cables wood group
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL INGENIERÍA EN PETRÓLEOS
LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
Tema:
CABLE PARA BES (WOOD GROUP)
INTEGRANTES:
CALDERÓN WILSON
CUZCO DIEGO
LOMAS CINTYA
ORTIZ OSCAR
RODRÍGUEZ CHRISTIAN
ROMERO DAVID
26 de septiembre del 2011
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INTRODUCCIÓN: ................................................................................................................ 3
CABLE ELÉCTRICO DE POTENCIA: ......................................................................... 4
COMPONENTES: ..................................................................................................................... 4 Conductor: ....................................................................................................................................... 4 Configuraciones del conductor: .......................................................................................... 4 Aislamiento: .................................................................................................................................... 5 Barrera: ............................................................................................................................................. 5 Chaqueta: ........................................................................................................................................ 5 Armadura: ........................................................................................................................................ 5
NOMENCLATURA .............................................................................................................. 5
NOMENCLATURA DEL CONDUCTOR .......................................................................... 5 NOMENCLATURA DE AISLAMIENTO ........................................................................... 6 NOMENCLATURA DE BARRERA .................................................................................... 6 NOMENCLATURA DE LA CHAQUETA .......................................................................... 6 NOMENCLATURA DE LA ARMADURA ......................................................................... 6 NOMENCLATURA DE LA CAPACIDAD DE VOLTAJE Y GEOMETRÍA DEL
CABLE ............................................................................................................................................ 7
MODELOS DE CABLES DE POTENCIA DE ESP-WOODGROUP. .................. 7
EFICAZ Y FIABLE POWERLINE ® ESP CABLE ......................................................... 7 POWERLINE 190 ...................................................................................................................... 8 POWERLINE 205 ...................................................................................................................... 8 POWERLINE 225 ...................................................................................................................... 9 POWERLINE 300 ................................................................................................................... 10 POWERLINE 450 ................................................................................................................... 10
GLOSARIO ......................................................................................................................... 11
FUENTES: .......................................................................................................................... 12
ANEXOS .............................................................................................................................. 13
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INTRODUCCIÓN: La principal función del sistema de bombeo electro-sumergible para la
extracción del petróleo, es proporcionar la energía adicional al fluido del
yacimiento mediante el uso de bombas centrifugas multi-etapa, donde su
caudal de operación es controlado mediante variadores de velocidad
instalados en la superficie del pozo.
El sistema de bombeo electro-sumergible es un medio efectivo y económico
para lograr recuperar considerables volúmenes de fluidos a grandes
profundidades.
Su aplicación es mayor en yacimientos con altos volúmenes de fluido,
porcentajes de agua y una bajara relación gas-petróleo (GOR), sin embargo
en la actualidad estos equipos han obtenido excelentes resultados en la
producción de fluidos de alta viscosidad, en pozos con fluidos abrasivos, altas
temperaturas y que disponen de un diámetro reducido.
Siendo el cable eléctrico de potencia uno de los componentes principales del
sistema BES, en el presente trabajo nos centraremos en el estudio de las
normas que describen sus características, ASTM B3-95, ASTM B8-99 y API
RP 11S5.
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CABLE ELÉCTRICO DE POTENCIA:
La energía eléctrica necesaria para el
funcionamiento del motor electro-sumergible es
transmitida desde la caja de venteo a través de
un cable eléctrico de potencia, que puede ser
plano o redondo de forma simple y/o tubo
capilar para la inyección de químicos dentro del
pozo.
COMPONENTES:
Conductor:
El conductor interno del cable eléctrico de potencia, se fabrica de tres tipos:
solido, trenzado y compacto.
El cable conductor viene en estilo redondo y plano en medidas desde el
número 2 hasta el 6 en cobre y en aluminio. Este número es escogido
dependiendo del voltaje, amperaje y el espacio disponible entre el tubing
collar y el casing. La mejor selección del tipo de cable se basa en la
temperatura de fondo y los fluidos encontrados. El calibre más utilizado en las
instalaciones de bombeo electro-sumergible es el AWG (American Wire
Gauge) #2.
Configuraciones del conductor:
1. Solido
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2. Concéntrico/ Trenzado comprimido.
3. Trenzado compactado.
Aislamiento:
La función del aislamiento es evitar contactos involuntarios con partes
energizadas del cable y encerrar la corriente en el conductor.
Barrera:
La barrera protectora del conductor interno del cable eléctrico de potencia.
Chaqueta:
La chaqueta de protección de la barrera en el cable eléctrico de potencia.
Armadura:
Finalmente el cable de potencia se recubre con una armadura protectora de
acero galvanizado.
NOMENCLATURA
NOMENCLATURA DEL CONDUCTOR
Al nombrar los cables, siempre comience desde adentro hacia afuera. El
primer elemento es el conductor
#/1 = AWG # / Conductor Sólido
#/7 = AWG # / Conductor Enhebrado (redondo)
#/7 C/S = AWG # / Conductor Enhebrado Compactado
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NOMENCLATURA DE AISLAMIENTO
El aislamiento es el segundo elemento y generalmente será:
PPE o P = Polipropileno /etileno
E = EPDM (etileno propilenodienemetileno)
K = Poliamida (Kapton™)
T = Cinta semi-conductor (RedaSurface)
S = Especial
NOMENCLATURA DE BARRERA
El siguiente elemento es la barrera protectora, ya sea de cinta o extruída, con
una letra única para cada tipo
S = Fluoruro de PolivinildenoEtruído (PVDF o Solef™)
TB-300 = Cinta & trenzado de fluoruro de polivinil (PVF o Tedlar™)
F = Fluoropolímero extruido (FEP)
TB-400 = Cinta/trenzado de alta temperatura
L = Plomo
NOMENCLATURA DE LA CHAQUETA
El siguiente elemento es la chaqueta
PE = Polietileno de alta densidad (HDPE)
O = Nitrilo (Compuesto de goma de nitrilo resistente al petróleo)
E = EPDM (Compuesto de goma de EPDM)
NOMENCLATURA DE LA ARMADURA
El siguiente elemento es la armadura
G = Acero galvanizado
HG = Acero galvanizado de película gruesa
GG = Doble galvanizado (dos películas)
SS = Acero inoxidable
M = Monel™
FP = Perfil de armadura plana
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El espesor de la armadura puede variar desde 0.015" a 0.034" (0.38 mm a
0.86 mm) Armadura gruesa de acero galvanizado está disponible como
Clases I, II o III (Espesor de la cubierta de Zinc)
NOMENCLATURA DE LA CAPACIDAD DE VOLTAJE Y GEOMETRÍA DEL
CABLE
El último elemento es la capacidad de voltaje y geometría del cable
3, 4, 5, 8 = Clasificación de voltaje (kV)
F = Configuración de cable plano
R = Configuración de cable redondo
MODELOS DE CABLES DE POTENCIA DE ESP-WOODGROUP.
POWERLINE ESP POWER CABLE
EFICAZ Y FIABLE POWERLINE ® ESP CABLE
Wood Group ESP proporciona la gama más completa y rentable de cable
ESP de alimentación y servicios de cable en la industria. El cable de
Powerline está disponible en un amplio conjunto de materiales, intervalos de
trabajo, y construcciones, lo que permite una selección específica de cable
diseñado para aplicaciones específicas.
Figura 1. PL
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El Cable de alimentación de Wood Group ESP ha sido desarrollado por
expertos y probado a nivel mundial en condiciones muy duras, calientes,
gases, corrosivos y con la máxima fiabilidad. Junto con el cable de
alimentación, Wood Group ESP también proporciona un servicio de cable
spooling que lo distingue de la competencia en cualquier terreno, mar
adentro, o configuración del Ártico.
POWERLINE 190
La opción económica para el enfriador, para zonas no agresivas. Aislamiento
económico de polipropileno y una chaqueta, proporcionan una larga vida de
uso, manteniendo los costos totales mínimos. Nominal de 190 ° F (88 °C).
Figura 2. PL190
POWERLINE 205
El PL205 es la solución rentable y de alta duración para aplicaciones
generales. Su aislamiento económico de polipropileno proporciona una larga
vida de uso, una chaqueta de caucho de nitrilo lo hace resistente al petróleo,
proporcionando una protección adicional mientras mantiene los costos totales
mínimos. El PL205 está disponible en forma redonda o plana. Nominal de
205 ° F (96 ° C).
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Figura 3. PL205
POWERLINE 225
Diseñados especialmente para uso en pozos de alto contenido de CO2. El
aislamiento económico de polipropileno está rodeado por una chaqueta de
plomo extremadamente duradero, que proporciona una barrera superior de
protección contra gases nocivos y una mayor resistencia al calor y corrosión.
Nominal de 225 ° F (107 ° C).
Figura 4. PL225
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POWERLINE 300
Un cable de alimentación versátil diseñado para una amplia gama de
temperaturas y aplicaciones. El aislante EPDM proporciona una protección
adicional contra el calor y el petróleo. La chaqueta de EPDM hace del
PowerLine 300 la mejor opción para los niveles moderados de gas y calor.
Nominal de 300 ° F (149 ° C).
Figura 5. PL300
POWERLINE 450
Está diseñado para soportar los entornos más severos. EPDM de aislamiento
y una chaqueta de plomo aseguraran la confiabilidad contra el calor extremo,
el gas y la corrosión. Es la mejor opción para los pozos críticos donde los
costos de workover en la reparación de pozos con ESP son altos. Nominal de
450 ° F (232 ° C).
Figura 6. PL450
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GLOSARIO
EPDM etileno propileno dieno monómero de caucho
Monel es el nombre que se asigna a las aleaciones comerciales con
razones níquel-cobre de aproximadamente 2:1 de peso. El monel es
más duro que el cobre y extremadamente resistente a la corrosión. Las
aleaciones del Monel resisten a la corrosión en un mayor rango de
ambientes. La conductividad térmica del monel aunque es menor que
la del niquel es significativamente mayor que la de las aleaciones de
niquel que contiene cantidades de cromo o hierro. Posee mayor
resistencia que el níquel al ácido sulfúrico, salmuera y agua. Debido a
su buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión se utiliza
frecuentemente en intercambiadores de calor. En anteojos se utiliza
para varillas, puentes y partes delanteras, y con menor frecuencia para
aros, permite soldaduras muy resistentes y un acabado que no se
desgasta.
Plomo: Su utilización como cubierta para cables, ya sea la de
teléfono, de televisión, de internet o de electricidad, sigue siendo una
forma de empleo adecuada. La ductilidad única del plomo lo hace
particularmente apropiado para esta aplicación, porque puede
estirarse para formar un forro continuo alrededor de los conductores
internos.
Galvanizado: Se denomina Galvanizado por Inmersión en Caliente al
proceso mediante el cual se obtienen recubrimientos sobre acero u
otros materiales férreos por inmersión en un baño de zinc fundido.
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FUENTES:
http://www.woodgroup-esp.com/products/Pages/PowerCables.aspx
http://www.romac.com/Submittals-2003/RUBBER/NBR-SUB.pdf
http://www.novacero.com/ws/novacero/novacero.nsf/paginast/D8F8E134B91B72B38825715E00012686?OpenDocument
http://www.electricasas.com/electricidad/circuitos/tablas-circuitos-electricidad-2/tabla-de-conversion-awg-a-mm2/
Catalog Wood Group, “ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMPS FOR THE PETROLEUM INDUSTRY”
NORMA API RP 11S5 (1993)
NORMA ASTM B 3 – 95
NORMA ASTM B 8 – 99
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ANEXOS Fórmula para convertir AWG a mm:
𝑚𝑚 =11.684
1.222932(𝐴𝑊𝐺+3)
Tabla 1. AWG para el cable conductor
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Tabla 2. Selección de cables
Material Capa del cable Propiedades
Cobre Conductor Excelente conductividad,
previene migración del gas en conductores.
Polipropileno Aislamiento Chaqueta
Es económico, resistente a la degradación producida por los
fluidos del pozo.
EPDM (Etileno PropilenoDienemetileno
Aislamiento Chaqueta
Alta fuerza dieléctrica, resistente a la descompresión, tiene añadido una protección al
calor.
Goma de Nitrilo Chaqueta Resistencia al petróleo, extra protección contra el calor, gas
y presión.
Plomo Chaqueta
Impermeable al gas, penetraciones químicas, usado en pozos con alto contenido de
gas, CO2, o H2S. Previene descompresión y resistencia al
calor.
Acero Galvanizado Armadura Resistencia a la corrosión.
Monel Armadura Extrema resistencia a la
corrosión
Tedlar, Tefzel, tejido de cintas
Cinta trenzada
Aplicada sobre el aislamiento para proveer mayor protección
y resistencia a la descompresión.
Tabla 3. Materiales y su uso