Bombas Triplex

JET Módulo 2 Bombas Triplex Versión Provisoria

ÍNDICE 1 2 3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.3.4 4 5 5.1 5.2 5.3 5.3.1 6 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.2.7 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 6.3.6

Introducción Introducción a las bombas triplex Componentes principales de las bombas triplex Tipos de bombas Servicios de cementación / terminación Servicios mixtos de cementación y fracturamiento Servicios de fracturamiento Servicios de tubería flexible Cálculos del caudal de bombeo Especificaciones y valores nominales de la bomba triplex serie PG Caja de cadena Power end Fluid end Especificaciones Mantenimiento rutinario Cavitación de las bombas Power end Temperatura Ruidos Sellos de pony rod Lodos y cemento Corrosión por productos químicos o agua salada Sistema de lubricación del power end Tipos de bombas hidráulicas Fluid End Sistema de lubricación del fluid end Pistones y empaque Retenedores de tapa del fluid end O-ring y anillo de respaldo Válvulas (válvulas MacClatchie) Asientos de válvula (asientos de válvula MacClatchie)

pg 04 pg 05 pg 06 pg 08 pg 08 pg 12 pg 15 pg 18 pg 20 pg 21

pg 21 pg 22 pg 23 pg 24 pg 26 pg 27 pg 29 pg 29 pg 29 pg 30 pg 30 pg 31 pg 31 pg 33 pg 34 pg 34 pg 38 pg 39 pg 40 pg 42 pg 44

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JET 2 - Bombas Triplex v1.0 (Provisional)

ÍNDICE TOC 6.3.7 6.3.7.1 6.3.7.2 6.3.7.3 6.3.7.4 6.4 7 7.1 7.1.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 8 9 9.1 9.2 10 11 12

Empaque Procedimiento de reempaque del fluid end Extracción e instalación de asientos de válvula Instalación con anillo inicial del empaque Reempaque con anillo inicial Sistema de lubricación de la caja de cadena Revisión Inspección STEM 1 y funcionamiento de la bomba triplex Inspección STEM 1 de la bomba triplex Inspección STEM 2 de la bomba triplex Caja de cadena Power end Fluid end Lubricadores del empaque (Alemite) Inspección anual de la bomba triplex - cada 12 meses Reparación de problemas Anexo 1 - procedimientos de cebado Cebado de bombas triplex por gravedad Cebado de bombas triplex con bomba presurizadora Anexo 2 - prueba de presión hidráulica (HHP) Referencias Verifique sus conocimientos

pg 46 pg 47 pg 54 pg 59 pg 62 pg 65 pg 66 pg 66 pg 66 pg 69 pg 69 pg 70 pg 71 pg72 pg 72 pg 73 pg 75 pg 76 pg 77 pg 78 pg 79 pg 80

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INTRODUCCIÓN 1.0.0 La finalidad de cualquier bomba es convertir la energía mecánica suministrada por un motor, turbina u otra máquina motriz en energía hidráulica de la forma más eficiente posible. Las bombas deben ser ligeras, compactas, sencillas, y fáciles de manejar y mantener, además de proporcionar la eficiencia y potencia requeridas. Schlumberger Well Services utiliza bombas de alta y baja presión (también denominadas bombas de desplazamiento positivo). Las bombas de alta presión emplean pistones para desplazar el fluido. En este módulo de entrenamiento se presenta una de las bombas de alta presión más utilizadas en la industria petrolífera: la bomba triplex.

Verifique que todos los dispositivos de seguridad estén instalados y se encuentren operativos antes de hacer funcionar una bomba triplex. Eso incluye la presencia de dispositivos de apagado por sobrepresión y válvulas con discos de ruptura.

Objetivos del entrenamiento:

Términos utilizados en este módulo

Al terminar este módulo, usted debería ser capaz de: · Explicar la función de una bomba triplex · Conocer los diferentes componentes de una bomba triplex · Describir el funcionamiento de una bomba triplex · Reconocer diversos modelos de bombas · Identificar los tamaños y especificaciones de las bombas triplex · Hacer mantenimiento a las bombas triplex · Solucionar los problemas más habituales de la bomba · Revisar la bomba triplex

Bomba reciprocante Aparato mecánico compuesto por diversos elementos de desplazamiento positivo de acción simple: tales como los pistones o los émbolos, que se utiliza para transmitir un flujo pulsante a un fluido. Las bombas reciprocantes empleadas por Well Services son unidades triplex (tres pistones) y quintuplex (cinco pistones) de acción simple.

Cuando realice trabajos en una bomba, siga los procedimientos que figuran en el Estándar de Seguridad 4 de Well Services Instalaciones y Talleres. Cuando realice pruebas de funcionamiento de una bomba, siga los procedimientos indicados en el Estándar de Seguridad 5 de Well Services - Seguridad en la Locación.

Acción simple Es una bomba en la que el líquido contenido en cada pistón es descargado sólo en el movimiento hacia delante del pistón correspondiente a medio giro de la biela.

Advertencia de seguridad: Durante el entrenamiento práctico, se requiere una supervisión adecuada. Solicite asistencia a su supervisor si no está familiarizado con el funcionamiento o le preocupa algún aspecto del mismo.

Bomba de desplazamiento positivo Bomba que utiliza pistones o cilindros para desplazar el fluido, normalmente bajo presión. Al cerrar una válvula en la descarga se ocasiona sobrepresión.

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INTRODUCCIÓN A LAS BOMBAS TRIPLEX 2.0.0 La designación genérica de bomba triplex se aplica a cualquier tipo de bomba con tres pistones. Las bombas reciprocantes con pistones son las bombas más eficientes para el bombeo de fluidos abrasivos a alta presión (1.000 psi o más) y las que menos mantenimiento requieren.

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COMPONENTES PRINCIPALES DE LAS BOMBAS TRIPLEX 3.0.0 Casi todos los modelos de bombas tienen tres componentes principales: Caja de cadena, (también llamada reductor de velocidad): reduce la velocidad de rotación (rpm) del eje de entrada. Well Services utiliza cajas de cadenas en las bombas de la serie PG y reductores de engranajes en la mayoría de los modelos de bombas restantes. Caja de cadena

b) Convierte la salida del motor de bajo torque y alta velocidad de rotación en alto torque y baja velocidad de rotación, más adecuado a los requisitos del power end. El motor primario hace que la cadena se desplace sobre las ruedas dentadas superior e inferior, montadas en el eje de piñón de la bomba. Cuando el motor primario hace girar el eje inferior, la cadena transmite la potencia al eje superior, haciéndolo girar también. Este eje transmite entonces la rotación al eje de piñón del power end. Debido a la diferencia en diámetros de las dos ruedas dentadas de la caja de cadena, la velocidad de salida del motor primario se reduce y se incrementa el torque transmitido a la bomba.

La caja de cadena tiene dos importantes funciones: a) Ofrece flexibilidad, permitiendo montar la bomba en distintas posiciones con respecto al eje de salida del motor primario. La caja de cadena puede ir montada en cualquiera de los lados del power end.

Configuración típica de dos bombas P.G.

Para evitar que la caja de cadena se mueva al aplicarle potencia, asegure la cadena al chasis o skid por medio de un par de barras de torsión.

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Power end: convierte la energía de rotación en energía de movimiento alternativo. El power end funciona igual que el cigüeñal del motor de un automóvil. El eje de piñón mueve el cigüeñal mediante los engranajes principales. Las excéntricas del cigüeñal transforman la rotación del eje principal en un movimiento alternativo. La fuerza alternativa se transmite entonces a las bielas y las crucetas, desplazando los pistones que se encuentran en el fluid end.

Fluid end: recibe la energía del power end. Esta parte de la bomba triplex recibe fluido a baja presión, transmite potencia al fluido y lo descarga a alta presión. La acción de bombeo mecánico es similar a la de un motor reciprocante convencional de combustión interna o un compresor de aire de pistón reciprocante. Cuando el pistón se mueve hacia el power end durante la carrera de succión, la presión que hay en el interior de la cámara disminuye, entre las

válvulas de succión y de descarga. Eso hace que la válvula de succión se levante y permita la circulación de fluido en el manifold de succión a través de la entrada de succión, alrededor de las válvulas de succión y en el interior de la cámara. Cuando el pistón se desplaza en sentido opuesto, hacia el fluid end (carrera de descarga), el fluido que hay dentro de la cámara es expulsado hacia el exterior. La válvula de succión se cierra inmediatamente y el fluido levanta de su asiento la válvula de descarga, empujando el fluido hacia la cámara de descarga.

Flujo a través del fluid end

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TIPOS DE BOMBAS 3.1.0 Las bombas triplex se utilizan en servicios de cementación, servicios mixtos de cementación/fracturamiento, servicios de fracturamiento y servicios con tubería flexible.

3.1.1 Servicios de cementación / terminación 3.1.1.1 Tipos de bombas Serie PG de 5 Pulgadas de Carrera Las bombas de la serie PG eran las bombas más comunes en todos los equipos de cementación hasta hace poco. Estas bombas se suministran con armazones de magnesio (bombas montadas en camiones) y con armazones de acero (aplicaciones costafuera). La reducción de engranajes en el power end es interna y se consigue a través de un engranaje principal y un eje de piñón. La bomba suele ir conectada a una caja de cadena, que permite lograr una mayor reducción y una mejor compensación.

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Serie SPM TWS600S de 6 Pulgadas de Carrera Estas bombas incorporan una caja de prensaestopas en el fluid end. El tamaño del pistón puede variar dentro de un cierto intervalo de valores. Para ello basta sustituir el prensaestopas. Estas bombas se están utilizando como alternativas a las bombas de la serie PG en los últimos diseños de equipos de cementación / terminación. Poseen un power end de tipo cigüeñal con un reductor de engranajes enroscado. Estas bombas tienen un diseño mucho más compacto, y poseen una potencia nominal de 600 hp, frente a los 250 hp de potencia nominal de las bombas de la serie PG. Esto es también una ventaja para los nuevos equipos de cementación de alta potencia que se están desarrollando y resulta más adecuado para operaciones de bombeo continuo asociadas a servicios con tubería flexible.

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3.1.1.2 Componentes Válvulas y asientos No hay válvulas ni asientos especiales para los servicios de cementación / terminación. Existen varios proveedores que suministran estos componentes. En algunas locaciones se utilizan válvulas con piezas de inserción de goma elásticas, que permiten conseguir mejores resultados en las pruebas de presión, ya que tienden a mantener mejor la presión. En todas las aplicaciones de bombeo de terminación y cementación, es necesario utilizar válvulas de succión con discos de ruptura del valor nominal correcto.

Empaques En los servicios de terminación se recomienda utilizar un empaque con anillo inicial universal.

Estabilizadores de succión En los servicios de terminación no se utiliza ningún estabilizador de succión.

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3.1.2 Servicios mixtos de cementación y fracturamiento GD1250 La unidad GD1250 es un modelo ligero que ofrece una elevada potencia en relación con el peso de la bomba. Se utilizó inicialmente en la Unidad de Bombeo Pod ("Pumper Pod"), una combinación de blender y bomba de fracturamiento. También se utiliza en skids de alta potencia en aplicaciones costafuera como alternativa a la unidad MD1000. Existen tres tipos de fluid ends disponibles. Dos de ellos pueden ir equipados con múltiples pistones e incorporan prensaestopas intercambiables.

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MD1000 Las bombas triplex del modelo MD1000 deben su nombre a su diseñador, Michel Drevet, y a su potencia hidráulica máxima de salida, que es de 1.000 hhp. A diferencia de los otros dos tipos de bombas triplex, el modelo de bomba MD1000 emplea una placa, en lugar de ruedas independientes, para accionar los tres pistones. La bomba MD1000 se compone de tres bielas de empuje que forman un ángulo de 120 grados, conectadas a un plato oscilante. Cada biela de empuje está acoplada a su vez a una cruceta, que acciona un pistón. Cuando la fuerza motriz hace girar los engranajes del power end, una de las bielas de empuje queda colocada en la Posición de Avance Máximo (MFP en sus siglas en inglés), mientras la segunda se mueve hacia delante y la tercera se desplaza hacia atrás.

Ventajas de las bombas MD1000 Estos modelos tienen muchas ventajas con respecto a las bombas triplex convencionales, pero sólo suelen utilizarse en aplicaciones costafuera. Entre dichas ventajas destacan las siguientes: · Eficiencia total: mientras las bombas accionadas por cigüeñal convencional generalmente tienen una eficiencia máxima del 80%, la bomba MD1000 posee una eficiencia del 93%. Eso significa que se transmite más potencia hidráulica al fluido que se está bombeando, que la potencia es menos intermitente y más continua, y que se disipa menos potencia en forma de calor. Este último aspecto es especialmente importante, porque al ser menor la temperatura de funcionamiento, se puede utilizar un refrigerador de aceite más pequeño, lo que permite reducir el peso y el tamaño de la bomba.

·Relación peso/potencia: la relación entre el peso de la bomba MD1000 y su potencia de entrada tiene un valor de 6,68. En el caso de las bombas accionadas por cigüeñal, esta relación oscila entre 8,33 y 19,82. Eso significa que la bomba MD1000 suministra una potencia hidráulica superior a igualdad de peso. De hecho, la bomba puede ser un 33% más ligera que una bomba accionada por cigüeñal y suministrar, sin embargo, la misma potencia. Eso quiere decir que la bomba permite transmitir más potencia hidráulica y se requiere transportar menos peso muerto. Para operaciones costafuera, donde los costos de transporte son considerables, esto representa una gran ventaja.

·Tamaño del pistón: a igualdad de tamaño de los pistones de una bomba MD1000 y una bomba accionada por cigüeñal, la presión de trabajo y el caudal de la bomba MD1000 son mayores.

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·

Relación potencia/volumen: la relación entre la potencia de entrada de la bomba MD1000 y su volumen total tiene un valor de 13,52. En el caso de las bombas accionadas por cigüeñal, dicha relación está comprendida entre unos valores de 3,5 y 10. Eso significa que, a igualdad de volumen entre las dos bombas, la bomba MD1000 suministra mayor potencia hidráulica. Dicho de otro modo, si la potencia de ambas es la misma, el volumen total que ocupa la bomba MD1000 es menor. Por eso, en cualquier aplicación concreta, la bomba MD1000 es más pequeña y compacta que la accionada por cigüeñal, y por ende, más fácil de transportar.

·

Equilibrio: el diseño de la placa de transmisión permite mantener perfectamente equilibrado el eje principal. Eso reduce los ruidos y las vibraciones del sistema y alarga la vida útil de los cojinetes. Asimismo, el eje principal de la bomba MD1000 está alineado con el eje del motor primario (motor o propulsor). Esto permite mejorar el diseño del equipo y reducir el espacio requerido.

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3.1.3 Servicios de fracturamiento 3.1.3.1 Tipos de bombas Serie HD2250 de 8 pulgadas de carrera Las bombas HD2250 se utilizan habitualmente en servicios de fracturamiento. En la actualidad, estas bombas se instalan con un motor primario de potencia de 2.250. Las unidades más antiguas pueden ir equipadas con una versión anterior, llamada bomba AWS 1800. Esta bomba aplica una desmultiplicación interna. Para cada tamaño de pistón se utiliza un fluid end diferente.

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Bomba Crossbore SD2000 Esta bomba de 11 pulgadas de carrera se diseñó inicialmente con el fin de sustituir a los fluid ends en línea. Esta bomba presenta la desventaja de pesar unas 4.000 libras más que las bombas HD2250, lo que dificulta su transporte en remolques.

3.1.3.2 Componentes Válvulas y asientos En los servicios de fracturamiento se utilizan válvulas con insertos pegados. Ya que de otra manera, los fluidos con agente de sostén pueden penetran por debajo del inserto haciendo que las válvulas fallen. En todas las aplicaciones de bombeo es necesario utilizar válvulas de succión con discos de ruptura del valor nominal correcto. Existen diversos proveedores de válvulas y asientos.

Empaques Los empaques con anillos iniciales son de uso generalizado en todos los servicios. Encontrará una descripción más detallada en la Sección 6.3.7 - Empaques.

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3.1.3.3 Consideraciones especiales para trabajos CO2 Normalmente, en los trabajos de fracturamiento se utiliza CO2, lo que exige que los equipos tengan especificaciones especiales, tales como disponer de un manifold de succión especial para CO2 que son capaces de trabajar con altas presiones de succión.

Durante el bombeo de CO2, se DEBE desconectar el estabilizador de succión taponando la cabeza de succión. En el caso del CO2, se puede usar empaque con anillo colector y aceite lubricante estándar para presiones de hasta 5.000 psi. Si la presión supera los 5.000 psi, es necesario utilizar anillos iniciales especiales. A presiones más elevadas, el gas de CO2 penetra el interior del anillo inicial durante el bombeo y es expulsado al final del trabajo. Eso hace que el empaque falle al realizar trabajos convencionales tras haber llevado a cabo un trabajo con CO2.

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3.1.4 Servicios de tubería flexible En los servicios con tubería flexible los parámetros requeridos en las bombas son diferentes. Debido a la elevada presión de fricción que soportan las tuberías flexibles, existe un caudal máximo de bombeo que no puede superarse. En este tipo de aplicaciones, se recomienda utilizar bombas triplex especiales para tuberías flexibles

3.1.4.1 Tipos de bombas Serie OPI600 de 6 pulgadas de carrera

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Bombas PG / Butterworth Para transformar una bomba PG estándar de modo que sea posible destinarla a prestar servicios a alta presión con tubería flexible , debe utilizarse un fluid end Duralife de acero inoxidable. Aunque las bombas PG no están diseñadas para su uso en operaciones de bombeo continuo con tuberías flexibles, en estas aplicaciones los fluid ends Duralife funcionan mejor que las bombas triplex convencionales. Los pistones de 2,5 pulgadas de tamaño son idóneos para el

bombeo de caudales pequeños, y además esta bomba incorpora pistones de fluido recambiables. Su cuerpo en acero inoxidable hace que esta bomba sea ideal para bombear agua de mar o salmuera. 19


CÁLCULO DEL CAUDAL DE BOMBEO 4.0.0

EJEMPLO: SPF 343 Transmisión Allison serie 9800 - 4ª velocidad (Relación 1,77 : 1) Rpm del motor: 1.900 Relación 6,353:1 del power end HD2250 Fluid end IOPI (pistones de 5 ½)

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ESPECIFICACIONES Y PARÁMETROS NOMINALES DE LA BOMBA TRIPLEX SERIE PG 5.0.0 CAJA DE CADENA 5.1.0 La mayoría de las unidades dobles de bombeo, tales como los modelos CPS y CPT, utilizan una caja de cadena estándar de 23,15 pulgadas de centro a centro, para la bomba de fondo. La caja de cadena está equipada con una cadena de 90 pulgadas de longitud. Las bombas de mezcla tienen una caja de cadena de mayor tamaño (tramo de prolongación de 6 pulgadas) con longitud de 29,15 pulgadas de centro a centro. La cadena también puede ser de 95 eslabones. Con el fin de aumentar el tamaño de la caja de cadena, añada un separador e incremente la longitud de la cadena. Ambas cadenas se denominan Quad 80, que significa que cuentan con 80 eslabones (distancia entre un pasador y otro) y con 4 cadenas a lo ancho. Caja de cadena

Los brazos de torque tienen la finalidad de estabilizar y controlar la reacción del torque aplicado a través de la caja de cadena. Para ajustar los brazos de torque, siga los pasos que se indican a continuación: 1. Haga girar los brazos de torque y utilice la rosca izquierda para modificar su longitud. 2. Fije uno de los brazos de torque en la posición deseada. 3. Asegúrese de que el eje de transmisión no tenga ninguna obstrucción. 4. Ajuste el otro brazo de torque en cualquier dirección para apretar la caja de cadena y bloquear su posición. 5. Coloque todas las tuercas de seguridad y apriételas.

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POWER END 5.2.0 En las bombas PG, se puede configurar el power end de forma que se accione desde el lado derecho o desde el lado izquierdo. Estas dos configuraciones no requieren el uso de piezas distintas, sino que se diferencian en la forma de instalar el eje de piñón en el cuerpo del power end. Cuando modifique la posición del eje de piñón, vuelva a sincronizar los engranajes. NOTA: El mecánico del distrito es quien debe volver a sincronizar los engranajes.

NOTA: En ciertos casos, el power end de la serie PG gira en sentido opuesto. Esto no es habitual, pero suele ocurrir en las unidades que incorporan dos bombas PG instaladas una frente a otra impulsadas por motores diesel convencionales.

Accionamiento a derecha

Accionamiento a izquierda

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FLUID END 5.3.0 Existen 5 fluid ends diferentes disponibles para los power end de la serie PG. Los más comunes son los fluid ends G, L y H. En su fabricación se utiliza acero AISI 4340 o de calidad superior. Los fluid ends R y S se destinan a ciertas aplicaciones especiales, donde las presiones requeridas son extraordinariamente elevadas, como en trabajos de estimulación. Suelen estar re-enforzados ("auto-frettage") para prolongar su vida útil. El re-enfuerzo es similar al proceso que se utiliza en la fabricación de cañones de artillería para aumentar la resistencia del metal a la fatiga. El material es sometido a un tratamiento térmico y a un tratamiento de estabilización simultáneo a alta presión.

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5.3.1 Especificaciones

*Calcule el caudal máximo de una bomba triplex partiendo de un rendimiento volumétrico del 97%.

NOTA: Se recomienda utilizar ambas salidas de descarga cuando el caudal supere los 8,2 bpm para evitar el desgaste de la salida de descarga, el buje y el manifold. Los límites de presión máximos del fluid end se deben a la carga máxima en barra del power end, no a los límites de presión del fluid end.

La bomba triplex PG05 completa pesa 5.250 libras (2,4 toneladas). Se utiliza en unidades en skid costafuera, tales como el modelo CPS 362, donde el peso no es un factor crucial. También se emplea en ambientes corrosivos, como en áreas costafuera, donde la unidad PG03, con cuerpo de magnesio, resiste la corrosión severa. Las unidades heli-transportables CPT 372, CPT 462 y CPS 310 utilizan el modelo PG03 porque en su caso el peso es un factor de diseño importante.

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MANTENIMIENTO RUTINARIO 6.0.0 Como ocurre con cualquier otro equipo, el mantenimiento de la bomba triplex prolongará su vida útil. En este capítulo encontrará los pasos que debe seguir para conseguir el correcto cuidado, mantenimiento y reparación de las bombas triplex.

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CAVITACIÓN DE LAS BOMBAS 6.1.0 La cavitación es la principal causa de deterioro de las bombas triplex durante su funcionamiento, especialmente cuando la bomba golpea y las líneas de tratamiento vibran violentamente. Otra fuente de cavitación es la rotura prematura de los discos de ruptura (válvulas de succión) a presiones mucho más bajas que su presión de ruptura nominal. En ambos casos, el resultado ocasiona una falla en la operación. La cavitación normalmente se produce cuando: · Se utiliza para presurizar, una bomba deteriorada o dañada que no mantiene la presión adecuada en el manifold de succión de la bomba · Hay una fuga de aire en el manifold de succión · El bombeo es demasiado rápido como para que la bomba centrífuga pueda suministrar un caudal de fluido suficiente a la bomba triplex. La cavitación se produce cuando la cámara no está llena de líquido y el pistón pasa de succión a descarga. El pistón no empuja el fluido hacia la descarga, sino que comprime el vapor causando un cambio momentáneo en la carga de la bomba y en la velocidad del pistón. Este cambio repentino de la velocidad causa una enorme tensión en el power end y en el fluid end, lo cual puede producir fatiga o falla mecánica.

La cavitación es más probable que ocurra cuando se bombea petróleo, incluso después de cebarla, que cuando se bombea agua, ya que el agua tiene una presión de vapor mucho menor que el petróleo. Para evitar la cavitación, deben realizarse lo siguientes pasos: · Asegúrese de que la bomba triplex esté bien cebada purgando todo el aire del sistema. NOTA: Inspeccione anualmente los fluid ends para comprobar que no haya fisuras utilizando el proceso de prueba de partículas magnéticas. Póngase en contacto con Gardner Denver si desea realizar una inspección básica. Consulte con su encargado de mantenimiento si necesita más información.

· Asegúrese de que el amortiguador de pulsaciones esté en buenas condiciones y compruebe la purga de aire durante el cebado de una bomba en una unidad de fracturamiento.

· La cavitación provoca lecturas incorrectas en los contadores de barriles y los registradores del trabajo. Estos contadores miden el volumen de fluido que se bombea contando el número de revoluciones que efectúa el eje de piñón o el eje de salida del motor. Los contadores siguen llevando a cabo el recuento mientras la bomba gire, aunque no se esté bombeando nada.

Cuando bombee lodo de alta viscosi dad almacenado en tanques de desplazamiento durante mucho tiempo, haga circular el lodo hacia los tanques antes de bombearlo con el fin de evitar que se gelatinice o limite la succión.

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·

No succione lechadas a bajas veloci dades. Si la lechada es espumosa y debe realizar el trabajo a alta velocidad, utilice un producto antiespumante.

·

Si bombea el contenido de dos o más tanques o tiene que cambiar de tanques de desplazamiento, abra la válvula del segundo tanque antes de cerrar la del primero para evitar que entre aire en el sistema.

·

Asegúrese de que las mangueras de succión no presenten fugas de aire en las conexiones o alrededor de los niples. Se puede realizar una prueba de presión en las mangueras de succión y en las conexiones presurizándolas cuidadosamente con una bomba cen trífuga como la RA45.

·

Si observa cualquier indicio de cavitación, reduzca el caudal de la bomba inmediatamente y corrija el problema antes de volver a aumentar el caudal.

·

Si se produce cavitación al utilizar una bomba sin succión presurizada, compruebe el O-ring del manifold de succión del fluid end para ver si las mangueras y las conexiones están tienen buen sello.

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POWER END 6.2.0 Para garantizar que el power end funcione cor- 6.2.2 Ruidos rectamente, examine y compruebe lo siguiente: Preste atención a los ruidos extraños, como chasquidos o golpes. El origen de los ruidos 6.2.1 Temperatura puede ser: Durante cualquier trabajo, compruebe fre1. Excéntricas flojas o chavetas dañadas cuentemente el manómetro de lubricación del NOTA: power end y la temperatura del cuerpo. Se Si las chavetas o los chaveteros considera que el power end se está recalenestán flojos, oirá un golpeteo cuantando cuando no se puede tocar el cuerpo más do se bombea a presión. que unos segundos sin quemarse. El recalentamiento se produce cuando se mantiene la bomba en funcionamiento durante mucho tiem- 2. Engranajes principales o piñones difer po a una potencia cercana o igual a la máxima. enciales dañados Apague la bomba si se recalienta el power 3. Cojinetes principales, pony rod o end. cojinetes de bielas gastados o dañados 4. Cigüeñal principal dañado

Advertencia

ADVERTENCIA: El power end puede incendiarse si se calienta demasiado. Si el power end dispone de un cuerpo de magnesio, será imposible apagar el fuego.

PRÁCTICA RECOMENDADA: Si dispone de una manguera de agua limpia, rocíe el cuerpo con agua fría para enfriarlo si la bomba tiene que funcionar durante mucho tiempo.

5.

Excéntricas agrietadas

6.

Los problemas registrados en el fluid end también pueden confundirse con ruidos del power end. Examine el fluid end detenidamente para descartar esta posible fuente de ruidos o golpeteos.

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6.2.3 Sellos de los Pony rod

6.2.4 Lodo y cemento

La finalidad de los sellos de los pony rods es evitar las fugas de aceite y la entrada de polvo en el interior del power end. Si el extremo expuesto del pony rod presenta indicios de ralladuras o desgaste, puede significar que los sellos estén gastados.

Durante la inspección STEM 2, retire la tapa posterior del power end o la placa de inspección y toque el fondo del cuerpo para ver si hay restos de cemento o lodo. El lodo puede desgastar rápidamente los cojinetes y bujes de bronce que hay en el interior del power end.

Se instalan anillos de limpieza en el pony rod para evitar que entre polvo o suciedad y que cause daños a los sellos del pony rod. Para que funcionen con eficacia, los anillos de limpieza deben quedar bien ajustados al pony rod en todo momento. Asimismo, los anillos de limpieza evitan que el líquido a presión pueda entrar en el power end y traspasar el sello del pony rod en el caso de que un pistón no estuviera bien sellado.

IMPORTANTE: Asegúrese de seguir los procedimientos de bloqueo y señalización ("LOTO") antes de acceder al interior del power end.

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6.2.5 Corrosión por productos químicos o agua salada Examine la superficie del cuerpo del power end para ver si hay signos de corrosión causada por productos químicos o agua salada. Raspe la corrosión con un cepillo. A continuación, aplique una capa de imprimante y pinte la zona afectada. IMPORTANTE::

Si el cuerpo del power end es de magnesio y se utiliza en aplicaciones costafuera, tenga mucho cuidado para evitar la corrosión (electrolítica) causada por la sal del ambiente, ya que el power end puede deteriorarse rápidamente.

6.2.6 Sistema de lubricación del power end

tinuación, el aceite pasa por un filtro hasta la Consulte el manual de mantenimiento de cada conexión en cruz de la línea, y finalmente llega unidad para saber el lubricante que debe utilizar. La mayoría de las bombas llevan de fábri- al eje principal y a las crucetas. ca aceite sintético. Cuando utilice una bomba PG en servicios de Las bombas mecánicas o hidráulicas bombean alta potencia o de bombeo continuo, será el aceite lubricante desde el power end. A con- necesario un radiador de aceite externo para mantener la bomba por debajo de la temperatura máxima de servicio. En los servicios de fracturamiento, los power ends disponen de radiadores de aceite instalados de fábrica. Gracias a una válvula de alivio de presión, se evita que la presión del sistema supere una presión determinada.

Advertencia

NOTA:

Cuando compruebe el nivel de aceite, retire siempre la varilla de medir y deje que salga el aire del tubo.

ADVERTENCIA: Puesto que la presión que hay en un sistema hidráulico es consecuencia de la resistencia y el caudal varía en función de las revoluciones del motor, la bomba está dimensionada de tal manera que mantenga una presión de aceite adecuada a revoluciones bajas. Sin embargo, la presión del aceite disminuye a medida que se van gastando los componentes. Esto puede tener 31


consecuencias desastrosas para el power end, sobre todo cuando concurren las siguientes circunstancias: · El power end trabaja a revoluciones muy bajas con presiones de descarga muy elevadas. · Las rpm son demasiado bajas como para crear suficiente presión de aceite con el fin de mantener una buena película de aceite encima de los cojinetes excéntricos. · La carga de la biela es elevada SIEMPRE debe vigilar y mantener la presión del aceite del power end. Un correcto dimensionamiento del fluid end evita este tipo de fallas.

por el filtro. Durante el funcionamiento de la bomba, compruebe y anote el estado en un formulario STEM I. Montada directamente en la parte inferior del power end hay una válvula de alivio que controla la presión de aceite. También hay un manómetro montado en el panel de control o directamente en el circuito de aceite lubricante del power end, que permite al operador controlar la presión de aceite de cada bomba. Para regular la válvula de alivio de presión, retire la tapa grande. Para aumentar la presión a la que se dispara la válvula, haga girar el tornillo de regulación en el sentido de las agujas del reloj. Para reducirla, hágalo girar en sentido contrario.

Hay dos tipos de filtros de aceite y configuraciones para los power ends: bypass interno y bypass externo. Remueva el filtro y compruebe su estado. Límpielo o cámbielo si es necesario. Para comprobar el color y la transparencia del aceite, compare una muestra del power end con otra de aceite sin usar. Gracias a un bypass que rodea el filtro de aceite, se garantiza que no se interrumpa el flujo de aceite en caso de que el filtro se tape. Este bypass se abre gracias a una válvula de alivio. En los modelos antiguos, la válvula está montada directamente en el filtro y dispone de una manguera. La válvula dirige el líquido que pasa por el bypass hacia el otro lado del filtro.

-IMPORTANTE:

En el interior de la tapa de los cojinetes del eje principal del power end hay unos sellos de aceite. A medida que se gastan los sellos, disminuye la presión del aceite. Puede comprobar la presión del aceite utilizando el manómetro que hay en la tapa. NOTA:

Consulte siempre a su supervisor antes de realizar cualquier ajuste.

En los modelos nuevos, el bypass se encuen tra en el interior del portafiltros y viene regulado con un diferencial predeterminado. Los filtros de los nuevos modelos llevan un indicador que muestra claramente cuándo se activa el bypass del filtro: verde significa que el funcionamiento es normal; rojo significa que se ha activado el bypass. Este indicador funciona solamente cuando fluye aceite IMPORTANTE:

Mantenga siempre limpio el aceite. Un color lechoso es indicativo de contaminación por agua. 32


6.2.7 Tipos de bombas hidráulicas Hay dos tipos distintos de bombas de lubricación para los power ends: las de engranajes y las de paletas. Cuando una bomba de engranajes esta montada en el eje de transmisión auxiliar ,que gira al doble de revoluciones que el motor, se utiliza un adaptador de transmisión de ángulo para reducir las rpm. Las bombas hidráulicas de paletas van montadas directamente en los engranajes del motor a través de un eje de entrada ranurado. En ambos casos, la presión del aceite del motor aumenta si hay fugas en el sello del eje. Bomba de lubricación del power end

Precaución

PRECAUCIÓN: Puesto que las bombas Tyrone utilizan un eje de entrada recto, hay que tener especial cuidado a la hora de instalar el adaptador de transmisión cónico. La separación del engranaje impulsor es crucial para garantizar que el engranaje esté bien centrado con respecto al engranaje impulsor de la transmisión de ángulo. De lo contrario, la presión del aceite del power end disminuirá en situaciones críticas. IMPORTANTE:

Las bombas de la marca Webster son obsoletas y deben sustituirse por bombas Tyrone. Encargue un kit completo de sustitución.

Bomba de lubricación del power end

33


FLUID END 6.3.0 Para asegurar el correcto funcionamiento del fluid end, examine y compruebe los siguientes aspectos:

6.3.1 Sistema de lubricación del fluid end El sistema de lubricación del fluid end utiliza una bomba neumática para transferir aceite a

IMPORTANTE

Para garantizar la máxima duración del empaque, es esencial que los pistones y el empaque estén bien lubricados. Si el empaque no está bien lubricado, empezará a perder líquido al cabo de unos pocos segundos de encenderse la bomba, dañando la superficie pulida de los pistones. Esto también puede causar un recalentamiento y un deterioro del empaque, reduciendo así su vida útil. NOTA:

Las bombas Alemite empleadas para el sistema de lubricación del fluid end son unas bombas de grasa que permiten bombear aceites de alta viscosidad.

usar. El divisor de caudal utiliza dos códigos: el número 12 para indicar que el divisor descargará por un lado y el número 24 para indicar que el divisor descargará por ambos lados. Estos divisores codificados no pueden usarse indistintamente. Cada divisor debe completar su ciclo. Si se tapa cualquiera de los orificios,se interrumpe el ciclo y se para el sisNOTA:

CAUTION: Precaución

No reutilice el aceite de empaques, puesto que la suciedad y los restos de partículas contaminarían el sistema, dañarían la bomba y taponarían los divisores de caudal.

los pistones. Las válvulas de retención que están instaladas directamente en el fluid end evitan que entre cemento en el circuito de aceite. En este sistema se utiliza un divisor de caudal para distribuir el aceite a los pistones. Se recomienda utilizar aceite de motor 15W40 sin

Las bombas Alemite también proporcionan lubricación a la bomba centrífuga a tráves de una línea de descarga paralela, o un divisor de caudal en los modelos más antiguos tema de lubricación. Si es necesario parar la lubricación de una bomba centrífuga, por ejemplo, redirija la manguera hacia el depósito. Las bombas neumáticas Alemite suministran aceite lubricante a un divisor de caudal McCord, que a su vez reparte el aceite a los pistones.

34


La salida del divisor de caudal está conectada a través de una válvula de retención al orificio del empaque de cada fluid end. Desde ahí, el aceite llega al fluid end y entra en el anillo de linterna para conseguir una distribución uniforme del empaque.Las bombas Alemite actualmente utilizadas en la serie PG de bombas de cementación son del modelo 9668, con una presión de bombeo media (relación 5:1). La sección de la bomba trabaja conjuntamente con un Motor Lógico Neumático, Modelo 338066-A1. Para ajustar el caudal de la bomba Alemite, ponga el regulador de presión de aire entre 110 y 120 psi. Ajuste la válvula dosificadora del lado de descarga para controlar la cantidad de aceite lubricante que desee.

IMPORTANTE:

En los Motores Lógicos Neumáticos del modelo 338066-A1, no utilice un sistema de lubricación por aire. Estos motores utilizan lubricante de teflón y no necesitan lubricación adicional excepto durante su mantenimiento o reparación. Sin embargo, necesitan aire seco y limpio. NOTA:

Si se obstruye alguna de las líneas de suministro de aceite, significa que se ha averiado todo el sistema de lubricación de los pistones. El divisor de caudal McCord no funciona si alguno de sus orificios de salida está obstruido.

Las bombas de última generación disponen de un filtro de aceite lubricante instalado a la salida de la bomba Alemite. A diferencia de las antiguas bombas Alemite, el caudal de lubricación no puede calcularse a partir del ruido del motor neumático. Instale un manómetro en el lado de descarga de la bomba para determinar la presión del aire. La presión normal está entre 30 y 40 psi.

35


6.3.1.1 Sistema de lubricación de aceite con aire comprimido El sistema de lubricación de aceite con aire comprimido es un sistema muy confiable y que necesita muy poco mantenimiento. Sustituye los sistemas Alemite convencionales tanto en servicios de cementación como de fracturamiento. En 1999, este sistema se convirtió en el método estándar de lubricación de pistones en las nuevas unidades de cementación y fracturamiento. Los equipos de bombeo con válvulas antiguas se pueden modificar. Este nuevo sistema de lubricación utiliza un depósito de aceite con aire comprimido que empuja el aceite por las líneas de suministro hasta cada orificio del empaque. Mediante las válvulas de dosificación se puede regular el caudal de aceite. La válvula de dosificación está situada entre el depósito de aceite y la válvula de retención del orificio del empaque.

PRECAUCIÓN: Precaución

Este sistema incorpora un recipiente a presión. Siga estrictamente los procedimientos de uso y llenado. Todos los usuarios deben conocer cómo funcionan los mecanismos de alivio de presión del sistema.

Se trata de un sistema sencillo y de fácil mantenimiento gracias a su reducido número de componentes. El sistema de lubricación ofrece las siguientes ventajas cuando está bien instalado: · Reduce el consumo de aceite. · Disminuye la cantidad de lubricante necesario para los pistones. · No afecta la vida útil del empaque. · Es compatible con todos los tipos de empaque. · Simplifica las operaciones en zonas ambientalmente sensibles, como las operaciones costafuera · Utiliza aire comprimido para empujar el lubricante hacia el empaque del pistón y las bombas centrífugas. · No contiene ninguna pieza móvil que se pueda atascar o averiar. · Reduce los costos de mantenimiento. · Ahorro anual en costos de operación estimado en US $2.500 por unidad. Para transformar una unidad existente en un sistema de lubricación de aceite con aire comprimido, retire el sistema de lubricación de pistones instalado actualmente con excepción del depósito para recoger el aceite usado. Las piezas del nuevo sistema incluyen lo siguiente: · Depósito de aceite presurizado especificado por ASME y con soporte de montaje. · Manifold y mangueras de distribución. · Válvulas de retención nuevas en el fluid end. · Anillos limpiadores detrás del anillo de lin terna para retener el aceite lubricante. NOTA:

Siga las indicaciones de Schlumberger Well Services dadas en el Boletín de Mantenimiento Nº 625E y en los Estándares de Seguridad, incluido el Estándar 26 Depósitos de Aire y Receptores; y el Estándar 27 - Inspección y Prueba de Manómetros y Válvulas de Alivio de Presión. 36


Componentes Principales

3.

1. Depósito

El manifold de distribución simplifica el encaminamiento de las mangueras. Todas las conexiones de las mangueras llevan cierre a presión para poder realizar instalaciones de campo sin necesidad de llevar herramientas especiales ni empalmar mangueras.

El depósito debe tener las siguientes características: · Especificado por ASME · Homologado para 200 psi/13,79 bar · Capacidad máxima de 16,4 galones/62 litros · Punto de llenado en la mirilla superior de 13,2 galones/50 litros El depósito tiene las siguientes medidas de seguridad: · Tapón de llenado de dos piezas · Válvula esférica de tres vías hecha de bronce para presión o purga · Válvula de alivio de presión de 150 psi · Manómetro con líquido de 0 a 100 psi · Tres mirillas para el nivel de líquido presión de servicio máxima de 1.750 psi/119 bar

Advertencia

2.

ADVERTENCIA: Para garantizar un funcionamiento seguro y confiable, sólo debe utilizar los depósitos de repuesto especificados. No realice ningún cambio ni utilice depósitos fabricados localmente.

Modificaciones del Fluid End

Las piezas del fluid end que hay que modificar son las siguientes: · Tres válvulas de retención Haskel SS, 15.000 psi · Tres sellos limpiadores que deben instalarse en las tuercas del empaque de las unidades de fracturamiento

4.

Manifold y Mangueras de Distribución

Caja de cadena

La caja de cadena necesita poco mantenimiento si se revisa regularmente. Compruebe los siguientes aspectos: · Aceite contaminado · Barras de torsión flojas en los extremos, gastadas, mal ajustadas o corroídas NOTA:

Engrase las barras de torsión cuando realice una inspección STEM 2.

Si escucha algún sonido extraño, como un golpeteo, puede indicar lo siguiente: · La cadena golpea el interior de la caja de cadena. · Las ranuras de la brida de acoplamiento están gastadas. · Los cojinetes de la caja de cadena están defectuosos. IMPORTANTE:

Deberá tomar medidas inmediatamente si escucha algún ruido extraño y no identifica cuál es su causa.

IMPORTANTE:

Las tuercas del empaque pueden modificarse localmente o comprarse. Las unidades de cementación equipadas con bombas PG deben disponer de una ranura para introducir el sello en el anillo de empaque, entre la tuerca del empaque y el anillo de linterna. 37


6.3.2 Pistones y empaque El fluid end es muy robusto y, por tanto, requiere poca atención. En el apartado 6.3.7.1. se describe detalladamente el procedimiento de reempaque.

5. Compruebe los protectores de los Martin Decker para asegurarse de que estén colocados y funcionen correctamente. PRECAUCIÓN: Precaución

Realice los siguientes pasos antes de cada trabajo:

No apriete los empaques excesivamente. No vuelva a apretar el empaque con anillo inicial.

6. Compruebe detenidamente los diafragmas de goma para asegurarse de que no presenten perforaciones. Si están perforados, el cemento podría entrar en los circuitos que van al dispositivo de apagado por sobrepresión (OPSD) y al panel de instrumentos.

1. Apriete los pistones y verifique el empaque. 2. Si el empaque es doble o con anillo inicial, compruebe que las tuercas del prensaestopas no se hayan aflojado. 3. En los sistemas Alemite convencionales, ajuste el flujo de aceite que va desde la bomba Alemite hasta los empaques. Compruebe que no haya fugas en los circuitos de aire y de lubricación. 4. En los sistemas de aceite con aire comprimido, asegúrese de que la válvula de presión de tres vías esté activada y que haya un nivel adecuado de aceite en el depósito.

38


7. Compruebe los OPSD en este momento para proteger el equipo y sobre todo, a los operadores en: · En las unidades CPS-361 -con acelerador de aire- el OPSD corta el suministro de aire al acelerador y a la transmisión para que el motor quede con marcha en vacío y para devolver el cilindro de mando de la transmisión a la posición neutra. Hay dos rangos disponibles para el OPSD: 0-10.000 psi y 0-15.000 psi. Calibre el OPSD cuando realice una prueba de presión en la bomba triplex utilizando un manómetro de precisión u otro instrumento de la manera siguiente: 1. Ajuste el OPSD a 1000 psi. 2. Aumente la presión hasta que se dispare el OPSD, normalmente a 1000 psi +/- 500 psi. 3. Compruebe la precisión del OPSD. 4. Ajuste la placa de calibración de manera que coincida con la presión de activación del OPSD. 5. Repita los pasos 1 a 4 con diferentes presiones para verificar la precisión del OPSD de la unidad.

6.3.3 Retenedores de la tapa del fluid end Utilice una llave de tubo para quitar y poner los retenedores. Acábelos de apretar con la ayuda de una maza.

El ajuste de los retenedores de la tapa con una llave de tubo sólo sirve para evitar que las tuercas se aflojen con las vibraciones. Por mucho que apriete las tapas no conseguirá mejorar el sello.

NOTA:

No supere la presión máxima de trabajo del fluid end.

·

En unidades con transmisión estándar: al cortar el aire, se desconecta el embrague desactivando la transmisión y dejando el motor con marcha en vacío. · En motores electrónicos: se corta la corriente eléctrica que alimenta los módulos de control electrónico de aceleración del motor dejando el motor con marcha en vacío.

39


6.3.4 O-ring y anillo de respaldo Después de remover las tapas de succión o descarga, saque los o-rings y los anillos de respaldo para examinar el interior y limpiar los restos de cemento y otros residuos. Después de colocar de nuevo los o-rings y los anillos de respaldo en la ranura, engrase un poco la rosca de la tapa y el retenedor. Si aplica demasiada grasa, podría evitar que la tapa cierre bien o provocar que los o-rings y los anillos de respaldo se salgan de sus ranuras, con lo cual podría dañarlos al apretar la tapa. Si sucediera esto, saque la tapa y cambie los sellos dañados.

NOTA:

El taponamiento producido por exceso de grasa ocurre porque la grasa actúa igual que un fluido hidráulico incompresible dentro de un gato hidráulico. La grasa que queda atrapada entre la rosca y los o-ring evita que la tapa quede bien apretada. Al aplicar presión sobre el retenedor de la tapa, el o-ring puede ceder. Normalmente, esto ocurre cuando el o-ring de las tapas de succión o descarga, entra en la superficie de sellado del fluid end. Al apretar la tapa, la grasa va quedando atrapada a medida que el o-ring empieza a sellar el paso. Sin embargo, la grasa no puede pasar y queda retenida por el o-ring, por lo que no puede apretarse del todo la tapa.

Tapa de la succión

Tapa de la descarga

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PRÁCTICA RECOMENDADA:

Al instalar el buje en el extremo, insértelo primero con el borde más corto mirando hacia el fluid end para tener un sello efectivo cuando el área de sellado del fluid end está en buenas condiciones. Cuando, con el uso, la efectividad del sello empiece a disminuir, cambie el buje de sentido, colocando el borde más largo primero. Esto hace que se reposicione el o-ring a un área efectiva de sello. Este procedimiento puede prolongar la calidad del sello unos 5 ó 10 años más.

41


6.3.5 Válvulas (válvulas MacClatchie) Las válvulas se fabrican de las siguientes formas: Válvulas de descarga

Válvulas de succión (disco de ruptura)

Se han diseñado válvulas con disco de ruptura (para succión) por dos motivos: 1.

Para proteger el equipo de tratamiento y el power end por sobrepresión violenta y accidental del fluid end.

2.

Para salvaguardar la integridad del personal en caso de una ruptura del equipo de tratamiento derivada de una sobrepresión en la bomba triplex.

Advertencia

ADVERTENCIA: No utilice nunca válvulas con disco de ruptura en la descarga del fluid end, ni válvulas de descarga en la succión.

Las válvulas con disco de ruptura están diseñadas para durar al menos 500.000 ciclos de presión. Esto equivale aproximadamente a 8.300 barriles bombeados por pistón en un fluid end TG (3-3/4 pulgadas) y a 14.700 barriles bombeados por pistón en una bomba TH (5 pulgadas). Dadas las características de los trabajos que realizamos, las válvulas y el empaque se deteriorarían mucho antes de alcanzar este volumen. NOTA:

Un ciclo de presión se define como 1 carrera completa del pistón a la máxima presión del fluid end.

Se han dado casos de falla prematura de las válvulas con disco de ruptura. En la mayoría de los casos las razones fueron las siguientes:

·

Circulación a caudal demasiado alto durante el cebado de las bombas mientras se utilizaba suministro por gravedad: esto provoca picos de presión que no se observan en el manómetro y que superan los límites de presión de las válvulas con disco de ruptura. Para cebar una bomba, utilice un caudal que no supere el 50% del caudal nominal de salida de la bomba que va a cebar. · Pruebas de alta presión de las líneas: si la bomba no se ha cebado correctamente, provoca que el pistón se acelere y dé sacudidas creando un efecto de golpe de ariete. Si es posible, bombee a revoluciones bajas utilizando una bomba de mayor tamaño para acumular algo de presión en el sistema. Luego cambie la bomba por otra más pequeña, según se requiera.

42


·

Cavitación durante el bombeo: mantenga siempre una presión mínima de succión de 2030 psi en la succión de la bomba triplex. Si la cavitación se produce, disminuya inmediatamente el régimen de la bomba. Cuanto más grande sea el fluid end, más vulnerable resulta a los problemas de succión, especialmente a caudales altos.

NOTA:

El modelo de válvulas de alto contacto es obsoleto y por ello ya no se fabrica. El contacto es la cantidad de metal que entra en contacto entre el cuerpo y el asiento de la válvula cuando la válvula está cerrada.

Hay tres tipos de insertos en función del trabajo a realizar: 1. Los asientos de goma (de color negro) se utilizan para trabajos de cementación y acidificación. Tienen poca resistencia a materiales abrasivos, como la arena y los hidrocarburos. 2. Los asientos de uretano (de color amarillo) se emplean en servicios de fracturamiento con arena. Tienen poca resistencia a los ácidos. Duran aproximadamente un año en ambientes calurosos/húmedos. 3. Los asientos de uretano pegados (de color amarillo) se suministran como una pieza integral de uretano soldada al cuerpo de la válvula. Este tipo de asiento se utiliza en servicios de fracturamiento a alta presión con agentes de sostén. El inserto evita que los abrasivos se cuelen entre el cuerpo de la válvula y el asiento. Si se daña el inserto, retírelo utilizando un soplete de baja temperatura. Una vez retirado, instale un inserto estándar de goma o de uretano. A partir de entonces, podrá utilizar esta válvula únicamente para servicios de cementación o de bombeo general. NOTA:

Si utiliza una unidad de cementación en trabajos de control de arena, debe utilizar los insertos de uretano pegados.

Los insertos de uretano, al estar almacenados, se deterioran con el tiempo. Su vida útil es de aproximadamente un año si las condiciones de almacenaje no son las adecuadas. Lo ideal es 43


guardarlos en un lugar fresco, oscuro y con poca humedad. El inserto se vuelve amarillo en los bordes cuando empieza a deteriorarse. Al final, todo el asiento se pone amarillo y empieza a desmenuzarse. Para instalar un inserto, déjelo en agua caliente durante unos minutos y luego colóquelo en la hendidura. NOTA:

Cuando almacene los insertos, tenga en cuenta factores tales como el consumo medio.

6.3.6 Asientos de válvula (asientos de válvula MacClatchie) Antes había dos tipos de asientos de válvula: cónicos y rectos. Actualmente, los rectos han quedado obsoletos y ya no se fabrican. Ahora sólo se utilizan los asientos cónicos. Al bombear a alta presión o cuando un pistón realiza un ciclo completo de presión, las válvulas chocan con el asiento al cerrarse. Este efecto empuja los asientos de las válvulas fuertemente hacia el fluid end.

Asiento recto y cónico

Mire si el asiento de la válvula presenta desgaste, erosión, hundimiento o grietas cuando el fluid end está abierto.

Utilice un indicador para asientos de válvula para determinar el nivel de desgaste del asiento y cámbielo cuando el indicador quede a nivel de la parte superior o cuando observe indicios de desgaste, corrosión o hundimiento.

44


Para instalar un asiento de válvula nuevo, realice los pasos siguientes: Limpie la cavidad y elimine cualquier resto de óxido, incrustaciones o cemento. Si no se limpian bien estos restos el o-ring puede quedar por fuera y se puede cortar o dañar al entrar en contacto con la cavidad para el asiento de la válvula en el fluid end. Coloque el asiento en el orificio en forma pareja.

PASO 01

PASO 02

Coloque el asiento dentro en la cavidad, asegurándose de que el o-ring quede bien encajado en su hendidura.

PASO 03

IMPORTANTE:

No aplique ningún lubricante en el asiento ni en la cavidad en la cual se debe insertar el asiento. Empuje el asiento en la cavidad

PASO 04

Instale una válvula usada sin inserto sobre el asiento.

PASO 05

Coloque una barra de acero en el centro de la válvula y golpéela para hacer entrar el asiento dentro de la cavidad.

45


PASO 06

Retire la válvula usada.

PASO 07

Termine el reempaque de la bomba y pruebe el fluid end a la presión nominal.

6.3.7 Empaque Las pruebas de campo realizadas demuestran que el sistema de empaque con anillo inicial dura más que el sistema convencional simple (conjunto de anillos duros y blandos) y el de empaque a base de elastoplast para cementaciones y que los sistemas de empaque doble para fracturamientos. Este nuevo sistema también ofrece mejores resultados para lodos de perforación. Los empaques simples (goma/fibra o conjunto duro/blando) y dobles (Elastoplast) ahora son sustituidos por el empaque con anillo inicial en cementaciones, fracturamientos y trabajos con tubería flexible. Consulte el Boletín de Mantenimiento 1103, ID 2023279 en InTouch, si desea más detalles sobre cómo realizar un pedido o instalar los nuevos empaques con anillo inicial.

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6.3.7.1

Procedimiento de reempaque del fluid end

HERRAMIENTAS

REPUESTOS

·

· · · ·

· · · · · · ·

un trozo de madera dura (no sirve el mango de un mazo) un palo de escoba o el mango de un mazo viejo extractor de pistones una maza de 2 kg llave en “C” para las tuercas del prensaestopas una llave de tubo de 18-24 pulgadas en fluid ends viejos puede ser nece saria una tuerca hexagonal y una barra de acero Trapos y material de limpieza.

NOTA:

Utilice el kit de herramientas para empaque (N/P 570376000). Se recomienda emplear este kit si está disponible

O-rings anillos de respaldo insertos para válvula resortes

Advertencia

ADVERTENCIA: Utilice los equipos de protección necesarios. Desconecte el suministro de aire y electricidad a la bomba. Asegúrese de que la bomba no pueda ponerse en marcha. Coloque letreros de advertencia en un lugar bien visible junto a los mandos de la bomba, de acuerdo con el procedimiento de bloqueo y señalización (“LOTO”) que figura en el Estándar de Seguridad nº 15 de Well Services.

NOTA: Cuando trabaje en altura, utilice un andamio especial para ese tipo de intervención. El andamio deberá disponer de espacio suficiente para organizar las piezas de la bomba en un orden lógico en caso de que haya que efectuar alguna reparación.

PASO 01 Golpee las pestañas de la tapa del fluid end con una maza hasta que se empiece a aflojar.

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PASO 02

Utilice una llave de tubo para desenroscar la tapa del fluid end. El retenedor de la válvula de succión sale conjuntamente con la tapa.

Saque la válvula de succión. Examine su estado y luego déjela con las demás piezas de la misma cámara.

PASO 04

PASO 03

Saque el retenedor de la válvula de succión y coloque la tapa y el retenedor en el andamio o en una paleta siguiendo un orden lógico.

Retire la tapa de la descarga. Si hay un sensor del Martin Decker, sáquelo primero. Coloque todas las piezas con las de la misma cámara.

PASO 05

48


PASO 06

Con una llave y un martillo, desenrosque los pistones de los pony rods.

PASO 07

NOTA:

No coloque la llave en el pony rod. Utilice el extremo cónico del pistón para enroscar o desenroscar el pistón.

PASO 08

Si el pistón esta cubriendo la válvula de succión, rota el tubo del eje de la transmisión a la caja de cadena usando una barra en la unión universal para retractar el pistón.

Correcto

Advertencia

Desenrosque los pistones completamente de los pony rods utilizando una llave de tubo. Tenga cuidado de no dañar la rosca de los pony rods.

TIncorrecto

ADVERTENCIA: Si utiliza una llave de tubo puede dañar el tubo del eje de transmisión. Estas herramientas pueden producir fisuras en el eje de transmisión y hacer que se averíe o se salga de su sitio. 49


PASO 09

Use la llave en “C” para desenroscar la tuerca del prensaestopas del empaque y aflojar el empaque.

PASO 11

Desenrosque completamente la tuerca del prensaestopas del empaque y déjela con las demás piezas.

PASO 10

Instale el extractor de pistones enroscándolo cuidadosamente con un movimiento de rotación. Retire lentamente el pistón de la cámara.

NOTA:

Mueva los pony rods tanto como sea posible hacia el power end para que le resulte más fácil sacar las tuecas del prensaestopas. PRECAUCION: Precaución

Al extraer el pistón, procure que no se le caiga ya que podría lesionarse. No deje que la parte cromada toque el suelo o se raye.

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Con un trozo de madera dura, golpee suavemente y de forma pareja el anillo de bronce. El bronce está cerca a la cavidad del empaque. Cualquier desalineación hará que la pieza de bronce sea más difícil de sacar.

PASO 12

PASO 13

Retire cuidadosamente el adaptador macho del empaque. Es posible que haya cemento pegado a su alrededor, dificul tando la extracción.

IMPORTANTE:

No emplee demasiada fuerza.

PASO 14

Repita los pasos anteriores con todas las cámaras.

PASO 15 a.

Examine las piezas de la forma siguiente: Limpie con un trapo los o-rings y los anillos de respaldo para ver si presentan deformaciones, grietas o cortes. IMPORTANTE:

No utilice diesel ni solventes en las piezas de goma. Los o-rings pueden hincharse si entran en contacto con estos productos. c. b.

Limpie y examine las ranuras de los o-rings y mire si hay partículas extrañas. Examine las roscas ACME para ver si presentan grietas u otros desperfectos. Use una lima para reparar daños pequeños en la rosca.

Limpie y examine las ranuras de los o-rings

Examine los cuerpos de las válvulas para ver si hay algún hundimiento, muescas o corrosión. Revise los inser tos de las válvulas para ver si presentan indicios de abrasión o grietas. Cámbielos si es necesario. Compruebe el disco de ruptura para asegurarse de que esté intacto. Cambie los resortes si están deformados u oxidados.

Examine los cuerpos de las válvulas

51


d.

Examine y cambie los pistones si están desgastados o presentan ralladuras. Usar los pistones en estas condiciones acorta la vida útil del empaque. PRECAUCION:

No reutilice el empaque. Precaución

e.

f.

Examine el cuerpo del fluid end y asegúrese de que los asientos de las válvulas no presen ten hundimientos ni muescas. Compruebe las roscas ACME y las cavidades donde va el empaque. Limpie bien los restos de cemento, arena, óxido o suciedad utilizando un cepillo, papel de lija o una limpiadora a vapor.

Limpie y examine las piezas de bronce para ver si hay algún signo de decol oración, deformación, mellas o desperfectos. Instale las piezas de bronce en el pistón para comprobar si existe excentricidad (ovalamiento). Coloque las piezas de bronce sobre un pedazo de vidrio plano para comprobar si hay alguna deformación. Frote las piezas de bronce con papel de lija para pulir los pequeños arañazos o muescas.

52


g.

Verifique el sistema de lubricación (tipo Alemite o aire comprimido) para asegu rarse de que haya un flujo positivo de aceite procedente del orificio de lubri cación situado en la parte superior de los cavidades donde van los empaques. Ponga en marcha la unidad y el sistema de lubricación.

Advertencia

ADVERTENCIA: Después de revisar el sistema de lubricación, corte el suministro de corriente o de aire y cuelgue los letreros de advertencia.

NOTA:

Realice el reempaque según el Boletín de Mantenimiento 1103. Verifique siempre el orden de montaje del empaque antes de proceder. IMPORTANTE:

Si el empaque no es con anillo inicial, remueva el empaque antiguo e instale un kit de conversión. Obtenga e instale la versión correcta del kit según el Boletín de Mantenimiento 1103.

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6.3.7.2 Extracción e instalación de asientos de válvula Tipos de extractores de asientos de válvula: Extractor de asientos de válvula N/P 428024000: Este tipo de extractor está diseñado para fluid ends de bombas triplex convencionales, especialmente para los fluid ends de estimulación que no tienen tapones de succión y que requieren que la lengüeta oscile. Se coloca la lengüeta en posición vertical, para que pase a través del asiento de la válvula por la parte superior y luego gire libremente a la posición de extracción (horizontal) debajo del asiento de válvula.

TIPO 01

Extractor de asientos de válvula N/P 902857000: Este tipo de extractor está diseñado para el fluid end MD1000 y puede utilizarse con fluid ends convencionales que tengan tapones de succión. El extractor permite insertar una arandela dividida en la barra de acoplamiento una vez que pasa a través del asiento de la válvula desde la parte superior.

TIPO 02

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TIPO 03

Extractor tipo concha N/P 902857000:

Usted puede producir este tipo de extractor de manera que tenga aproximadamente 0,040 pulgadas por cada borde de extracción para un total de 0,080 pulgadas. Esto es necesario para extraer asientos de succión en fluid ends SPM con cavidad estrecha, para que el extractor pase a través del asiento.

NOTA:

IMPORTANTE:

Los siguientes pasos sirven de guía para extraer un asiento de válvula, pero existen otros métodos posibles.

Para extraer un asiento de válvula se necesitan dos personas. Si duda del buen estado de un asiento de válvula, cámbielo antes de que se produzca una falla.

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HERRAMIENTAS · · · · · · · ·

extractor de asientos de válvula mazo llave de tubo de 24 pulgadas un cincel o un destornillador viejo un balde y solvente limpiador trapos grasa otros repuestos, tales como o-rings o anillos de respaldo.

Si se usa el extractor N/P 428024000, instale la corona en la varilla roscada. Ajuste la posición de la corona calculando la longitud de la varilla roscada necesaria para llegar hasta el asiento de válvula.

PASO 02

Abra el fluid end tal y como se describe en el procedimiento de reempaque del fluid end. Después de sacar las tapas de succión y descarga, compruebe con los dedos los asientos de las válvulas y sustitúyalos si es necesario. Utilice el indicador para asientos de válvula para el fluid end tal y como se describe en el Manual del Equipo de Tratamiento.

PASO 01

PASO 03

Inserte la corona y la varilla roscada a través de la placa de presión.

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Enrosque la tuerca que va debajo de la placa de presión por la parte inferior de la varilla roscada para asegurar la corona y la placa de presión.

PASO 05

Acople la cabeza a la varilla roscada y apriétela a mano sin la lengüeta ni el pin.

Levante todo el conjunto e insértelo por la parte superior del fluid end. Asegúrese de que esté centrado, de forma que la cabeza pase fácilmente a través del asiento de la válvula. La cabeza debe poderse ver por debajo del asiento de válvula que se va a extraer.

PASO 07

Instale lengüeta y el pin en la cabeza.

PASO 04

PASO 06

NOTA:

Siga los procedimientos de seguridad pertinentes al levantar objetos pesados.

57


PASO 07

Continuación de la página anterior.

IMPORTANTE:

No intente fabricar localmente la lengüeta o el pin. Estas piezas están hechas de acero de alta resistencia. Si utiliza un material inadecuado, la lengüeta o el pasador se pueden romper al extraer el asiento.

PASO 08

Asegurese que la lengüeta este en posición horizontal, gire la varilla conectadora hasta que la lengüeta haga contacto con la parte inferior del asiento de válvula.

PASO 09

Continue girando la varilla conectora. Lentamente, se bombea manualmente hasta que el asiento sea completamente extraído.

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6.3.7.3 Instalación de empaque con anillo inicial Realice los siguientes pasos para instalar el empaque con anillo inicial:

PASO 01

Use un disco o un extractor para retirar el empaque antiguo y las piezas de bronce. El anillo chatarra (“junk ring”) de acero del empaque tiene un orificio escalonado.

PASO 02

Limpie y lubrique las roscas de las tuercas en la cavidad del fluid end.

PASO 05

Instale el anillo inicial.

Limpie cualquier resto de cemento o agente de sostén que pueda haber en la cavidad y compruebe que no haya signos de deterioro.

PASO 03

PASO 04

Instale el anillo chatarra.

59


PASO 06

Instale el anillo de presión.

PASO 07

Instale el adaptador hembra pieza de bronce y PEKK.

PASO 08

Instale el anillo de linterna.

PASO 09

Instale la tuerca del empaque.

a. b. c. d.

e. JET 2 - Bombas Triplex v1.0 (Provisional)

Apriete la tuerca del empaque para fijar el empaque. Afloje la tuerca del empaque ½ vuelta. Apriétela a mano hasta que toque el empaque. Apriétela ¼ de vuelta y haga una marca de alineación sobre la tuerca del empaque y el fluid end. Afloje el empaque 1 vuelta.

60

PASO 10

Lubrique el empaque y el pistón.

PASO 11

Pase el pistón a través del empaque con un martillo o una trozo de madera grande, golpee el extremo del pistón para asegurarse que el pistón y el pony rod hacen contacto.

Ponga en marcha la bomba y compruebe la instalación. El empaque no necesita ningún otro ajuste

PASO 13

PASO12

Recubra la rosca del pony rod con compuesto Never-Seize y, a continuación, apriete el pistón. Déle un golpe seco y fuerte con un mazo y una llave de tubo de 24 pulgadas para acabarlo de apretar.

IMPORTANTE:

Cambie los pistones cuando estén sin brillo o presenten ralladuras. Usar pistones en estas condiciones acorta la vida útil del empaque.

61


6.3.7.4 Reempaque con anillo inicial Para reempacar el anillo inicial, realice los siguientes pasos: Al terminar de reempacar cada una de las cámaras del fluid end, instale los resortes de la válvula y coloque la tapa con el retenedor. Limpie y examine las partes, y cámbielas si es necesario.

PASO 01

Instale los o-rings y los anillos de respaldo. Si utiliza demasiada grasa, creará un tapón al colocar los retenedores y las tapas.

PASO 02

PRECAUCION:

No moje el o-ring con solventes. Precaución

62


Recubra el retenedor con una fina capa de grasa e instale la válvula de succión. Enrosque la tapa con el retenedor de la válvula de succión hasta que toque el resorte. Use un trozo de madera para comprimir el resorte y hacer que encaje debajo del retenedor al tiempo que lo enrosca .

PASO 03

Una vez que el resorte de succión esté debajo del retenedor, apriete el conjunto a mano o con la ayuda de una llave de tubo. Apriete la tapa con unos cuantos golpes de maza.

PASO 04

PRECAUCION: Precaución


No sujete los resortes con cuerda o alambre.

PASO 05

Asegúrese que la tapa de succión está bien instalada, de manera que la parte plana del retenedor mantenga el resorte de la válvula comprimido. A veces las tapas se instalan mal, desplazadas un ángulo de 90° o 180° con respecto a la posición correcta. Es esencial que la parte plana de la cuña que comprime el resorte de succión quede totalmente perpendicular respecto a la válvula. Para comprobar la posición, asegúrese de que los dos orificios de los tornillos de la tapa de succión queden perpendiculares a la superficie de la cuña.

Asegúrese de que el o-ring y el anillo de respaldo en la tapa de descarga están en buen estado y limpie la ranura. Engrásela ligeramente. Si aplica demasiada grasa, impedirá que los sellos se asienten correctamente.

Instale con cuidado la tapa y el retenedor en la descarga. Asegúrese que el resorte de la válvula de descarga esté bien centrado, de forma que encaje con el tope situado en la parte inferior de la tapa de descarga.

PASO 06


No coloque nunca una válvula con disco de ruptura en la descarga de la bomba. 63


PASO 07

Apriete manualmente la tapa de descarga y luego termine de apretarla con una maza.

Realice una inspección STEM I y luego compruebe que estén instaladas todas las piezas. Ponga en marcha la unidad y compruebe que el lubricador Alemite funcione correctamente.

PASO 09

Ponga la bomba en un cambio bajo y apriete todas las tuercas del empaque con una llave en “C” .

Después de apretar el empaque, haga circular agua durante 15 ó 20 minutos a diferentes velocidades para verificar que el empaque y los sistemas de lubricación funcionan adecuadamente.

Precaución

PASO 08

PASO 10

PRECAUCION:

PRECAUCION:

Tenga cuidado con los elementos móviles puesto que podría atraparse los dedos.

No use una extensión con la llave para apretar la tuerca del empaque del prensaestopas, puesto que podría dañar la tuerca del empaque o apretarla demasiado. Si nota que la tuerca no se enrosca con facilidad, sáquela. Asegúrese de que la rosca de la tuerca del empaque y del fluid end no tenga ningún desperfecto o restos de cemento solidificado.

Precaución

64


SISTEMA DE LUBRICACIÓN 6.4.0 DE LA CAJA DE CADENA poder lubricante y sus propiedades refrigerantes, lo cual puede dañar gravemente los cojinetes y la caja de cadena.

Cada caja de cadena está equipada con una mirilla de vidrio o una varilla de nivel para comprobar el nivel de aceite. El indicador de nivel debe estar centrado con respecto a la parte inferior del eje de entrada. Asegúrese de que no haya demasiado aceite para evitar que la caja de cadena se recaliente. Cuando esto ocurre, los sellos del lubricante de los cojinetes pueden dañarse. En caso de recalentamiento continuado, el aceite se degrada químicamente, perdiendo su viscosidad, su

NOTA:

Antes de comprobar el nivel de aceite, saque siempre la varilla de medir y espere hasta que se deposite el aceite. Seguidamente, vuelva a introducir la varilla y luego sáquela para mirar el nivel. 65


REVISION 7.0.0 INSPECCIÓN STEM 1 Y FUNCIONAMIENTO 7.1.0 Antes de encender la unidad, lleve a cabo una inspección STEM en la unidad tal y como se explica a continuación: Asegúrese de que el nivel de Apriete los pistones al pony rod aceite en las cajas de cadenas, con una llave de tubo de modo los power ends y el depósito de lubricante del que queden bien apretados, empaque sea correcto y que se utilicen los pero no en exceso. lubricantes indicados. Para que funcione la bomba Alemite y suministre lubricante al empaque del pistón, abra la válvula de suministro de aire.

PASO 01

Con presión en el circuito de lubricación del power end, verifique que la bomba Alemite esté en funcionamiento. Ajuste el caudal de aceite tal y como se describe en el Boletín de Mantenimiento 982.

PASO 02

PASO 03

NOTA:

Consulte el Boletín de Mantenimiento 1085 (ID: 2023265 en InTouch: ) en lo referente al sistema de lubricación de aceite con aire comprimido. Ponga la bomba en punto muerto y asegúrese de que las tuercas del prensaestopas del empaque estén bien ajustadas. Si está instalado el empaque del anillo inicial, no es necesario llevar a cabo un ajuste periódico. Verifique que las tuercas del prensaestopas no se han aflojado.

PASO 05

Asegúrese de que la presión de aceite del power end sea correcta mientras la bomba se encuentra en funcionamiento. Si la velocidad del piñón es de 1.000 rpm (2/3 del máximo de bombeo), la presión de aceite debe ser de unos 50 psi cuando el aceite está frío y de unos 40 psi cuando está caliente (por encima de 100 grados F).

PASO 04

PASO 06

En empaque simples (cementación), apriete las tuercas del prensaestopas del empaque antes de cada trabajo.

66


PASO 07

En empaques de elastoplast (cementación), apriete las tuercas del prensaestopas del empaque antes de cada trabajo.

En el caso de los empaques de anillos iniciales con anillo de respaldo de teflón, compruebe que las tuercas no se han aflojado. Una vez ajustado, el empaque del anillo inicial no requiere ningún ajuste adicional.

PASO 09

NOTA:

No apriete en exceso el empaque con anillo inicial.

Consulte el Boletín de Mantenimiento 1103 para información sobre la sustitución de piezas.

En empaques dobles (fracturamiento), lleve a cabo un ajuste periódico según se indica en el Boletín de Mantenimiento 1103 (ID: 2023279 en InTouch).

PASO 08

PASO 10

Asegúrese de que la bomba esté preparada para el cebado y lista para funcionar.

Al final de cualquier operación de bombeo, bombee agua limpia a través de la tubería de descarga hasta que vea salir agua limpia de la bomba, y a continuación interrumpa el bombeo.

PASO 11


No afloje nunca la tuerca del prensaestopas del empaque del fluid end durante esta operación.

Retire las tapas del manifold de Mire debajo de los pony rods succión y lave el manifold con (detrás del power end) para agua. Si hace frío y existe la posibilidad de que comprobar que la bandeja de drenaje no esté se produzcan heladas, drene toda el agua de bloqueada. Lave con agua la bandeja de la bomba ventilando la bomba y haciendo drenaje. palanca para levantar las válvulas de succión.

PASO 12

PASO 13

67


Revise los sellos en los pony rods del power end y sustitúyalos si hay alguna fuga de aceite. Asegúrese de que los anillos de limpieza no estén sueltos. Estos anillos impiden que cualquier fuga de fluido a alta presión que haya traspasado el empaque dañe el sello del pony rod y entre en el power end.

PASO 14

RESUMEN

· · · · · ·

· · · · · · ·

Antes de iniciar un trabajo, lleve a cabo una inspección STEM 1 (inspección antes del trabajo):

Compruebe que los pistones están apre tados. Verifique el estado y el nivel del lubricante de la caja de cadena. Compruebe el estado y el nivel del lubricante del power end. Verifique el estado y el nivel del lubricante que se encuentra en el depósito de aceite de empaques (Alemite). Compruebe el funcionamiento del lubricador del empaque (Alemite). Verifique la presión del aceite lubricante del power end: 50 psi cuando el aceite está frío 40 psi cuando el aceite está caliente Compruebe que las tuercas del prensaestopas estén bien apretadas. Cebe las bombas. Limpie la bomba y el manifold bombean do agua limpia a través de el. Lave el manifold de succión. Drene la bomba si hace frío. Revise los sellos de los pony rods. Compruebe que los anillos limpiadores no estén sueltos.

68


INSPECCION STEM 2 DE LA BOMBA TRIPLEX CADA 6 MESES O 300 HORAS 7.2.0 El operador del equipo es el responsable de llevar a cabo la inspección STEM 2 con la ayuda de un mecánico..

7.2.1 Caja de cadena · Compruebe el estado de las tuercas de seguridad y los bujes de los extremos de la barra de torsión. Sustituya los bujes que estén desgastados. · Engrase los extremos de la barra de tor sión y ajuste su longitud según sea necesario. · Inspeccione el pin de sujeción. · Engrase los cojinetes de la caja de

el aceite y vuelva a instalar el cable de accionamiento del contador de barriles. · Si se ha instalado una boquilla de engrase Zerk, lubrique con cuidado la transmisión en ángulo recto del contador de barriles. La mayoría de los contadores de barriles emplean un detector de proximidad para calcular el caudal de bombeo. No se requiere ninguna lubricación. NOTA: Ajuste la relación de transmisión en ángulo recto específicamente para el extremo de fluido de la bomba. Engrase Zerk

NOTA: Los bujes de los extremos ya no se ofrecen como piezas independientes. Para cambiar los bujes debe sustituir toda la barra de torsión. Consulte el Manual de Piezas de Equipos (ID: 3015447 en InTouch).

cadena. Revise el estado del respiradero / tapón de llenado de aceite. Si es preciso, lave el respiradero / tapón de llenado con solvente y séquelo con aire. ·

EJEMPLO: En el caso de TRO, la relación transmisión es de 0,249, de 0,385 en el de TGO, de 0,466 en el de TLO y de 0,555 en el de THO. Cuando la relación es incorrecta, la lectura del contador de barriles no es precisa. Esta relación coincide con el número de bbl por revolución de cada fluid end (ID: 3015637 en InTouch).

· Cambie los tapones de los extremos para invertir la transmisión en ángulo recto y variar la rotación del cable.

En las unidades más antiguas, extraiga 69


7.2.2 Power end

·

Inspeccione el soporte del power end por si hay algún perno suelto, desgastado o roto. · Revise el cuerpo para comprobar que no esté agrietado ni roto. IMPORTANTE:

El cuerpo y los soportes del power end son expuestos a una carga y un nivel de vibración extremo durante las operaciones de bombeo. Repare los soportes dañados y apriete los pernos sueltos inmediatamente para no tener que realizar reparaciones más costosas. El torque para apretar los pernos es 600 pies por libra (+ 10%).

Ensure that slinger rings fit snugly on the pony rods.

de lubricación de aceite del power end. Si se colapsa una manguera de succión, quiere decir que el aceite están muy contaminado y la bomba de lubricante no contiene suficiente aceite. Para limpiar el sistema de lubricación, haga lo siguiente: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

NOTA:

Los power ends de magnesio no deben soldarse.

7.

Drene el aceite. Analice una muestra en un labo ratorio. Desmonte la tapa posterior del power end. Limpie y lave el interior del power end con un solvente. solvent. Lave y limpie las mangueras. Limpie el sistema de lubricación, la bomba de aceite y el filtro. Instale la tapa posterior del fluid end y añada aceite nuevo hasta el nivel indicado.

·

Compruebe si hay alguna fuga de aceite, y tome muestras de aceite para analizar la presencia de contaminación por agua o partículas metálicas y averiguar su causa. Asegúrese de que los anillos deflectores encajen bien en las varillas cortas. Si se rompe o desaparece algún anillo deflector, sustitúyalo. · Inspeccione las mangueras de succión

NOTA:

El volumen de aceite del power end es de 17 galones, sin contar el aceite necesario para las mangueras, la bomba y el filtro.

70


La diferencia de presión máxima a través del filtro es igual a 75 psi. Si aumenta la presión, se abre una válvula de alivio instalada en el sistema y el aceite se desvía del filtro y llega al power end.

7.2.3 Fluid end Inspeccione los empaques, los pre· saestopas de los empaques y los pistone por si están desgastados, agrietados o sueltos. PRECAUCION:

NOTA:

Precaución

Cebe las bombas de lubricación nuevas o reensambladas antes de hacer funcionar la unidad. Para ello debe abrir las líneas y llenar de aceite la bomba. Vuelva a conectar las mangueras y a continuación haga girar el motor durante 30 segundos con el botón de Parada del motor pulsado.

·

Escuche si se oye algún ruido anormal y lleve a cabo una prueba de potencia hidráulica (HPP) para detectar cualquier problema mecánico potencial. Registre los resultados de la prueba para poder consultarlos en el futuro y archive una copia junto al informe de inspección STEM 2. Consulte el procedimiento de pruebas HPP en el Anexo 2 de este módulo de capacitación.

No es necesario desmontar los empaques para inspeccionarlos, a menos que haya algún indicio de que existan fugas o fallas. Los empaques suelen sufrir daños al desmontarlos de la cavidad del fluid end. No apriete en exceso la tuerca del prensaestopas del empaque. Si desea más información, consulte el Boletín de Mantenimiento 1085.

·

Abra el fluid end e inspeccione las válvulas, los asientos de válvula, los insertos y los resortes por si están agrietados, desgastados o dañados. Si tiene dudas, compare las piezas con otras nuevas. Sustituya todas aquellas que no estén en buenas condiciones.

71


·

Sustituya los anillos de respaldo y los orings dañados de las tapas de descarga y succión. Elimine todo el cemento endurecido de la ranura del O-ring.

·

Inspeccione las roscas ACME del fluid end y los retenedores de la tapa por si están agrietados. Rectifique la primera o última rosca si la grieta no afecta a más de 1/2 rosca. Si afecta a más de 1/2 rosca, sustituya el fluid end. Informe a su departamento de mantenimiento antes de reparar las roscas.

·

Si el empaque falla prematuramente, apriete o sustituya los pistones y las tuercas del prensaestopas del empaque, según venga al caso. Asegúrese de que la lubricación de la bomba Alemite sea correcta. NOTA:

Si se observan signos de desgaste en la parte inferior de un empaque que ha fallado prematuramente, quiere decir que la cruceta del power end está excesivamente desgastada.

7.2.4 Lubricadores del empaque (Alemite) Verifique que el tanque de lubricación esté limpio. Drénelo, lávelo y rellénelo siempre que sea preciso. NOTA:

El agua puede entrar fácilmente en el tanque donde está montada la bomba Alemite y mezclarse con el aceite lubricante, dando la falsa impresión de que hay una fuga en el empaque.

7.2.5 Inspección anual de la bomba triplex cada 12 meses Aunque el mecánico lleva a cabo una inspección anual, es esencial que el operador entienda los requisitos y la importancia de las responsabilidades del mecánico (el procedimiento de inspección anual se describe en la sección del Manual de Tratamiento de Equipos dedicada al fluid end).

·

Compruebe que las tuercas de la barra de acoplamiento estén bien apretadas (900 pies por libra). Apriételas siempre que sea necesario. NOTA:

La presencia de tuercas mal apretadas en la barra de acoplamiento puede hacer que el fluid end se agriete al verse sometido a una tensión desigual.

72


RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS 8.0.0

73


74


ANEXO 1 - PROCEDIMIENTOS DE CEBADO 9.0.0 Consulte los procedimientos recomendados en los Estándares de Seguridad de Operaciones de Well Services (Contenido InTouch ID: 3038426).

75


CEBADO DE BOMBAS TRIPLEX POR GRAVEDAD 9.1.0 Para cebar las bombas triplex por gravedad, siga los pasos que aquí se indican:

PASO 01

Coloque la primera bomba en un engranaje alto y a velocidad de marcha en vacío. Asegúrese de que haya retornos de fluido al tanque de desplazamiento.

PASO 02

Coloque nuevamente la bomba en posición neutra y haga funcionar el motor a velocidad de marcha en vacío.

PASO 03

Cierre las líneas de suministro por gravedad.

PASO 04

IAumente el régimen de la bomba triplex hasta 3 bpm (0,5 m3/min.). Siga bombeando fluido hasta que el retorno de fluido sea continuo y uniforme.

PASO 05

Cierre las líneas de suministro por gravedad.

PASO 06

Abra las líneas de suministro de presión a las bombas.

76


CEBADO DE BOMBAS TRIPLEX CON BOMBA PRESURIZADORA 9.2.0 Para cebar las bombas triplex con una bomba presurizadora, siga los pasos que aquí se indican:

PASO 01

Inicie el procedimiento de cebado utilizando las bombas centrífugas presurizadoras y de succión.

PASO 02

PASO 03

Asegúrese de que haya retornos de fluido al tanque de desplazamiento.

Aumente el régimen de la bomba triplex hasta 3 bpm (0,5 m3/min.) y haga funcionar el motor a una velocidad lo suficientemente rápida como para accionar el sistema hidráulico. Siga bombeando fluido hasta que el retorno de fluido sea continuo.

PASO 05

Coloque nuevamente la bomba en posición de punto muerto y mantenga la velocidad del motor a las mismas rpm

PASO 06

PASO 07

Cebe todas las bombas a través del equipo de mezcla.

Coloque la bomba en un engranaje alto y a velocidad de marcha en vacío.

PASO 04

Repita los pasos del 2 al 5 con la segunda bomba.

77


ANEXO 2 - PRUEBA DE POTENCIA HIDRÁULICA (HPP) 10.0.0 Siga todos los Estándares de Seguridad de Well Services aplicables a las operaciones de armado, cebado y bombeo. Las pruebas de potencia hidráulica suelen llevarse a cabo en el distrito para verificar el desempeño de la unidad. Para efectuar una prueba de potencia hidráulica siga los pasos que aquí se indican: Obtenga la curva de desempeño de la unidad para calcular el desempeño hidráulico real de la misma.

PASO 01

Realice el armado de acuerdo con el Estándar de Seguridad 5 de Well Services - Seguridad en la Locación. Necesitará suministro de agua, una bomba presurizadora (si la unidad no cuenta con una bomba de succión) y un estrangulador de descarga.

PASO 02

IMPORTANTE:

En este procedimiento se supone que se dispone de un estrangulador accionado por control remoto. Si no es así, debe apagar la unidad para realizar los ajustes en el estrangulador. Arme el estrangulador de modo que se habilite para aislamiento y desviación.. Lleve a cabo una inspección STEM 1 de la unidad.

Tomando como referencia la curva de desempeño de la unidad, seleccione un engranaje intermedio, que genere una presión de bombeo de 5.000 psi o inferior y un caudal de 8 bpm o inferior (con el motor funcionando al máximo de revoluciones) en una unidad cuya potencia nominal sea inferior a 1.000 hhp. En el caso de las grandes unidades de fracturamiento, seleccione un engranaje que genere una presión máxima de bombeo de 10.000 psi y un caudal de 8 BPM o menos.

PASO 05

Abra el estrangulador, seleccione el engranaje adecuado, y fije el caudal deseado al máximo de revoluciones del motor. Si está utilizando un estrangulador con control remoto, cierre lentamente el estrangulador hasta que el motor llegue al valor correcto. Si no se conoce el estatismo del motor a plena carga, ajústelo a 25-50 rpm.

PASO 06

Si está utilizando un estrangulador manual, apague la unidad y ajuste el estrangulador aplicando pequeños incrementos hasta obtener el estaEfectúe una prueba de presión en la tubería de descarga tismo correcto. y verifique el funcionamiento de los dispositivos de apagado por sobrepresión de acuerdo Anote el caudal y la presión y con el Estándar de Seguridad 5 de Well calcule la potencia hidráulica. Services.

PASO 03

PASO 07

PASO 04

PASO 08

78


REFERENCIAS 11.0.0 Manual del equipo de tratamiento (InTouch ID 3013931) Estándares de Seguridad de Operaciones de Well Services (ID# 3038426) Estándar de Seguridad 4 de Well Services - Instalaciones y Talleres Estándar de Seguridad 5 de Well Services - Seguridad en Locación Estándar de Seguridad 15 de Well Services - Bloqueo y Señalización Estándar de Seguridad 26 de Well Services - Tanques de Aire y Depósitos de Aire Comprimido Estándar de Seguridad 27 de Well Services - Inspección y Comprobación de Válvulas de Alivio de Presión y Manómetros Boletín de Mantenimiento 625E Boletín de Mantenimiento 1103, ID: 2023279 en InTouch Boletín de Mantenimiento 982 Boletín de Mantenimiento 1085, ID: 2023265 en InTouch

Información para realizar pedidos de empaques de anillos iniciales: Gardner Denver Tulsa Servicio de Atención al Cliente Teléfono: 800 637 8099 Fax: 918 664 6225 Correo electrónico: [email protected] CDI Contactos del Servicio de Atención al Cliente: Beatriz Trevino Correo electrónico: [email protected] Scarlett Roberts Correo electrónico: [email protected] Teléfono: 281 446 6662 Fax: 281 446 7034 UTEX Weimar Molded Products 605 UTEX Dr. Weimar, TX 78962 Teléfono: 979 725 8529 or 877 469 2829 F: 800 924 8277 JET 2 - Bombas Triplex v1.0 (Provisional)

79

VERIFIQUE SUS CONOCIMIENTOS 12.0.0 Q 01

Q 02

Q 03

Q 04

El power end transforma: La energía hidráulica en energía mecánica La energía de movimiento reciprocante en energía de rotación La energía de rotación en energía de movimiento reciprocante La energía mecánica en energía de presión

Q 05

Los componentes principales de una bomba triplex son (seleccione todos los que lo sean): El motor El eje La caja de cadena El power end El fluid end

operaciones con tubería flexible, se Q 06 En utiliza (seleccione todas las opciones váli-

Las funciones más importantes de las cajas de cadenas son (seleccione todas las que lo sean): Lubrica y refrigera las cadenas Sujeta el power end para evitar su flexión durante el bombeo Ofrece flexibilidad de montaje Convierte las rpm en torque Sirve de depósito de lubricación del power end

Una bomba triplex es: Una bomba de desplazamiento positivo de baja presión Una bomba de alta presión que obedece el principio de transmisión Una bomba de desplazamiento positivo de alta presión con tres pistones

El límite de presión máxima del fluid end es consecuencia de: El metal utilizado en la construcción del fluid end El metal utilizado en la construcción del fluid end La carga máxima en barra del power end La clase de acero AJSI Los procesos de re-enfuerzo

das): La bomba La bomba rera La bomba rera La bomba

MD1000 HD2250 de 8 pulgadas de carOPI600 de 6 pulgadas de carPG/Butterworth

nivel correcto de aceite en el power Q 07 El end es: Lleno hasta la mitad Está bien siempre que se vea el aceite en la parte inferior del power end ½ pulgada por debajo de la parte inferior de las tapas de los cojinetes principales ½ pulgada por encima de la parte superior de las tapas de los cojinetes principales

Q 08

El caudal máximo de una bomba triplex se calcula en función de: Un rendimiento volumétrico del 88% Un rendimiento volumétrico del 92% Un rendimiento volumétrico del 97% Un rendimiento volumétrico del 100% No depende del rendimiento volumétrico

80


Q 09

La existencia de una baja presión en el power end se debe a: Una presión de descarga elevada Un funcionamiento del motor a pocas rpm La carga en barra es demasiado baja Hay algún componente desgastado Todo lo anterior

Q 10

Los sellos de las crucetas sirven para (seleccione todas las opciones válidas): Impedir la fuga de aceite del power end a través de los pony rods Mantener el aceite en el interior del power end y evitar que entre la suciedad Sostener las crucetas (pony rods) Sujetar los O-rings del power end

Q 11

Se recomienda reutilizar el aceite de empaque: Verdadero Falso

Q 12

Q 13

Q 14

La función del divisor de caudal es: Dividir en partes iguales el aceite que va a cada pistón Aumentar la presión de aceite que actúa sobre los anillos de linterna Evitar que el sistema de lubricación falle si alguna de las bocas de descarga queda bloqueada Controlar el caudal de la bomba Alemite

En un divisor de caudal que tenga el código 24: Hay una salida que Debe descargar desde un extremo Hay dos salidas que Deben descargar desde ambos extremos No se puede utilizar junto con un divisor de caudal que tenga el código 12

En la carrera de descarga el pistón es empujado hacia el power end. Verdadero

Falso

Q 15

Uno de los factores más perjudiciales para el fluid end de una bomba es: La cavitación de la bomba El exceso de presión El bombeo de ácidos inhibidos Los caudales excesivos

Q 16

La cavitación puede deberse a lo siguiente (seleccione todas las opciones válidas): Las cámaras de la bomba están llenas de arena La bomba presurizadora está desgastada o dañada y no permite mantener una presión adecuada en la succión de la bomba triplex El bombeo es demasiado rápido para la bomba presurizadora Las cámaras del fluid end no se han mantenido llenas de fluido

Q 17

Durante la inspección STEM 1, es esencial hacer lo siguiente (seleccione todas las opciones válidas): Apretar el empaque antes de las operaciones de bombeo Drenar toda el agua cuando haga frío después de lavar la bomba Comprobar si hay alguna fuga de aceite en los sellos de las crucetas Revisar el nivel de aceite en las cajas de cadenas, los power ends y el depósito de lubricante de empaques Todo lo anterior

Q 18

La existencia de ruidos anormales en el power end podría indicar lo siguiente (seleccione todas las opciones válidas): Daños en el engranaje principal o en los piñones Daños o desgaste en los cojinetes principales, la cruceta o los bujes de la biela Daños en el cigüeñal Grietas en la excéntrica Todo lo anterior 81


Q 19

Es más probable que ocurra cavitación cuando se bombea aceite que agua. Verdadero Falso

Q 20

Las válvulas con discos de ruptura están diseñadas para durar al menos 500.000 ciclos de presión. Verdadero Falso

Q 26

El engrase excesivo de la tapa de succión y descarga y la rosca de la tapa y el retenedor puede provocar un bloqueo hidráulico o de grasa. Verdadero Falso

Q 27

La inspección anual de la bomba triplex es responsabilidad de: El operador de la unidad El especialista de campo El mecánico El ingeniero de campo

Q 21

El uso de pistones sin brillo o rayados no reduce la vida útil del empaque. Verdadero Falso

Q 22

La vida útil en depósito de los insertos de uretano es de: 1 año 6 meses 2 años 1 mes

Q 23

Las bombas de 5 pulgadas de carrera de la serie PG se destinan sobre todo a: Servicios de fracturamiento Servicios de tubería flexible Servicios de cementación / terminación Servicios mixtos de cementación y fracturamiento

Q 24

Las pruebas de presión hidráulica (HPP) sirven para confirmar el nivel de desempeño de las unidades y descubrir sus problemas mecánicos potenciales. Verdadero Falso

Q 25

El power end puede incendiarse si se calienta demasiado. Verdadero Falso

82


VERIFIQUE SUS CONOCIMIENTOS: RESPUESTAS 12.0.1 A 01

La energía de rotación en energía de movimiento reciprocante

A 02

La caja de cadena Power end Fluid end

A 03

Ofrece flexibilidad de montaje Convierte las rpm en torque

A 04

Una bomba de desplazamiento positivo de alta presión con tres pistones

A 05

La carga máxima en barra del power end

A 06

La bomba OPI600 de 6 pulgadas de carrera

A 07

La bomba PG/Butterworth ½ pulgada por debajo de la parte inferior de las tapas de los cojinetes principales

A 08 A 09

Un rendimiento volumétrico del 97%

A 10

A 11 A 12

Hay dos salidas que Deben descargar desde ambos extremos

A 14 A 15 A 16

Falso

A 17

El power end funciona a un régimen bajo y a una presión de descarga elevada El motor funciona a pocas rpm Hay algún componente desgastado Impedir la fuga de aceite del power end a través de los pony rods Mantener el aceite en el interior del power end y evitar que entre la suciedad

A 13

A 18 A 19 A 20 A 21 A 22 A 23

La cavitación de la bomba La bomba de carga está desgastada o dañada y no permite mantener una presión adecuada en la succión de la bomba triplex El bombeo es demasiado rápido para la bomba presurizadora Las cámaras del fluid end no se han mantenido llenas de fluido Drenar toda el agua cuando haga frío después de lavar la bomba Comprobar si hay alguna fuga de aceite en los sellos de las crucetas Revisar el nivel de aceite en las cajas de cadenas, los power ends y el depósito de lubricante de empaques Todo lo anterior Verdadero Verdadero Falso 1 año Servicios de cementación / terminación Verdadero

Falso Dividir en partes iguales el aceite que va a cada pistón

RESPUESTAS 83


VERIFIQUE SUS CONOCIMIENTOS: RESPUESTAS 12.0.1 A 24 A 25 A 26 A 27

Verdadero Verdadero Verdadero El mecánico

RESPUESTAS 84


Bombas Triplex

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