Bombas multifase de alta potencia

Cambiamos el mundo de la producción petrolífera mediante un bombeo multietapa

En Sulzer, seguimos revolucionando el rostro de la producción petrolífera fabricando bombas multifase (multiphase pumps, MPP) de alta potencia. Con 20 años de experiencia en funcionamiento de MPP a nuestras espaldas, nos enorgullece servir al mercado con las bombas más grandes del mundo y ofrecer una alternativa técnica y comercial ventajosa a los sistemas convencionales.

Las bombas multifase Sulzer en primer plano

Las bombas multifase permiten transportar grandes caudales de mezclas de gas y líquido a través de largas distancias sin una separación por fases previa. Gracias a estas bombas, podemos producir de forma continua desde los campos petrolíferos y prolongar las vidas de dichas bombas reduciendo los costes de desarrollo. A continuación explicamos cómo la plataforma petrolífera Dunbar en el Reino Unido demuestra la forma de aprovechar estos beneficios en el campo.

Nuestras bombas multifase en la práctica: el campo de Dunbar

Nuestras bombas multifase llevan funcionando casi 20 años en el campo de Dunbar (consulte la figura 1), una plataforma en la boca de un pozo operada por la empresa TOTAL en el sector británico del Mar Norte. Dunbar es un satélite de la plataforma Alwyn North.

Fig. 1 Los campos de Dunbar y Alwyn.
Desde la introducción de nuestras bombas multifase en el campo de Dunbar, la producción petrolífera ha logrado continuar a pesar de la disminución de la presión del pozo. (fig. 2)
Fig. 2 Evolución de la presión en el campo de Dunbar a lo largo de los años.
Fig. 3 Concepto convencional.

¿Por qué bombas multifase?

TOTAL pensó en dos opciones de sistema para el campo de Dunbar. Una era un sistema convencional (Fig. 3) que operaba con baja presión, donde se bombeaban líquidos y el gas se comprimía ascendiendo por la tubería multietapa. La otra era un sistema innovador (Fig. 4) que utilizaba MPP para combinar varios pozos e impulsar los pozos de baja presión directamente a la tubería multietapa.

Fig. 4 Concepto innovador con bombas multietapa.

TOTAL eligió la solución de MPP de Sulzer en vez de una basada en separadores, porque:

  • No hacía falta realizar modificaciones importantes en las instalaciones de procesos existentes;
  • Suministraban una solución más económica.
  • Las restricciones de peso y espacio en la plataforma de Dunbar favorecieron al diseño de la extensión de módulos con voladizo de MPP. Este módulo era un 30 % más ligero que un sistema convencional; instalar las bombas verticalmente minimizaba los requisitos de espacio.
  • Se ofreció una flexibilidad operativa implementando un plan de separación de pozos.
Fig. 5 Módulo en el patio de fabricación

Instalación de bombas

Se incorporaron los dos paquetes de juegos de bombas a un módulo en el patio de fabricación. El módulo, con dimensiones de 12 m x 7,5 m x 19 m (L x An x Al) y 650 toneladas de peso (Fig. 5). se enganchó a la plataforma en el verano de 1999 y las bombas se pusieron en marcha en noviembre del mismo año.

Separar con inteligencia

Un buen plan de separación ofrece flexibilidad operativa. Este plan de tres cabezales de producción independientes  — (alta presión [high pressure, HP], baja presión [low pressure, LP] y presión ultrabaja [low low pressure, LLP]) —  saca el mayor partido de la energía natural de los pozos. Esto minimiza los requisitos de energía eléctrica. Los pozos de HP se saltan las bombas. Los pozos de LP y LLP se redirigen individualmente a una de las dos MPP para maximizar la producción.

Conectar y usar

Teniendo en cuenta la naturaleza inestable del bombeo de caudal de dos fases, Sulzer se ha centrado en desarrollar sistemas de control aptos que:

  • Hagan más fácil la vida del operario
  • Permitan un funcionamiento automático de la bomba
  • Aumenten el tiempo medio entre errores (Mean Time Between Failure, MTBF) de la bomba y optimicen la producción

El funcionamiento automático de la MPP de Dunbar incluye un sistema de presión de aspiración/control de par, donde se puede ajustar la velocidad automáticamente para lograr un punto de presión de aspiración ajustado por el operario. Esto permite amortiguar los tapones de líquido, lo que minimiza las vibraciones de la bomba y optimiza la producción.

Asociaciones sólidas

El centro de investigación y desarrollo de Sulzer ubicado en Winterthur, Suiza, dedica muchos esfuerzos a desarrollar nuevas soluciones para la bomba multifase, como un nuevo diseño de un tambor de balanceo y un dispositivo de amortiguación patentado en el centro del eje. La colaboración fluida entre TOTAL y Sulzer permitió aplicar con éxito esta investigación a las MPP de Dunbar en 2013. La mejora del diseño de la bomba ayudó a superar las inestabilidades resultantes de reducir las presiones de la boca del pozo y permitió a la bomba adaptarse a la evolución constante del campo petrolífero. Tanto TOTAL como Sulzer están seguros de que la flexibilidad de las MPP ayudará a optimizar la producción de vida avanzada del depósito de Dunbar y a mantener unas operaciones con presiones en las bocas de pozo de 20 bares (g) y menos, sin necesidad de una inversión importante.

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