9.-Embolo Viajero.pdf

7/18/2019 9.-Embolo Viajero.pdf

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EMBOLO VIAJERO

ÉMBOLO VIAJERO

Definición

Mecanismo metálico de forma cilíndrica alargada, también de forma anillada, que viaja através de o dentro de las tuberías.

Objetivos del Pistón o Émbolo Viajero

o Remover y/o desplazar los fluidos hacia la superficie, minimizando el retroceso delos mismos.

o Actuar como una interface entre la columna líquida elevando el gas.o Conservar el tubo libre de sales, carbonatos, cascajos o partículas de corrosión y

parafinas acumuladas.o

Incrementar la producción de gas por la continua remoción de todos los líquidos.

CLASES DE PISTONES

Pistón sólidoPistón de barra sólida con orificiosPistón de cepilloPistón de carcaza ajustablePistón de anillosPistón serpentino

Tipos de Pistones o Émbolos Viajeros

Hay cinco tipos principales de pistones

o Pistón sólidoo De raspadoo De metal acojinadoo De lavadoo Flexible

Pistón sólido

El pistón sólido es un cilindro de acero sólido con un liso o rayado en la superficie pasandogas alrededor del pistón, durante este trayecto ascendente debería tener una gran velocidadque el pistón y líquido resistente. El gas pasando el pistón lava la tubería limpiando líquidosy evitando al máximo que el líquido regrese.



Pistón raspado (cepillado)

Un pistón de raspado consta de un mandril y un segmento de raspado (cepillo) que puede ono ser sustituible, el segmento raspado es sobremedido con respecto al diámetro interno dela tubería, que se usan particularmente en esta característica crea el mecanismo sellador.

Los pistones de raspado son artículos particulares para pozos que sufren el retroceso delfluido por arena o imperfecciones de la tubería.

Metal acojinado

El pistón de metal acojinado tiene varias actividades sueltas, este pistón puede tener uno ovarios trenes de empaques concéntricos de acojinado, pero este bastidor es arreglado envarios patrones.

De lavado y flexible

Alcances al Utilizar el Pistón o Émbolo Viajero

Se incrementa la producción de líquidosSe incrementa la producción de gasReduce la inyección de gas en pozos de bombeo neumático intermitenteElimina la acumulación de parafinas y otras incrustacionesReduce las intervenciones con unidad de aceite caliente y tubería flexible.Reduce la producción diferidaPermite mantener la sarta de tubería limpia (libre)



Componentes Superficiales

LubricadorSensor magnéticoVálvula motora de producción

Válvula motora de inyecciónControladorDrip Pot de 2”

Lubricador

Receptor y sujetador del émbolo viajero, contiene un resorte que absorbe la llegada delémbolo a la superficie.

o Usado para inspeccionar el pistón, para alojar el receptor y el sensoro Acondicionado con un resorte, con tapa removible que absorbe el impacto del

pistón a su llegada a la superficie



Sensor magnético

Detecta la llegada del émbolo viajero al lubricador y manda la señal al controlador. Laseñal de llegada es esencial para que el controlador proceda a continuar con lasinstrucciones programadas.

Válvula motora de producción (válvula de vacío)

Controla el paso de líquidos y gases provenientes de la formación. Permite o interrumpe elflujo de los mismos cuando el tiempo preprogramado ha transcurrido, lo anterior permite eldescenso del émbolo viajero manteniendo ciclos uniformes.

Válvula motora de inyección

Ésta se instala en el caso de que el pozo tenga inyección de gas (B.N.I.), controla lainyección de gas.

Controlador

Coordina la apertura y cierre de las válvulas motoras, detecta la llegada del émbolo viajero,es un dispositivo de almacenamiento continuo de datos sobre:

o Presioneso Ciclos de operacióno Tiempos de apertura y cierre de las válvulas de producción e inyección y viajes

completos del émboloo Diseñado para proporcionar un mejor registro del pozo para ayudar al personal de

campo a incrementar la producción minimizando los costos por el tiempo requerido para acudir a las localizaciones

o Fácilmente programado: diseñado con simplicidad y fiabilidad en memoriao Despliegue en pantalla del estado actual del sistema

Programable de acuerdo a las necesidades de operación, comunicación y recolección en ellugar de instalación o de manera remota.

Es autosuficiente, tiene baterías de 6 ½ volts alimentadas continuamente por un panel solar,diseñado para operar a la intemperie.

Drip Pot de 2” (tanque de goteo)

Dispositivo en el cual se atrapan los condensados que genera el suministro de gas evitandoque éstos lleguen al controlador, un plato deflector provoca que la condensación se licúe yse escurra al fondo del recipiente. Los líquidos son drenados por medio de una válvula demariposa que se monta sobre la válvula motora. Regula el suministro a 35 lbs/plg2 para elcontrolador



Panel solar Accesorio opcional que conserva las baterías en la actuación de las crestas paraun funcionamiento confiable.

omponentes Subsuperficiales

ncla

raspador, de almohadillas expandibles o centroidas)

ncla

l ancla es el asiento de soporte del resorte amortiguador de fondo, determina la

na vez colocado el ancla se deja caer el resorte desde la superficie, el resorte de fondo

C AResorteÉmbolo ( A E profundidad máxima que podrá alcanzar el émbolo viajero.

Uamortigua la llegada del émbolo viajero evitando con esto el desgaste a corto plazo delancla y del émbolo, el resorte desciende y se detiene en el ancla quedando sujetado pormedio de una camisa de agarre colocada en su extremo inferior, la cual se asegura a lacabeza del ancla.



Después de haber colocado el ancla y el resorte, se deja caer desde la superficie el émboloviajero.

El sistema empieza a operar con los parámetros preestablecidos y después se procede aoptimizar.



Émbolo o Pistón Viajero

Este sistema consiste en incorporar un émbolo que se desplaza por toda la sarta de tuberíaen forma cíclica, se utiliza en los siguientes casos:

o

Pozos donde se tiene una alta relación gas-aceite (R.G.A.) y la descarga no esuniforme.o En pozos productores de gas, para desalojar líquidos acumulados en el fondo del

pozo.o En pozos de bombeo neumático, para reducir el escurrimiento (resbalamiento) de

los líquidos.o En pozos fluyentes de aceite o gas, para mantener la tubería de producción libre de

parafinas e incrustaciones.

Al utilizarlo con bombeo neumático el émbolo funciona como interfase entre el gas deinyección y el líquido que se produce.



Con el émbolo viajero, el flujo de gas es posible solamente entre las paredes del tubo y eldiámetro exterior del émbolo, la presión abajo del émbolo viajero debe ser mayor que la presión creada por la columna de líquidos. La pequeña cantidad de gas que sobrepasa elémbolo viajero fluye por el espacio anular y actúa como bloqueador que minimiza latendencia del líquido a escurrirse (resbalarse).

La eliminación de la penetración del gas en el centro de la columna de líquidos y laminimización del escurrimiento de los mismos, hace que el émbolo viajero sea el sistemade producción intermitente más eficiente.

Es importante hacer notar las condiciones que deben tenerse antes de instalar un émboloviajero, tales como:

o

Uniformidad en la sarta de tuberíao Sarta sin fisuraso Sarta libre de restriccioneso Válvulas de fondo calibradas (V. de B.N.)o

Contrapresión baja en la línea de escurrimiento (L.D.)o

La velocidad del émbolo debe ser mayor de 500 pie/min pero menor de 1,000 pies/min

o La relación gas líquido mayor a 1,600 a 400 pie3/bl

Beneficios que se Obtienen al Instalar el Pistón o Émbolo Viajero

o

Maximiza la produccióno Minimiza pozos y cierre de pozoso Baja el costo de operacióno

Da mayor vida al pozoo Optimiza la produccióno Tiempos de bombeo utilizado en problemas de pozoso Los pozos incrementan su eficiencia de limpiezao Los pozos producen más que disminuir

En las fases tempranas de la vida del pozo, la carga líquida no es usualmente un problema.Cuando las proporciones son altas, los líquidos simplemente son arrastrados a través de latubería con la gran velocidad del gas, más adelante, cuando la presión baja, la proporcióndiaria disminuye gradualmente, hasta que alcanza una velocidad crítica, provocando que loslíquidos más pesados no salgan a la superficie y empiezan a regresar al fondo, ejerciendo presión atrás en la formación cargando el fondo del pozo.



Operación del plunger lift (pistón de levante)

Un sistema plunger lift (pistón de levante) es un método eficaz de bajo costo para ladescarga de gas y la producción de aceite en pozos en gran proporción sin interrumpir la producción. En funcionamiento, el pistón viaja al fondo del pozo donde el fluido es

recogido por el mismo, actúa como un cepillo que trae a la superficie todo lo que quita,removiendo todos los líquidos que se encuentran en la tubería, también conserva la tuberíalibre de parafina, sal o aumenta el balance. El levantamiento del fluido previene algunacarga e impide que el pozo muera. Con la contínua remoción de todos los líquidos que se produjeron, hay menos peso de fluidos en la formación y causa una productividad mayordel pozo, este sistema usa la propia energía del pozo y no se requiere hacer un gastoadicional, el pistón de levante opera con costos, en promedio, no muy gravosos y hace producir los pozos que se podrían considerar agotados.

Aplicación

Pozos que muestran cualquiera o todas las características productoras siguientes, deben serconsiderados como para a utilizar émbolo viajero o pistón de levante.

Pozos donde la presión es baja hacia la atmósfera y se requiere restaurar la producción.La formación de gas y líquido es en proporción por lo menos de 400 pies cúbicos de gas por barril por 1000 pies a levantar.Cabezal de pozo cerrado con una presión por lo menos de 1.5 multiplicado por la línea de producción.Pozos en ciclos de producción con proporciones de decrecientes.Pozos con problemas de parafina, sal, carbonato de calcio y partículas corrosivas.Pozos fuertemente desviados. • Pozos remotos.Pozos marginales que usan una unidad de bombeo.

Ventajas en su Aplicación

Bajo costo de mantenimientoAumento de la eficiencia de producción del pozoFácil instalación cuando existe un niple de asiento o tubo niple en el fondoReduce parafinas y el gasto de aceite caliente No requiere energía externa (gasto)Más producción (aumenta) de los pozos agotadosReemplaza unidades de bombeo en la mayoría de los pozos de gasRetarda los pozos en decadenciaExtiende la vida del pozo.



Pistón de barra sólida (sólido)

El pistón sólido y el pistón de barra sólido con orificios, son pistones económicos, de bajomantenimiento y resistentes, ellos están disponibles en acero templado, acero contratamientos térmicos y acero inoxidable, cualquiera de estos pistones pueden ser

ahuecados para hacerlos más ligeros, también se fabrican pistones sólidos con polímerosreemplazables o mangos de teflón.

El pistón de barra es económico pero tiene disminuido su rango de eficiencia por lo que serecomienda su uso cuando se tienen pozos con rangos más altos de gas en proporción alaceite, es una buena opción para pozos que producen residuos de óxido, sal o parafinas.

El pistón de barra cuenta con una válvula de paso asimismo está disponible, la cual permiteel paso del fluido a través de ésta durante el viaje de regreso al resorte amortiguador dechoque. El paso se cierra, cuando el pistón alcanza el fondo, esta característica optimiza. Eltiempo de viaje del pistón en pozos de líquidos altos.

Características de diseño:

o Económicoo Bajo mantenimientoo Cuello de pesca de acuerdo a la norma APIo Disponible en acero inoxidable

Pistón de cepillo

El pistón de cepillo tiene una espiral incrustada, una sección de cepillo de nylon flexible lacual es sobremedida, así al impregnarse produce un excelente sello con el tubo. Laflexibilidad del cepillo permite al pistón viajar, a pesar de la presencia de arena, carbón puro o irregularidades en la batería. El pistón de cepillo es totalmente práctico para el usoen campo, ya que la sección de cepillo puede ser reemplazado en minutos, minimizandotiempos muertos.


o

Alta eficienciao Uso prolongadoo Utilizable en campoo

Cuello de pesca de acuerdo a la norma APIo

Bloque de bola a anilloo Disponible en acero inoxidableo

Disponible para levantar gaso Disponible con cepillos de bronce o acero inoxidable



Pistón de carcazas ajustable

El pistón de carcazas ajustables tiene tres resortes de carga insertados en cada sección decarcazas, el diseño de carcazas asegura que éstas se expandan y se contraigan paracompensar cualquier irregularidad dentro de la tubería, de esta manera se produce un sello por una fricción ajustada.

Este extraordinario diseño, prolonga la duración debido a la capacidad de la carcaza paraextenderse por si misma; cuando está operando, se tiene la opción de elegir el pistón de una,dos o tres secciones dependiendo de la eficiencia necesitada en su aplicación, la mejoraplicación para un pistón de carcazas ajustable es en pozos marginales o pozos que producen agua condensada o aceites ligeros.

Se cuenta también con una válvula de paso, la cual permite el flujo a través de ella duranteel viaje de regreso al resorte amortiguador de choque, esta característica optimiza el tiempode viaje del pistón.

El diseño de bloqueo de bola y anillos asegura que el pistón no pueda desprenderse auncuando se coloquen sueltos.


o

Alta eficienciao Uso prolongadoo Utilizable en campoo Cuello de pesca de acuerdo a la norma APIo Bloque de bola y anilloo Disponible en acero inoxidable



o

Disponible para levante de gas

Pistón de Anillos

También conocido como Pistón lavable de anillos móviles, tiene 21 anillos intercambiables,

el contacto continuo de los anillos intercambiables con la pared de la tubería produce unsellado muy efectivo, esta acción de limpieza asegura que todo se elimine (sal, parafina) dela pared de la tubería antes de que se endurezca. El método de tratamiento térmico, asegurasu uso por largo tiempo y garantiza su resistencia contra rotura y aplastamiento.

Pistón Serpentino

A esta clase de pistón también se le conoce como Pistón para uso con rollo de tuberíaflexible.

El nuevo pistón serpentino trabaja en aplicaciones donde otros no, este mandril flexible estádiseñado para superar los problemas relacionados con el uso de pistones rígidos con latubería de rollo y pozo direccionales, el diseño con un mandril de acero inoxidable le permite al pistón doblar como un dispositivo para acomodarse a cualquier curvatura deltubo, además, los pistones flexibles no han mostrado ninguna tendencia a romperse dentrode altas velocidades de gas relacionados con los diámetros pequeños de la tubería del rollo(flexible). Sorprendentemente los pistones serpentinos también han mostrado excelentesresultados en tubería convencional.

Los pistones de carcazas ajustables de anillos y cepillos los podemos encontrar en lassiguientes medidas 1”, 1 ¼”, 1 ½”, 2 1/16”, 2 3/8” y 2 7/8”



Características de diseño: Mandril flexible

o Alta eficienciao

Disponible en cualquier longitudo Mandril cargado con resorteo

Bajo mantenimientoo

Material con tratamiento térmicoo Disponible en acero inoxidableo Económico

Equipamento en la Cabeza del Pozo, Instalación, Lubricador y Sensor de llegada

El lubricador es montado en la cabeza del pozo (árbol de válvulas), la función dellubricador es ayudar en la introducción del pistón, para la inspección o revisión y paraalojar el sensor y el receptor del pistón (catcher). La tapa móvil contiene un resorte detrabajo mecánico extra pesado y un plato de golpe para absorber el impacto del pistón; puede haber lubricadores en medidas de 1”, 1 1/8”, 1 ½”, 2 1/16”, 2 3/8”, 2 7/8”, y 3 ½”con diversas medidas de rosca estándar o métricas. Los lubricadores están disponibles conambos, salida doble o sencilla de flujo, uno de doble flujo es recomendado paraaplicaciones en donde se producen altos volúmenes de gas y aceite. Esto ayuda a eliminarcongelaciones y parafinas formadas alrededor del pistón.


o

2 piezas superiores con resortes reemplazableso Apretado manual con sello de O’ringo Fácil remoción del pistóno

Rosca estándar 8 RD APIo Salida de flujo amplio diseñado para paso de diversas partículaso 3,500 lbs/plg2 de trabajoo Auto receptor disponibleo Disponible para H2S Suministra el más alto nivel de sellado mecánico cuando es

apropiado al tamaño (medida)

Fluctuación de lavado

El pistón de fluctuación de lavado es designado para mantener la tubería libre de parafina,sal y óxidos. Construido de anillos metálicos movedizos o lavado montado a lo largo de unmandril sólido. El lavado limpia la tubería removiendo el producto no deseado antes de queéste se cristalice.



Flexible

Nuevo en el campo, fabricado para pozos desviados y aplicaciones con tuberías flexibles,son pistones construidos con un mandril flexible, copa articulada metálica, acojinada yraspada, son confiables debido a sus características de diseño, se le encuentra en medidas

de ¾” a 2 7/8”. Varias veces un pistón flexible correría en una tubería estándar atada quetiene curvas o estrecheces, evitando jaloneos en la tubería.

En adición todos los pistones rígidos pueden ser adquiridos con mecanismos desviados,aumentando caídas rápidas de pistones. Esta característica puede ser beneficiada en pozosque requieren varios ciclos diariamente.

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