El documento describe los sistemas de bombeo electrosumergible (ESP). 1) Los ESP usan motores eléctricos sumergidos para bombear fluidos desde pozos. 2) Los componentes clave incluyen motores, bombas, sellos, cables de potencia e interruptores de control en superficie. 3) Los ESP manejan altos caudales y permiten una rápida recuperación de pozos, siendo útiles para pozos de alta producción.

2. BOMBEO ELECTROCENTRIFUGO

3. BOMBEO
ELECTROCENTRIFUGO

4. QUE ES EL SISTEMA ESP
El sistema de bombeo electrosumergible (ESP) es un
sistema de levantamiento artificial, que se emplea para extraer
fluídos de los pozos.
Las características respecto a otros sistemas de levantamiento
artificial son:
• Maneja altos caudales de fluido.
• Su mantenimiento es rápido.
• Permite una pronta atención a los pozos caídos.
• Pronta recuperación de la inversión inicial de los equipos.
• Se emplea pozos bajo GOR y altos volúmenes de producción

5. COMPONENTES DE UN SISTEMA ESP
CABLE DE POTENCIA
El sistema de bombeo electro sumergible típico
consiste de un motor eléctrico acoplado a un
protector, intake, bomba y a otros componentes
auxiliares, los cuales se instalan en el pozo por
medio de la tubería de producción.
BOMBA
INTAKE
Hay una variedad de tamaños, capacidades,
SELLO
potencias y rangos de voltaje disponibles que se
ajustan a las condiciones de operación que se
CABLE DE EXTENSION
requieran.
MOTOR

6. Trabajo de la Bomba
El trabajo que la bomba Electrosumergible tiene que
realizar esta determinado por dos variables:
El comportamiento del pozo (Indice de productividad)

Presión requerida para producir el caudal deseado
Presión fluyente (PSI)

Flujo en la tubería
Presión requerida para alcanzar la
producción deseada
Trabajo que debe realizar la bomba
Curva de producción del pozo (IPR)
1,000 BPD
Producción (BPD)

7. Profundidad (FT)
Perfil de Presión del Pozo
Presión en Superficie
100
Presión Manométrica
100
3,000’
Nivel de Fluido Dinámico
a 3,000 pies
Presión de Intake
5,000’
Profundidad de la bomba
Presión de Descarga
Profundidad de las perforaciones
Presión (PSI)
Intake de la Bomba
a 5,000 pies

8. EQUIPOS DE SISTEMA ELECTROSUMERGIBLE
Los equipos del sistema electrosumergible se dividen en :
EQUIPOS DE SUPERFICIE.
EQUIPOS DE SUBSUELO.

9. EQUIPOS DE SUPERFICIE
Se compone de máquinas y accesorios eléctricos que regulan la
energía eléctrica, según los parámetros de operación del equipo de
fondo.

10. PARTES DE LOS EQUIPOS DE
SUPERFICIE
• TRANSFORMADOR .
• TABLERO DE CONTROL
• VARIADOR DE FRECUENCIA.
• CABLE DE SUPERFICIE.
• CAJA DE UNION O VENTEO.

11. TRANSFORMADOR
En los sistemas ESP se usan dos tipos de transformadores (reductor
y elevador).
Los variadores generalmente requieren una tensión de entrada
entre 460V y 380V. Esta tensión se logra con el transformador
reductor que baja el voltaje desde las líneas de alta tensión (13.8kV o
34.5kV) a 460 V o 380 V.
La tensión de salida del variador es generalmente inferior a la
requerida por el motor, por eso se usa un transformador elevador
que sube el voltaje hasta el requerido por el motor (1000V - 3760V)

12. TABLEROS DE CONTROL
Los tableros de control son alimentados por el sistema
eléctrico, estos suministran la potencia eléctrica al motor,
según los parámetros de operación.
TIPOS DE TABLEROS DE CONTROL
•Arrancador Directo (Switchboard).
•Variador de frecuencia.

13. Arrancador Directo
•
•
•
•
•
Es un tablero de control de frecuencia
fija especialmente diseñado para ser
usado con equipos BES.
Existe conexión física entre el equipo de
fondo y la línea de alta tensión.
Es usado en conjunto con un
controlador, el cual protege al motor y al
cable de descargas de alto voltaje.
El controlador protege al sistema BES
de sobrecarga, baja carga, desbalance
de corriente y arranques excesivos.
Permite el arranque a máximo par. No
existe protección por sobrecorriente en
el arranque del equipo.

14. ARRANCADOR DIRECTO
El arrancador directo o switchboard (SB)
envía directamente la corriente al motor, el
SB cuenta un sistema de protección de alta
carga o baja carga y además cuenta con un
registrador de amperaje.
La potencia tanto a la entrada como a
la salida del SB tiene una frecuencia
constante de 60Hz, por lo tanto el motor
siempre gira a +/- 3.600rpm
Los arranques del motor son bruscos
con este tipo de tablero y pueden consumir
en el instante del arranque 5 a 8 veces la
corriente del motor.

15. Variador de Frecuencia
Frec. Variable
50/60 Hz
El Controlador de Velocidad Variable usa componentes
electrónicos para variar la frecuencia de entrada de 60Hz ó
50 Hz y convertirla a una frecuencia que puede oscilar entre
30 - 90 Hz. Esto permite operar la bomba a diferentes
velocidades y producciones manteniendo una eficiencia alta
en el sistema.
La manipulación de la frecuencia de entrada al motor
permite modificar la velocidad del equipo de fondo y por
ende el rendimiento y rango operacional de la bomba
electrosumergible.
Permite un arranque gradual o “suave” en la operación de
sistemas BES.

16. VARIADOR DE FRECUENCIA
El variador de frecuencia o controlador de velocidad
permite controlar el flujo en el fondo del pozo.
Provee una relación constante entre el voltaje y la
frecuencia para mantener condiciones apropiadas de
operación.
Recuerde que la velocidad en un motor
eléctrico depende de la frecuencia de la
corriente AC que lo alimenta.
Los variadores de frecuencia (VSD) permiten
que el motor trabaje a diferentes velocidades,
variando la frecuencia de la corriente AC.

17. TABLERO DE CONTROL / VARIADOR DE FRECUENCIA

18. CABLE DE SUPERFICIE
El cable de superficie conecta la caja de unión con el tablero
de control o variador de frecuencia.
El cable de superficie es el cable que conecta el tablero de
control con el lado secundario del transformador.
Hay una longitud máxima de cable estipulada para cada
sección del cable de superficie.

19. CAJA DE UNION O VENTEO
Una caja de unión o de venteo: Provee una conexión
para el cable de superficie desde el tablero de control
al cable de potencia en el pozo.
Permite ventear el gas que haya migrado a través del
cable de potencia.
Provee fácil acceso para puntos de medición para
chequeo de los parámetros eléctricos del equipo de
subsuelo.

20. EQUIPOS DE SUBSUELO
• CABLE DE POTENCIA.
• CABLE DE EXTENSION
• SENSOR DE PRESION.
• MOTOR.
• SELLO / PROTECTOR.
• SEPARADOR DE GAS.
• INTAKE.
• BOMBA.
• TUBERIA DE PRODUCCION.
• CANALETAS.
• PROTECTORES DE CABLE O LINE GUARD / ZUNCHOS.

21. CABLE DE POTENCIA
Los cables se clasifican por:
• Corriente y voltaje del motor
• La temperatura y profundidad del pozo
• Nivel de aislamiento eléctrico del cable
El cable de potencia transporta la energía eléctrica
desde el equipo de superficie hasta el motor, en el
equipo de fondo.
El tamaño del cable se basa en el amperaje y la caída de voltaje
La temperatura de fondo es crítica para la selección del cable.

22. CABLE DE POTENCIA
Consiste de tres conductores de cobre que se extienden desde el tope del
cable plano del motor hasta la caja de venteo o cabezal del pozo.
El cable de potencia se sujeta en la tubería de producción y es empalmada
con el cable de extensión.
Existen diferentes tipos de cable que varía de acuerdo al diámetro del
conductor, a la potencia en KV y al tipo de cable (plano, redondo).

23. Cable de Potencia
El cable puede ser redondo o plano dependiendo del espacio
disponible en el pozo.
ARMADURA
METALICA
CHAQUETA
AISLAMIENTO
AISLAMIENTO
BARRERA
PROTECTORA
CONDUCTOR
ARMADURA
METALICA
CHAQUETA
CONDUCTOR
BARRERA
PROTECTORA
Cable Redondo
Cable Plano

24. COMPONENTES DEL CABLE DE POTENCIA
Conductor - Propiedades eléctricas.
Material de Aislamiento - Protege y cubre los conductores.
Chaqueta de Barrera
- Protege y cubre el aislamiento.
Material de la Chaqueta - Elastómero diseñado considerando
temperatura, químicos y gas.
Armadura Externa
- Es la protección externa que sostiene
todo junto.

25. Cable de Extensión
 El cable de extensión del motor o MLE es un cable construido especialmente para ser
instalado en toda la longitud del equipo de fondo debido a que este es mas delgado y
disminuye el diámetro exterior del conjunto que un cable de potencia .
Posee una conexión o POT HEAD que va conectado al motor en uno de sus extremos y
por el otro extremo se empalma al cable de potencia.

26. CABLE DE EXTENSION
Es un cable especial recubierto con una armadura
de monel , se empalma con el cable de potencia y
va conectada al motor.
Existen diferentes tipos de cable que varía de
acuerdo al diámetro del conductor y la potencia en
KV y su longitud.

27. SENSOR DE FONDO
Es una herramienta de vigilancia donde se han
incorporado sensores de presión, temperatura y
vibración.
Es una herramienta que permite optimizar el sistema
de producción y se puede emplear para todo sistema
de producción artificial.
Permite programar un trabajo en el pozo.
Se instala debajo del motor y la señal lo envía a
través del cable de alimentación del motor y son
recibidas en superficie en un panel de control que
esta envía la información vía satélite hasta el centro
de control del campo.

28. COMPORTAMIENTO PIP SISTEMA BES

29. SENSOR DE FONDO

30. MOTOR
La potencia requerida por la bomba es suministrada por un
motor eléctrico de inducción. Este se compone de un estator y
varios rotores.
El motor contiene aceite
dieléctrico en su interior para
refrigerar
y lubricar
sus
componentes. Estos están
diseñados
para
resistir
temperaturas hasta de 260°C.
Está sellado para evitar que
penetre el fluido de pozos en su
interior.

31. ESTATOR
El estator es la parte externa del motor que rodea los
rotores sin hacer contacto con ellos. Contiene unos
devanados que generan un campo magnético al ser
excitados con corriente alterna.

32. ROTORES
Los rotores son barras de cobre que forman
una especie de jaula, donde se induce una
corriente y se genera el movimiento al interactuar
con los campos
magnéticos de los devanados.
Las barras están unidas por medio de láminas
de acero

33. FUNCIONAMIENTO MOTOR
El estator viene unido a la carcasa del motor, pero están aislados
por una capa de material epóxico.
En el interior del estator están los rotores
acoplados a un eje.
Se usan cojinetes para separar los rotores del
estator.
El motor funciona asi:
Los embobinados del estator son
alimentados
con corriente
alterna,
generando un campo magnético
que cambia de dirección con el tiempo
(líneas amarillas y naranjas)

34. FUNCIONAMIENTO MOTOR
El campo magnético corta al rotor generando
un torque en éste, que hace que se mueva.
Como todos los rotores están montados en el
mismo eje, la potencia de salida del motor es la
suma de la potencia entregada por cada rotor.

35. DIMENCIONAMIENTO DEL MOTOR
El motor debe ser diseñado para entregar la potencia necesaria por
la bomba.
Cada etapa de la bomba requiere una potencia
para ser accionada, mientras que cada rotor del
motor genera 10 HP.

36. VELOCIDAD DEL MOTOR
La velocidad en los motores de inducción depende de la
frecuencia de la corriente AC que lo alimenta.
Rpm = 120 x f
np
rpm: Velocidad del motor en revoluciones por minuto.
f: Frecuencia en Hertz.
np: Número de polos del motor.
Los motores del equipo ESP tienen todos 2
polos.
Para variar la velocidad del motor se requiere variar
la frecuencia de la corriente AC y para ello se
usan los variadores de velocidad (VSD).
HZ
rpm
70
60
50
40
30
4.200
3.600
3.000
2.400
1.800

37. PARTES DE MOTOR

38. SELLO O PROTECTOR
La función es acoplar el motor y la bomba,
para transmitir el torque a través del eje.
Proveer capacidad de almacenamiento para la
expansión y contracción del aceite del motor
debido a los cambios de temperatura.
Cuando la temperatura del aceite del motor sube a
causa de la carga de trabajo, el aceite aumenta su
volumen debido a la expansión térmica. Este volumen
adicional de aceite es contenido por el sello.
Actúa como una cámara de sello para prevenir la
entrada de fluidos al motor.

39. SELLO O PROTECTOR
Además de esto, el sello cumple las siguientes
funciones:
Regula la presión del aceite con la del fluido del pozo.
Absorbe la fuerza de empuje causada por la bomba y el motor.

40. PARTES
Los fluidos del pozo hacen contacto con
la bolsa elástica del sello, por la cual se
regula la presión del aceite del motor.
Las cámaras laberínticas son cavidades
que junto con los sellos mecánicos actúan
en caso que se rompa la bolsa.
La cámara de empuje absorbe las cargas
axiales de la bomba y del motor.

41. FALLA DEL SISTEMA DE BOLSA
Si la bolsa se rompe, el fluido de pozos puede llegar
hasta el motor y dañarlo. Para esto, el sello cuenta con un
sistema de cámaras laberínticas y sellos mecánicos.
Si la bolsa se rompe, un sello mecánico actúa. Si este
falla, el fluido entra en la primera cámara de laberinto.
El Laberinto retarda el paso hacia la segunda
cámara.
Se encuentra otro sello. Si este falla, el fluido ingresa a la
segunda cámara donde también es retardado.
Finalmente si se rompe el último sello, el fluido de pozos
entra al motor y lo daña irremediablemente.

42. BOLSA
CAMARAS LABERINTICAS
CAMARA EMPUJE

43. BOMBA
Una bomba centrifuga es un dispositivo que transfiere energía mecánica
a un flujo por la acción rotativa de una turbina -llamada impulsor- que gira
dentro de una cavidad o difusor.
A este conjunto impulsor - difusor se le llama etapa de la bomba.

44. BOMBA
Es una máquina que mueve fluidos rotándolos con
un impulsor rotativo dentro de un difusor que tiene
una entrada central y una salida tangencial.
La trayectoria del fluido es en forma espiral, el
fluido ingresa por el centro del impulsor y sale
en forma tangencial del difusor. El impulsor
transmite energía cinética al fluido.
En el difusor, parte de la energía cinética es
transformada en energía potencial (altura).

45. ETAPAS DE LA BOMBA
Una etapa se compone de:
Un difusor, que es la parte estática.
Un impulsor (impeller), parte en movimiento.
El impulsor va acoplado al difusor como se
muestra en la figura y con sus alabes en
movimiento es el que hace que el fluido
suba
El difusor prepara el fluido para entregarlo al
impulsor de la siguiente etapa.

46. Etapas de la Bomba ESP
Según el tipo y diseño de cada bomba, cada etapa genera una presión
determinada.
Recuerde que entre más etapas aumenta la presión de
descarga, pero el caudal se mantiene constante, ya que
el caudal depende de la velocidad del motor

47. Datos de diseño
Un sistema de bombeo depende de varios factores. Algunos son:
•El tipo de crudo y su viscosidad
•La cantidad de agua
•El caudal (que depende de la velocidad del
motor)
•La presión del yacimiento
Para facilitar esta labor, los fabricantes de bombas entregan unas curvas
de rendimiento, las cuales permiten obtener todos los parámetros
requeridos de una manera sencilla, tales como:
•Número de etapas de la bomba
•Potencia del motor
•Cabeza entregada por la bomba

48. Curva de rendimiento
Las curvas de rendimiento dan información sobre una sola etapa de la
bomba ESP.
Con base a esta información se puede calcular, la cabeza entregada por
toda la bomba, el caudal o capacidad, la eficiencia y otros parámetros
con que debe operar.

49. CURVA DE RENDIMIENTO
Cabeza
Punto mejor eficiencia
Rango de Operacion
Eficiencia de la
bomba
Potencia del motor
Capacidad (BPD)

51. TUBERIA DE PRODUCCION
Existen diferentes tipos de tubos que varía desde el tipo de rosca,
grado y peso.
Sirve para transportar los fluidos del pozo hasta la superficie.
También sirve para sujetar el cable de potencia que lleva la energía al
motor desde la superficie.

52. SEPARADOR DE GAS
Es un equipo con características especiales que permiten reducir la
cantidad de gas que entra a la bomba.
Los separadores pueden ser de dos tipos: Estático - Dinámico
Tipo Estático
Los fluidos entran por una multitud de pasajes que
cambian la dirección del flujo, favoreciendo la
separación gravitacional de los líquidos separando el
gas libre para que escape hacia el espacio anular.
Este separador de gas se llama estático porque no
tiene partes movibles que ejerzan trabajo sobre el
fluido.

53. SEPARADOR DE GAS
Tipo Dinámico
Los fluidos entran por la base del separador a un cámara
donde son centrifugados con un inductor que termina en
“aspas rectas”. Los fluidos mas pesados se desplazan hacia
la parte externa y el gas se queda en el centro.
Por medio de un desviador (by-pass) el gas pasa al espacio
anular y el líquido a la bomba.

54. Separador de Gas Rotativo
•
La cámara rotativa actúa como una centrífuga y tiene
la mayor eficiencia de separación.
•
El inductor en el intake provee un desplazamiento
positivo hacia la cámara de separación
•
El gas libre es físicamente separado del resto de los
fluidos al final del separador
•
Areas de soporte radial pueden ser construidas de
materiales resistentes a la abrasión
•
La corriente rica en gas es venteada al espacio
anular.

55. CANALETAS – LINE GUARD - ZUNCHOS
CANALETAS .
Son protectores mecánicos del cable de extensión , que se instalan en
el conjunto de subsuelo.
LINE GUARD.
Son protectores mecánicos y sujetadores del cable
de potencia , se instalan en la unión de dos tubing.
ZUNCHOS.
Son láminas de acero que sirven para sujetar el
cable de potencia , se instalan en la unión de dos
tubing.

56. INSTALACION TIPICA DE BES

57. Operación y tiempo de
vida de los equipos

58. Tiempo de Vida del Equipo
Factores que afectan el tiempo de vida
Diseño apropiado del equipo
Temperatura del pozo
Gas libre
Viscosidad
Corrosión
Arena o materiales extraños
Escala
Fallas eléctricas
Problemas de operación
Tiempo de operación del equipo

59. Tiempo de Vida del Equipo
Diseño apropiado del equipo
Es el primer factor para lograr un buen tiempo de vida
La bomba debe ser diseñada para operar dentro del rango
de operación recomendado durante la vida del pozo
La información del índice de productividad del pozo y las
propiedades del fluido son indispensables para diseñar
correctamente la bomba
Un mal diseño puede ocasionar una falla prematura al
ocasionar que la bomba opere fuera de su rango
recomendado
Datos incorrectos sobre las características del fluido
pueden causar un error en el calculo de la potencia del
motor

60. Tiempo de Vida del Equipo
Soluciones para un Diseño apropiado del equipo
Buenos datos del yacimiento y del índice de
productividad
Buenos datos de las propiedades del fluido
Historia de instalaciones y problemas anteriores
Utilizar correlaciones apropiadas
Usar Variadores para dar mayor flexibilidad al equipo y
aumentar el tiempo de vida

61. Tiempo de Vida del Equipo
Temperatura del pozo
La temperatura de fondo afecta principalmente al motor.
Temperaturas de fondo por encima de 220 oF son
consideradas como altas para una aplicación ESP
La temperatura de operación del motor depende
principalmente de los siguientes factores:

Temperatura del fluido

Carga del motor

Velocidad del fluido alrededor del motor

Porcentaje de Agua, gas y petróleo

Viscosidad del fluido

Calidad de la energía (desbalance de corriente, voltaje, etc…)

62. Tiempo de Vida del Equipo
Soluciones a operaciones con altas temperaturas
El sistema ESP puede operar por largos periodos en
pozos con altas temperaturas siempre y cuando se
diseñe el equipo apropiado. Se recomiendan las
siguientes opciones en el equipo:

Aceite dieléctrico de alta temperatura (CL-5 o CL-6) - retiene sus
propiedades en altas temperaturas

Elastómeros de alta temperatura - Cables con aislamiento de
EPDM, bolsas de Aflas en el sello

Motores con construcción especial para asegurar tolerancias
apropiadas

Cuando sea apropiado, de-ratear los motores en pozos con altas
temperaturas

63. Tiempo de Vida del Equipo
Alta Viscosidad del fluido
La producción de fluidos con alta viscosidad puede
causar los siguientes problemas en el equipo
Electrosumergible

Incrementa el requerimiento de potencia del equipo

Reduce la eficiencia de la bomba

Incrementa las pérdidas por fricción en la tubería
incrementando el trabajo del equipo
Soluciones a la producción de fluidos con alta
viscosidad

Diseñar bombas con etapas de caudales mas altos y motores
de mayor potencia

Utilizar diluyente

64. Tiempo de Vida del Equipo
Corrosión
Fluidos corrosivos afectan al equipo Electrosumergible en la
siguiente forma:

CO2 causa corrosión en el housing, cabeza y base del equipo de
fondo

CO2 causa corrosión en la armadura de acero galvanizado del cable,
conectores y Motor Lead

H2S reacciona con el cobre del cable ocasionando que el cable se
desintegre

H2S ocasiona corrosión en ciertos tipos de aceros

65. Tiempo de Vida del Equipo
Soluciones a Problemas de Corrosión
Utilizar housings resistentes a la corrosión (9% a 12%
Cromo)
Bases y cabezas de acero inoxidable
Cables con armadura de monel o acero inoxidable
Ejes de monel o inconel
Cable con recubrimiento de plomo para protejer al cable de
H2S

66. Tiempo de Vida del Equipo
Producción de Arena
La producción de arena causa los siguientes
problemas en el equipo Electrosumergible

Desgaste por abrasión en las etapas de la bomba

Vibración excesiva en el eje de la bomba

Falla del sello mecánico en el sello

Posible falla en el motor por migración de fluido
Soluciones a la producción de fluidos con arena

Utilizar bombas con insertos de tungsteno resistentes a
la abrasión. Provee soporte axial y radial

Arrancar pozos lentamente para evitar producción de
arena

Utilizar separadores de arena en el fondo del equipo

Utilizar recubrimientos en las etapas de la bomba

67. Tiempo de Vida del Equipo
Materiales Extraños
La producción de materiales extraños puede causar los
siguientes daños en la bomba:

Destruir las etapas de la bomba

Taponar los espacios entre los alabes de las etapas

Bajo flujo alrededor del motor causado por el taponamiento
parcial de la bomba genera recalentamiento del motor o el cable
resultando en una falla prematura
Soluciones a la producción de materiales extraños:

Limpiar apropiadamente el pozo después de cada Workover

Utilizar mallas en en intake de la bomba

Arrancar pozos lentamente para disminuir la producción
excesiva de materiales extraños atrapados en el fondo del pozo

68. Tiempo de Vida del Equipo
Incrustaciones
La incrustación de materiales como escala o Asfaltenos en
las etapas de la bomba incrementan los requerimientos de
potencia (HP) y pueden taponar la bomba y la tubería.
Los tipos de incrustaciones mas comunes son:

Escala (Carbonatos)

Asfaltenos

Parafinas
Algunas soluciones para este tipo de problemas son:

Inyección de químicos

Incrementar la temperatura de la tubería (excepto Carbonatos)

Controlar la presión de entrada a la bomba

69. Tiempo de Vida del Equipo
Fallas Eléctricas
Las fallas eléctricas son principalmente causadas por los
siguientes factores:

Falla en los componentes eléctricos o electrónicos de superficie

Problemas en la generación de energía, como desbalance de
voltaje

Falla en el cable de potencia causada por picos de voltaje o
descompresión del cable

Sobrecarga del controlador o transformador debido a cambios en
las condiciones de fondo

70. Tiempo de Vida del Equipo
Errores de Operación
Los errores de operación mas comunes que ocasionan la
falla del equipo Electrosumergible son:

Operar la bomba por fuera del rango recomendado

Arranques excesivos del pozo

Operar la unidad con la válvula de superficie cerrada (El motor o
MLE se quemara por falta de refrigeración al no haber movimiento
de fluido)

Operar la unidad cuando el pozo se queda sin nivel

Bajar rápidamente la presión fluyente del pozo (puede causar
descompresión en el cable, MLE, o conectores)

Incrementar muy rápidamente la producción del pozo puede causar
el movimiento excesivo de arena o materiales extraños

71. Tiempo de Vida del Equipo
Envejecimiento del Equipo
El equipo Electrosumergible gira a 3,500 RPM, opera 24
horas al día en condiciones hostiles y sin ningún tipo de
mantenimiento al equipo de fondo. Es por esto que el
envejecimiento del equipo de fondo es una de las razones
más comunes por las que se tiene que realizar un pulling.
Algunas de las causas mas comunes son:

Baja producción debido a desgaste de la bomba

Falla del motor debido a sobrecarga o altas temperaturas

Falla del motor debido a contaminación de los fluidos del pozo

Falla del cable o el MLE debido a daños por descompresión

72. Operación del Equipo
Los tres parámetros básicos que deben ser monitoreados
constantemente para determinar la condición del equipo
Electrosumergible son:

Producción del pozo

Presión de entrada a la bomba

Corriente de operación del motor
Al evaluar constantemente estos datos se puede determinar
el estado actual del equipo y prevenir posibles problemas

73. Operación del Equipo
Producción del Pozo
Al evaluar constantemente los datos de producción del pozo
(flujo, presión en superficie, corte de agua) se pueden
determinar los siguientes factores:

Punto de operación dentro de la curva de la bomba

Tendencia de producción del pozo

Desgaste o taponamiento de la bomba

Huecos en tubería
La caída de producción es unos de los primeros
indicadores de un problema en el sistema
Electrosumergible

74. Operación del Equipo
Presión de Entrada a la Bomba
Al seguir de cerca el comportamiento de la presión de
fondo se pueden determinar:

Problemas relacionados al pozo o a la bomba

La operación actual de equipo en comparación a los datos de
diseño

Anticipar la pérdida de nivel en la entrada de la bomba

Huecos en tubería

Desgaste o taponamiento de la bomba
La caída o incremento de la presión de entrada a la
bomba es un indicador de la operación de la bomba y el
comportamiento del pozo

75. Operación del Equipo
Corriente de Operación del Motor
Al monitorear la corriente de operación del motor se
puede:

Determinar tendencias de la carga del equipo

Detectar posibles daños eléctricos o mecánicos del equipo

Determinar cambios en las condiciones del fluido de fondo

Gas

Emulsión
Cambios en la corriente de operación indican que el
motor está reaccionando a un cambio en la bomba, el
pozo o el sistema eléctrico.

76. Operación del Equipo
Los siguientes son parámetros adicionales que ayudan a
determinar el estado de operación del equipo:

Presión de descarga de la bomba

Temperatura de descarga de la bomba

Temperatura de fondo

Temperatura de operación del motor

Vibración del Motor

Pérdidas de corriente

77. Operación del Equipo
Troubleshooting
Para determinar correctamente el comportamiento del
pozo con el equipo Electrosumergible se debe analizar la
siguiente información:

Historia del pozo (Incluyendo Workovers, tratamientos químicos,
etc..)

Historia y operación de las instalaciones anteriores

Cartas amperométricas

Tendencias históricas de producción

Indice de productividad del pozo

Información de paradas y arranques

78. ANALISIS DE CARTAS
AMPEROMETICAS PARA
PREVENIR FALLAS Y
POSIBLES SOLUCIONES

79. Análisis de Cartas
Amperométricas

80. Controles Externos

81. Sobrecarga

82. Problemas al arranque

83. Excesivos arranques Manuales

84. Carga Errática

85. CARTA IDEAL

86. IDEAL AMP CHART
1. Normal chart.
2. Steady load
A. No gas
B. No foreign material
3. Good power supply.
4. Properly sized
equipment.
5. Ideal sample

87. ERRATIC LOAD
POSSIBLE CAUSES:
1. Varying fluid viscosity and/or fluid
density.
2. Heavy brine (kill fluids) or drill mud.
3. Producing sand.
4. Bad power supply.
POSSIBLE SOLUTIONS:
1. Attempt to circulate back through
pump. If possible, adjust the
controls (UL/OL) to keep unit
running until condition clears.
Application data must be reviewed
to establish an UL/OL range range
based on each application.
2. Check for sand production.
Decrease flow if excessive.
3. Verify voltage and current
balance.
4. If due to heavy fluids, reduce
flow.

88. ERRATIC LOAD
POSSIBLE CAUSES:
Continued:
1. Possible erratic inflow performance
and corresponding fluid level.
2. Possible spinning diffuser.
POSSIBLE SOLUTIONS:
1.

89. OVERLOAD
POSSIBLE CAUSES:
1. Viscosity change.
2. Sand possible, but doubtful.
3. Erratic & low voltage.
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Determine cause for overload
shutdown before attempting to
restart.
2. Check other near by well charts for the
same pattern - may indicate power
supply problem for field.

90. PUMP OFF - GAS LOCK
A. Start
B. Steady load.
C. Amperage begins to decline.
D. Gas comes out of solution - Pump
gas locks shutting system down
on underload.
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Install smaller pump.
2. Choke pump back.
3. Lower unit if possible (not below perfs)
4. Install a VSD.
5. Lower unit if possible (add shroud
if setting below perfs)
6. Increase annulus pressure to keep gas
in solution.

91. PUMP OFF - NO GAS
POSSIBLE CAUSES:
1. Unit too large for application.
2. High discharge pressure at
well head (not pump off)
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Unit possibly needs to be resized.
2. Back pressure on tubing.
3. Run a VSD.
4. Increase back pressure on tubing to
reduce flow rate.

92. GAS CHART
SOLUTIONS
1. Install a gas separator.
2. Choke system back.
3. Lower unit if possible.
4. Provide better venting of
annulus.
5. Shroud the unit and lower below
the perforations if possible.
6. Increase annulus pressure to keep
gas in solution.

93. UNDERLOAD SHUT DOWN
POSSIBLE CAUSES:
1. No fluid.
2. Broken shaft or coupling.
3. Pump screen and/or intake
plugged.
4. Faulty motor controller.
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Check idle amperage. Should
be roughly 50% of full load.
2. Verify OL, UL and timers are
working properly.

94. ERRATIC AMPERAGE ON START
POSSIBLE CAUSES:
1. Pumping mud, sand, scale or some
other form of substance on start.
2. Problem cleared roughly 2.1 hours
after start.
3. Short term gas from formation - monitor
well for reoccurring gas.
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Circulate or bail well on next installation.
2. Exercise proper startup procedures
for sandy wells.

95. TANK LEVEL SWITCH
POSSIBLE CAUSES:
1. Down time to short.
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Increase time delay.
2. Reset timer for one hour or more
depending on setting depth and
only if there is a check valve installed.
3. Decrease flow via back pressure
to match demand.
4. Install closed-loop VSMC.

96. POWER FLUCTUATIONS
ATTEMPTS TO RESTART
POSSIBLE CAUSES:
A
1.Switching transients - Electrical
storms.
2. Large single phase loads.
B
3. Training - Multiple attempts
to restart.
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Install surge protection.
2. Never restart a system that has
gone down on overload until
system is checked.
Note: Excessive attempts to restart will
destroy equipment. (Motor, flat cable,
round cable, etc. are all susceptible
to damage beyond repair.

97. PUMP OFF - RESTART FAILURE
POSSIBLE CAUSES:
1. Pump too large for application.
2. Auto-Restart delay set too short.
3. Reduced flow from producing zone
or plugged perforations.
NOTE: Restart time too short to allow
well to recover. Nevertheless, the
pump in this application is simply too
large.
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Resize unit.
2. Rework well.
3. Increase back pressure at surface
to reduce flow rate or install VSD.

98. UNDERLOAD
POSSIBLE CAUSES:
1. Not enough Fluid. Pump too large
for application.
2. Underload faulty, bypassed or
incorrectly set.
3. Possible plugged pump and/or flow line.
4. Closed surface valve.
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Resize unit.
2. Reset underload.
3. Acidize. May aid in cleaning
pump if it is plugged.
4. Verify discharge pressure and/or flow
rate at surface.

99. A. Possible pump off.
B. UL NOT SHUTTING SYSTEM DOWN
POSSIBLE PROBLEMS:
A.
1. Pump too large for application.
2. Possible plugged pump - verify discharge
pressure.
3. Closed surface valve.
B.
Underload faulty, bypassed or incorrectly set.
SOLUTIONS:
1. Resize unit.
2. Acidize. May aid in clearing pump if it is
plugged.
3. Reset underload or replace.

100. EXCESSIVE CYCLING
PROBLEM:
1. Excessive cycling.
2. Extremely hard on an ESP system.
Both electrically and mechanically.
POSSIBLE SOLUTIONS
1. Unit is too large for application.
2. Resize.
3. Back pressure on tubing, but do to the
frequency of off/on, it is doubtful this
would rectify the problem.
4. Set unit deeper, but not below
perforations.
5. Install VSD.
ACTUAL EXAMPLE

102. SERVICIO DE POZO DE
BOMBEO
ELECTROSUMERGIBLE

103. PASOS A SEGUIR PARA UN WS BES
• Desfogar pozo a tanques del equipo o batería.
• Circular fluido de workover de tubos a forros para controlar el pozo. (matar el pozo).
• Desarmar el cabezal del pozo.
• Instalar BOP.
• Conectar pup joint al tubing hanger y templar.
• Instalar polea para cable de potencia.
• Sacar tres a cuatro tubing a la velocidad moderada de acuerdo al tipo del pozo.
• Pasar cable de potencia por la polea y acomodar el caballete.
• Continuar con operación de sacar todos los tubing a velocidad moderada.
• Desconectar cable de potencia con cable de extensión y tomar medidas eléctricas.
• Inspeccionar cabezal de la bomba.
• Inspeccionar giro de la bomba
• Inspeccionar protector todas las cámaras.
• Realizar reporte de inspección.

104. SURVEY POZO

105. PROCEDIMIENTO PARA INSTALAR UN
CONJUNTO BES
• Colocar motor en la mesa de trabajo.
• Verificar que el giro sea suave.
• Acoplar motor con protector y verificar que el giro sea suave.
• Verificar contenido de aceite en las cámaras del protector.
• Acoplar protector con bomba.
• Verificar que el giro sea suave y no tenga juego axial y radial.
• Acoplar cable de potencia en el motor.
• Desplazar aceite dieléctrico desde el motor hasta llenar las tres cámaras del
protector y verificar que no quede burbujas de aire en el motor y protector.
• Verificar acoplamiento del motor , protector y bomba por el método de
generación de corriente.
• Conectar el primer tubing a la cabeza de descarga.
• Instalación de las canaletas para proteger el cable de potencia a lo largo
del conjunto BES.

106. Continúa
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Realizar empalme entre cable de potencia y cable de extensión.
Continuar bajando con tubería hasta la profundidad recomendada
instalando line guard dejando un tubing.
Conectar tubing con tubing hanger y sentar el tubing hanger.
Retirar BOP.
Colocar cabezal BES.
Pasar cable por mini mandrel.
Colocar epóxica en minimandrel.
Instalar cabezal a la línea de producción.
Conectar cable a caja de venteo.
Conectar cable al tablero o variador de frecuencia.
Arrancar pozo.

107. COMPLETACION

108. GRACIAS