Equipo Superficial 1, 3, 4,

Instalaciones en Tierra

2.4.1 Caja de venteo

La caja de venteo se encuentra localizada entre la cabeza del pozo y el variador de frecuencia por razones de seguridad.

Al momento de producir un pozo, el gas puede viajar a través del cable y llegar al variador de frecuencia, causando algún incendio o alguna explosión potencial y es entonces que la existencia de una caja de venteo eliminará cualquier tipo de gas hidrocarburo existente en cable de potencia con la finalidad de brindarle una mayor seguridad al sistema.

Por seguridad, la instalación de la caja de venteo debe localizarse al menos a15 (ft) de la cabeza del pozo y a 2 o 3 (ft) por arriba del suelo. En la Figura 2.18 se presenta una conexión típica de la caja de venteo.

2.4.2 Variador de frecuencia (VSD)

El BEC es un sistema que se puede ver afectado por varios factores combinados, tales como la presencia de aceite pesado, una falla en el sistema de suministro de energía, temperaturas extremas, entre otros, lo cual dificulta el arranque del sistema después de que se apague por una falla. Es posible que alguna parte del equipo del BEC se dañe por un mal arranque del sistema.

Por lo antes mencionado, se ha desarrollado una herramienta conocida como variador de frecuencia (VSD), con la cual es posible que el BEC pueda ser arrancado de manera suave y evitar que se pueda generar una falla en el sistema al hacerlo. La solución fue crear esta herramienta para asegurar que el BEC sea arrancado con una baja frecuencia y un torque alto constante

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El variador de frecuencia es un aparato electrónico que permite cambiar la frecuencia fija de la onda de corriente alterna suministrada a otras frecuencias, mejorando las condiciones de arranque del motor.

El BEC puede operar tanto a frecuencia fija como a variable con la utilización de éste tipo de sistemas.

Como se puede observar en la Figura 2.19, con este tipo de sistemas se vuelve posible el utilizar un mismo tamaño de motor y bomba para manejar un amplio rango de condiciones de operación, es decir, otorgándole una gran flexibilidad al sistema.

Es muy importante tener en cuenta que conforme la potencia en un equipo de BEC es mayor, la velocidad de operación de la bomba es mayor, por lo que se incrementa el gasto y el levantamiento de la bomba y por supuesto una mayor potencia será necesaria para su operación. Finalmente es muy importante mencionar que el VSD juega un papel primordial en el control del equipo subsuperficial.

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En la Figura 2.20 se pueden observar los diferentes tipos de comportamiento de una bomba a diferentes frecuencias. Esta imagen es de la bomba TA-900 de una etapa @ 3500 RPM de la compañía Electric Submersible Pumps , Inc. En la imagen se puede observar que el mismo fabricante prueba y recomienda un rango de operación a diferentes frecuencias para cada uno de sus equipos, asegurando y garantizando el funcionamiento de los mismos dentro de un rango de condiciones.

Figura 2.20 Curvas de comportamiento de una bomba a diferentes frecuencias.

2.4.3 Transformadores

Transformadores de tres fases simples, trifásicos tipo estándar y trifásicos automáticos son construidos para este tipo de instalaciones. Estas unidades llenas de aceite y climatizadas están diseñadas para convertir el voltaje primario de la línea eléctrica al voltaje requerido por el motor. Estos trasformadores se encuentran equipados con variadores de frecuencia para proveer una máxima flexibilidad. Transformadores del tipo seco pueden ser reemplazados en aquellas locaciones que excluyan el uso de transformadores llenos de aceite, como en las instalaciones costa afuera.

En donde el voltaje del sistema primario no es compatible con el voltaje requerido en superficie, se requiere de un transformador. Los transformadores automáticos son capaces de incrementar una línea de 440/480 V a un rango de 800 a 1000 V.

Por otro lado los transformadores trifásicos están disponibles para cualquier rango común de voltaje primario y secundario. Sin embargo, en lugares en donde se presenten altos voltajes primarios, es mejor el utilizar una configuración de tres transformadores de una sola fase para bajar el voltaje primario a cualquier voltaje deseado para el motor y así aumentar la eficiencia económica de la operación. En la Figura 2.21 se muestra la configuración mencionada anteriormente.

Figura 2.21 Conexiones de Transformadores.

2.4.4 Árbol de Válvulas

El árbol de válvulas forma parte del conjunto de mecanismos que se instalan en la superficie del pozo con la finalidad de controlar y regular los fluidos del sistema junto con las conexiones superficiales, líneas de inyección de gas, compresores y la batería de separación. El árbol de válvulas es un conjunto de mecanismos de control y accesorios de instalación gradual cuyo objetivo es el de controlar la producción aportada por el pozo. Estos accesorios son: cabezales, carretes, colgadores, sellos de tubería, válvulas y estranguladores.

Como en todos los accesorios y componentes de producción, existen diferentes marcas de este tipo de equipos como lo son Cameron, EPN y FIP por mencionar las más comunes. A continuación, se presentarán las partes constitutivas del árbol de válvulas y se esquematizarán para su mejor comprensión en la Figura 2.22.

1. Válvula Superior: Se utiliza para tomar la presión de la tubería de