El aceite en el suelo puede ser difícil de alcanzar. Los ingenieros necesitan métodos para bombear aceite a la superficie para poder procesarlo adecuadamente. Las bombas sumergibles brindan a los investigadores una forma de obtener petróleo. El cabezal de una bomba sumergible le indica qué tan alto puede llegar el líquido a través del sistema de bombeo.
Cabezal de bomba sumergible
Encontrará bombas sumergibles que levantan fluidos del suelo a través de campos petroleros, así como de áreas submarinas. Se hicieron populares porque generalmente son más baratos que los motores secos cuando se instalan. Se usa sumergiendo la bomba en líquido para que no se produzca cavitación de la bomba, que se rompe en la corriente de líquido causada por la diferencia de elevación entre una bomba y un líquido. El motor de la bomba sumergible está sellado en una caja hermética.
Estas bombas son generalmente eficientes porque no necesitan usar tanta energía para mover agua hacia la bomba como lo hacen otros tipos de bombas. Funcionan a través de una serie de cámaras, conocidas como etapas, conectadas para agregar elevación a la bomba por encima del motor en la parte inferior de la bomba. Cuando el motor crea flujo en el líquido, fluye de abajo hacia arriba, y esta tasa de flujo está inversamente relacionada con la presión de cabeza. El cálculo de las longitudes de cada etapa es pertinente para permitir que fluya el fluido.
Ejemplo de cálculo de cabezal de bomba
El cálculo de la etapa de la bomba sumergible le indica cuántas etapas se requieren. Lo encuentras dividiendo el cabeza dinámica total (TDH) por la duración de cada etapa. El TDH es igual a la suma del nivel de bombeo, la longitud del cabezal, la pérdida por fricción de la tubería de bajada y la fricción del valor de verificación. La válvula de retención está en la parte superior de las etapas para permitir que el fluido suba a la superficie, y la pérdida por fricción de la tubería de bajada es la fricción que afecta a los líquidos y materiales en la parte superior de la bomba.
Un ejemplo de cálculo de la altura de la bomba puede demostrarlo. Si tuviera 200 pies de nivel de bombeo, 140 pies de la cabeza de la bomba, 4.4 pies de pérdida por fricción de la tubería descendente de 8 pulgadas y 2.2 pies de pérdida por fricción de la válvula de retención, tendría un TDH de 346.6 pies. La selección de la etapa de la bomba sumergible puede usar este valor 346.6 para etapas de 125 pies para indicarle que use tres etapas para darle suficiente presión para usar esta bomba.
Otros usos
Los motores sumergidos pueden ser útiles para obtener petróleo crudo del suelo, pero están en desventaja en comparación con otros motores en el sentido de que no se pueden observar directamente en funcionamiento. Sin embargo, las mejoras en los diseños de motores desde que se inventaron por primera vez les han dado a estos motores más aislamiento y métodos para verificar el rendimiento de la bomba para superar este obstáculo.
Bomba sumergible eléctrica (ESP) son útiles para pozos en el suelo que no tienen suficiente presión en sí mismos para llevar líquido a la superficie. La electricidad de los sistemas ESP les permite aumentar la tasa de flujo para aplicaciones que involucran pozos, cajones y elevadores de líneas de flujo. Las etapas ESP se apilan una encima de la otra. Usan cámaras giratorias que crean una fuerza centrífuga para permitir que el fluido suba a la superficie.
Cuando utilice sistemas ESP, debe prestar mucha atención al gas en las cámaras que puede interferir con el flujo de líquido. Muchas configuraciones de ESP permiten que el gas fluya hacia la parte superior cuando se extrae de yacimientos de petróleo. El uso de una presión de cabeza de carcasa adecuada puede evitar que el gas obstaculice el flujo de líquido. Estos tipos de bombas requieren grandes cantidades de voltaje y, a veces, es posible que deba usar un transformador para asegurarse de que una fuente de energía eléctrica tenga suficiente voltaje.
Bomba sumergible hidraulica (HSP) utilizan una bomba de fondo de pozo de turbina para aprovechar la presión variable entre los fluidos al traer sustancias a la superficie. Estos tipos de bombas son adecuadas para aplicaciones de gran altura de succión para propósitos tales como desvío de alcantarillado. También puede ver que se utilizan en la deshidratación de minas y pozos de grava. Tienen las ventajas de estar libres de líneas de succión y electricidad mientras funcionan incluso cuando están desatendidas.