Las bombas de elevación de gas o de burbujas utilizan la técnica de elevación artificial de elevar un fluido como agua o aceite introduciendo burbujas de aire comprimido , vapor de agua u otras burbujas de vapor en el tubo de salida. Esto tiene el efecto de reducir la presión hidrostática en el tubo de salida frente a la presión hidrostática en el lado de entrada del tubo.
Dispositivos que utilizan este tipo de mecanismo de elevación:
- Las cafeteras de goteo y las cafeteras de goteo eléctricas utilizan agua vaporizada para levantar el agua caliente
- Las bombas de transporte aéreo utilizan aire comprimido para levantar agua
- Las bombas de pulsos utilizan una cámara de aire subterránea para una bomba de transporte aéreo
- Las dragas de succión utilizan una bomba de transporte aéreo para aspirar lodo, arena y escombros
- Las bombas de levantamiento de niebla utilizan agua vaporizada para elevar el agua de mar en la conversión de energía térmica del océano
Usos de la industria del petróleo
En los Estados Unidos, el levantamiento de gas se utiliza en el 10% de los pozos de petróleo que tienen una presión de depósito insuficiente para producir el pozo. En la industria del petróleo, el proceso implica la inyección de gas a través del anillo de tubería-revestimiento . El gas inyectado airea el fluido para reducir su densidad ; la presión de formación puede entonces levantar la columna de petróleo y expulsar el fluido del pozo. El gas puede inyectarse de forma continua o intermitente, según las características de producción del pozo y la disposición del equipo de levantamiento de gas. [1]
La cantidad de gas que se inyectará para maximizar la producción de petróleo varía según las condiciones y geometrías del pozo. Demasiado o muy poco gas inyectado resultará en una producción menor que la máxima. Generalmente, la cantidad óptima de gas inyectado se determina mediante pruebas de pozo, donde se varía la velocidad de inyección y se mide la producción de líquido (petróleo y quizás agua).
Aunque el gas se recupera del aceite en una etapa de separación posterior, el proceso requiere energía para impulsar un compresor y elevar la presión del gas a un nivel en el que se pueda reinyectar.
El mandril de elevación por gas es un dispositivo instalado en la sarta de tuberías de un pozo de elevación por gas en el que se instala una válvula de elevación por gas . Hay dos tipos comunes de mandriles. En un mandril de elevación por gas convencional, se instala una válvula de elevación por gas a medida que se coloca la tubería en el pozo. Por lo tanto, para reemplazar o reparar la válvula, se debe tirar de la sarta de tubería. En el mandril de bolsillo lateral , sin embargo, la válvula se instala y retira con cable mientras el mandril todavía está en el pozo, eliminando la necesidad de tirar de la tubería para reparar o reemplazar la válvula.
Una válvula de elevación por gas es un dispositivo instalado en (o dentro) de un mandril de elevación por gas, que a su vez se coloca en la tubería de producción de un pozo de elevación por gas. Las presiones de la tubería y la carcasa hacen que la válvula se abra y se cierre, lo que permite que se inyecte gas en el fluido de la tubería para hacer que el fluido suba a la superficie. En el léxico de la industria, se dice que los mandriles de elevación por gas son "recuperables por tubería" en los que se despliegan y recuperan unidos a la tubería de producción. Ver mandril de elevación de gas.
El funcionamiento del elevador de gas se puede optimizar de diferentes formas. La forma más nueva es utilizar la optimización de riesgos, que considera todos los aspectos para la asignación de gas lift.
Historia
El levantamiento de aire utiliza aire comprimido para levantar agua en operaciones como dragado y arqueología subacuática. También se encuentra en acuarios para mantener el agua en circulación. Estas formas de elevación se utilizaron ya en 1797 en las minas para extraer agua de los pozos de las minas. Estos sistemas usaban inyección de aire en un solo punto en la corriente de líquido, normalmente a través de una válvula de pie en la parte inferior de la cadena. El levantamiento de gas se usó ya en 1864 en Pensilvania para levantar pozos de petróleo, también usando aire comprimido, a través de una tubería de aire que lleva el aire al fondo del pozo. En Texas se utilizó aire para la elevación artificial a gran escala. En 1920, el gas natural reemplazó al aire, reduciendo el riesgo de explosión. Desde 1929 hasta 1945 se emitieron alrededor de 25000 patentes sobre diferentes tipos de válvulas de elevación por gas que podrían usarse para la descarga por etapas. [2] Algunos de estos sistemas implicaron mover la tubería o usar barras de hundimiento con cable para cambiar el punto de elevación. Otras eran válvulas operadas por resorte. Finalmente, en 1944 WR King patentó la válvula de fuelle presurizado que se usa hoy en día. En 1951, se desarrolló el mandril de bolsillo lateral para posicionar y recuperar selectivamente válvulas de elevación de gas con cable.
Ver también
- Bomba de transporte aéreo : una bomba que utiliza la diferencia de densidad debido al aire inyectado en el líquido.
- Pumpjack : impulsión para una bomba de pistón alternativo en un pozo de petróleo
- Bomba de cavidad progresiva
- Bomba sumergible : bomba diseñada para funcionar sumergida en fluido
Referencias
- ^ ¿Cómo funciona el levantamiento artificial? , Rigzone , consultado el 29 de mayo de 2012
- ^ Elevador de gas , consultado el 14 de octubre de 2015