Bomba de varilla

Tipos de Bombas de Varillas

Una bomba de varillas se refiere a un dispositivo mecánico utilizado para la extracción de petróleo de los yacimientos petrolíferos. Está conectada con la varilla pulida y accionada por un motor eléctrico ubicado sobre el suelo. Bombea petróleo desde el subsuelo hasta el nivel superior del suelo a través de una varilla de succión. Las bombas de varillas se pueden clasificar en cuatro categorías principales en función de su mecanismo de funcionamiento.

• Bomba de Viga: Esta es la bomba de varillas más común para la extracción de petróleo. Consiste en una viga horizontal accionada por un motor a través de una caja de cambios. La viga cambia el movimiento rotatorio del motor en el movimiento alternativo de las varillas de succión. Las varillas de succión cuelgan hacia el pozo, conectadas a un barril y un émbolo. El movimiento hacia arriba y hacia abajo de la viga bombea el émbolo hacia abajo dentro del barril, permitiendo que el petróleo se extraiga de las profundidades del pozo. Las bombas de viga vienen en varios tamaños y pesos para adaptarse a diferentes pozos.
• Bombas de Cavidad Progresiva: Son sistemas de elevación artificial que constan de un rotor helicoidal y un estator. El rotor helicoidal está fijo en el centro del estator de caucho, que forma un sistema de círculos superpuestos. A medida que el motor gira el rotor, los círculos superpuestos también giran, facilitando la formación de cavidades que permiten que los fluidos se muevan hacia arriba. El uso de bombas de varillas en bombas de cavidad progresiva es común en pozos de petróleo de alta producción y eficiencia.
• Bombas de Varilla Pulida: Este es un tipo de bomba de varillas que está pulida o brillante, lo que le da el nombre de bombas pulidas. Son técnicas de elevación artificial utilizadas para llevar el petróleo a la superficie del pozo. Dentro de las bombas de varilla pulida se encuentran las varillas de succión, que contienen un émbolo. La función de la varilla pulida es conectar la viga del motor ubicado en la parte superior del pozo a la varilla de succión dentro de la bomba de varilla pulida. Esta conexión permite el movimiento ascendente y descendente necesario para la extracción de petróleo.
• Bombas de Émbolo: Es un método de elevación artificial que utiliza un émbolo para elevar el petróleo a la superficie del pozo. Dentro del pozo se encuentra una válvula de retención y un émbolo con una válvula de desplazamiento. El mecanismo del motor mueve las varillas de succión hacia arriba y hacia abajo, lo que también mueve el émbolo. A medida que el émbolo se mueve, el petróleo del yacimiento entra en el pozo, y el émbolo lo empuja hacia arriba y hacia afuera a través de una válvula. La válvula de retención está fija en el pozo, mientras que la válvula de desplazamiento se mueve hacia arriba y hacia abajo con el émbolo. La válvula de desplazamiento permite que el petróleo pase pero evita que el petróleo vuelva a caer.

Especificación y mantenimiento de las bombas de varillas

Las siguientes especificaciones de la bomba de varillas deben manejarse con cuidado para garantizar su rendimiento y longevidad.

• Compatibilidad: Es esencial asegurarse de que las aplicaciones de las varillas de ajuste coincidan con las características del fluido y las condiciones del pozo. Esto ayudará a evitar problemas como fallas en el equipo y tiempos de inactividad que pueden resultar más costosos.
• Requisito de Potencia: Es esencial considerar la potencia requerida para el funcionamiento eficiente de la bomba de varillas. La potencia en las bombas de varillas suele oscilar entre dos y diez. No elegir la potencia adecuada para la bomba de varillas podría afectar negativamente su eficiencia de trabajo.
• Rango de Producción: Las bombas de varillas suelen tener rangos de producción de 1000 a 10 000 barriles/mes. Elija una bomba de varillas con un rango de producción que satisfaga los requisitos del pozo y ahorre costos operativos.
• Tamaño y Tipo de Émbolo: Las bombas de varillas suelen tener diferentes tipos de émbolo como barril y bola. También tienen diferentes tamaños, y la elección del tipo y tamaño del émbolo afecta la eficiencia de bombeo del fluido. Asegúrese de que el tipo y tamaño del émbolo sea adecuado para las condiciones del pozo y las características del fluido para lograr una eficiencia de bombeo óptima.
• Eficiencia de Producción: La eficiencia de producción de una bomba de varillas indica su capacidad para convertir la energía potencial en petróleo producido. Por lo general, las bombas de varillas ofrecen una alta eficiencia de producción para pozos con condiciones y características de fluido favorables.

El mantenimiento adecuado de las bombas de varillas es esencial para su longevidad y rendimiento óptimo en la extracción de petróleo. A continuación se muestra una guía de los procedimientos de mantenimiento recomendados para las bombas de varillas:

• Inspecciones regulares: Realice verificaciones frecuentes de los componentes de la bomba de varillas para detectar signos de desgaste, daños o fugas. Asegúrese de identificar y reparar oportunamente los posibles problemas para evitar fallas en el equipo y tiempos de inactividad costosos.
• Lubricación: Mantenga regularmente la lubricación de las piezas móviles de la bomba de varillas, por ejemplo, el cojinete y la cruceta. Esto asegura un movimiento suave y minimiza el desgaste de las piezas de la bomba.
• Verificaciones de alineación: Asegúrese de la alineación de los componentes de la bomba de varillas, especialmente la unidad de accionamiento y la propia bomba. La alineación adecuada ayuda a evitar tensiones excesivas, lo que puede dañar los componentes.
• Limpieza del sistema: Limpie regularmente la bomba de varillas y sus alrededores para eliminar los residuos y la suciedad que puedan causar daños o interferir con su funcionamiento.
• Mantenimiento de los sistemas asociados: Es importante mantener los sistemas asociados con la bomba de varillas, por ejemplo, el sistema de lubricación y refrigeración. Estos sistemas juegan un papel vital en el funcionamiento y la longevidad de la bomba de varillas.

Escenarios de uso de las bombas de varillas

La función principal de una bomba de varillas es llevar el petróleo crudo a la superficie desde los yacimientos subterráneos profundos. En consecuencia, este es el principal escenario de aplicación para estos tipos de bombas.

Como se mencionó, los pozos de petróleo no tienen una presión uniformemente alta en todas partes. En algunas áreas, hay poca o ninguna presión natural para mantener el flujo de petróleo crudo a la superficie. Aquí es donde entran en juego las bombas de varillas. Son particularmente útiles en yacimientos de petróleo de baja presión donde otros tipos de bombas no serían económicamente viables.

Las bombas de varillas convierten el movimiento circular de una excentricidad dentro de una carcasa en movimiento lineal a través de una biela. Esta varilla empuja una ventosa (un tipo de pistón) hacia arriba y hacia abajo dentro de una cámara sellada dentro de la bomba de varillas. A medida que la ventosa se mueve hacia abajo, el petróleo crudo del yacimiento entra a través de una abertura en la parte inferior. Cuando la ventosa se mueve hacia arriba, el petróleo crudo se empuja hacia afuera a través de una abertura en la parte superior.

Otro escenario de aplicación común para las bombas de varillas es en los pozos de agua. En las bombas de pozos de agua, se utilizan para extraer agua subterránea de acuíferos profundos. Aquí, la bomba de varillas funciona igual que la de petróleo crudo. Sin embargo, los materiales utilizados son diferentes, y la bomba está diseñada y calibrada para transportar agua dulce y no petróleo crudo.

Las bombas de varillas se utilizan ampliamente en proyectos de extracción de agua, pero el número exacto es difícil de obtener. Statista informa que las bombas de pozos de agua representan aproximadamente el 24% de la cuota de mercado total de bombas en los Estados Unidos, lo que sugiere que estas bombas son bastante populares.

Cómo elegir bombas de varillas

Al elegir una bomba de varillas eficiente para una aplicación y propósito específicos, se deben tener en cuenta varios factores para garantizar la eficiencia de la selección:

• Determinar las condiciones y los requisitos del pozo de petróleo:

  Al elegir una bomba de varillas eficiente, es importante comprender las condiciones y los requisitos del pozo de petróleo. Se deben considerar parámetros como la profundidad del pozo de petróleo, la temperatura, la presión, el diámetro, la tasa de producción, las propiedades del fluido, etc. Al comprender completamente estos factores, se puede seleccionar una bomba de varillas que cumpla con los requisitos y sea adecuada para su uso en el entorno específico del pozo de petróleo.

• Consistencia y coincidencia de las propiedades del fluido:

  Es importante considerar las propiedades y la viscosidad de los fluidos que se van a bombear, como el petróleo crudo que contiene agua, arena u otras impurezas. Al hacer coincidir las características del fluido, se puede seleccionar la bomba de varillas para optimizar su rendimiento y evitar daños o bloqueos causados por condiciones inadecuadas.

• Eficiencia de producción y consideraciones de costos:

  Al elegir una bomba de varillas, también se debe considerar la eficiencia de producción que proporciona y los costos asociados. Producir más petróleo puede generar mayores beneficios económicos, pero también se deben considerar los gastos como la instalación y el mantenimiento del equipo. Por lo tanto, es necesaria una evaluación y comparación exhaustiva para elegir una bomba de varillas con un equilibrio apropiado entre la eficiencia de producción y el costo.

• Mantenimiento regular y soporte técnico:

  Para garantizar el funcionamiento normal a largo plazo de la bomba de varillas, es necesario considerar la facilidad de mantenimiento del equipo y el soporte técnico disponible. El mantenimiento regular es esencial, y elegir una bomba de varillas que se pueda mantener fácilmente ahorrará tiempo y gastos. Además, garantizar el acceso al soporte técnico proporciona soluciones y asistencia oportunas cuando surgen problemas.

Preguntas y respuestas sobre la bomba de varillas

P: ¿Para qué se utiliza una bomba de varillas?

R: Una bomba de varillas se utiliza para obtener petróleo de pozos donde la presión natural del yacimiento no es suficiente para llevar el petróleo crudo a la superficie. Es un dispositivo mecánico ampliamente utilizado en la industria petrolera para la elevación artificial para extraer petróleo de los pozos.

P: ¿Cómo funciona una bomba de varillas?

R: Una bomba de varillas funciona convirtiendo el movimiento circular de un motor de accionamiento en movimiento lineal para accionar una bomba de fondo de pozo a través de una serie de varillas. Dentro de la bomba de fondo de pozo, una cabeza de succión realiza la tarea de la bomba de varillas de succión que funciona, lo que incluye las tareas de extracción del yacimiento y la función de la válvula de retención. El movimiento ascendente de la cabeza de succión en la bomba de fondo de pozo permite que el petróleo crudo fluya y se recoja en un separador sobre el suelo. Luego, el petróleo crudo se envía a través de tuberías a las refinerías para procesarlo y convertirlo en productos utilizables para los consumidores.

P: ¿Cuáles son los componentes de una bomba de varillas?

R: Los principales componentes de una bomba de varillas incluyen los siguientes:

• Cabeza de caballo: Una cabeza de caballo cambia la dirección de bombeo.
• Cabestro: El cabestro conecta la cabeza de caballo a las varillas de succión.
• Varilla de succión: Las varillas de succión conectan el accionamiento de superficie a la bomba en la formación productora.
• Dispensador: El dispensador se utiliza para recolectar los fluidos de la formación bombeada.
• Contrapeso: El contrapeso ayuda a equilibrar la cabeza de caballo para mantenerla en una ubicación deseada.

P: ¿Cuáles son las ventajas de una bomba de varillas?

R: La bomba de varillas tiene las siguientes ventajas:

• Es un sistema de elevación mecánico simple y confiable.
• Se puede mantener fácilmente, lo cual es crucial en el entorno exigente de la extracción de petróleo.
• Tiene un flujo continuo y constante de producción de petróleo crudo.
• Su funcionalidad no se ve afectada por la temperatura y la viscosidad del líquido extraído.
• Las bombas de varillas son productivas y eficientes en el manejo de extensas redes de pozos de petróleo y altos volúmenes de producción.