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82 p. Cd, The extraction system of crude oil by means of mechanical pumping units is one of the most used methods worldwide, 85% of the wells. Its objective is to extract the production from the oil wells by means of an ascending-descending movement, transferred by a string of rods to a pump located inside the production line at the bottom of the well. The mechanical pumping system is widely used in wells with API high gravity crudes or with high water cut, as well. As a generalized result of these crude oil extraction systems, this project proposes a methodology for energy analysis in terms of efficiency, which associates variables related to each subsystem. The method is based on an energy that allows an evaluation to be made with a view to taking improvement actions, and the reduction in energy consumption. of depth and an API around 21 °. The development of the method became the following stages: energetically characterize a crude oil survey system based on the measurement of its operative variables (case study); evaluate the performance as a result of the analysis of the results of the real and theoretical behavior of each of the crude oil extraction subsystems; Finally, provide basic information to optimize the energies in the crude lifting system with mechanical pumping units. The results highlight an estimate of energy savings that will reach 20% per well, on average equivalent to 500 USD / year per well., El sistema de extracción de crudo por medio de unidades de bombeo mecánico es uno de los métodos más utilizados a nivel mundial, 85% de los pozos. Tiene como objetivo extraer la producción de los pozos petroleros mediante un movimiento ascendente- descendente, transferido por una sarta de varillas a una bomba ubicada dentro de la tubería de producción en el fondo de pozo. El sistema de bombeo mecánico es ampliamente utilizado en pozos con crudos de alta gravedad API o con elevado corte de agua, al igual que en pozos de crudo pesado. Debido al uso generalizado de estos sistemas de levantamiento de crudo, en este proyecto se propone una metodología para el análisis energético en términos de eficiencia, que asocie variables relacionadas con cada subsistema. El método se basa en una metodología energética que permita realizar una evaluación con miras a la toma de acciones de mejoramiento, y la disminución del consumo energético en sistema de levantamiento de crudo realizado mediante unidad de bombeo mecánico para pozos con profundidades alrededor de los 2300 m de profundidad y un API alrededor de los 21°. El desarrollo del método propuesto consta de las siguientes etapas: caracterizar energéticamente un sistema de levantamiento de crudo a partir de la medición de sus variables operativas (estudio de caso); evaluar el desempeño energético a partir del análisis de los resultados del comportamiento real y teórico de cada uno de los subsistemas de levantamiento de crudo; finalmente, proporcionar información base para optimizaciones energéticas en el sistema de levantamiento de crudo con unidades de bombeo mecánico. De los resultados se destaca una estimación de los ahorros energéticos que alcanzarían un 20% por pozo, en promedio equivalente a 500 USD/año por pozo., Maestría, Magister en Sistemas Energéticos Avanzados, TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1 2. OBJETIVOS ............................................................................................................... 2 2.1 OBJETIVO GENERAL ......................................................................................... 2 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................ 2 3. MARCO TEÓRICO Y ANTECEDENTES .................................................................... 5 3.1 GENERALIDADES DEL BOMBEO MECÁNICO (BM) ......................................... 5 3.1.1 Funcionamiento del BM .................................................................................... 5 3.1.2 Ventajas y Desventajas del BM ........................................................................ 6 3.2 TIPOS DE UNIDADES DE BM ............................................................................ 7 3.3 DESIGNACIÓN API PARA UNIDADES DE BOMBEO MECÁNICO (UMB). ......... 8 3.4 PARTES DE LAS UBM. ....................................................................................... 8 3.4.1 Equipos en Superficie ...................................................................................... 9 3.4.1.1 Motor (eléctrico o a combustión) .................................................................... 10 3.4.1.2 Unidad de Bombeo ........................................................................................ 10 3.4.1.3 Cabezal de pozo ............................................................................................ 11 3.4.2 Equipos en Subsuelo ..................................................................................... 11 3.4.2.1 Tubería de revestimiento (Casing) ................................................................. 11 3.4.2.2 Tubería de producción (Tubing) ..................................................................... 12 3.4.2.3 Sarta de Varillas de succión (Rod) ................................................................. 12 3.4.2.4 Bomba de subsuelo ....................................................................................... 13 3.5 DENOMINACIÓN DE LAS BOMBAS MECÁNICAS ........................................... 14 3.5.1 Partes de la bomba ........................................................................................ 15 3.6 ANTECEDENTES.............................................................................................. 16 3.7 ENFOQUE METODOLÓGICO DE LA ALTERNATIVA DE SOLUCIÓN. ............ 17 4. CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE LEVANTAMIENTO OBJETO DE ESTUDIO 19 4.1 Información caso de estudio. ............................................................................. 19 4.1.1 Información del crudo ..................................................................................... 19 4.1.2 Elementos en Superficie ................................................................................ 20 4.1.3 Elementos en Subsuelo: ................................................................................ 20 4.2 Subsistemas del caso de estudio ....................................................................... 20 4.2.1 Eficiencia energética del subsistema de Levantamiento: ................................ 24 4.2.2 Eficiencia energética del subsistema Mecánico: ............................................. 27 4.2.3 Eficiencia energética del subsistema Eléctrico: .............................................. 29 5. ESTUDIO DE CASO ................................................................................................. 37 5.1 Línea base energética del sistema .................................................................... 38 5.2 Eficiencia del sistema ........................................................................................ 40 5.2.1 Análisis energético del subsistema de Levantamiento.................................... 41 5.2.2 Análisis energético del subsistema Mecánico ................................................ 42 5.2.3 Análisis energético del Subsistema Eléctrico ................................................. 43 6. INDICADORES DE DESEMPEÑO ENERGÉTICO (IDE) .......................................... 45 6.1 Costo de energía por volumen de fluido producido ............................................ 45 6.2 Intensidad energética por volumen de fluido total producido .............................. 46 6.3 Índice eLIFT....................................................................................................... 46 6.4 Indicadores de desempeño para el caso de estudio .......................................... 47 7. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 49 8. RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS .................................................... 51 9. REFERENCIAS ........................................................................................................ 53 ANEXOS .......................................................................................................................... 57, Ej. 1

The sucker rod pump is an artificial lift method frequently applied in onshore petroleum wells. This system can be described using a numerical simulation based on the behavior of a rod string. In the past, the elastic behavior of the rod string made it difficult to model the system. However, since the 1960s and with the advent of digital computers, it has been modeled numerically. The rod string behaves like a slender bar, and thus, the propagation of elastic waves along the bar can be represented by a one-dimensional equation. Gibbs (1963) presented a mathematical model based on the wave equation, which is described on the basis of the analysis of forces on the rod string and is incorporated into a boundary value problem involving partial differential equations. The use of the finite difference method allows for a numerical solution by the discretization of the wave equation developed in the mathematical formulation with appropriate boundary and initial conditions. This work presents a methodology for implementing an academic computer code that allows simulation of the upstroke and downstroke motion of the rod string described by the wave equation under ideal operating conditions, assuming a harmonic motion of the rod at one end and downhole pump at the other end. The goal of this study is to generate the downhole dynamometer card, an important and consolidated tool that controls the pump system by diagnosing operational conditions of the downhole pump. El bombeo mecánico es un método de elevación artificial, utilizado principalmente en campos terrestres. Este sistema, puede ser entendido mediante la simulación numérica del comportamiento de la sarta de varillas, que conecta la superficie con la bomba en el subsuelo. En el pasado, el comportamiento elástico de la sarta de varillas era difícil de modelar, sin embargo, desde 1960 con el surgimiento de los computadores digitales este proceso fue facilitado. La sarta de varillas se comporta como una barra esbelta, donde la propagación de las ondas elásticas es representada por una ecuación unidimensional y trascendente, la cual fue propuesta por Gibbs (1963), así mismo, el método de diferencias finitas permite obtener la solución numérica de dicha ecuación. En este trabajo, se explica la metodología para la implementación de un código computacional académico, que permite simular el movimiento alternativo de la sarta de varillas descrita matemáticamente por la ecuación de las ondas de Gibbs. De esta manera, se consideran como condiciones de entorno: el movimiento armónico en la superficie y la presencia de la bomba de fondo en el subsuelo, en condiciones ideales de operación. Finalmente, el objetivo es obtener la carta dinamométrica de fondo, que es una importante y consolidada herramienta de control y diagnóstico para las condiciones operacionales de la bomba de fondo.

El bombeo mecánico es un método de elevación artificial, utilizado principalmente en campos terrestres. Este sistema, puede ser entendido mediante la simulación numérica del comportamiento de la sarta de varillas, que conecta la superficie con la bomba en el subsuelo. En el pasado, el comportamiento elástico de la sarta de varillas era difícil de modelar, sin embargo, desde 1960 con el surgimiento de los computadores digitales este proceso fue facilitado.La sarta de varillas se comporta como una barra esbelta, donde la propagación de las ondas elásticas es representada por una ecuación unidimensional y trascendente, la cual fue propuesta por Gibbs (1963), así mismo, el método de diferencias finitas permite obtener la solución numérica de dicha ecuación. En este trabajo, se explica la metodología para la implementación de un código computacional académico, que permite simular el movimiento alternativo de la sarta de varillas descrita matemáticamente por la ecuación de las ondas de Gibbs. De esta manera, se consideran como condiciones de entorno: el movimiento armónico en la superficie y la presencia de la bomba de fondo en el subsuelo, en condiciones ideales de operación.Finalmente, el objetivo es obtener la carta dinamométrica de fondo, que es una importante y consolidada herramienta de control y diagnóstico para las condiciones operacionales de la bomba de fondo. The sucker rod pump is an artificial lift method frequently applied in onshore petroleum wells. This system can be described using a numerical simulation based on the behavior of a rod string. In the past, the elastic behavior of the rod string made it difficult to model the system. However, since the 1960s and with the advent of digital computers, it has been modeled numerically. The rod string be-haves like a slender bar, and thus, the propagation of elastic waves along the bar can be represented by a one-dimensional equation. Gibbs (1963) presented a mathematical model based on the wave equation, which is described on the basis of the analysis of forces on the rod string and is incorporated into a boundary value problem involving partial differential equations. The use of the finite differ-ence method allows for a numerical solution by the discretization of the wave equation developed in the mathematical formulation with appropriate boundary and initial conditions. This work presents a methodology for implementing an academic computer code that allows simulation of the upstroke and downstroke motion of the rod string described by the wave equation under ideal operating conditions, assuming a harmonic motion of the rod at one end and downhole pump at the other end. The goal of this study is to generate the downhole dynamometer card, an important and consolidated tool that controls the pump system by diagnosing oper-ational conditions of the downhole pump.

El propósito de este trabajo es mostrar las alternativas que existen actualmente para el diseño y selección del equipo electro centrífugo más adecuado que se debe instalar en pozos productores de petróleo que tienen asociado un alto porcentaje de gas libre. Se espera demostrar que la producción de un pozo con alto porcentaje de gas libre utilizando equipos de bombeo electro centrífugo, es posible; si se eligen los equipos y accesorios adecuados. El método de trabajo consiste en realizar un repaso del mecanismo de impulsión y los sistemas de levantamiento artificial más usados en las operaciones petroleras, se continua con una exposición de los efectos perjudiciales del gas libre en la performance del equipo electrocentrífugo, y luego se presentan las alternativas de solución para minimizar este efecto. Se muestra un ejemplo del diseño y selección de un equipo electrocentrífugo para un pozo productor de petróleo que presenta alto porcentaje de gas de gas libre asociado. Trabajo de suficiencia profesional

El Lote III se encuentra ubicado a 17 Km. al sureste de la ciudad de Talara, Provincia de Talara, Departamento de Piura, Región Grau. La extensión del Lote III está conformada por tres zonas: A, B y C, con un total de treinta y cinco mil seiscientos noventa y tres hectáreas (35,693 Has). La zona C es el área principal de la operación donde se encuentra el 92% de la producción total. Los yacimientos productores son: Portachuelo Oeste, Portachuelo Este, Portachuelo Principal y Mirador. En la zona C se han perforado 267 pozos, de los cuales 34 fueron Abandonados durante la perforación con tapón de cemento, 3 se encuentran abandonados permanentemente, 115 se encuentran ATA, y 115 permanecen activos. La mayoría de estos pozos son productores de las Formaciones Amotape y Salina Mogollón, desde el año 1952, utilizando el sistema de levantamiento artificial de Bombeo Mecánico y Bombeo Neumático, así como aporte de producción por achique al pistón. Trabajo de suficiencia profesional

Uno de los sistemas de producción de petróleo que mayor impulso ha tenido en la industria petrolera es el Bombeo Mecánico. En los EE. UU. de Norteamérica, existían al final del año 1971, un total de 469,809 pozos produciendo artificialmente, estimándose que en el 80 % de estos se aplicaba el bombeo con varillas. Esta cifra da una idea de la importancia que tiene el sistema citado en la explotación del petróleo. PetroPerú en Operaciones Noroes¬te cuenta actualmente con aproximadamente 1,300 pozos que producen con equipos de bombeo mecánico y es innegable que cualquier mejora en la eficiencia de operación de estas unidades representaría un incremento notable en la producción de petróleo y consecuentemente una disminución en los costos operativos. Esta mejora puede lograrse aplicando métodos más apropiados al proyectar las instalaciones o bien, efectuando modificaciones adecuadas a las instalaciones existentes. Todas estas pruebas son herramientas que debe utilizar el Ingeniero de Producción para obtener el máximo de eficiencia del sistema de bombeo mecánico. Durante muchos años el dinamómetro mecánico ha sido el principal instrumento utilizado para analizar la operación de los pozos de bombeo mecánico. Dicho aparato proporciona una gráfica de carga en la varilla pulida contra desplazamiento, cuya forma refleja las condiciones de operación de la bomba en el fondo del pozo. Mediante el análisis de es tos registros, efectuados por una persona experimentada, es posible detectar muchos de los problemas que se presentan en el pozo, lo que permite tomar medidas correctivas para su operación más eficiente. Desde marzo 1984, la Cía. SERPETRO está prestando servicios contratados para pruebas Dinamométricas y Sonolog en el Área del Proyecto Laguna Zapotal y desde mayo de 1984 , en las Divisiones Norte y Sur del Noroeste. En julio 1984 se realizó la primera evaluación de estos ser¬vicios para el período marzo-junio 1984, con resultados contradictorios, debido al poco tiempo transcurrido desde que fueron implementados estos y por la falta de información sobre las acciones que se habían tomado a raíz de la interpretación y recomendación considerada para cada caso. Trabajo de suficiencia profesional

El propósito de este trabajo es presentar un nuevo método de diseño para unidades de bombeo mecánico. Con este método tenemos factores de seguridad un poco más alto que con los diseños convencionales. En muchos casos se han encentra do unidades malogradas por sobrecarga .debido a que han estado sub dimensionadas para el pozo en que fueron diseñadas. El método que se presenta está basado en un API., se ha modificado para su mejor desarrollo y con la finalidad de que esté al alcance de diseño de personal con poco o con ningún conocimiento de ingeniería. Se pueden hacer verifica cienes rápidas del equipo de un pozo. En la segunda parte, se da el método para ser utilizado con un programa para minicomputadora. De esta manera el diseño de unidades de bombeo se hace mucho más sencillo y en un mínimo de tiempo; con esto se corrobora lo que se menciona líneas arriba, de que los diseños pueden hacerlo personas con pocos conocimientos de ingeniería. Una vez cargado el programa en la computadora (el diseño), teniendo todos los da­ tos, es completamente fácil de ejecutar, con sólo presionar 2 ó 3 teclas. Para concluir, deseo dar las gracias a todas las personas que con su apoyo y aportación me han ayudado en la elaboración del presente trabajo. Principalmente a mi esposa, Elena, que con su continua colaboración y estímulo han hecho posible el contenido de este trabajo y otros más Quiero expresar también mi reconocimiento a la Sra. L. de Cornejo, que se encargó de tipear el original del presente trabajo. Y finalmente quiero rendir homenaje y agradecimiento a mis padres Juan y Mercedes, que inculcaron en mí el interés por el estudio haciendo posible la culminación de mi profesión. Trabajo de suficiencia profesional

El objetivo del presente Proyecto es el de fijar los parámetros técnicos para la producción de 800 - 1000 m2/diarios de Baldosas sinterizadas para revestimiento de pisos, obtenidos mediante sistema de monococción y con esmaltes resistentes a la Abrasión (tráfico intenso). Este Proyecto considera solo aspectos técnicos de producción y no aspectos de Mercado, ya que, en base a la experiencia previa y a estudios respectivos, el mercado puede absorber 1500 m2 /día. Básicamente el equipo e instalaciones necesarias para el proyecto se encuentra instalado en la Empresa, por lo que se trata de dar uso a equipo no utilizado. En el Proyecto se considera el uso de materiales nacionales en un gran porcentaje con el consiguiente ahorro de divisas, incremento de mano de obra nacional y costos más bajos en comparación con material importado. Trabajo de suficiencia profesional