NOMENCLATURA Y FORMULACION BOMBEO HIDRAULICO JET. Preparado por Victor Castillo Maxi Oil & Gas de Venezuela C.A.

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María Nieves Méndez Carrizo
hace 7 años
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1 NOMENCLATURA Y FORMULACION BOMBEO HIDRAULICO JET Preparado por Victor Castillo Maxi Oil & Gas de Venezuela C.A.

2 NOMENCLATURA Presiones en el sistema Inyeccion: n Pn Succion: s Ps Descarga: d Pd Boquilla Garganta Tubería de inyección del fluido motriz Caudales o Gastos Difusor Anular de retorno de la mezcla Inyeccion: n Qn Succion: s Qs Descarga: d Qd Entrada del fluido del pozo

3 NOMENCLATURA Pn = Presión en el orificio (nozzle pressure) Ps = Presión de succión de bomba (pump suction pressure) Pd = Presión de descarga de bomba (Pump discharge pressure) Qn = Caudal de inyección (Power fluid) Qs = Caudal de succión (Produced fluid) Qd = Caudal de descarga ( Qs+Qn ) An = Area del orificio (nozzle section) At = Area de la garganta ( throat section) As = Area de succión (At-An)

4 NODOS DE INTERES EN EL MODELO Cámara de entrada del fluido de producción Garganta Difusor Boquilla Q QS,PS S S Q N,P N QN,PN Q D,P D Área de la Boquilla (AN) Área anular de la Garganta (AM=AT-AN) Área de la Garganta (AT)

5 RELACIONES DE CONTINUIDAD Inyección: n Qn = An * Vn Succión: s Qs = As * Vs Descarga: d Qs + Qn = At * Vt = Qd Velocidad en la Garganta, es: At = As + An Vt = (Qs + Qn) / (As An) Vt = (Qs + Qn) / At

6 PERDIDAS DE PRESION El modelo de Mezcla de LORENZ utilizado, no prevee en detalle los flujos, se aplica en una forma y escala macroscopica. Luego, las perdidas en el levantamiento asociadas son proporcionales al cuadrado de la diferencia de las velocidades a los flujos que se mezclan. Entonces, la perdida de energia en funcion del tiempo en la zona de la mezcla o garganta se expresa como: L = Qn * Уfm *(Vn-Vt)²+ Qs*Gm*(Vs-Vt)² 2g 2g

7 Presion de Descarga La energia suplida a en la descarga Boquilla (En) por unidad de tiempo, se expresa como: En = Qn * Уm * (Hn Hd) Donde: Hn = Capacidad Levantamiento del fluido motriz, en pies. Hd = Capacidad Levantamiento del fluido en la descarga, en pies. Уm = Gravedad Especifica de la mezcla del fluido motriz, en Lpc/Pie

8 RELACIONES DE CONTINUIDAD La energia adicionada en el tiempo al fluido de produccion (Es), se expresa como: Es = Qs * Уm * (Hd Hs) Donde: Hs = Capacidad Levantamiento del fluido del pozo, en pies. Hd = Capacidad Levantamiento del fluido en la descarga, en pies. Уm = Gravedad especifica del fluido o mezcla de los fluidos del pozo, en Lpc/Pie

9 RELACIONES DE LEVANTAMIENTO La Relacion de Levantamiento N esta asociada a las capacidades netas de cada fluido (Crudo, Motriz y Mezcla), se expresa como: Donde: N = (Hd Hs) / (Hn Hd) Hs = Levantamiento Total, del fluido de la formacion, en Pies. Hn = Levantamiento Total, del fluido motriz, en Pies. Hd = Levantamiento Total, del fluido en la descarga, en Pies.

10 RELACION DE EFICIENCIA La Eficiencia de una bomba Jet esta definida por una relacion entre la perdidade potencia del fluido producido en funcion de las perdidas de potencia del fluido motriz (%Ef), se expresa como: %Ef = Qd * (Pd Ps) Las perdidas del fluido motriz viene expresada por : HPn= Qn* (Pn Pd)

11 RELACIONES DE MASAS La relacion de flujo masico, viene expresada por : M = Qs / Qn La Eficiencia tambien se define por: M * H = Qs * (Pn Ps) / Qn * ( Pn Pd) %Ef = M * H %Ef = (Qs * (Pn Ps)) / (Qn * ( Pn Pd))

12 RELACIONES DE COMPORTAMIENTO El rendimiento de las Bombas Tipo Jet es geometricamente similar, ya que conservan el mismo Numero de Reynolds descrito en la ecuacion anterior de la Eficiencia. Un grafico de estos valores, esto es N vs M, para algunos valores de R, se puede generar el Rendimiento o Curvas de Comportamiento de las Bombas Tipo Jet.

13 RELACION DE RENDIMIENTO CURVAS DE COMPORTAMIENTO R=0.5 KN=0.03 KTD=0.2 N=(PD-PS)/(PN-PD) M=QS/QN Eficiencia(%E) =N*M N R=0.4 % E R=0.3 R=0.5 R=0.4 R=0.3 R=0.25 R=0.2 R=0.25 R=0.2 %E vs. M N vs M M (flujo másico)

15 COEFICIENTES DE FRICCION Las respectivas eficiencias estan asociadas al valor de M (Flujo Masico) y siempre usan los coeficientes encontrados por O Brien y Gosline, esto es: Kn = 0,15 (Boquilla) Ks = 0,0 (Succion) Kt = 0,28 (Tobera) Kd = 1,0 (Difusor)

16 RENDIMIENTO La relacion de areas seleccionadas cubren un rango relativo de Levantamiento, por Ej. R = 0,41 Esto significa que el Levantamiento es alto y la bomba maneja tasas bajas. R = 0,16 Esto significa que el Levantamiento es bajo y la bomba maneja tasas altas.

17 RELACION DE EFECTIVIDAD Relación de Áreas R=0.517(A) Levantamiento Volumen R=0.240 (C) Levantamiento Volumen

18 RELACION DE BOQUILLAS Y GARGANTAS

19 EFECTO DE CAVITACION Como puede deducirse de la ecuacion de Levantamiento, por Ej. Hd = (PIP / Уf) + ((1 + Ks) * (Vs²/2g)) La presion a la entrada de la Garganta siempre sera menor que la presion de succion del fluido (PIP) y mayor que cero. Si se reduce por debajo de la Presion de Vapor del fluido (Pv), esta presion sera enviada a la garganta y provoca la cavitacion, con sus efectos negativos. Siempre Pv sera la minima presion en la entrada a la garganta.

21 PREGUNTAS!

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