las cargas sobre los rodamientos que normalmente se asocian con el desalineamiento paralelo. Esta propiedad también permite una instalación más sencilla de componentes calibrados con ajustes deslizantes, sin preocuparse de la corrosión ocurrida por el uso en el eje.

AXIAL: Los acoples flexibles pueden ser usados en aplicaciones con un limitado movimiento axial. La compresibilidad axial de los elementos flexibles permite que el eje flote, sin transmitir en lo absoluto la carga en ella.
EQUIPO ANCLAS DE TORQUE Son un accesorio mecánico conectado directamente al niple de paro de la bomba cuya función es evitar la desconexión del tubo sobre la bomba. El ancla antitorque es accionado girando la sarta de tubería en sentido horario (180 °) hasta que el accesorio despliegue las aletas que se fijarán directamente en el revestidor.

Este dispositivo impide el movimiento rotacional en sentido anti-horario de la sarta de tubería y del estator de la bomba. Su finalidad es evitar la pérdida de la tubería o del estator en el pozo ya que al activarse la bomba la vibración que esta provoca, genera un movimiento en la sarta, el cual puede desenroscar la tubería en cualquier punto de ella y perder la completación de la Bomba de Cavidad Progresiva del pozo.
EQUIPO ANCLAS DE GAS Son tres secciones de anclas de 3 pies cada una, con céntricos en los revestidos de producción cuya función es provocar una doble separación de gas en el fluido que se desea producir, la primera separación es natural el gas es desprendido del fluido que genera un nivel de sumergencia en el espacio anular del revestidor-tubería.

La otra separación es producto de las secciones de anclas, estas secciones poseen en su superficie una especie de copas bordeadas por agujeros mientras que el líquido a través de los orificios produce una caída de presión lo cual ocasiona un desprendimiento de gas en el crudo que entra a la otra fase de separación, una vez que el fluido entra a través de las secciones de anclas, el fluido descansa en un tubo de barro y dentro de este se encuentra otro tubo conocido como el tubo de succión. El tubo de succión es por donde se hace el fluido con el menor porcentaje de gas en solución para la entrada de la bomba.

Las ancla de gas, son colas de BCP o separadores de gas, son instalados en pozos con relación gas-líquido alta de 450-900 RGP o en aquellos pozos donde la cantidad de gas en el crudo pueda incidir en el aumento de la velocidad de la bomba y provoque una disminución abrupta de la vida útil de la BCP.

El ancla de gas se instala en la parte de la succión de la bomba para hacer efectivo la separación del mismo.

Ancla de Gas Tipo Poorman se emplea para aplicaciones de separación de gas en pozos con crudos altamente viscosos y en donde las Anclas Tipo Copas representan una restricción a la entrada de fluido a la succión de la bomba tomando en cuenta que la gravedad API de los crudos manejados sea tal que se vea limitada la movilidad del crudo en este punto.

Las anclas Tipo Poorman son completadas en pozos en donde se requiere propiciar (al igual que la función del Ancla tipo Copas) la separación del gas en solución que se encuentra en los fluidos provenientes del yacimiento y que migran hacia el pozo desde donde sea desea producir, por lo cual su uso está recomendado en los casos donde se manejen RGP mayores o iguales a 200 PCN/BN y que profundizadas con tubos lisos entre Ancla y BCP garanticen una separación más efectiva y menor entrada de gas a la succión de la Bomba de Cavidad Progresiva.
VENTAJAS
  • Alta eficiencia con bajo consumo de energía.
  • Bajo costo de inversión.
  • Requiere baja presión de entrada de succión de la bomba.
  • Muy buena resistencia a la abrasión.
  • Simple instalación y operación.
  • Bajo mantenimiento.
  • Equipos de superficie de pequeñas dimensiones.
  • Bajo nivel de ruido.


  • TIPOS DE BOMBA DE CAVIDAD PROGRESIVA Configuración Tubular

    La configuración de BCP Tubular o convencional, el proceso de completación del estator y rotor se realiza por partes separadas, es decir, la instalación del estator se desarrolla con la sarta de tubería de producción y posteriormente se realiza la instalación de la sarta de cabillas con el rotor. La conexión de las cabillas con el rotor es el componente necesario para trasmitir el movimiento giratorio que requiere el sistema para desplazar el fluido.

    Configuración Insertable

    La configuración de BCP Insertable se asemeja al sistema de una BCP convencional, con la diferencia de que el equipo se ensambla en superficie y su instalación es mediante la sarta de cabillas por dentro de la tubería de producción, minimizando el tiempo de intervención y el costo asociado a esta actividad.

    Para su asentamiento en fondo de pozo, se cuenta con dos (2) tipos de sistema de anclaje:
    • Anclaje con Niple-11 posee un ancla axial superior (trava del Niple N-11) la cual es asentada en el Niple N-11, estándar en toda la Faja Petrolífera del Orinoco, el cual es instalado junto con la tubería de producción antes de la instalación de BCP Insertable; y un ancla radial de tubería en la parte inferior (diámetros de tubería de 3 1/2", 4 1/2" y 5 1/2") para evitar vibraciones y movimiento giratorio del sistema.
    • Anclaje con Niple N-12 Modificado posee un Niple de Trava Tipo Garra (inferior) para ser anclado en el Niple N-12 el cual es instalado junto con las camisas de asentamiento de la BCP Insertable y la sarta de tubería de producción; y en la parte superior un Buje con Anillo de Veda como función para maniobra de asentamiento y hermeticidad de equipo inserto.

    Su versátil diseño permite manejar cortes de agua y sedimentos de hasta un 50%, además temperaturas hasta 300ºF para aplicaciones térmicas, manejo de alto caudal de hasta 83 m3/d y es ideal para la instalación en pozos desviados y horizontales debido a su fácil anclaje y desanclaje.
    ELASTÓMEROS Los elastómeros son la base del sistema BCP en el que está moldeado el perfil de doble hélice del estator. De su correcta determinación y su interferencia con el rotor depende en gran medida la vida útil y eficiencia de la BCP.

    Los elastómeros de las Bombas de Cavidad Progresiva BCPVEN - NETZSCH se presentan en diferentes clases de compuestos basados en nitrilo y flúor carbón que dependiendo de cada aplicación y las condiciones de pozo determinan el tipo de elastómero a seleccionar.

    GEOMETRÍA Existen distintas geometrías en bombas BCP, y las mismas están relacionadas directamente con el número de lóbulos del estator y rotor.

    BCPVEN- NETZSCH dispone de la geometría de BCP simple y multi-lóbulo, siguiendo el principio de Moineau, basado en el ajuste geométrico entre la única parte móvil (rotor) la cual gira excéntricamente en el elemento estacionario (estator).

    Ventajas Geometría Simple Lóbulos:
    • Menor número de etapas.
    • Mayores velocidades.
    • Menos torque hidráulico.
    • Mayor manejo de fluidos a baja presión.

    Ventajas Geometría Multi Lóbulos:
    • Más producción.
    • Más levantamiento.
    • Menos velocidad.
    • Bombas más cortas.
    ACCESORIOS Los accesorios de la Bomba de Capacidad Progresiva son:

    NIPLE DE PARO Tubo de acero que va colocado en el extremo inferior del estator, el cual puede ser tipo pin o estrella, constituye el punto base para el espaciamiento de la bomba y son fabricados lisos o ranurados.