MXNL05000053A - Sistema automatizado de bombeo de petroleo en pozos petroleros y de alivio. - Google Patents

Abstract

Esta invencion se refiere a un sistema automatizado de bombeo de petroleo en pozos petroleros y de alivio.El objeto de esta invencion es lograr la extraccion de petroleo en pozos petroleros y de alivio, mediante el bombeo automatizado utilizando instrumentos que monitoreen el proceso de extraccion y ajusten constantemente los componentes para lograr la optima produccion de petroleo, aprovechando de la mejor manera las capacidades de los campos petroleros.

Description

"SISTE A AUTOMATIZADO DE BOMBEO DE PETRÓLEO EN POZOS PETROLEROS Y DE ALIVIO" ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la actualidad, existen pozos petroleros y pozos de alivio que conducen emanaciones naturales o aportaciones descontroladas de petróleo que carecen de la energía suficiente para desplazarse hacia la superficie del suelo. Con la finalidad de incrementar el potencial productivo de estos pozos para que alcancen un esquema comercial apropiado, se llegó a la necesidad del desarrollo del presente método, el cual se basa en la instalación de un sistema automatizado de bombeo que permite la extracción óptima de petróleo acumulado en el interior de estos pozos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los detalles característicos de este novedoso método se describen claramente en la siguiente descripción y en los dibujos que se acompañan.

La figura 1 describe el sistema para optimizar la extracción de petróleo desde pozos petroleros y pozos de alivio mediante un sistema automatizado de bombeo. La figura 2 describe el sistema de bombeo dentro de la tubería conductora de petróleo.

El proceso consiste en perforar en la superficie del suelo (1) un pozo vertical (2) para determinar la profundidad de la zona productora de petróleo (3). Una vez hecho lo anterior, se perfora unos metros más abajo de la zona productora de petróleo (3) y se introduce una tubería de revestimiento (4) que funciona como ademe, con un diámetro menor y menos profundidad que el pozo vertical (2) perforado. El espacio entre el pozo vertical (2) y la tubería de revestimiento (4) se rellena con material filtrante (5), desde el fondo del pozo vertical (2) hasta una profundidad un poco más arriba de donde se ubicó la zona productora de petróleo (3). El resto del espacio hasta la superficie del suelo se rellena con concreto (6). La tubería de revestimiento (4) tiene ranuras a lo largo de la parte comprendida en la zona productora de petróleo (3) con la finalidad de permitir el ingreso de petróleo que pasa por el material filtrante (5) y además cuenta con una tubería de descarga de pozo (7) en el nivel que se encuentra sobre la superficie del suelo (1) para conducir el petróleo que por energía propia pudiera llegar hasta una fosa colectora (8) que se encuentra justo debajo de la superficie del suelo (1). Dentro de la tubería de revestimiento (4) se encuentra una tubería conductora de petróleo del sistema de bombeo (9) la cual tiene un diámetro un poco menor al disminuirse en caso de que el nivel sea bajo, asegurando así, que ingrese la mayor cantidad posible de petróleo a la tubería (9) antes de ser colectada y bombeada a la superficie. El sistema de adquisición de datos y control de velocidad del sistema de levante (19) puede ser configurado para manejar diferentes rangos de velocidades de subida, entre las cuales el sistema elige la velocidad más adecuada dependiendo del nivel de petróleo detectado dentro de la tubería durante el recorrido de la válvula viajera (17) hacia abajo.

En la figura 2 se describe a detalle el sistema de bombeo que se encuentra dentro de la tubería conductora de petróleo (9). El sistema consta de una válvula principal (21) que se encuentra fija en la última sección dentro de la tubería conductora de petróleo del sistema de bombeo (9) y se compone de una esfera metálica (22) dentro de un cono metálico (23) cuyo lado más grande se encuentra fijo a la circunferencia de la tubería conductora de petróleo del sistema de bombeo (9) y su lado más pequeño que tiene un diámetro un poco menor al de la esfera metálica (22), se encuentra direccionado hacia abajo. Existe también un cono de rejilla (24) unido al cono metálico por su lado más grande, quedando la esfera metálica (22) confinada al espacio entre ambos conos, lo cual hace la función de una válvula al permitir que el petróleo ingrese por la boquilla del cono metálico (23), levantando la esfera metálica (22) y evitando que salga el petróleo, ya que la esfera metálica (22) al bajar sella la boquilla del cono metálico (23). Para optimizar el sellado de la válvula principal (21), la esfera (22) y el cono metálico (23) se rocían a presión con un líquido que viene desde la superficie a través de una manguera de lavado (25). Un poco más arriba de la válvula principal (21) se encuentra la válvula viajera (17), que tiene la función de colectar el petróleo que ha ingresado a la tubería conductora de petróleo del sistema de bombeo (9) y bombearlo hacia arriba hasta la válvula fija (26) mediante el movimiento de subida y bajada de la varilla (16) a la cual se encuentra unida. La válvula viajera (17) tiene un diámetro menor al de la tubería conductora de petróleo del sistema de bombeo (9) y su circunferencia exterior está cubierta por un material para evitar fricción entre metales (27) con el fin de cerrar el espacio entre la válvula viajera (17) y la tubería conductora de petróleo del sistema de bombeo (9), hasta lograr una distancia máxima de 2 milímetros entre ambas. Además, cuenta en su base con un conjunto de cuatro conos y esferas (28) similar al de la válvula principal (21), pero más pequeños, que colectan el petróleo cuando la varilla (16) traslada la válvula viajera (17) hacia abajo. Al encontrar oposición con el nivel de petróleo, las esferas (28) se levantan y permiten el acceso del petróleo que se ha reunido en la tubería conductora de petróleo del sistema de bombeo (9) pasando arriba de la válvula viajera (17). Este proceso se facilita inyectando un líquido mejorador de flujo en el petróleo a través de una manguera de mejorador de flujo (29) que viene desde la superficie. Cuando la válvula viajera (17) inicia su movimiento hacia arriba, sus esferas (28) bajan por el peso del petróleo que tienen encima y sellan los orificios de los conos impidiendo así la salida del petróleo. En su recorrido hacia arriba, la válvula viajera (17) empuja el petróleo colectado haciéndolo pasar por una válvula fija (26) que impide su retorno hacia abajo. La válvula fija (26) cuenta con un juego de cuatro conos y esferas (30) similares a las que están en la válvula viajera (17) que se abren para dejar pasar el petróleo colectado por la válvula viajera (17) y se cierran por el peso de la columna de petróleo una vez que la válvula viajera (17) deja de ejercer presión hacia arriba e inicia nuevamente su recorrido hacia abajo. La columna de petróleo que se encuentra sobre la válvula fija (26) es empujada hacia arriba con cada recorrido de la válvula viajera (17) y conducida hasta la superficie donde sale de la tubería conductora de petróleo del sistema de bombeo (9) por un tubo de descarga del sistema de bombeo (11) que la conduce hasta la fosa colectora (8).

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente mi invención, este método lo considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas: El sistema automatizado de bombeo de petróleo en pozos petroleros y de alivio se inicia por la perforación de un pozo vertical en la superficie del suelo con una profundidad varios metros mayor al punto donde comienza a ingresar petróleo al interior del pozo. Mediante un equipo de sondeo de petróleo se ubica la profundidad en que se encuentra la zona productora y de ser necesario se profundiza un poco más el pozo para cubrir la zona completa. Después se introduce una tubería de revestimiento que sirve como ademe y se rellena el espacio entre ésta y el pozo vertical con material filtrante desde el fondo hasta un nivel superior al de la zona productora, el resto se rellena con concreto hasta la superficie del suelo. Dentro de la tubería de revestimiento se introduce una tubería conductora de petróleo dentro de la cual se encuentra el sistema de bombeo que consiste en una válvula principal que permite el ingreso del petróleo a la tubería, una válvula viajera que colecta y traslada el petróleo que ingresa, una válvula fija que retiene el petróleo bombeado sin dejarlo regresar al fondo del pozo y una varilla que mueve el sistema de bombeo. Sobre la superficie del suelo se fija una estructura por encima del pozo y de la tubería conductora donde se instala una torre por la que se traslada un ancla viajera impulsada por un sistema hidráulico de levante montado también sobre la estructura. Al ancla viajera se fija el extremo superior de la varilla que transmite el movimiento de subida y bajada a todo el sistema de bombeo. Cada vez que la válvula viajera sube, deja de ejercer presión sobre la válvula principal, permitiendo al petróleo que se encuentra debajo de ella levantar la esfera metálica e introducirse a la tubería ayudado además por el efecto de succión que se genera por el poco espacio existente entre la tubería y la válvula viajera. Este espacio se minimiza aún más debido al material antifricción colocado entre ambas piezas. En su recorrido hacia abajo, la válvula viajera topa con el petróleo que se ha introducido a la tubería, lo cual hace que las esferas de la válvula viajera se levanten permitiendo el paso del petróleo hacia arriba. De igual forma, la esfera de la válvula principal es empujada hacia abajo por la presión de válvula viajera y sella la válvula principal evitando así que el petróleo salga de la tubería por el fondo. Al iniciar el recorrido hacia arriba, la válvula viajera empuja todo el petróleo colectado hasta llegar a la válvula fija. Las esferas de la válvula fija se levantan debido al empuje del petróleo dejándolo pasar hacia arriba de la válvula fija, de donde ya no puede regresar debido a que las esferas cierran los orificios de la válvula fija una vez que la válvula viajera deja de empujar hacia arriba y se vuelve a mover hacia abajo. Este ciclo de subida y bajada se repite constantemente, provocando que la columna de petróleo sea empujada hacia la superficie donde se conduce por una tubería hasta una fosa colectora. Una de las características principales de este sistema es su capacidad para trasladar una cantidad óptima de petróleo en cada movimiento de subida. Esto se logra mediante el uso de un sistema colector de datos que detecta el nivel de petróleo que se está colectando en cada traslado para así determinar si el siguiente movimiento de subida debe ser más lento con el fin de permitir que se filtre una mayor cantidad de petróleo desde la zona productora. El sistema colector de datos monitorea mediante un sensor colocado en la torre el movimiento de bajada de la válvula viajera hasta que ésta se topa con el petróleo colectado, lo cual provoca que la válvula disminuya un poco su velocidad de bajada. El punto donde se detecta este cambio de velocidad es utilizado para calcular la cantidad de petróleo que se ha filtrado y determinar si el nivel es bajo, en cuyo caso se reduce la velocidad del siguiente movimiento de subida. El sistema puede ser configurado para manejar diferentes velocidades de subida dependiendo del nivel de petróleo que se esté colectando. RESU EN DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un sistema automatizado de bombeo de petróleo en pozos petroleros y de alivio. El objeto de esta invención es lograr la extracción de petróleo en pozos petroleros y de alivio, mediante el bombeo automatizado utilizando instrumentos que monitoreen el proceso de extracción y ajusten constantemente los componentes para lograr la óptima producción de petróleo, aprovechando de la mejor manera las capacidades de los campos petroleros.