IMPORTANCIA QUE TIENE EL SISTEMA DE BOMBEO DE HIDROCARBUROS PARA LA INDUSTRIA PETROLERA En la actualidad se presentan estudios de las bombas y la importancia del sistema de bombeo de hidrocarburos para la industria petrolera. El sistema de bombeo es uno de los métodos importantes de producción utilizados en la industria, la cual su principal característica es la de utilizar una unidad de bombeo para transmitir movimiento a la bomba de subsuelo a través de una sarta de cabillas y mediante la energía suministrada por un motor. Los componentes del bombeo mecánico está compuesto básicamente por las siguientes partes: unidad de bombeo, motor (superficie), cabillas, bomba de subsuelo, anclas de tubería, tubería de producción (subsuelo). La bomba es una máquina que absorbe energía mecánica y puede provenir de un motor eléctrico, térmico, o de combustión, transformándola en energía que transfiere a un fluido como energía hidráulica, la cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a otro, mediante tuberías y válvulas. Las bombas que se usan en la industria petrolera se dividen en 8 grupos: perforación, producción, transporte, refinería, fracturación, pozos submarinos, portátiles y de dosificación. Las dos principales clasificaciones de bombas en general son: de desplazamiento positivo (rotatorias y reciprocantes) y dinámicas (centrífugas, periféricas y especiales). Cada bomba responde a una necesidad específica, por lo que existe alta variedad de diseños, materiales y capacidades que en general se agrupan conforme a la siguiente clasificación: Las bombas de Desplazamiento Positivo pueden ser reciprocantes como son el de pistón de doble acción, el émbolo de simple acción y doble acción, otro tipo son de diafragma simple o múltiple. También existen bombas de desplazamiento positivo rotatorias las cuales son de rotor simple, las cuales pueden ser rotor simple con aspas, pistón, miembro flexible y tornillo. Otro tipo es la de rotor múltiple con engranes, lóbulos, balancines y también de tornillos. Las bombas dinámicas se dividen en centrífugas de flujo radial de simple succión, flujo mixto de doble succión. También está el de flujo axial de simple succión. Está las dinámicas periféricas de unipaso con autocebantes y las de multipaso con cebadas para medios externos. También se encuentra las dinámicas especiales electromagnéticas. En la industria petrolera se utilizan las bombas en las áreas de perforación, producción, transporte, refinería, fracturación, pozos submarinos portátiles y de dosificación. Para el transporte de hidrocarburos y sus derivados, manejo de fluidos de los procesos de producción, servicios auxiliares y apoyo a los procesos, se utiliza un tipo de bomba dependiendo del campo que se trabaja. Por ejemplo son las bombas utilizadas en oleoductos para el transporte de petróleo, en donde,
variables como la altura, diámetro de tuberías, velocidad requerida, entre otros, deben considerarse en el diseño de las mismas. Y las principales bombas que comúnmente se utilizan en la industria petrolera son las rotatorias de engranes o de tornillos, las reciprocantes de diafragma o de émbolo, y las centrífugas. He observado en artículos y reportes diferentes referente a las bombas, en la industria petrolera se maneja una alta variedad de fluidos, sujetos a una serie de propiedades físicas y las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y características del mismo, tanto en reposo como en movimiento. Este manejo de bombas es importante por la demanda estimada de PEMEX, y la normatividad empleada para sus adquisiciones, de las cuales se estableció una clasificación general por tipo de bombas: centrífugas, de desplazamiento positivo, ya sean reciprocantes como las bombas de diafragma o émbolo, o rotatorias como bombas de tornillo, como anteriormente mencionado. Pemex es la empresa más grande e importante de México, que opera en toda la cadena de valor de la industria, desde la exploración y la producción, hasta la transformación industrial, logística y comercialización, conjuntamente la normatividad. La importancia de la bomba centrífuga se debe a sus componentes principales como son: el impulsor, la carcasa, caja de rodamientos y flecha, este equipo cuenta con un elemento rotativo que comunica velocidad al líquido y se genera presión. Las bombas de émbolo cuentan con sus componentes principales como son: cilindro, válvulas, émbolo, cuerpo, y cigüeñales. Este equipo se basa en el movimiento alternativo de un pistón de doble efecto, accionado por un pistón hidráulico. Los componentes principales de una bomba de diafragma son: la válvula de retención, la válvula de succión, válvula de purga de aire, bola de descarga, válvula de alivio y pistón, estos equipos cuentan con una varilla reciprocante que mueve un diafragma flexible dentro de una cavidad, descargando fluido en forma alternada. Y otro tipo de bomba es la bomba de tornillos, este tiene un impulsor helicoidal que acciona uno o más tornillos para que se genere una presión que permite el movimiento de los fluidos axialmente y sus principales componentes son: un rotor, flecha, estator, carcasa, sello y camisas. Es importante tomar en cuenta que las bombas anteriormente mencionadas están elegidas de acuerdo a las Normas de Referencia, las cuales tienen como objetivo establecer los requisitos técnicos y documentales que deben cumplir los diferentes tipos de bombas utilizadas por la industria petrolera, ya sea adquiridas o arrendadas por PEMEX y sus organismos subsidiarios. Como cualquier empresa tiende a tener sus normas internacionales que rigen o establecen un mejor cumplimiento como empresa y superación de la misma. Las normas internacionales se sustentan a la adquisición de bombas, es la clasificación utilizada por American Petroleum Institute, la cual establece los diferentes tipos y clases de materiales de fabricación de las bombas que se utilizan en la industria petrolera.
La elaboración de unidades de bombeo, son importantes a grandes rasgos, debido al tipo de elaboración, y eficiencia, sobre todo tienen una mayor demanda por la necesidad en las operaciones de los organismos subsidiarios de PEMEX, ya que en diferentes áreas son importantes en la utilización y requerimientos alternativos para continuar con la operación, y obtener su objetivo. Una bomba conocida o escuchada es un equipo de bombeo mecánico (también conocido como “balancín” o “cigüeña”) produce un movimiento de arriba hacia abajo (continuo) que impulsa una bomba sumergible en una perforación. Las bombas sumergibles bombean el petróleo de manera parecida a una bomba que bombea aire a un neumático. Un motor, usualmente eléctrico, gira un par de manivelas que, por su acción, suben y bajan un extremo de un eje de metal. El otro extremo del eje, que a menudo tiene una punta curva, está unido a una barra de metal que se mueve hacia arriba y hacia abajo. La barra, que puede tener una longitud de cientos de metros, está unida a una bomba de profundidad en un pozo de petróleo. El balancín de producción, que en apariencia y principio básico de funcionamiento se asemeja al balancín de perforación a percusión, imparte el movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succión que mueve el pistón de la bomba, colocada en la sarta de producción o de educción, a cierta profundidad del fondo del pozo. Este es uno de los equipos más eficientes en el campo de producción porque los principales componentes del balancín están certificados por la API, que se encargan de terminar de extraer el crudo de los pozos de producción, debido a que se presenta una baja presión de fluido.
