UNIVERSIDAD DE ORIENTE UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO MONAGAS NÚCLEO MONAGAS
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO
ÁREAS DE GRADO
ÁREAS DE GRADO – – CRUDOS PESADOS CRUDOS PESADOS PRODUCCIÓN Y COMPLETACIÓN DE CRUDOS PESADOS Y
PRODUCCIÓN Y COMPLETACIÓN DE CRUDOS PESADOS Y EXTRAPESADOSEXTRAPESADOS
PROFESORA: PROFESORA: HENRY MARTINEZ HENRY MARTINEZ BACHILLERES: BACHILLERES:
YANNEIDYS RUIZ C.I.: 20.645.564 YANNEIDYS RUIZ C.I.: 20.645.564 LUCRECIA BELLO C.I.:
LUCRECIA BELLO C.I.: 21.010.62821.010.628
MATURÍN, MAYO DE 2017 MATURÍN, MAYO DE 2017
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
Siempre que tratemos temas como procesos químicos, y de cualquier Siempre que tratemos temas como procesos químicos, y de cualquier circulación de fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas. circulación de fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas. El funcionamiento en sí de la bomba será el de un convertidor de energía, El funcionamiento en sí de la bomba será el de un convertidor de energía, es decir, transformara la energía mecánica en energía cinética para impulsar los es decir, transformara la energía mecánica en energía cinética para impulsar los líquidos a través de un sistema de tuberías, generando presión y velocidad en el líquidos a través de un sistema de tuberías, generando presión y velocidad en el fluido.
fluido.
Los factores más importantes que permiten escoger un sistema de bombeo Los factores más importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son: presión última, presión de proceso, velocidad de bombeo y todo adecuado son: presión última, presión de proceso, velocidad de bombeo y todo depende de la viscosidad de los fluidos, de la temperatura a la cual se va a depende de la viscosidad de los fluidos, de la temperatura a la cual se va a transportar, la presión que soportara y volúmenes a manejar.
transportar, la presión que soportara y volúmenes a manejar.
Las bombas son de gran importancia en el trasiego de fluidos, debido a su Las bombas son de gran importancia en el trasiego de fluidos, debido a su capacidad de producir vacío, con lo cual se puede empujar el fluido hacia donde capacidad de producir vacío, con lo cual se puede empujar el fluido hacia donde se desee transportar.
se desee transportar. Así
Así surgen surgen las las diferentes diferentes bombas bombas utilizadas utilizadas en en la la industria industria petrolera petrolera parapara transportar los fluidos como por ejemplo las bombas centrífugas que transportar los fluidos como por ejemplo las bombas centrífugas que fundamentalmente son máquinas de gran velocidad en comparación con las de fundamentalmente son máquinas de gran velocidad en comparación con las de movimiento alternativo, rotativas o de desplazamiento. Funciona a altas movimiento alternativo, rotativas o de desplazamiento. Funciona a altas velocidades, acopladas directamente al motor de accionamiento, con lo que velocidades, acopladas directamente al motor de accionamiento, con lo que consigue que las pérdidas por transmisión sean mínimas.
DESARROLLO
DESARROLLO
DEFINICION DE BOMBAS DEFINICION DE BOMBAS
Son dispositivos mecánicos que sirven para elevar los líquidos y conducirlos Son dispositivos mecánicos que sirven para elevar los líquidos y conducirlos de un lugar a otro, o lo que es lo mismo, comunicarles cierta cantidad de energía de un lugar a otro, o lo que es lo mismo, comunicarles cierta cantidad de energía (carga) que les permita vencer la resistencia de las tuberías a la circulación, así (carga) que les permita vencer la resistencia de las tuberías a la circulación, así como, la carga que representa la diferencia de nivel entre el lugar de donde se como, la carga que representa la diferencia de nivel entre el lugar de donde se toma el líquido y el lugar a donde se pretende llevar.
toma el líquido y el lugar a donde se pretende llevar. IMPORTANCIA DE LAS BOMBAS
IMPORTANCIA DE LAS BOMBAS
Para mover líqPara mover líquido de un área uido de un área de baja presión de baja presión a una de a una de alta presión.alta presión.
Para mover líPara mover líquido desde una quido desde una baja elevación baja elevación hasta una hasta una alta elevación.alta elevación.
Para mover Para mover líquido líquido de una de una ubicación a ubicación a otra distotra distante.ante.
PARAMETROS IMPORTANTES PARAMETROS IMPORTANTES
Caudal: es la cantidad de fluido que circula a través de una sección delCaudal: es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del
ducto (tubería, oleoducto, canal,...) por unidad de tiempo. ducto (tubería, oleoducto, canal,...) por unidad de tiempo.
Vida Útil: A lo largo de su ciclo de vida útil el rendimiento de una bomba seVida Útil: A lo largo de su ciclo de vida útil el rendimiento de una bomba se
deteriora principalmente debido a desgastes mecánicos y fenómenos de deteriora principalmente debido a desgastes mecánicos y fenómenos de oxidación.
oxidación.
Potencia: es la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. SePotencia: es la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. Se
asocia a la velocidad de un cambio de energía dentro de un sistema, o al asocia a la velocidad de un cambio de energía dentro de un sistema, o al tiempo que demora la concreción de un trabajo. Por lo tanto, es posible tiempo que demora la concreción de un trabajo. Por lo tanto, es posible afirmar que la potencia resulta igual a la energía total dividida por el tiempo. afirmar que la potencia resulta igual a la energía total dividida por el tiempo.
Eficiencia: la eficiencia óptima de una bomba depende de la velocidadEficiencia: la eficiencia óptima de una bomba depende de la velocidad
específica se observa si tiene la capacidad de levantar cierto fluido teniendo específica se observa si tiene la capacidad de levantar cierto fluido teniendo en cuenta el volumen.
en cuenta el volumen.
FACTORES PARA LA SELECCIÓN DEL TIPO DE
FACTORES PARA LA SELECCIÓN DEL TIPO DE BOMBABOMBA
Para determinar cuál es la bomba más apropiada en una operación de bombeo Para determinar cuál es la bomba más apropiada en una operación de bombeo específico, se han de tomar en cuenta tres factores determinantes: presión, gastos específico, se han de tomar en cuenta tres factores determinantes: presión, gastos y características del líquido por bombear, dentro de estas tenemos:
y características del líquido por bombear, dentro de estas tenemos:
Índice de Acidez y alcalinidad:Índice de Acidez y alcalinidad: esta característica del fluido esesta característica del fluido es
considerada por el fabricante para hacer la selección de todos los considerada por el fabricante para hacer la selección de todos los elementos que conforman las bombas.
elementos que conforman las bombas.
Índice de viscosidad del fluido que se está bombeando:Índice de viscosidad del fluido que se está bombeando: La altaLa alta
viscosidad tiene un efecto negativo en el funcionamiento de algunas viscosidad tiene un efecto negativo en el funcionamiento de algunas bombas debido a que cuando la viscosidad aumenta, la capacidad de bombas debido a que cuando la viscosidad aumenta, la capacidad de cabezal y la eficiencia disminuyen.
cabezal y la eficiencia disminuyen.
Temperatura: Es necesario conocer la temperatura a la cual va a circular elTemperatura: Es necesario conocer la temperatura a la cual va a circular el
fluido internamente para ver si es capaz de producir dilatación del material y fluido internamente para ver si es capaz de producir dilatación del material y
considerar las tolerancias de cada uno de los elementos que conforman las considerar las tolerancias de cada uno de los elementos que conforman las bombas.
bombas.
Presión de vaporización del líquido a temperatura de bombeo paraPresión de vaporización del líquido a temperatura de bombeo para
evitar el fenómeno de cavitación.
evitar el fenómeno de cavitación. La cavitación se define como laLa cavitación se define como la vaporización local de un líquido debido a las reducciones locales de vaporización local de un líquido debido a las reducciones locales de presión,
presión, por la acción dinámica del fluido. Este fenómeno está caracterizadopor la acción dinámica del fluido. Este fenómeno está caracterizado por la formación de burbujas de vapor en el interior o en las proximidades por la formación de burbujas de vapor en el interior o en las proximidades de una vena fluida.
de una vena fluida.
Densidad del líquido.Densidad del líquido.
Materiales en suspensión, tamaño, naturaleza, entre otros.Materiales en suspensión, tamaño, naturaleza, entre otros.
Condiciones de abrasión.Condiciones de abrasión.
CRITERIOS EN LA SELECCIÓN DE UNA BOMBA CRITERIOS EN LA SELECCIÓN DE UNA BOMBA
Existen cuatro pasos fundamentales que deben seguirse para seleccionar Existen cuatro pasos fundamentales que deben seguirse para seleccionar cualquier bomba:
cualquier bomba: 1.
1. Elaborar un diagrama de la disposición de la bomba y las tuberíasElaborar un diagrama de la disposición de la bomba y las tuberías : El: El diagrama debe mostrar todas las tuberías, accesorios, válvulas y equipos diagrama debe mostrar todas las tuberías, accesorios, válvulas y equipos que componen el sistema. En el mismo debe indicarse la longitud de los que componen el sistema. En el mismo debe indicarse la longitud de los tramos de líneas y las elevaciones verticales. Cuando el sistema es tramos de líneas y las elevaciones verticales. Cuando el sistema es complejo, conviene hacer un dibujo isométrico.
complejo, conviene hacer un dibujo isométrico. 2.
2. Determinar la capacidad requeridaDeterminar la capacidad requerida: Las condiciones del proceso fijan la: Las condiciones del proceso fijan la capacidad requerida, por ejemplo la producción de un determinado campo y capacidad requerida, por ejemplo la producción de un determinado campo y su capacidad de almacenamiento fijan la capacidad de una estación de su capacidad de almacenamiento fijan la capacidad de una estación de bombeo de petróleo crudo.
bombeo de petróleo crudo. 3.
3. Estudiar las condiciones del líquidoEstudiar las condiciones del líquido: En las condiciones del líquido que: En las condiciones del líquido que debe bombearse debe considerarse muy cuidadosamente: la densidad, debe bombearse debe considerarse muy cuidadosamente: la densidad, temperatura, presión de vapor, viscosidad, características químicas, entre temperatura, presión de vapor, viscosidad, características químicas, entre otras. Cuando sea posible realizar análisis del fluido a las condiciones a las otras. Cuando sea posible realizar análisis del fluido a las condiciones a las cuales se va a operar la bomba es necesario hacerlo, de esta manera se cuales se va a operar la bomba es necesario hacerlo, de esta manera se garantiza que no se trabajara con datos errados.
garantiza que no se trabajara con datos errados. 4.
4. Elegir la clase y tipos de bomba:Elegir la clase y tipos de bomba: El análisis del diagrama del sistema y la El análisis del diagrama del sistema y la capacidad, determinan el tamaño de la bomba que se necesitan (capacidad capacidad, determinan el tamaño de la bomba que se necesitan (capacidad y altura dinámica total). Esto da la primera clave en lo que respecta a la y altura dinámica total). Esto da la primera clave en lo que respecta a la clase de bomba más conveniente al revisar las características del líquido clase de bomba más conveniente al revisar las características del líquido manejado se encuentran otros índices que pueden descartar una u otra manejado se encuentran otros índices que pueden descartar una u otra clase de bomba., económicamente, la bomba seleccionada debe ser clase de bomba., económicamente, la bomba seleccionada debe ser
aquella que produce el mínimo costo por unidad de caudal bombeado aquella que produce el mínimo costo por unidad de caudal bombeado durante su vida útil.
durante su vida útil.
Entre los factores de operación que deben considerarse cuando se analiza Entre los factores de operación que deben considerarse cuando se analiza que clase de bomba a usar están incluidos el tipo de servicio (continuo o que clase de bomba a usar están incluidos el tipo de servicio (continuo o intermitente, cargas futuras y su efecto sobre la altura de descarga, intermitente, cargas futuras y su efecto sobre la altura de descarga, posibilidad de operar en paralelo o en serie con otras bombas). Una vez posibilidad de operar en paralelo o en serie con otras bombas). Una vez que se conocen la clase y tipo, puede comprobarse en una tabla que se conocen la clase y tipo, puede comprobarse en una tabla proporcionada por un fabricante determinado o en mapa de curvas proporcionada por un fabricante determinado o en mapa de curvas características si hay una bomba adecuada para nuestra elección. Por lo características si hay una bomba adecuada para nuestra elección. Por lo general, siempre que se pueda tener a mano, los mapas de curvas general, siempre que se pueda tener a mano, los mapas de curvas características permiten visualizar mejor los puntos de operación de las características permiten visualizar mejor los puntos de operación de las bombas.
bombas.
INFLUENCIA DE LA VISCOSIDAD EN LA SELECCIÓN Y DESEMPEÑO DE INFLUENCIA DE LA VISCOSIDAD EN LA SELECCIÓN Y DESEMPEÑO DE UNA BOMBA
UNA BOMBA
En la industria petrolera, debido a la gran variedad de hidrocarburos que se En la industria petrolera, debido a la gran variedad de hidrocarburos que se manejan, es muy importante tener presente cual es el impacto que ejercen los manejan, es muy importante tener presente cual es el impacto que ejercen los cambios de viscosidad sobre el funcionamiento de las bombas.
cambios de viscosidad sobre el funcionamiento de las bombas. A
A medida medida que que se se incrementa incrementa la la viscosidad viscosidad de de un un líquido, líquido, aumentan aumentan loslos requerimientos de potencia y disminuye la eficiencia de la bomba. Por esto es requerimientos de potencia y disminuye la eficiencia de la bomba. Por esto es necesario precisar muy bien los rangos de viscosidades con los cuales trabajara el necesario precisar muy bien los rangos de viscosidades con los cuales trabajara el sistema que se está proyectando, de manera que se puedan tomar previsiones en sistema que se está proyectando, de manera que se puedan tomar previsiones en cuanto a capacidad del motor requerido.
cuanto a capacidad del motor requerido.
Las bombas centrifugas generalmente se usan en servicios donde la Las bombas centrifugas generalmente se usan en servicios donde la viscosidad está por debajo de 3000 S.S.U (Segundos Saybolt Universal). A partir viscosidad está por debajo de 3000 S.S.U (Segundos Saybolt Universal). A partir de este valor, estas bombas sufren una declinación bastante significativa en su de este valor, estas bombas sufren una declinación bastante significativa en su eficiencia lo cual hace que resulten anti económicas para manejar fluidos con eficiencia lo cual hace que resulten anti económicas para manejar fluidos con estas características.
estas características.
Es muy importante destacar que los fabricantes de bombas centrifugas Es muy importante destacar que los fabricantes de bombas centrifugas construyen los mapas de curvas características utilizando como fluido el agua a construyen los mapas de curvas características utilizando como fluido el agua a condiciones normales. Por esta razón es necesario realizar correcciones cuando condiciones normales. Por esta razón es necesario realizar correcciones cuando se utilicen estas bombas para el manejo de fluidos viscosos.
se utilicen estas bombas para el manejo de fluidos viscosos.
Una vez que se determinan los factores de corrección (H) altura, (Q) Una vez que se determinan los factores de corrección (H) altura, (Q) capacidad, (BHP) potencia cuando se trabajan con viscosidades distintas al agua, capacidad, (BHP) potencia cuando se trabajan con viscosidades distintas al agua, se grafican los valores obtenidos, luego se comparan las curvas características se grafican los valores obtenidos, luego se comparan las curvas características para el caso del agua vs el petróleo y se puede observar como disminuye la altura para el caso del agua vs el petróleo y se puede observar como disminuye la altura y la eficiencia, mientras se incrementa la potencia requerida.
Es importante señalar que el instituto de hidráulica limita el uso de la gráfica Es importante señalar que el instituto de hidráulica limita el uso de la gráfica para la corrección de la viscosidad en bombas centrifugas con impulsores de tipo para la corrección de la viscosidad en bombas centrifugas con impulsores de tipo radial solamente. Para otros tipos de impulsores, el comportamiento, manejando radial solamente. Para otros tipos de impulsores, el comportamiento, manejando fluidos viscosos, debe ser determinado por pruebas.
fluidos viscosos, debe ser determinado por pruebas.
Las bombas de desplazamiento positivo, tanto las rotatorias como las Las bombas de desplazamiento positivo, tanto las rotatorias como las Reciprocantes son frecuentemente usadas para manejar fluidos viscosos y Reciprocantes son frecuentemente usadas para manejar fluidos viscosos y algunos tipos (específicamente rotatorias) se utilizan con valores de viscosidad algunos tipos (específicamente rotatorias) se utilizan con valores de viscosidad muy por encima de lo que normalmente puede manejar una bomba centrifuga. muy por encima de lo que normalmente puede manejar una bomba centrifuga.
La presión de descarga se incrementa por el efecto de la viscosidad, debido La presión de descarga se incrementa por el efecto de la viscosidad, debido a que aumenta la resistencia de la tubería por lo tanto la potencia requerida por la a que aumenta la resistencia de la tubería por lo tanto la potencia requerida por la bomba también se incrementa no obstante la eficiencia no varía tan drásticamente bomba también se incrementa no obstante la eficiencia no varía tan drásticamente como en las bombas centrifugas.
como en las bombas centrifugas.
La naturaleza y amplitud de la variaciones experimentadas por las bombas de La naturaleza y amplitud de la variaciones experimentadas por las bombas de desplazamiento positivo por efecto de la viscosidad depende más del diseño de la desplazamiento positivo por efecto de la viscosidad depende más del diseño de la bomba, que en el caso de las centrifugas y debe tenerse muy en cuenta las bomba, que en el caso de las centrifugas y debe tenerse muy en cuenta las recomendaciones del fabricante a la hora de escoger estas bombas para el recomendaciones del fabricante a la hora de escoger estas bombas para el manejo de fluidos viscosos.
manejo de fluidos viscosos.
CLASIFICACION DE LAS BOMBAS CLASIFICACION DE LAS BOMBAS
Las Bombas pueden clasificarse sobre la base de las aplicaciones a que están Las Bombas pueden clasificarse sobre la base de las aplicaciones a que están destinadas, los materiales con que se construyen, su orientación en el espacio., destinadas, los materiales con que se construyen, su orientación en el espacio., por los rangos de volúmenes a manejar, por fluidos a mover, etc. Sin embargo, por los rangos de volúmenes a manejar, por fluidos a mover, etc. Sin embargo, una forma de clasificarlas es de acuerdo con la manera como se transfiere la una forma de clasificarlas es de acuerdo con la manera como se transfiere la energía al fluido manejado, según esto pueden dividirse en:
energía al fluido manejado, según esto pueden dividirse en:
Dinámicas: Son aquellas Dinámicas: Son aquellas en las cuales la en las cuales la energía es transmitida al energía es transmitida al fluido enfluido en
forma continua para aumentar su velocidad produciéndose luego un forma continua para aumentar su velocidad produciéndose luego un aumento de presión en la descarga de la bomba por el efecto de la aumento de presión en la descarga de la bomba por el efecto de la reducción de la velocidad. Estas pueden ser las bombas centrifugas, reducción de la velocidad. Estas pueden ser las bombas centrifugas, periféricas y espaciales.
periféricas y espaciales.
Desplazamiento Positivo: Desplazamiento Positivo: En estas bombas, En estas bombas, la energía es la energía es añadida al fluidoañadida al fluido
en forma periódica mediante la aplicación de una fuerza sobre las partes en forma periódica mediante la aplicación de una fuerza sobre las partes móviles de esta, resultando en un incremento de la presión que permite el móviles de esta, resultando en un incremento de la presión que permite el movimiento del fluido. Las bombas de desplazamiento se subdividen en: movimiento del fluido. Las bombas de desplazamiento se subdividen en: Reciprocantes y Rotativas.
BOMBAS CENTRIFUGAS BOMBAS CENTRIFUGAS
Este tipo de bomba eleva el líquido por la acción de la fuerza centrífuga, que la Este tipo de bomba eleva el líquido por la acción de la fuerza centrífuga, que la imprime un rotor, colocado en su interior, el cual es accionado por un motor imprime un rotor, colocado en su interior, el cual es accionado por un motor eléctrico.
eléctrico.
Principio de funcionamiento de una Principio de funcionamiento de una Bomba Centrifuga:Bomba Centrifuga:
Consiste en un impulsor que gira en el interior de la carcasa que no es más que Consiste en un impulsor que gira en el interior de la carcasa que no es más que una cámara con una entrada y una salida para el líquido que se bombea. El una cámara con una entrada y una salida para el líquido que se bombea. El impulsor consta de un cierto número de paletas montadas sobre un eje que se impulsor consta de un cierto número de paletas montadas sobre un eje que se proyecta al exterior de la carcasa con la finalidad de dirigir el movimiento del proyecta al exterior de la carcasa con la finalidad de dirigir el movimiento del líquido, lográndose a su vez un aumento de la velocidad.
líquido, lográndose a su vez un aumento de la velocidad.
Características de una Bomba Centrifuga:Características de una Bomba Centrifuga:
Amplio Amplio rango rango de de capacidad, capacidad, presión presión y y condiciones condiciones de de operación.operación.
Maneja Maneja grandes grandes volúmenes.volúmenes.
Requiere Requiere un un área área pequeña pequeña para para su su instalación.instalación.
Trabaja Trabaja a a bajas bajas presiones presiones o o medianas.medianas.
Tiene Tiene un un costo costo relativamente relativamente bajo.bajo.
Maneja líqManeja líquidos de uidos de todo tipo, todo tipo, sucio, lisucio, limpio, abrasivo, mpio, abrasivo, con sólidos, entrcon sólidos, entree
otros. otros.
Desarrolla Desarrolla turbulencia turbulencia en en el el fluido fluido manejado.manejado.
Partes de una bomba centrifugaPartes de una bomba centrifuga
Impulsor
Impulsor : Es la pieza que imparte energía al fluido por medio de sus aletas o: Es la pieza que imparte energía al fluido por medio de sus aletas o alabes, desplazándolos a gran velocidad por la acción de la fuerza centrífuga. alabes, desplazándolos a gran velocidad por la acción de la fuerza centrífuga. Existen tres tipos de impulsores:
Existen tres tipos de impulsores:
Abierto: Se emplean para líquidos viscosos que contengan materiales Abierto: Se emplean para líquidos viscosos que contengan materiales
sólidos en suspensión y flujos muy pequeños. sólidos en suspensión y flujos muy pequeños.
Semi-abierto: al igSemi-abierto: al igual que los ual que los impulsores abiertos se impulsores abiertos se utilizan para líutilizan para líquidosquidos
viscosos. viscosos.
Cerrado: Usados Cerrado: Usados para aplicaciones para aplicaciones de cargas de cargas y flujos y flujos altos.altos.
Carcaza
Carcaza: Da dirección al flujo proveniente del impulsor al mismo tiempo que: Da dirección al flujo proveniente del impulsor al mismo tiempo que convierte la energía de velocidad en energía de presión. Existen dos tipos básicos convierte la energía de velocidad en energía de presión. Existen dos tipos básicos de carcazas:
La Carcaza de tLa Carcaza de tipo espiral: el ipo espiral: el impulsor descarga el impulsor descarga el fluido en un fluido en un área que seárea que se
expande gradualmente, disminuyendo así la velocidad para irse expande gradualmente, disminuyendo así la velocidad para irse convirtiendo en energía de presión.
convirtiendo en energía de presión.
La Carcaza de tiLa Carcaza de tipo difusor: se po difusor: se basa en unas gbasa en unas guías estacionarias con unauías estacionarias con una
trayectoria definida, que va ampliando el área desde el impulsor hasta su trayectoria definida, que va ampliando el área desde el impulsor hasta su propia carcaza, haciendo también la conversión de energía cinética propia carcaza, haciendo también la conversión de energía cinética (velocidad) a energía potencial en el flujo (presión) este tipo de carcaza es (velocidad) a energía potencial en el flujo (presión) este tipo de carcaza es utilizada en bombas de varias etapas.
utilizada en bombas de varias etapas. Eje:
Eje: Transmite la energía mecánica del medio motriz (polea, motor, etc.,) al Transmite la energía mecánica del medio motriz (polea, motor, etc.,) al impulsor.
impulsor.
Prensaestopas
Prensaestopas: evita las fugas de líquido o entrada de aire alrededor del eje,: evita las fugas de líquido o entrada de aire alrededor del eje, permitiendo su rotación. Esta provista de un anillo o sello mecánico como permitiendo su rotación. Esta provista de un anillo o sello mecánico como empaque.
empaque. Baleros:
Baleros: disminuye al mínimo la fricción entre el eje y la chumacera. disminuye al mínimo la fricción entre el eje y la chumacera.
Curva característica de operación de una Bomba CentrifugaCurva característica de operación de una Bomba Centrifuga
Este tipo de bomba generalmente opera a velocidad constante, y la capacidad Este tipo de bomba generalmente opera a velocidad constante, y la capacidad de la bomba depende solamente de la presión total de descargar, el diseño y las de la bomba depende solamente de la presión total de descargar, el diseño y las condiciones de succión, la mejor manera de describir las características de condiciones de succión, la mejor manera de describir las características de operación de este tipo de bomba es usando su curva característica:
operación de este tipo de bomba es usando su curva característica:
La curva de carga-caudal es la línea que desciende de izquierda a derecha, y La curva de carga-caudal es la línea que desciende de izquierda a derecha, y representa las cantidades variables de líquido que la bomba puede entregar a representa las cantidades variables de líquido que la bomba puede entregar a distintas cargas o presiones. La intersección de esta línea con la línea de cero distintas cargas o presiones. La intersección de esta línea con la línea de cero descargas, nos da la carga o presión que desarrolla la bomba cuando la válvula de descargas, nos da la carga o presión que desarrolla la bomba cuando la válvula de descarga está cerrada.
descarga está cerrada.
La curva que en este caso nos da la potencia necesario para operar la bomba, La curva que en este caso nos da la potencia necesario para operar la bomba, tiene la pendiente hacia arriba, de izquierda a derecha. En este caso el punto en tiene la pendiente hacia arriba, de izquierda a derecha. En este caso el punto en que la potencia necesaria tiene un valor menor, es el que corresponde a la válvula que la potencia necesaria tiene un valor menor, es el que corresponde a la válvula cerrada.
cerrada.
Estas dos curvas nos dan las características completas de la bomba para una Estas dos curvas nos dan las características completas de la bomba para una velocidad determinada para la cual se ha dibujado la curva, pero no obstante, por velocidad determinada para la cual se ha dibujado la curva, pero no obstante, por conveniencia, generalmente se añade otra curva donde aparece la eficiencia de la conveniencia, generalmente se añade otra curva donde aparece la eficiencia de la bomba y
bomba y en muchos en muchos casos se casos se suprime la suprime la curva de curva de la potencia la potencia se ponense ponen solamente las curvas de carga-caudal y eficiencia.
solamente las curvas de carga-caudal y eficiencia.
La capacidad de caudal de una bomba centrífuga depende también de 3 La capacidad de caudal de una bomba centrífuga depende también de 3 factores:
factores:
Diámetro Diámetro del del impulsorimpulsor
Velocidad Velocidad de de la la bombabomba
Ventajas y desventajas de las bombas centrifugasVentajas y desventajas de las bombas centrifugas
Ventajas Ventajas
Funcionamiento Funcionamiento uniformeuniforme
Bajo Bajo precioprecio
Poco Poco espacioespacio
Transportan Transportan incluso incluso líquidos líquidos suciossucios
Gran Gran caudal caudal posibleposible
Regulación Regulación del del caudal caudal mediante mediante una vuna válvula álvula de de salida salida o co compuertaompuerta
Seguridad Seguridad de de funcionamientofuncionamiento
Acoplamiento Acoplamiento directo sdirecto sin in engranajes entengranajes entre el re el motor motor impulsor impulsor y y la la bombabomba
Insensible Insensible a a la la obstrucción obstrucción de de la la zona zona de de compresióncompresión
Desventajas Desventajas
No No ceban ceban automáticamenteautomáticamente
Caudal Caudal y y capacidad capacidad de de elevación elevación son son independientesindependientes
Rendimiento Rendimiento bajo bajo que que empeora empeora con con carga carga parcialparcial
Menor presión Menor presión final final en en relación relación con con las las bombas bombas de de pistónpistón
BOMBAS RECIPROCANTES BOMBAS RECIPROCANTES
Una bomba Reciprocantes es aquella en la cual un pistón desplaza un Una bomba Reciprocantes es aquella en la cual un pistón desplaza un determinado volumen de fluido por cada carrera recorrida. Estas bombas no son determinado volumen de fluido por cada carrera recorrida. Estas bombas no son apropiadas para manejar líquidos que contengan arenas o materiales en apropiadas para manejar líquidos que contengan arenas o materiales en suspensión.
suspensión.
Principio de operación de las Bombas ReciprocantesPrincipio de operación de las Bombas Reciprocantes
En las bombas Reciprocantes el pistón crea un vacío parcial dentro del cilindro En las bombas Reciprocantes el pistón crea un vacío parcial dentro del cilindro permitiendo que el fluido se eleve ayudado por la presión atmosférica. Como hace permitiendo que el fluido se eleve ayudado por la presión atmosférica. Como hace falta un espacio determinado de tiempo para que se llene el cilindro, la cantidad de falta un espacio determinado de tiempo para que se llene el cilindro, la cantidad de fluido que entra al espacio de desplazamiento dependerá de la velocidad de la fluido que entra al espacio de desplazamiento dependerá de la velocidad de la bomba, el tamaño de las válvulas de entrada y la efectividad del material sellante bomba, el tamaño de las válvulas de entrada y la efectividad del material sellante de las válvulas y del pistón.
Características de la Bomba ReciprocantesCaracterísticas de la Bomba Reciprocantes
- Se requieren altas presiones. - Se requieren altas presiones. - Volúmenes controlados de fluido. - Volúmenes controlados de fluido.
- Se usan mucho en líquidos de alta viscosidad y en el campo de medición y - Se usan mucho en líquidos de alta viscosidad y en el campo de medición y dosificación.
dosificación.
Partes de una bomba ReciprocantePartes de una bomba Reciprocante
Todas las bombas reciprocante tienen una parte de ellas diseñadas para el Todas las bombas reciprocante tienen una parte de ellas diseñadas para el manejo del líquido que será bombeado. Esta parte se conoce como extremo manejo del líquido que será bombeado. Esta parte se conoce como extremo líquido y consta de las siguientes partes:
líquido y consta de las siguientes partes: -
- Un Un pistón pistón cilíndrico cilíndrico para para desplazar desplazar el el fluido.fluido. -
- Un Un cilindro cilindro del del líquido.líquido. -
- Una válvula Una válvula de retención de retención de succión de succión para admitir para admitir fluido desde fluido desde la líla línea denea de succión hacia el cilindro de líquido.
succión hacia el cilindro de líquido. -
- Una Una válvula válvula de retención de retención de de descarga para descarga para permitir el permitir el paso al paso al fluido fluido desdedesde el cilindro de líquido hacia la tubería de descarga.
el cilindro de líquido hacia la tubería de descarga. -
- Empaques para Empaques para sellar sellar herméticamente la herméticamente la superficie de superficie de contacto contacto entre elentre el cilindro de líquido y el pistón y prevenir escape de fluidos así como el cilindro de líquido y el pistón y prevenir escape de fluidos así como el ingreso de aire hacia el cilindro.
ingreso de aire hacia el cilindro.
Clasificación de las Bombas ReciprocantesClasificación de las Bombas Reciprocantes
Bomba de Embolo
Bomba de Embolo: Los elementos de una Bomba Reciprocante, comúnmente: Los elementos de una Bomba Reciprocante, comúnmente llamada de émbolo o de presión, la manivela o cigüeñal gira con una velocidad llamada de émbolo o de presión, la manivela o cigüeñal gira con una velocidad uniforme, accionada por el motor, el émbolo o pistón se mueve hacia adelante y uniforme, accionada por el motor, el émbolo o pistón se mueve hacia adelante y hacia atrás en el cuerpo del cilindro; en el golpe hacia afuera un vacío parcial hacia atrás en el cuerpo del cilindro; en el golpe hacia afuera un vacío parcial detrás del émbolo permite a la presión atmosférica que obra sobre la superficie, el detrás del émbolo permite a la presión atmosférica que obra sobre la superficie, el fluido en el pozo hacer subir el fluido dentro del tubo de acción, la cual, pasando fluido en el pozo hacer subir el fluido dentro del tubo de acción, la cual, pasando por la válvula de succión llena el cilindro; en el golpe hacia adentro, la válvula de por la válvula de succión llena el cilindro; en el golpe hacia adentro, la válvula de succión se cierre y el fluido es presionado a salir hacia el tubo de descarga.
succión se cierre y el fluido es presionado a salir hacia el tubo de descarga. Bomba Reciprocante de embolo de descarga variable:
Bomba Reciprocante de embolo de descarga variable: En sistemas deEn sistemas de transmisión de circuito hidráulico cerrado, es algunas veces necesaria una forma transmisión de circuito hidráulico cerrado, es algunas veces necesaria una forma de bomba cuyo gasto de descarga pueda ser variado sin cambiar la velocidad de de bomba cuyo gasto de descarga pueda ser variado sin cambiar la velocidad de rotación, dicha bomba tiene un cierto número de cuerpos cilíndricos paralelos, que rotación, dicha bomba tiene un cierto número de cuerpos cilíndricos paralelos, que gira mediante engranajes alrededor de un eje central.
gira mediante engranajes alrededor de un eje central.
En estas bombas no son necesarias las válvulas que tienen las bombas de En estas bombas no son necesarias las válvulas que tienen las bombas de émbolo antes descritas; en su lugar tienen dos entradas o ranuras semicirculares émbolo antes descritas; en su lugar tienen dos entradas o ranuras semicirculares que obturan las extremidades de los cilindros, una de las entradas está conectada que obturan las extremidades de los cilindros, una de las entradas está conectada a la tubería de succión y la otra a la de descarga. Así todos los cilindros del bloque a la tubería de succión y la otra a la de descarga. Así todos los cilindros del bloque
en el lado en que suben los émbolos, que es cuando se mueven éstos hacia en el lado en que suben los émbolos, que es cuando se mueven éstos hacia afuera, son puestos en comunicación directa con la tubería de succión, mientras afuera, son puestos en comunicación directa con la tubería de succión, mientras que el líquido descargado de los cilindros en los cuales bajan los émbolos, tienen que el líquido descargado de los cilindros en los cuales bajan los émbolos, tienen salida libre al tubo de descarga.
salida libre al tubo de descarga. Bomba de Diafragma:
Bomba de Diafragma: las bombas reciprocante están provistas de un diafragma las bombas reciprocante están provistas de un diafragma flexible recíprocamente en vez de un émbolo o pistón reciprocante, con lo cual se flexible recíprocamente en vez de un émbolo o pistón reciprocante, con lo cual se elimina la fricción y las fugas en el punto donde el émbolo atraviesa la caja de elimina la fricción y las fugas en el punto donde el émbolo atraviesa la caja de empaque. Un ejemplo de esta bomba queda ilustrado en la figura en la cual el empaque. Un ejemplo de esta bomba queda ilustrado en la figura en la cual el movimiento del diafragma es obtenido mediante una cama excéntrica y una movimiento del diafragma es obtenido mediante una cama excéntrica y una palanca; las válvulas de succión y de descarga trabajan en forma ordinaria. Tales palanca; las válvulas de succión y de descarga trabajan en forma ordinaria. Tales bombas son muy comunes en la actualidad para levantar combustible de los bombas son muy comunes en la actualidad para levantar combustible de los tanques posteriores de los automóviles a los carburadores de los mismos.
tanques posteriores de los automóviles a los carburadores de los mismos.
Ventajas y Desventajas de una bomba ReciprocanteVentajas y Desventajas de una bomba Reciprocante
Ventajas Ventajas
Desarrollan las Desarrollan las más altas más altas presiones en presiones en procesos (> procesos (> 20 000 20 000 psi), la psi), la dede
émbolo es la que da más alta presión. émbolo es la que da más alta presión.
Manejan líquidos Manejan líquidos muy volátilmuy volátiles a es a caudales constantes (gasolina, caudales constantes (gasolina, éter,éter,
aldehídos). aldehídos).
Manejan Manejan líquidos líquidos con con gases gases disueltos.disueltos.
Pueden Pueden manejar manejar caudales caudales muy muy pequeños (Q pequeños (Q = = 0,15 0,15 gal/h)gal/h)
Pueden Pueden dar bajo dar bajo caudal caudal y y muy muy alta alta columna columna o o presiónpresión
Desventajas Desventajas
Los lLos líquidos íquidos manejados manejados deben ser deben ser limpios limpios (no (no tengan tengan sólidos sólidos en en suspensiónsuspensión
ni sean corrosivos). ni sean corrosivos).
Requieren Requieren válvulas válvulas internas internas que que exigen exigen mantenimiento mantenimiento cuidadoso.cuidadoso.
Requieren Requieren motor motor de de velocidad velocidad variable.variable.
No aceptan No aceptan descargas cerradas (Q descargas cerradas (Q = 0) = 0) exigen protección exigen protección igual que igual que laslas
bombas rotatorias. bombas rotatorias. BOMBAS ROTATORIAS BOMBAS ROTATORIAS
Las bombas rotatorias son unidades de desplazamiento positivo, consisten Las bombas rotatorias son unidades de desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que contiene engranes, aspas, pistones, levas, segmentos, de una caja fija que contiene engranes, aspas, pistones, levas, segmentos,
tornillos. Es esta tipo de bomba el desplazamiento se logra por el movimiento de tornillos. Es esta tipo de bomba el desplazamiento se logra por el movimiento de rotación de los elementos de la bomba.
rotación de los elementos de la bomba.
Principio de funcionamiento de las Bombas RotatoriasPrincipio de funcionamiento de las Bombas Rotatorias
Los elementos rotatorios de la bomba crean una disminución de presión en el Los elementos rotatorios de la bomba crean una disminución de presión en el lado de succión, permitiendo así que una fuerza externa (en ocasiones la presión lado de succión, permitiendo así que una fuerza externa (en ocasiones la presión atmosférica) empuje al fluido hacia el interior de la cavidad; una vez llena esta, los atmosférica) empuje al fluido hacia el interior de la cavidad; una vez llena esta, los elementos rotatorios, en su propia rotación, arrastran o llevan el fluido que quedó elementos rotatorios, en su propia rotación, arrastran o llevan el fluido que quedó atrapado en la mencionada cavidad, formada por la parte rotatoria de la bomba y atrapado en la mencionada cavidad, formada por la parte rotatoria de la bomba y la carcasa (estacionaria), siendo empujado hacia la descarga, forzándose a salir. la carcasa (estacionaria), siendo empujado hacia la descarga, forzándose a salir.
El fluido así es prácticamente desplazado de la entrada hacia la salida de un El fluido así es prácticamente desplazado de la entrada hacia la salida de un movimiento físico de traslación.
movimiento físico de traslación.
Características de las Bombas RotatoriasCaracterísticas de las Bombas Rotatorias
Producen Producen flujo flujo continuo continuo sin sin pulsaciones.pulsaciones.
Bombeo Bombeo de de petróleo petróleo (líneas, (líneas, oleoductos)oleoductos)
Su rango de Su rango de presión de descarga presión de descarga es medio, es medio, del orden de del orden de 20Kg/cm220Kg/cm2
máximo. máximo.
La capacidad La capacidad de manejo de manejo de flujo de flujo de una de una bomba rotatoria, bomba rotatoria, está en está en función defunción de
su tamaño y velocidad de rotación. su tamaño y velocidad de rotación.
Pueden Pueden usarse usarse para para líquidos líquidos con con cualquier cualquier índice índice de vide viscosidad.scosidad.
Son bombas Son bombas sensibles a sensibles a la la presencia de presencia de abrasivos, por abrasivos, por la gran la gran fricción quefricción que
hay entre los engranajes o lóbulos y el fluido. hay entre los engranajes o lóbulos y el fluido.
Tienen Tienen un un adecuado control adecuado control de de volúmenes volúmenes en en función función de la de la velocidad.velocidad.
Son Son adecuadas adecuadas para para usarse cousarse como mo bombas bombas dosificadoras de dosificadoras de productos productos queque
pueden ser medidos con precisión. pueden ser medidos con precisión.
Clasificación de las Bombas RotatoriasClasificación de las Bombas Rotatorias
Bombas de Leva y Pistón:
Bombas de Leva y Pistón: También se llaman bombas de émbolo rotatorio, y También se llaman bombas de émbolo rotatorio, y consisten de un excéntrico con un brazo ranurado en la parte superior. La rotación consisten de un excéntrico con un brazo ranurado en la parte superior. La rotación de la flecha hace que el excéntrico atrape el líquido contra la caja. Conforme de la flecha hace que el excéntrico atrape el líquido contra la caja. Conforme continúa la rotación el líquido se fuerza de la caja a través de la ranura a la salida continúa la rotación el líquido se fuerza de la caja a través de la ranura a la salida de la bomba.
de la bomba.
Bombas de Engrane Interno:
Bombas de Engrane Interno: Estas tienen un rotor con dientes cortadosEstas tienen un rotor con dientes cortados internamente y que encajan en un engrane loco, cortado externamente. Puede internamente y que encajan en un engrane loco, cortado externamente. Puede
usarse una partición en forma de luna creciente para evitar que el líquido pase de usarse una partición en forma de luna creciente para evitar que el líquido pase de nuevo al lado de succión de la bomba.
nuevo al lado de succión de la bomba. Bombas Lobulares:
Bombas Lobulares: Éstas se asemejan a las bombas del tipo de engranes en su Éstas se asemejan a las bombas del tipo de engranes en su forma de acción, tienen dos o más rotores cortados con tres, cuatro, o más lóbulos forma de acción, tienen dos o más rotores cortados con tres, cuatro, o más lóbulos en cada rotor. Los rotores se Sincronizan para obtener una rotación positiva por en cada rotor. Los rotores se Sincronizan para obtener una rotación positiva por medio de engranes externos, Debido a que el líquido se descarga en un número medio de engranes externos, Debido a que el líquido se descarga en un número más reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranes, el más reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranes. flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranes. Existen también combinaciones de bombas de engrane y lóbulo.
Existen también combinaciones de bombas de engrane y lóbulo. Bombas de Tornillo
Bombas de Tornillo: Estas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados: Estas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una caja fija. Existe un gran número de diseños convenientemente que giran en una caja fija. Existe un gran número de diseños apropiados para varias aplicaciones. Las bombas de un solo tomillo tienen un rotor apropiados para varias aplicaciones. Las bombas de un solo tomillo tienen un rotor en forma espiral que gira excéntricamente en un estator de hélice interna o en forma espiral que gira excéntricamente en un estator de hélice interna o cubierta. El rotor es de metal y la hélice es generalmente de hule duro o blando, cubierta. El rotor es de metal y la hélice es generalmente de hule duro o blando, dependiendo del líquido que se maneje. Las bombas de dos y tres tornillos tienen dependiendo del líquido que se maneje. Las bombas de dos y tres tornillos tienen uno o dos engranes locos, respectivamente, el flujo se establece entre las roscas uno o dos engranes locos, respectivamente, el flujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo largo del eje de los mismos. Pueden usarse tornillos con de los tornillos, y a lo largo del eje de los mismos. Pueden usarse tornillos con roscas opuestas para eliminar el empuje axial en la bomba.
roscas opuestas para eliminar el empuje axial en la bomba. Bombas de Aspas:
Bombas de Aspas: Tienen una serie de aspas articuladas que se balanceanTienen una serie de aspas articuladas que se balancean conforme gira el rotor, atrapando al líquido y forzándolo en el tubo de descarga de conforme gira el rotor, atrapando al líquido y forzándolo en el tubo de descarga de la bomba. Las bombas de aspas deslizantes usan aspas que se presionan contra la bomba. Las bombas de aspas deslizantes usan aspas que se presionan contra la carcasa por la fuerza centrífuga cuando gira el rotor. El líquido atrapado entre la carcasa por la fuerza centrífuga cuando gira el rotor. El líquido atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerza hacia la descarga de la bomba.
las dos aspas se conduce y fuerza hacia la descarga de la bomba.
Partes de una Bomba Rotatoria.Partes de una Bomba Rotatoria.
Las partes que conforman una bomba rotatoria en términos generales son las Las partes que conforman una bomba rotatoria en términos generales son las siguientes:
siguientes:
Cámara de Bombeo:
Cámara de Bombeo: Es el espacio de la bomba donde está contenido el fluido Es el espacio de la bomba donde está contenido el fluido que se bombea
que se bombea
Orificios de Entrada
Orificios de Entrada: Son los orificios a través de los cuales el fluido ingresa a la: Son los orificios a través de los cuales el fluido ingresa a la cámara de bombeo.
cámara de bombeo. Orificio de Salida:
Orificio de Salida: Son los orificios a través de los cuales el fluido sale a la Son los orificios a través de los cuales el fluido sale a la cámara de bombeo.
Cuerpo de la Bomba
Cuerpo de la Bomba: Es la parte que rodea la cámara de bombeo. En la mayor: Es la parte que rodea la cámara de bombeo. En la mayor parte de las bombas es la parte estacionaria y se le conoce como estator.
parte de las bombas es la parte estacionaria y se le conoce como estator. Rotor:
Rotor: Es la parte que gira dentro de la cámara de bombeo. Hay diferentes clases Es la parte que gira dentro de la cámara de bombeo. Hay diferentes clases de rotores y dependiendo de estos, las bombas rotatorias reciben un nombre de rotores y dependiendo de estos, las bombas rotatorias reciben un nombre específico: engranaje, tornillo, lóbulo, paletas.
específico: engranaje, tornillo, lóbulo, paletas.
Existen otros componentes que son comunes a cualquier equipo de Existen otros componentes que son comunes a cualquier equipo de bombeo, tales como: ejes, sellos, empaques, etc.
bombeo, tales como: ejes, sellos, empaques, etc.
Ventajas y Desventajas de la Bomba RotatoriaVentajas y Desventajas de la Bomba Rotatoria
Ventajas: Ventajas:
Combinan las Combinan las características características de de flujo constante flujo constante de lde las bombas as bombas centrifugascentrifugas
con el efecto positivo de las bombas Reciprocantes. con el efecto positivo de las bombas Reciprocantes.
Pueden manejar líPueden manejar líquidos densos o quidos densos o delgados, así delgados, así como líquidos como líquidos queque
contengan aires o vapor. contengan aires o vapor.
Pueden Pueden manejar manejar líquidos líquidos altamente altamente viscosos.viscosos.
No No tienen tienen válvulas.válvulas.
Desventajas: Desventajas:
Los líqLos líquidos que uidos que contienen sustancias abrasivas contienen sustancias abrasivas o corrosivas o corrosivas puedenpueden
causar un desgaste prematuro en las partes de la bomba. causar un desgaste prematuro en las partes de la bomba.
Estas bombas no Estas bombas no se deben utilise deben utilizar en instalaciones donde zar en instalaciones donde pudieranpudieran
quedarse girando en seco. quedarse girando en seco.
BOMBAS DE INYECCIÓN DE QUÍMICA BOMBAS DE INYECCIÓN DE QUÍMICA
Tiene la función de prevenir la formación y /o eliminar la espuma. Este Tiene la función de prevenir la formación y /o eliminar la espuma. Este equipo está constituido por un recipiente que contiene una mezcla de silicón y equipo está constituido por un recipiente que contiene una mezcla de silicón y gasoil, una bomba con su respectivo contador acoplado al recipiente, la cual gasoil, una bomba con su respectivo contador acoplado al recipiente, la cual inyecta esa mezcla en un sitio previamente determinado como el más adecuado inyecta esa mezcla en un sitio previamente determinado como el más adecuado para inyectar y contrarrestar formación de espuma en los tanques de la estación. para inyectar y contrarrestar formación de espuma en los tanques de la estación. El sitio de inyección de la química varía de una instalación a otra, dependiendo de El sitio de inyección de la química varía de una instalación a otra, dependiendo de las características de los crudos. En algunos casos, la inyección se hace en el las características de los crudos. En algunos casos, la inyección se hace en el múltiple de producción, en otros, antes o después de los separadores de múltiple de producción, en otros, antes o después de los separadores de
producción y en otros en las tuberías de entrada de los fluidos a los tanques de producción y en otros en las tuberías de entrada de los fluidos a los tanques de almacenamiento temporal.
almacenamiento temporal.
La bomba de inyección de substancias químicas inyecta los reactivos La bomba de inyección de substancias químicas inyecta los reactivos químicos al sistema a una razón predeterminada que debe ser proporcional a la químicos al sistema a una razón predeterminada que debe ser proporcional a la producción del pozo. Las pruebas en frascos indican la cantidad requerida para el producción del pozo. Las pruebas en frascos indican la cantidad requerida para el tratamiento adecuado de una determinada cantidad de emulsión de petróleo tratamiento adecuado de una determinada cantidad de emulsión de petróleo crudo, por ejemplo, cien barriles. Una vez que esta razón entre el compuesto y la crudo, por ejemplo, cien barriles. Una vez que esta razón entre el compuesto y la emulsión se ha determinado, es el deber del empleado ajustar la bomba inyectora emulsión se ha determinado, es el deber del empleado ajustar la bomba inyectora para agregar la cantidad necesaria.
para agregar la cantidad necesaria.
La mayoría de los diseños del equipo de producción especifican la La mayoría de los diseños del equipo de producción especifican la inyección de compuestos químicos en el cabezal del pozo, o corriente arriba del inyección de compuestos químicos en el cabezal del pozo, o corriente arriba del separador. Por supuesto, la presión a esos puntos de la tubería es más alta que la separador. Por supuesto, la presión a esos puntos de la tubería es más alta que la de la atmósfera.
de la atmósfera.
Por lo tanto, la mayoría de las bombas de inyección de substancias Por lo tanto, la mayoría de las bombas de inyección de substancias químicas se fabrican para superar las presiones que comúnmente se encuentran químicas se fabrican para superar las presiones que comúnmente se encuentran en las líneas de flujo de los pozos de petróleo.
en las líneas de flujo de los pozos de petróleo. BOMBAS DE REFORZAMIENTO
BOMBAS DE REFORZAMIENTO
Se encargan Se encargan de aumentar de aumentar la presión la presión del crudo del crudo diluido desde diluido desde los tanqueslos tanques
hacia las bombas del oleoducto hasta 180 psig. hacia las bombas del oleoducto hasta 180 psig.
Son de Son de tipo centrítipo centrífugas verticales fugas verticales movidas por movidas por un un motor de motor de 700 HP.700 HP.
El El máximo máximo flujo flujo de de diseño diseño es es de de 90446 90446 BPD.BPD.
BOMBAS DEL OLEODUCTO BOMBAS DEL OLEODUCTO
Son Son bombas bombas centrífugas centrífugas las las cuales cuales toman toman crudo crudo de lde la a unidad unidad LACT.LACT.
La La presión presión de de descarga de descarga de estas estas bombas bombas es es de 1200 de 1200 psig.psig.
Manejan Manejan un un flujo flujo de de 90446 90446 BPD,BPD,
Son Son movidas movidas por por un un motor motor de de 2300 2300 HP.HP.
Arreglo de Bombas en ParaleloArreglo de Bombas en Paralelo
En la configuración de bombas en paralelo, más de una bomba tiene En la configuración de bombas en paralelo, más de una bomba tiene acceso a la succión desde la fuente, y la descarga de las bombas se realiza en acceso a la succión desde la fuente, y la descarga de las bombas se realiza en una línea común que lleva el fluido hasta su destino. Esta configuración se utiliza una línea común que lleva el fluido hasta su destino. Esta configuración se utiliza para variar las condiciones de caudal de bombeo en la descarga, pero para variar las condiciones de caudal de bombeo en la descarga, pero manteniendo la presión aproximadamente constante.
Arreglo de bombas en SerieArreglo de bombas en Serie
En la configuración de bombas en serie, la primera bomba tiene acceso a la En la configuración de bombas en serie, la primera bomba tiene acceso a la succión desde la fuente y descarga del fluido en la succión de la segunda bomba, succión desde la fuente y descarga del fluido en la succión de la segunda bomba, y así sucesivamente. Esta configuración de bombas se utiliza para variar las y así sucesivamente. Esta configuración de bombas se utiliza para variar las condiciones en la descarga, manteniendo el caudal aproximadamente constante. condiciones en la descarga, manteniendo el caudal aproximadamente constante.
La última bomba descarga en la línea que lleva el fluido hasta su destino, y La última bomba descarga en la línea que lleva el fluido hasta su destino, y la presión con que descarga es igual a la suma de las presiones de descarga de la presión con que descarga es igual a la suma de las presiones de descarga de todas las bombas, menos las pérdidas que se puedan dar en la conexión.
todas las bombas, menos las pérdidas que se puedan dar en la conexión.
POTENCIA BHP POTENCIA BHP
Es la potencia requerida para mover la bomba generalmente se determina Es la potencia requerida para mover la bomba generalmente se determina en caballos de fuerza, opera a condiciones nominales especificadas, incluyendo en caballos de fuerza, opera a condiciones nominales especificadas, incluyendo capacidad, presiones, temperatura, densidad absoluta y viscosidad. Se calcula por capacidad, presiones, temperatura, densidad absoluta y viscosidad. Se calcula por medio de la siguiente fórmula:
medio de la siguiente fórmula:
BHP= rendimiento x P BHP= rendimiento x P
El valor del rendimiento es muy difícil de determinar en la práctica, por lo El valor del rendimiento es muy difícil de determinar en la práctica, por lo que normalmente se utiliza el suministrado por el fabricante.
que normalmente se utiliza el suministrado por el fabricante.
El valor de P que representa la potencia de entrada al motor se obtiene de El valor de P que representa la potencia de entrada al motor se obtiene de la siguiente ecuación: la siguiente ecuación: √ √ Donde: Donde: V = Voltaje V = Voltaje I = Amperaje I = Amperaje
= = Factor Factor de de potenciapotencia
Con los cálculos efectuados para cada punto se construye la curva Q-BHP. Con los cálculos efectuados para cada punto se construye la curva Q-BHP. NPSH es un acrónimo de Net Positive Suction Head, también conocido NPSH es un acrónimo de Net Positive Suction Head, también conocido como ANPA (Altura Neta Positiva en la Aspiración) y CNPA (Carga Neta Positiva como ANPA (Altura Neta Positiva en la Aspiración) y CNPA (Carga Neta Positiva en Aspiración). Es la diferencia, en cualquier punto de un circuito hidráulico, entre en Aspiración). Es la diferencia, en cualquier punto de un circuito hidráulico, entre la presión en ese punto y la presión de vapor del líquido en ese punto.
la presión en ese punto y la presión de vapor del líquido en ese punto.
La NPSH es un parámetro importante en el diseño de un circuito: si la La NPSH es un parámetro importante en el diseño de un circuito: si la presión en el circuito es menor que la presión de vapor del líquido, éste entrará en presión en el circuito es menor que la presión de vapor del líquido, éste entrará en algo parecido a la ebullición: se vaporiza, produciéndose el fenómeno de algo parecido a la ebullición: se vaporiza, produciéndose el fenómeno de
cavitación, que puede dificultar o impedir la circulación de líquido, y causar daños cavitación, que puede dificultar o impedir la circulación de líquido, y causar daños en los elementos del circuito.
en los elementos del circuito.
En las instalaciones de bombeo se debe tener en cuenta la NPSH referida a En las instalaciones de bombeo se debe tener en cuenta la NPSH referida a la aspiración de la bomba, distinguiéndose dos tipos de NPSH:
la aspiración de la bomba, distinguiéndose dos tipos de NPSH:
NPSH requerida: es la NPSH mínima que se necesita para evitar la NPSH requerida: es la NPSH mínima que se necesita para evitar la cavitación.Depende de las características de la bomba, por lo que es un dato que cavitación.Depende de las características de la bomba, por lo que es un dato que debe proporcionar el fabricante en sus curvas de operación.
debe proporcionar el fabricante en sus curvas de operación.
Dónde: Hz es la presión mínima necesaria a la entrada del rodete, en m.c.l. Dónde: Hz es la presión mínima necesaria a la entrada del rodete, en m.c.l. (metros de columna de líquido).
(metros de columna de líquido).
Es la presión cinética correspondiente a la velocidad de entrada del líquido Es la presión cinética correspondiente a la velocidad de entrada del líquido en la boca de aspiración, en m.c.a. (para Va en m/s).
en la boca de aspiración, en m.c.a. (para Va en m/s).
NPSH disponible: depende de las características de la instalación y del NPSH disponible: depende de las características de la instalación y del líquido a bombear. líquido a bombear. Donde: Donde:
es el peso específico del líquido (N/m3).es el peso específico del líquido (N/m3).
Pa = es la presión en el nivel de aspiración, en Pa Pa = es la presión en el nivel de aspiración, en Pa Ha= es la altura geométrica de aspiración en m.c.l. Ha= es la altura geométrica de aspiración en m.c.l.
Pca= es la pérdida de carga en la línea de aspiración, en m.c.l. Pca= es la pérdida de carga en la línea de aspiración, en m.c.l.
Pv= es la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo, en Pa Pv= es la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo, en Pa
La NPSH disponible debe ser mayor que la NPSH requerida para evitar la La NPSH disponible debe ser mayor que la NPSH requerida para evitar la cavitación. Las causas más frecuentes de que esta condición no se cumpla son cavitación. Las causas más frecuentes de que esta condición no se cumpla son dos:
dos:
Aumento de la Aumento de la pérdida de carga pérdida de carga en la línea en la línea de aspiración, bien de aspiración, bien porpor
obstrucción de la tubería o filtro de aspiración, bien por funcionamiento de obstrucción de la tubería o filtro de aspiración, bien por funcionamiento de la bomba con la válvula de aspiración semi-cerrada.
la bomba con la válvula de aspiración semi-cerrada.
Aumento de Aumento de la presión la presión de vapor de vapor del lídel líquido al quido al aumentar su aumentar su temperatura, portemperatura, por
ejemplo si el líquido a bombear se refrigera previamente, y esta ejemplo si el líquido a bombear se refrigera previamente, y esta refrigeración falla.
CONCLUSIÓNES
CONCLUSIÓNES
Dependiendo de la cantidad de sólidos en suspensión y del caudal a Dependiendo de la cantidad de sólidos en suspensión y del caudal a
bombear se selecciona el tipo de bomba más adecuado, que cumpla con bombear se selecciona el tipo de bomba más adecuado, que cumpla con los parámetros requeridos.
los parámetros requeridos.
Cuando es un fluido de altCuando es un fluido de alta viscosidad se necesitan bombas de ma viscosidad se necesitan bombas de mayorayor velocidad y potencia.
velocidad y potencia.
La razón principal para usar La razón principal para usar bombas rotativas en vbombas rotativas en vez de centrífugas es ez de centrífugas es lala
de tomar ventaja de su capacidad de alta viscosidad. de tomar ventaja de su capacidad de alta viscosidad.
Usar bombas rotativas Usar bombas rotativas es la simplicies la simplicidad y ldad y la eficiencia en manejar a eficiencia en manejar caudalescaudales
de flujo demasiado bajos para hacer económica la aplicación de bombas de flujo demasiado bajos para hacer económica la aplicación de bombas centrífugas
centrífugas
La energía o cabeza que se le aplica La energía o cabeza que se le aplica al líquido por medio dal líquido por medio de una bombae una bomba
centrífuga es por medio de fuerza centrífuga. centrífuga es por medio de fuerza centrífuga.
Las bombas más utilLas bombas más utilizadas son las centrífugas, izadas son las centrífugas, por sus altas velocidadespor sus altas velocidades
que puede alcanzar y relativamente por sus altos caudales. que puede alcanzar y relativamente por sus altos caudales.
