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Diseño de un mecanismo rotador de varilla automático para reducir la frecuencia de falla por rotura de varilla en pozos petroleros con levantamiento artificial por bombeo mecánico

Resumen

Este trabajo está dirigido al diseño computacional de la propuesta un mecanismo rotador de varillas de producción para un pozo petrolero con sistema de levantamiento artificial por bombeo mecánico, que pudiera reducir la frecuencia de falla por rotura y degradación de varillas debido al contacto con las tuberías de producción. Inicialmente, se realizó una revisión los factores que influyen en el desgaste de las varillas, y se estableció que el alcance del trabajo estaría limitado al dispositivo ubicado en la parte superior de la sarta de varillas, cuya función es provocar la rotación progresiva de las varillas. Posteriormente, se dio paso al diseño conceptual y de detalle del mecanismo, con la concepción de sus subsistemas. Una vez con el concepto y modelos definidos, se usó la herramienta analítica EES para elegir una altura de trabajo apropiada para el conjunto de resortes que facilitan la función principal del dispositivo, de acuerdo con limitaciones de tamaño y capacidad de resortes disponibles en catálogo. Dicha elección también permitió establecer la profundidad máxima del pozo al cual sería aplicable el dispositivo. Adicionalmente, se empleó las herramientas computacionales SolidWorks Simulation y SolidWorks Motion Study para evaluar el diseño, a nivel estructural y cinemático, en algunas etapas del proceso y de manera final. La entrega finaliza con la generación de una estimación económica de manufactura, un paso a paso de instalación, la descripción de algunas características funcionales y algunas conclusiones al respecto.