1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Sistemas de Bombeo en la Industria Petrolera Carrera: Ingeniería petrolera Clave de la asignatura: PED-1029 SATCA1 2 - 3 - 5 2.- PRESENTACIÓN Caracterización de la Asignatura. El objetivo principal del bombeo multifásico consiste en bombear fluidos inestables, mezclas de petróleo, gas, agua y sedimentos provenientes de los pozos, sin separación previa, por un oleoducto hacia un centro principal de separación y tratamiento de fluidos. Está tecnología puede recoger la producción proveniente de pozos que fluyen libremente, pozos que son producidos por levantamiento artificial o bien por estimulación del yacimiento mediante la inyección de vapor y / o gas. Las bombas multifásicas son bombas de doble tornillo de desplazamiento positivo, en los cuales el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara y el aumento de volumen de otra cámara, donde el fluido siempre está contenido entre el elemento impulsor y la cámara. Dependiendo de las condiciones de operación, tipo de mezcla y aplicación pueden diferenciarse dos modelos de bomba, las MW y las MPC. En los pozos de gas maduros, la acumulación de fluidos en el pozo puede obstruir y en ocasiones detener la producción de gas. El flujo de gas se mantiene eliminando los fluidos que se acumulan con el uso de una bomba de balancín o tratamientos de remedio, como limpiando, enjabonando o ventilando el pozo a presión atmosférica (conocido como “purgado” del pozo). Las operaciones de eliminación de fluido, en particular las de purgado, pueden causar emisiones importantes de metano a la atmósfera. Instalar un sistema de bombeo neumático es una alternativa económica para eliminar los líquidos. Los sistemas de bombeo neumático tienen la ventaja adicional de aumentar la producción, así como reducir significativamente las emisiones de metano que se relacionan con las operaciones de purgado. El bombeo neumático usa la concentración de presión de gas del pozo para bombear hacia fuera del pozo una columna de fluido acumulado. El sistema de bombeado neumático ayuda a mantener la producción de gas y puede reducir la necesidad de tener que realizar otras operaciones de remedio. Intención Didáctica. Esta materia aporta los conocimientos bases para identificar los nuevos equipos de bombeo utilizados en la industria petrolera, así como el uso de software de apoyo para el cálculo y selección de equipo de bombeo, lo que permitirá: 1

Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos

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Estudiar las características geológicas, petrofísicas y dinámicas que controlan la capacidad de almacenamiento y producción de yacimientos petroleros, aplicando tecnologías de punta. Innovar, diseñar, implementar y evaluar los sistemas y modelos de exploración, explotación y distribución para la optimización de los recursos con un enfoque de calidad y competitividad. Gestionar proyectos, así como realizar programas de investigación y desarrollo tecnológico para la solución de problemas en la industria petrolera. Aplicar nuevas técnicas de exploración y explotación que ayuden en la interpretación y evaluación de las posibilidades de localización de yacimientos, campos petroleros, así como pozos geotérmicos y acuíferos. Manejar software específico para el diseño, simulación y operación de los sistemas de exploración y explotación de hidrocarburos. Gestionar proyectos, así como realizar programas de investigación y desarrollo tecnológico para la solución de problemas en la industria petrolera.

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3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas Competencias genéricas Seleccionara equipo de bombeo, Competencias instrumentales compresores y ventiladores para la industria • Capacidad de análisis, síntesis y petrolera, basado en las normas adecuadas abstracción. • Capacidad de comunicación oral y escrita. • Habilidad en el uso de tecnologías de información y comunicación. • Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. • Capacidad para gestionar y formular proyectos. Competencias interpersonales • Capacidad para trabajar en equipo. • Capacidad crítica y autocrítica. • Compromiso ético. Competencias sistémicas • Habilidades de investigación. • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. • Liderazgo. • Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad). • Iniciativa y espíritu emprendedor. • Búsqueda de logro.

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4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de Participantes elaboración o revisión

Evento

Representantes de los Institutos Instituto Tecnológico Tecnológicos de: Superior de Puerto Superior de Coatzacoalcos, Vallarta del 10 al 14 de Minatitlán, Superior de Poza Rica agosto de 2009. y Superior de Venustiano Carranza.

Reunión Nacional de Diseño e Innovación Curricular para el Desarrollo y Formación de Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería Petrolera.

Academias de Ingeniería Petrolera de los Institutos Tecnológicos de: Superior de Coatzacoalcos, Minatitlán, Superior de Poza Rica, Superior de Tantoyuca y Superior de Venustiano Carranza.

Elaboración del programa de estudio propuesto en la Reunión Nacional de Diseño Curricular de la Carrera de Ingeniería Petrolera.

Representantes de los Institutos Instituto Tecnológico Tecnológicos de: de Coatzacoalcos, Superior de Poza Rica Superior del 22 al 26 de febrero Minatitlán, Superior de Poza Rica, Superior de Tantoyuca y Superior de 2010. de Venustiano Carranza.

Reunión Nacional de Consolidación de los Programas en Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería Petrolera.

Desarrollo de Programas en Competencias Profesionales por los Institutos Tecnológicos del 17 de agosto de 2009 al 19 de febrero de 2010.

5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Seleccionara equipo de bombeo, compresores y ventiladores para la industria petrolera, basado en las normas adecuadas. 6.- COMPETENCIAS PREVIAS • • • • •

Identificar las propiedades que influyen en la variable presión. Aplicar la ecuación de Bernoulli a un fluido para describir su comportamiento. Aplicar la ecuación de continuidad. Determinar caídas de presión en sistemas de tuberías. Utilizar instrumentos de medición de presión.

7.- TEMARIO Unidad

Temas

Introducción 1

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Motores acoplados a bombas

Subtemas 1.1 Clasificación de bombas y Compresores 1.2 Importancia del bombeo y compresión de hidrocarburos. 1.3 Equipos que utilizan bombas. 2.1 Motores eléctricos 2.2 Motores de combustión Interna 2.3 Otros dispositivos empleados para el accionamiento de equipo de bombeo.

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Bombas centrífugas

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Bombas rotatorias

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Bombas reciprocantes

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Compresores y ventiladores

3.1 Componentes principales 3.2 Materiales con los cuales se fabrican en función de su aplicación 3.3 Principio de funcionamiento (ecuación de Euler) 3.4 Altura de succión de una bomba 3.5 Tipos de pérdidas que se tienen en las bombas centrifugas 3.6 Potencia de accionamiento 3.7 Leyes de afinidad 3.8 Diagramas de comportamiento gasto-carga 3.9 Ventajas y desventajas de las bombas centrifugas, campos de aplicación, normatividad 3.10 Uso de software para la selección de bombas. 4.1 Principio de funcionamiento 4.2 Tipos de bombas rotatorias 4.3 Aplicaciones típicas para las bombas rotatorias 4.4 Limitaciones de las bombas rotatorias, normatividad. 5.1 Principio de funcionamiento 5.2 Volumen desplazado, teórico y real 5.3 Aplicaciones y limitaciones de las bombas reciprocantes, normatividad 6.1 Turbo compresores. 6.2 Compresores reciprocantes. 6.3 Ventiladores 6.4 Normatividad para la selección de compresores y ventiladores.

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8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas) • • • • • • • • • • •

Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de induccióndeducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis y trabajo en equipo. Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de terminología científico-tecnológica Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable. Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante.

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9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN La evaluación de la asignatura se hará con base en siguiente desempeño: • Evaluación continua • Reporte de prácticas • Reportes de investigación • Debatir los temas investigados 10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE UNIDAD 1. Introducción Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Desarrollar la capacidad de especificar • Identificar cada uno de los tipos de bombas las bombas apropiadas que satisfagan los requerimientos del sistema. UNIDAD 2. Motores Acoplados a Bombas Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Analizar el rendimiento de las bombas • Realizar una visita a instalaciones y a seleccionar la apropiada para una petroleras para observar las diferentes aplicación específica. aplicaciones de las bombas, compresores y ventiladores. UNIDAD 3. Bombas Centrífugas Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Analizar la presión en la entrada de las • Investigar las marcas y modelos de los bombas, con el fin de asegurar la motores que común mente se usan para operación adecuada. impulsar equipo de bombeo. UNIDAD 4. Bombas Rotatorias Competencia Específica a Desarrollar Diseñar sistemas de bombeo eficiente al respecto de la entrada de la bomba y del lado de descarga. UNIDAD 5. Bombas Reciprocicantes Competencia Específica a Desarrollar Análisis de bombas que se utilizar para impulsar líquidos a través de sistemas de tuberías.

Actividades de Aprendizaje •

Investigar la normatividad que rige la selección y operación del equipo de bombeo en instalaciones petroleras.

Actividades de Aprendizaje •

Identificar cada uno de los tipos de bombas

UNIDAD 6. Compresores y Ventiladores Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Al clasificarse según el indicio • Investigar las aplicaciones de bombeo que

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constructivo los compresores volumétricos se subdividen en los de émbolo y de rotor y los de paletas en centrífugos y axiales. Es posible la división de los compresores en grupos de acuerdo con el género de gas que se desplaza, del tipo de transmisión y de la destinación del compresor.

requieren que haya control de los parámetros del equipo de bombeo en tiempo real.

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11.- FUENTES DE INFORMACIÓN 1. FRANQUINI B. Joseph / FINCMORE E. John. Mecánica de Fluidos con Aplicaciones en Ingeniería. McGraw – Hill, España 1997 2. TYLERG Hicks. BME, Bombas, su Elección y aplicación. Compañía editorial Continental, S.A., México. 1979. 3. Dr. Ing. CISNEROS MARTINES Luis. Manual de Bombas. Blume. Barcelona; España, 1977. 4. KARASSIK IGOR I. CARTER ROY. Bombas Centrífugas, Continental, S.A. México. México 1978 5. MENAUGHTON KENNETCH. Bombas: Selección y Mantenimiento. McGraw – Hill. México 1890. 12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS • • • • • • • • •

Parámetros en los cuales trabajan las bombas y compresores en equipos petroleros. Criterios de selección de los diferentes equipos de bombeo Motores eléctricos acoplados a una maquina de bombeo. Funcionamiento de una bomba centrifuga. Funcionamiento de una bomba rotatoria. Funcionamiento de una bomba reciprocante. Proceso de compresión isotérmico. Cálculo de potencia de ventiladores. Normatividad para la selección de compresores y ventiladores.

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