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• Gabriel Yucra Oquendo

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CARTAS DINAMOMETRICAS INTRODUCCION El bombeo mecánico de petróleo es el método de extracción de crudo más ampliamente utilizado en los yacimientos argentinos y en gran parte del mundo. Se basa, fundamentalmente en una bomba de pistón dispuesta en el fondo de un pozo (de varios centenares de metros de profundidad) que recibe el movimiento alternativo generado por un aparato individual de bombeo mecánico (AIBM) situado en la superficie. La transmisión de movimiento desde la superficie al fondo del pozo se hace mediante una sucesión de varillas de bombeo unidas entre sí, conocida usualmente como sarta. Dado que la relación entre longitud y diámetro de la sarta es de varios órdenes de magnitud, la esbeltez del sistema hace que se comporte como si fuese muy elástico independientemente del material con que esté construido. Además, dado que las varillas se desplazan dentro de un tubo que transporta el fluido bombeado hasta la superficie (tubing), parte de la fuerza ejercida por el aparato de bombeo se disipa en el contacto de la sarta con baño líquido que la rodea y en eventuales contactos con el tubing. Todo ello hace que lo que sucede en la boca del pozo diste notoriamente de lo que ocurre en el fondo del mismo y, si bien lo ideal para conocer lo que sucede en la bomba sería contar con dinamómetros de fondo, esto está lejos de ser económicamente viable. Desde la década de 1960, los productores han puesto gran énfasis en los métodos matemáticos para predecir, diseñar y diagnosticar sistemas de bombeo mecánico (Liu et al., 2004). En 1963 Gibbs presentó el modelo matemático unidimensional de la dinámica de la sarta, el cual contempla una ecuación diferencial de segundo orden en derivadas parciales y sus correspondientes condiciones de borde. Si bien se han hecho numerosos desarrollos desde su formulación, la ecuación de Gibbs continúa siendo actualmente la base de la mayoría de los cálculos dinamométricos en sistemas de bombeo mecánico (Takács, 1993), y es la base del trabajo que aquí se expone. Las condiciones de borde para esta ecuación surgen de la medición de variables en superficie (fuerza y desplazamiento). El resultado de esta medición se denomina carta dinamométrica de superficie (CDS). La predicción de las condiciones homólogas en la bomba se denomina carta dinamométrica de fondo (CDF). En los últimos años se ha volcado la atención al desarrollo de métodos y sistemas para optimizar el funcionamiento de instalaciones de bombeo mecánico, basados en el diagnóstico de las mismas (Sánchez et al., 2007; Xu et al., 2007). Esto implica, independientemente del esquema de optimización que se emplee, que se necesita conocer el estado del sistema de extracción mediante dinamometría antes de efectuar las acciones de control, es decir, obtener la CDS y calcular la CDF por algún método. OBJETIVOS    

DETERMINAR LA DEFINICION DE CARTAS DINAMOMETRICAS INDICAR LAS CLASIFICACION DE LAS CARTAS DINAMOMETRICAS INTERPRETAR LAS CARTAS DINAMOMETRICAS ANALIZAR LA EVALUACION DE LAS CARTAS DINAMOMETRICAS EN POZOS.

DESARROLLO DINAMOMETROS O CARTAS DINAMOMETRICAS Las cartas dinamométricas registradas en superficie, en pozos producidos con Bombeo mecánico brindan información esencial para el diseño y diagnóstico del sistema de extracción. El concepto de dinamometría lleva consigo la interpretación en superficie de lo que está pasando en el fondo de pozo. El uso principal de la carta dinamométrica de la bomba es el de identificar y analizar los problemas de fondo de pozos. * Carta dinamométrica de superficie: Representa la medición de las cargasen las varillas de bombeo en distintas posiciones a lo largo de un ciclo completo de bombeo. Las cargas generalmente son representadas en Libras y el desplazamiento en pulgadas. * Carta dinamométrica de la bomba Carta dinamométrica de superficie: representa la medición de las cargas en las varillas de bombeo en distintas posiciones a lo largo de un ciclo completo de bombeo. Las cargas generalmente son representadas en Libras y el desplazamiento en pulgadas. Carta dinamométrica de la bomba (fondo): representa las cargas calculadas en distintas posiciones de la bomba a lo largo de un ciclo de bombeo y representa las cargas que la bomba aplica sobre la parte inferior de la sarta de varillas de bombeo. CLASIFICACIÓN DE LOS DINAMÓMETROS a) Desde el punto de vista de su fabricación •

Dinamómetros electrónicos

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Dinamómetros hidráulicos

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Dinamómetros mecánicos

Dinamómetros electrónicos Consiste en un medidor electrónico de cargas y de un medidor de desplazamiento, los cuales están conectados a dos canales de un amplificador electrónico que registra las cargas o desplazamiento en una carta durante todo un ciclo de bombeo. Los datos obtenidos son sometidos a un estudio matemático con computadora electrónica, que permite calcular las verdaderas condiciones en el fondo de pozo.

Dinamómetros hidráulicos Es un aparato que mide las cargas sobre el vástago pulido (varilla) con presión hidráulica y puede ser instalado rápidamente en cada pozo sin necesidad de detener su marcha, de manera tal que la bomba de profundidad no provoque alteraciones en las condiciones de trabajo. Este dinamómetro es un registro de cargas y posiciones. El más conocido es el dinamómetro Leuter.

Dinamómetros mecánicos Es un instrumento que registra la deflexión de un anillo de acero, debido a las cargas en la varilla pulida. La deflexión del anillo es proporcional a la carga, la cual se registra en un tambor por medio de una plumilla que construye un gráfico sobre papel (dinagrama o carta dinamométrica). El más comúnmente usado es el dinamómetro Johnson-Fagg. Este tipo de dinamómetro, mide el efecto de contrabalance en el vástago pulido, indica cuando la válvula viajera abre durante la carrera descendente, da una indicación del peso del fluido, la estabilidad de operación de bombeo registrado, así como también las cargas innecesarias que son las causa de numerosas fallas mecánicas.

El dinamómetro registra un diagrama de cargas (carta dinamométrica o dinagrama) en el vástago pulido, así como de su recorrido, ya que no se trata de un movimiento uniforme. Los caminos recorridos por el vástago pulido en la unidad de tiempo son distintos, así, en el punto muerto superior e inferior, la velocidad es igual a cero, siendo la máxima en la mitad de la carrera. El dinamómetro no solo mide las cargas estáticas, sino también, los esfuerzos dinámicos que pueden aparecer en el ciclo de bombeo. INTERPRETACIÓN DE LAS CARTAS DINAMOMÉTRICAS

BOMBA LLENA

TUBERIA EN MOVIMIENTO

GOLPE DE FLUIDO POR FLUJO TURBULENTO

INTERFERENCIA O INTRUSION DE GAS

BOMBA INOPERADA OFF

BOMBA QUE ESTA SIENDO GOLPEADA POR EL FLUJO YA SEA EN LA PARTE SUPERIOR O INFERIOR

BARRIL PEGADO O ESTA EN FRICCION, PEGA LA BOMBA

EMBOLO O VALVULA VIAJERA EN FORMA DINAMICA

VALVULA FIJA DESGASTADA

BARRIL DESGASTADO O DAÑADO

FRICCION DEL FLUIDO

FRICCION DE ARRASTRE

CONCLUSIONES El conocimiento de la carta dinamométrica y su análisis, nos pueden maximizar los beneficios de muchos pozos productores, asegurando que la unidad de bombeo y varillas operen de una forma más económica y dentro de sus rangos de carga, además de que la bomba subsuperficial está ejecutando su trabajo con máxima eficiencia. Bibliografía http://www.lacomunidadpetrolera.org/ http//www.buenastareas.com/

http://www.oilproduction.net/ http://www.rincondelvago.com/