A medida que la tecnología de producción evolucionó con la unidad EP01 de acción simple, enfrentamos una falta de potencia en nuestras unidades para proporcionar la tasa de flujo objetivo, que es de hasta 300 bpd para pozos de bajo rendimiento. La solución es obvia a primera vista - aumentar la potencia de la unidad y, por lo tanto, ampliar la gama de productos.
Sin embargo, esta solución tiene desventajas: en primer lugar, aumenta el costo de la unidad; y en segundo lugar, reduce la eficiencia de la unidad en el recálculo de la energía consumida por barril de petróleo producido.
Pero los especialistas de Triol se han propuesto que la modernización de la EP01 proporcione una serie de ventajas como:
- duplicación del caudal en comparación con las unidades de un solo paso;
- reducción del consumo de energía por barril de petróleo producido;
- la unificación de los motores con la ampliación de la gama de alimentación;
- la garantía de una vida útil de al menos 9 millones de ciclos;
- mejora de la capacidad de mantenimiento; y
- personalización para diferentes condiciones de funcionamiento.
Por lo tanto, luego de un estudio conceptual de este tema, llegamos a una solución no estándar e innovadora para el esquema de bomba de Doble efecto, que nos permite aumentar la tasa de flujo a la mitad manteniendo la potencia del motor. Las principales ventajas de esta oferta se discutirán a continuación.
Según API 11AX, una bomba con un diámetro de émbolo de 1,25” y una longitud de trazo de 47,2” tiene una tasa de flujo de 125 bpd, mientras que una bomba EP01 de doble acción con el mismo diámetro de émbolo tiene una tasa de flujo de 240 bpd.
Figura 1 - Dependencia del rendimiento de la bomba de acción simple y doble en el número de ciclos
Al utilizar el esquema de operación de doble acción, obtenemos una reducción del 25% en los costos de energía específica debido a la falta de trazo en vacío ya que el trazo de la barra hacia arriba y hacia abajo conduce a la elevación del fluido, lo que no se puede decir del esquema de acción simple, que tiene un trazo vacío cuando la barra se mueve hacia abajo.
Figura 2 - Dependencia del consumo de energía específico de una bomba de acción simple y doble en la presión de cabeza
Dado que el esquema de doble acción duplica la tasa de flujo con un diámetro de émbolo más pequeño (que es un factor importante en la selección de la potencia del motor), esto permite que el motor LPMM-15-P3-114 cubra rangos de cabeza de 1640 pies a 8200 pies con tasas de flujo desde 5 bpd hasta 240 bpd.
Tabla 1 - Configuración de motor y bomba
Debido al hecho de que la bomba de doble acción funciona con una carga en los trazos ascendente y descendente, esto puede acortar la vida útil en comparación con una bomba de acción simple. Para mantener el período de revisión y garantizar un funcionamiento sin problemas de la unidad durante el período de garantía, los materiales se seleccionaron en base a cálculos, modelos y pruebas.
Figura 3 - Ejemplo de cálculo de resistencia de las partes de la carcasa de la bomba bajo la influencia de la presión máxima de la bomba
Después de recibir comentarios de la primera experiencia operativa, se modificó el diseño de la bomba para reducir el tiempo de reparación. El diseño modular de la bomba de doble acción permite reemplazar los componentes individuales de la bomba y probar la bomba en un solo turno de trabajo. Luego, después de que la bomba ya haya sido enviada al campo, los conjuntos reemplazados anteriormente pueden analizarse y repararse para reutilizarlos.
Figura 4 - Componentes principales de la bomba
El diseño de la bomba de doble acción es un conjunto de módulos con una conexión embridada para cada módulo. Esta solución permite actualizar las bombas de stock del cliente para la tarea de proceso en cuestión mediante la conexión embridada de un módulo adicional o la sustitución de un módulo por otro.
Ejemplos de operaciones de personalización:
- sustitución del filtro de aspiración por un filtro con una abertura de hendidura reducida debido al funcionamiento en el pozo con una menor fracción de sólidos
- instalación de un separador de gas para pozos con un alto factor de gas; y
- sustitución del diseño del par de válvulas debido al funcionamiento en condiciones más agresivas.
Para realizar las operaciones anteriores, basta con desenroscar las tuercas (6 unidades), instalar o sustituir el módulo y apretar las tuercas.
Figura 5 - Filtro de entrada de la bomba
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