La bomba de cavidad progresiva puede mejorar la economía de un campo de dos maneras:
A) disminuye el costo de capital
B) disminuye el costo operativo
El concepto de la bomba de cavidad progresiva es generar presión y elevar el fluido. Esto se hace haciendo cavidades iguales y separadas en toda la longitud de la bomba a medida que el rotor gira en el estator. Algunas bombas tendrán hasta 50 cavidades o más, dependiendo del requisito de elevación. La presión diferencial necesaria para levantar el fluido se distribuye equitativamente entre todas las cavidades. Por lo tanto, en una bomba con 50 cavidades, la presión diferencial a través de cada cavidad es 1/50 del requerimiento total.
Con el diferencial tan bajo en cada cavidad, se
pueden usar elastómeros más blandos que pueden tratar con arena.
La acción de la bomba de cavidad progresiva ocurre cuando el rotor gira en sentido horario en el estator y cada rotación del rotor desplazará 2 cavidades y creará 2 cavidades en la entrada de la bomba. Esto se debe al hecho de que, en una bomba de cavidad progresiva, el rotor es un engranaje helicoidal externo simple y el estator es un engranaje helicoidal interno doble. Esto es lo que comúnmente se conoce como bomba de geometría 1: 2.
Por lo tanto, puede aumentar y disminuir el flujo de salida de la bomba simplemente cambiando la velocidad del rotor. La velocidad es relevante para la producción. Teóricamente, cuanto más rápida sea la rotación del rotor, mayor será el flujo de salida de la bomba de cavidad progresiva.
La producción real de la bomba variará y será algo menor que la producción teórica, debido al deslizamiento de la bomba. A medida que aumenta la presión diferencial a través de la bomba, aumenta el volumen de deslizamiento. Para compensar el deslizamiento y mantener un volumen de producción constante, puede aumentar la velocidad.
A medida que baja el nivel del fluido, la
presión diferencial aumenta y el deslizamiento también aumentará, lo que
reducirá la tasa de producción. Esto es lo que se conoce como eficiencia
de la bomba.
El deslizamiento de la bomba de cavidad
progresiva se puede controlar mediante el ajuste del rotor / estator,
utilizándolo para una mayor eficiencia y baja velocidad para el petróleo pesado
y un ajuste más flojo para una menor eficiencia y una mayor velocidad para el
aceite ligero.
La bomba tiene dos partes: el rotor y el
estator. En lo que respecta a la reparación y el mantenimiento de estos
dos componentes, una vez que el estator está dañado o el caucho está hinchado,
debe reemplazarse; el rotor puede ser recromado si no hay daños en el
núcleo mismo.
El cabezal de transmisión consta de tres partes:
el rodamiento que sostiene el peso de la barra, el control de giro hacia atrás
y el mecanismo de transmisión. Hay muchos tipos y estilos de unidades
fabricadas en todo el mundo; sin embargo, todos incorporan las tres
funciones básicas del cabezal de transmisión.
Todos los cabezales de transmisión están
equipados con un retardador de retroceso o freno que controla el torque del
resorte almacenado en la cadena de la barra.
Cuando la unidad se apaga o pierde potencia, el
par de la barra se desenrollará y, a medida que el nivel del líquido se iguala,
la bomba de tornillo de fondo de pozo se convierte en un motor, girando la
cadena de la barra desde la parte inferior. Por lo tanto, es muy
importante tener una válvula de retención en la línea de flujo lo más cerca
posible de la cabeza del pozo, para evitar que el fluido fluya desde la línea
de flujo hacia el pozo.
El anclaje del tubo es importante en las bombas de
cavidad progresiva más grandes donde el par de la bomba es mayor que el par de
reposición del tubo y, si la plataforma de servicio no está equipada con pinzas
de potencia para apretar las conexiones del tubo al valor óptimo. Dado que
el par reactivo del estator es a la izquierda, el tubo retrocederá y se
partirá, si no se aprieta o ancla correctamente.
Para mantener una producción óptima, es
importante que la presión del fondo del pozo no se reduzca por debajo del punto
de burbuja. Cuando esto resulte, entrará gas libre en la bomba y la
eficiencia de la bomba disminuirá drásticamente. La bomba no se bloqueará
por gas y, para tratar de compensar este problema, la entrada de la bomba se
debe bajar por debajo de las perforaciones y, en circunstancias extremas, se
debe utilizar un separador de fondo de pozo.
Siempre se debe mantener un nivel de fluido por
encima de la bomba de cavidad progresiva, porque esta bomba requiere una
presión de succión positiva neta para funcionar, o de lo contrario la bomba no
succionará.
