EVALUACIÓN LA VIDA ÚTIL DE LAS BOMBAS DE CAVIDAD PROGRESIVA EN LA MACOLLA VÍCTOR DELTA DE PDVSA-PETROCEDEÑO, SAN DIEGO DE CABRUTICA

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INTRODUCCIÓN La Bomba de Cavidad Progresiva (B.C.P.) fue inventada en 1.932 por un Ingenie Ingeniero ro Aeroná Aeronáuti utio o !ran" !ran"ss ##amad ##amado o $en" $en" %oineau %oineau&& 'ui"n 'ui"n estab# estab#ei ei  #a empresa ##amada PC% P%P*+ P%P*+ +.A. para #a fabriain de #a misma. *n sus iniios& estas bombas fueron amp#iamente uti#i,adas omo bombas de superfiie espeia#ment espeia#mente e para e# bombeo de me,#as me,#as visosas. Atua#men Atua#mente& te& e# ma-or  nmero de bombas de avidades progresivas insta#adas para #a e/train de petr#e petr#eo o se enuent enuentran ran en Canadá. Canadá.

Las primera primerass Bombas Bombas de Cavida Cavidades des

Progresivas (B.C.P. de subsue#o) uti#i,adas en Canadá fueron insta#adas en 1909 en po,os de petr#eo on a#to ontenido de arena - baas gravedades API (rudos pesados). pesados). *n #a atua#idad& atua#idad& se uti#i,an uti#i,an tambi"n tambi"n en po,os produtores produtores de rudos medianos - #ivianos& espeia#mente on a#to ontenido de agua. *n ene, ene,ue# ue#a& a&

#as #as Bomb Bombas as de Cavidad Cavidades es Prog Progre resiv sivas as de subs subsue# ue#o o

omen,aron a eva#uarse a mediados de #os #os aos 45. Los resu#tados no fueron de# todo satisfatorios - esto se debi en gran parte a #o re#ativamente inipiente de #a teno#og6a en e# pa6s - a# desonoimiento de# a#ane - #imitaiones de# sistema. 7o7o- en d6a& d6a& se uent uenta a on on inst insta# a#a aio ione ness e/it e/itos osas as en po,os po,os de rudos rudos visosos8 baos - medianos8 - ap#iaiones a moderadas profundidades.

Las

#imitaiones de# m"todo ontinan siendo #a inapaidad de #os e#astmeros para manear a#tas temperaturas& temperaturas& rudos #ivianos on bao orte de agua - a#to onten ontenido ido de aromáti aromátios& os& mediano medianoss a a#tos a#tos vo#mene vo#meness de gas #ibre #ibre (e# gas afeta #a bomba de dos maneras& ataándo#a diretamente - por e# a#or 'ue se genera a# ser sustituido #os #6'uidos por #a me,#a gaseosa).

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e igua# manera& desde e# punto de vista meánio #as abi##as representan un e#emento on una apaidad #imitada a# esfuer,o ombinado a# tor'ue tensin onstitu-endo a#gunas vees a ser e# e'uipo 'ue impone #a restriin en e# diseo de# sistema& estas bombas son mu- versáti#es e/epto en #o referente a su ompatibi#idad entre mode#os - maras -a 'ue ni #os estatores ni #os rotores son interambiab#es. *# petr#eo onstitu-e onstitu-e en ene,ue#a ene,ue#a #a prinipa# prinipa# fuente de ingresos& ingresos& :asta e# punto 'ue no se estab#een otras fuentes de ri'ue,a& en nuestro pa6s se enuentran #a reserva probadas de petr#eo más grande de# mundo on una arater6stia segn #a #asifiain de Instituto Ameriano de# Petr#eo (API) omo rudo */trapesado ubiado de 4; en #a faa petro#6fera de# rinoo. ebido a #as arater6stias f6sias - 'u6mias de# Petr#eo de #a !aa Petro# Petro#6fe 6fera ra de# rinoo rinoo en Pdvsa Pdvsa Petroe Petroede deo o se uti#i,a uti#i,a e# meani meanismo smo de reuperain primaria a trav"s de bombas de avidad progresiva. Las ua#es tien tienen en a#gu a#guna nass ara arat ter er6s 6stitia ass 'ue 'ue #as #as :ae :aen n vent venta aos osas as uan uando do son son omp ompar arad adas as on on otro otross m"to m"todo doss de #eva #evant ntam amie ient nto o arti artififii ia# a#..
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e igua# manera& desde e# punto de vista meánio #as abi##as representan un e#emento on una apaidad #imitada a# esfuer,o ombinado a# tor'ue tensin onstitu-endo a#gunas vees a ser e# e'uipo 'ue impone #a restriin en e# diseo de# sistema& estas bombas son mu- versáti#es e/epto en #o referente a su ompatibi#idad entre mode#os - maras -a 'ue ni #os estatores ni #os rotores son interambiab#es. *# petr#eo onstitu-e onstitu-e en ene,ue#a ene,ue#a #a prinipa# prinipa# fuente de ingresos& ingresos& :asta e# punto 'ue no se estab#een otras fuentes de ri'ue,a& en nuestro pa6s se enuentran #a reserva probadas de petr#eo más grande de# mundo on una arater6stia segn #a #asifiain de Instituto Ameriano de# Petr#eo (API) omo rudo */trapesado ubiado de 4; en #a faa petro#6fera de# rinoo. ebido a #as arater6stias f6sias - 'u6mias de# Petr#eo de #a !aa Petro# Petro#6fe 6fera ra de# rinoo rinoo en Pdvsa Pdvsa Petroe Petroede deo o se uti#i,a uti#i,a e# meani meanismo smo de reuperain primaria a trav"s de bombas de avidad progresiva. Las ua#es tien tienen en a#gu a#guna nass ara arat ter er6s 6stitia ass 'ue 'ue #as #as :ae :aen n vent venta aos osas as uan uando do son son omp ompar arad adas as on on otro otross m"to m"todo doss de #eva #evant ntam amie ient nto o arti artififii ia# a#..
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e igua# manera& desde e# punto de vista meánio #as abi##as representan un e#emento on una apaidad #imitada a# esfuer,o ombinado a# tor'ue tensin onstitu-endo a#gunas vees a ser e# e'uipo 'ue impone #a restriin en e# diseo de# sistema. Por #timo& abe menionar 'ue estas bombas son mu- versáti#es e/epto en #o referente a su ompatibi#idad entre mode#os - maras -a 'ue ni #os *statores ni #os rotores son interambiab#es. *# %aro rgani,aiona# rgani,aiona# de# informe& informe& ontiene ontiene informain informain re#aionada re#aionada on #a identifiain de #a empresa donde se rea#i, #a pasant6a& indiando de forma preisa su nombre& atividades a #as 'ue se dedia& breve resea :istria& visin visin&& misin misin&& va#ores va#ores&& obeti obetivos vos&& organi organigra grama ma genera# genera# - de# departa departamen mento to donde se desenvo#vi e# pasante& diagrama de atividades - desripin por  semanas de #as aiones eeutadas. oniern erne e a# p#ant p#antea eami mient ento o de# de# prob prob#e #ema ma&& #os #os obe obetitivo voss El Ca Capí pítu tulo lo I oni genera#es - espe6fios tra,ados para abordar e# tema de investigain& #a  ustifiain& e# a#ane 'ue tiene #a eeuin de# trabao de grado - #as #imitaiones 'ue& a pesar de 'ue no imposibi#itaron e# #ogro de #os obetivos& difiu#taron #a rea#i,ain de iertas atividades. =ambi"n se dieron a onoer e# props propsito ito de# entrena entrenamie miento nto indust industria ria#&#& #a ustifi ustifia ain in - #a fati fatibi# bi#idad idad de# desempeo t"nio>#abora#. $eferenia#& e# ua# sirve de apo-o terio de El Capítulo II  refiere a# %aro $eferenia#& #os obetivos de# trabao - proporiona e# maro oneptua# -?o e# enfo'ue 'ue se uti# uti#i, i,. . *stá *stá omp ompue uest sto o por por #os #os ante anteed eden ente tess de# de# prob prob#e #ema ma&& #as #as bases bases terias - fundamentos #ega#es 'ue sustentan e# trabao de grado. Igua#mente #a identifiain de #a organi,ain& +e rea#i, desripin de #a empresa P+A>

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Petr Petro oed ede eo& o& e/po e/poni nien endo do ra, ra,n n soi soia# a# - nomb nombre re ome omer ria ia#&#& ubi ubia ai in n geográfia& geográfia& áreas de inf#ueni inf#uenia a u operain& visin& visin& misin misin - obetivos de #a empr empres esa& a&

orga organi nigr gram ama a

o

est estrut rutur ura a

admi admini nist stra rattiva& iva&

fun funio ione ness

-

responsabi#idades de #a sein& departamento donde se ##ev e# trabao de grado

El Capítulo III  desribe #os m"todos& t"nias o proedimientos uti#i,ados para e# desarro##o de# informe. *sta in#u-e #os aspetos metodo#gios de# pro-eto pro-eto&& - 'ue se uti#i,a uti#i,aron ron para a#an,a a#an,arr #os obetiv obetivos& os& basados basados en #as diversas normas& teor6as& estándares - otros. *n "sta& se identifian #as áreas de ap#iain a #a ua# pertenee e# tema p#anteado8 #os m"todos& t"nias e instrumentos uti#i,ados8 #as fases de# pro-eto8 #a fatibi#idad de #a propuesta a nive# t"nio& operativo& finaniera - #ega#.

En el Capítulo IV  se :ae una e/posiin de #os resu#tados de #a eeuin de# trabao espeia# de grado& tomando en onsiderain #os m"todos& t"nias e instrumentos uti#i,ados anteriormente. +e e/presan #os resu#tados de# tema -?o -?o ativi atividade dadess desarro desarro##a ##adas das durante durante #a eeu eeuin in de# trabao trabao de tesis tesis de manera #gia - #ara.

En el Capítulo V  se p#antean #as on#usiones - reomendaiones. Las on#usiones son #as onsideraiones 'ue e# =esista presenta on base a #a e/perienia ad'uirida durante #a rea#i,ain de# trabao espeia# de grado& se pres present enta a sin sin argum argumen enta tai in n - en form forma a resum resumid ida. a. Las reom reomen enda daio iones nes omp#etan #as on#usiones& sugiriendo estudios posteriores e insistiendo en #as deisiones 'ue deben adoptarse de inmediato. formu# u#ar aron on #as #as on on#u #usi sion ones es Conclu Conclusio siones nes y recome recomenda ndacio ciones nes& se form pertinentes en respuesta a #os propsitos de este trabao& además se presentan a#gunas reomendaiones.

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Anexos& ubiain de #os instrumentos - otros tipos de doumentos 'ue :an sido neesarios para e# desarro##o de# trabao

Referencias ilio!r"ficas& Agrupa todas #as fuentes onsu#tadas para #a e#aborain de #a investigain - redain de# informe

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CA#ITU$O I E$ #RO%$E&A #lanteamiento del prolema  A nive# mundia# e# desarro##o de# +istema *mpresaria# :a ido evo#uionando #a onepin de #a funin omeria# - se :a ido perfeionando instrumentos para ##evar#a a abo & identifiándo#a on #os oneptos de %ar@eting& %eradeo  %eradotenia & pero apareado a esto #a teno#og6a  #ogra a#tas otas de desarro##o - #os proesos de transformain de #a materia prima& emp#eo de energ6a & bienes de e'uipos más sofistiados& traen apareados un ambio en e# emp#eo de reursos :umanos 'ue :aen 'ue se #ogren produtos  aabados 'ue a#anen nive#es mu- a#tos 'ue tra,an pautas mu- fuertes en #a arrera de obtenin de #a ompetitividad *# desarro##o de #as BCP a nive# mundia# en #os #timos aos :a estado dirigido prinipa#mente a #a investigain de #os materia#es de fabriain de #as bombas. *n este sentido :an desarro##ado una amp#ia gama de e#astmeros. =ambi"n se :an :e:o progresos en e# área de automati,ain de sistemas donde sus #imitaiones de# m"todo ontinan siendo #a inapaidad de #os e#astmeros para manear a#tas temperaturas& rudos #ivianos on bao orte de agua - a#to ontenido de aromátios& medianos a a#tos vo#menes de gas #ibre (e# gas afeta #a bomba de dos maneras& ataándo#o diretamente - por e# a#or  'ue se genera a# ser sustituido #os #6'uidos por #a me,#a gaseosa). e igua# manera& desde e# punto de vista meánio #as abi##as representan un e#emento on una apaidad #imitada a# esfuer,o ombinado a# tor'ue tensin onstitu-endo a#gunas vees a ser e# e'uipo 'ue impone #a restriin en e# diseo de# sistema.

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Los *'uipos de +uperfiie fueron desarro##ados& onsiderando #as neesidades rea#es de ampos en ene,ue#a - apuntando a una opin efiiente& duradera - eonmia. *s apa, de soportar a#tas argas de abi##as& manear a#tos re'uerimientos de potenias - a#tos tor'ues asoiados a# sistema BCP de a#to auda# - gran a#tura. +u diseo :erm"tio e#imina #a posibi#idad de derrames de f#uidos de produin a# medio ambiente& onvirti"ndo#o en un e'uipo eo#gio. *n ene,ue#a&

#as Bombas de Cavidades Progresivas de subsue#o

omen,aron a eva#uarse a mediados de #os aos 45. Los resu#tados no fueron de# todo satisfatorios - esto se debi en gran parte a #o re#ativamente inipiente de #a teno#og6a en e# pa6s - a# desonoimiento de# a#ane - #imitaiones de# sistema. 7o- en d6a& se uenta on insta#aiones e/itosas en po,os de rudos visosos8 baos - medianos8 - ap#iaiones a moderadas profundidades. *n #os aos 95& nae en ene,ue#a #a empresa petro#era mi/ta +IC$<+ * $I*=* +IC$& on aionistas

ma-oritaria #a empresa =ota# de

!rania& +tatoi# de oruega - P+A omo aionista minoritario& 'uienes se asoiaron para dar iniio a #a e/train de petr#eo */trapesado de 4 grados  API& en #a faa petro#6fera de# rinoo& siendo su inaugurain en mar,o de 1992.  A partir de# 1ero de %a-o de# 2550& se iniia #a migrain a empresa mi/ta donde P+A pasa a tomar #a ma-or6a de #as aiones de #a empresa& 'uedando de #a siguiente manera8 P+A 5& =ota# de !rania 35&3 +tatoi# 7-dro 9&0 de oruega. La *mpresa P*=$C**D fi#ia# de P+A& es una de #as ma-ores empresas mi/tas de P+A en #a !aa Petro#6fera de# rinoo on una produin diaria de rudo apro/imadamente de 12E.555 barri#es de petr#eo

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por d6a& en #a ua# está onformada por #a estata# vene,o#ana P+A& =ota# de !rania - +tatoi# 7-dro de oruega. P+A es #a Compa6a *stata# ene,o#ana dediada a #a e/p#orain& produin& refinain& transporte - merados integrados de rudo& gas petro'u6mios en ene,ue#a - e# e/tranero. Con presenia en más de inuenta pa6ses a #os ua#es #es suministra :idroarburos. Posee #as reservas probadas de rudo */trapesado más grande de# mundo en #a !aa Petro#6fera de# rinoo& - -aimientos de rudos ondensados& #iviano medianos - pesados a #os #argo de sus uenas petro#6feras Las operaiones de Petroedeo se

organi,an en tres funionesF

Produin& %eoramiento - %eradeo. Las ua#es re'uieren e# apo-o de serviios omoF $eursos 7umanos& !inan,as& Lega#& $e#aiones Pub#ias& +eguridad& +a#ud& Ambiente& - +erviios ="nios. La empresa Petroedeo tiene omo obetivosF */p#otar e# área de Guata de #a !aa Petro#6fera de# rinoo de# b#o'ue unin& rear va#or para sus aionistas - emp#eados& a trav"s de sus operaiones de Produin& %eoramiento - Comeria#i,ain de Crudos - Produtos. Haranti,ar a trav"s de #a produin e# suministro de apro/imadamente 125.555 barri#es de rudo e/tra>pesado de 4.E API& transportar rudo di#uido de 10 grados API a# omp#eo industria# os" Antonio An,oátegui& para su meoramiento - onversin en produto omeria#. $eo#ein& proesamiento - meoramiento de# gas proedente de #os po,os para #a a#imentain de :ornos& turbinas& gas de manto de #os tan'ues suministrar gas ombustib#e a #a p#anta termoe#"tria +an iego de Cabrutia

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%eorar e# rudo e/tra pesado proveniente de #a !aa - transformar#o en un rudo #iviano du#e de 32; API& on menos de 5&1  de a,ufre - 3 PP% de meta#es. Comeria#i,ar en e# merado Internaiona# tres produtosF Crudo meorado (,uata +Jift)& A,ufre - Co'ue  Apo-ar a #as omunidades& profundi,ando #a inversin soia# - #os serviios de asistenia a #as diferentes organi,aiones& on #a fina#idad de rear s#idas bases para poteniar e# desarro##o de #as pob#aiones 'ue o:abitan en sus áreas operaiona#es. Pdvsa Petroedeo es una empresa 'ue ump#e on una uota de produin diaria #a ua# depende de #a onfiabi#idad de sus e'uipos& espe6fiamente de #as Bombas de Cavidad Progresiva. Atua#mente #a empresa no posee un eva#uain donde se pueda identifiar e# Comportamiento de #a ida ti# de #as Bombas de Cavidad Progresiva este prob#ema genera una produin diferida a#ta diaria por paradas imprevistas de #os Po,os (er grafia 51)& por daos en #as Bombas este pro-eto será de mu:a uti#idad para #a empresa pues permita determinar #a re#ain e/istente entre #as fa##as - #as revo#uiones aumu#adas de #as Bomba de Cavidad Progresiva.

Tala N' () Produin diferida por fa##as en #as bombas BCP

!uenteF Pdvsa Petroedeo

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*n ta# sentido& es neesario rear un sistema 'ue permita ana#i,ar e# omportamiento de #a vida ti# de #as bombas de avidad progresiva en funin de #as revo#uiones por minutos aumu#adas para anteeder - optimi,ar todos #os meanismos 'ue afetan e# tiempo de reemp#a,o de #as Bombas.

O%*ETIVO+ DE $A INVE+TI,ACIÓN O-eti.o ,eneral *va#uar #a vida ti# de #as bombas de avidad progresiva en #a mao##a 6tor  de#ta de P+A>Petroedeo& san diego de Cabrutia.

O-eti.os Específicos 1.> Inspeionar #os mode#os de bombas de avidad progresiva uti#i,adas en P+A Petroedeo - #as arater6stias f6sias de sus Componentes. 2.> Ana#i,ar #os parámetros operaiona#es de Las Bombas de Cavidad Progresiva durante su vida ti#. 3.> *va#uar #as ausas - onseuenias de #as fa##as susitadas en #as bombas de avidad progresiva durante su funionamiento. K.> eterminar #a re#ain e/istente entre #as $evo#uiones Por %inutos  Aumu#adas - #a ourrenia de #as fa##as de #as Bombas de Cavidad Progresiva. E.> *va#uar #a fatibi#idad eonmia de #a propuesta.

*ustificaci/n La eva#uain de #a vida ti# de #as bombas en #os po,os de petr#eo garanti,ará #a onfiabi#idad operaiona# de# proeso de e/train mediante e# aná#isis de #a vida ti# - e# omportamiento operativo de #as Bombas de Cavidad Progresiva& #o 'ue permitirá a #a superintendenia de optimi,ain ap#iar 

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meores t"nias de mitigain de fa##as 'ue inremento #a efiienia - efiaia de# trabao 'ue -a se ven6a rea#i,ando permitiendo tener un riterio de reo#ein de informain. Asimismo fai#itará ordenar de forma sistemátia& #a misma para imp#ementar e# proeso de eva#uain respetivo - disminuir  p"rdidas de produin inesperadas - permitirá a #a empresa reduir ostos en atividades no p#anifiadas& en ta# sentido& P+A P*$C**D& omo empresa de# estado debe garanti,ar una parte de #a produin petro#era de# pa6s& pues :o- más 'ue nuna& e# petr#eo sigue siendo un produto indispensab#e para e# mundo moderno. La e#aborain de este pro-eto servirá de :erramienta a #a *sue#a de Ingenier6a de #a
Alcance *# trabao de espeia# de grado se omen, e# 52 de !ebrero de 251E u#minando e# 2 de unio de 251E& en #a *mpresa P*=$C**D C.A& espe6fiamente en e# departamento ptimi,ain de Produin on una durain de doe (1E) semanas estab#eidas por #a
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#a empresa. Para #a eeuin de #as tareas estab#eidas& omo a#ane se onsideraron #o siguientes puntosF 

isitas a #as mao##as prinipa#mente a #a mao##a  en #a

ua# se reonoi #as fai#idades de superfiie de #os po,os - e# sistema de produin por Bombas de Cavidad Progresiva. 

%onitoreo de# ampo a trav"s de un sistema +ada donde se

pudo observar - ontro#ar #as variab#es de fondo - superfiie de #as bombas de avidad progresivas 

Inspeionar #os mode#os de bombas de avidad progresiva

uti#i,adas en P+A P*=$C**D - #as arater6stias f6sias de sus Componentes. 

$ea#i,ain de# aná#isis de #as fa##as de ma-or impato

presentes en #os e'uipos en estudio& mediante *. 

*#aborain de un programa de mantenimiento preventivo&

estab#eiendo #os tiempo de mantenimiento basado en normas A+%*> 31.4s 

 *va#uar a trav"s de# $unning da-s pumps e# iniio - e# fin de

funionamiento de ada bomba. *# desarro##o de #as atividades se #ogr e#aborando una eva#uain de #a vida ti# de #as bombas de avidad progresivas en #a mao##a 6tor de#ta #a ua# servirá de referenia para ap#iar#a a todo e# ampo de produin para un tota# de E45 po,os en K1 mao##as de #a empresa P+A Petroedeo.

13

CA#ITU$O II &ARCO TEÓRICO *# %aro terio& maro referenia# o maro oneptua# de auerdo a +abino (255K)& tiene e# propsito de dar a #a investigain un sistema oordinado o:erente de oneptos - proposiiones 'ue permiten abordar e# prob#emaM. (p. 3K). *sto signifia poner en #aro para e# propio investigador sus postu#ados supuestos& asumir #os frutos de investigaiones anteriores - esfor,arse por  orientar e# trabao de un modo o:erente. =ambi"n se puede deir 'ue e# maro terio es donde e# investigador puede desarro##ar de forma doumentada& organi,ada - metdia #a teor6a de# prob#ema 'ue se está investigando.

Antecedentes de la In.esti!aci/n  A$N*LI A$%A N 7A=A 7<$=A 0%O&%A+ DE CAVIDAD

#RO,RE+IVA1 O#TI&I2ACIÓN DE $A #RODUCCIÓN DE CRUDO #E+ADO EN $A 3A*A DE$ ORINOCO 4 5REA +INCOR M $ea#i,aron un estudio tesistas de# Instituto upO. Para a#an,ar estos obetivos& se estudiaron #os fundamentos básios de di:a bomba& mediante investigain bib#iográfia en te/tos& fo##etos& manua#es e informes t"nios proporionados por #a empresa La eva#uain de #os po,os ana#i,ados permiti on#uir 'ue e#

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rendimiento efetivo de #a bomba en #os seis asos& depende diretamente de# tiempo 'ue se dispone para rea#i,ar #os proesos de #impie,a - produin de #os po,os. %ientras menor sea e# tiempo destinado a #a #impie,a de# po,o& se re'uiere aumentar #as revo#uiones por minuto de #a misma - aumentar e# vo#umen maneado por #a bomba& #o ua# no ser6a neesario en aso de disponer on e# tiempo estab#eido para #os trabaos de #impie,a de po,os. !ina#mente e# trabao on#u-e 'ue e# uso de #as BCP onstitu-e atua#mente una e/e#ente :erramienta en #a produin de rudos pesados - e/trapesados& en #a !aa de# rinoo& 'ue igua#mente :a resu#tado e/itosa en #os trabaos de #impie,a de po,os Por #o 'ue este pro-eto difiere de# pro-eto p#anteado& por'ue atua#mente #a ondiin de #os -aimientos :an variado& no se rea#i,a #impie,a de #os po,os - se rea#i,ará una eva#uain en funin de #as revo#uiones por minuto ($P%) de #as bombas menionadas& de manera 'ue #a eva#uaion de# omportamiento de #a vida ti# de #as bombas de avidad progresiva en #a mao##a itor e#ta en funin de #as revo#uiones por minuto ser6a de gran a-uda para #a organi,ain. CA$L+ CA$$ILL N A$*IA I=$IAH
UTI$I2ADO+ EN E$ +I+TE&A DE $EVANTA&IENTO ARTI3ICIA$ %O&%EO DE CAVIDADADE+ #RO,RE+IVA+ 8%C# EN $O+ CA&#O+ %ARE 9 ARECUNA DE $A UNIDAD DE E:TRA#E+ADO #DV+A4+AN TO&E1 *# obetivo de #a investigain fue ana#i,ar e# omportamiento de #as diferentes maras - tipos de bombas (BCP) uti#i,adas en #os po,os de #os -aimientos <1&3%!BE3 - <1%!A33 en #os ampos de Bare - Areuna para estimu#ar e# potenia# de di:os po,os mediante #a urva de omportamiento de af#uenia determinando a su ve, #a efiienia de #as bombas insta#adas - omparando #as

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urvas de efiienia en #os po,os para #ograr una estandari,aion en uanto a auda# - efiienia de #as bombas en #os ampos estudiados. *n #os resu#tados obtenidos se estab#ee 'ue para estos ampos #a efiienia de#as bombas insta#adas es ma-or si #a ve#oidad de rotaion esta omprendida entre 05 - 155 $P% - si e# nive# de sumergenia supera #os 55 pies - e# diseo de omp#etain de# po,o es aorde a su potenia#. Los estudios mostrados difieren de# presente& -a 'ue se basaron en #a efiienia segn e# potenia# de #os po,os& e# auda# - #a sumergenia de #a bomba& por ende arroará en e# tiempo #os prob#emas presentados& abe destaar 'ue e# presente trabao a desarro##ar& además de mostrar urvas tendenia por dia en e# tiempo& tambi"n traerá onsigo una base de datos segn sea e# aso - #a ritiidad de ada Bomba de Cavidad Progresiva en su ana#isis.

3undamentos Te/ricos de la In.esti!aci/n %ases Te/ricas e auerdo a #as ormas para #a *#aborain& Presentain - *va#uain de# =rabao *speia# de Hrado I<IC+& (255E) #as bases terias debe ser una bs'ueda deta##ada - onreta donde e# tema - #a temátia de# obeto a investigar tengan un soporte terio& 'ue se pueda debatir& amp#iar& oneptua#i,ar - on#uirM (p.2K) esde este punto de vista& a ontinuain se presentan #as bases terias& #as ua#es están onstituidas por e# desarro##o de oneptos t"nios uti#i,ados por e# investigador a #o #argo de# trabao espeia# de grado. Los menionados oneptos son desp#egados on apo-o bib#iográfio - itas de diversos autores.

16

Las bases terias& permiten una ma-or omprensin para e# #etor& graias a #a e/p#iain de ada onepto& de ser respa#dadas por onoedores de #a materia en ada una de #as definiiones uti#i,adas en #a investigain. *ntre #os tpios tratados tenemosF

#rincipio de funcionamiento de la %oma de Ca.idad #ro!resi.a
17

progresiva& en e##a se muestra para ada sein #a posiin de# rotor dentro de# estator - e# movimiento de f#uido :aia una avidad.

3i!ura N' ) Prinipios de funionamiento de #as BCP Sección a El rotor está en el tope de la cavidad.

El rotor giró 90°  se locali!a en e"e del estator.

El rotor giró 180°  se enc#entra de$a"o del e"e del estator. %a cavidad esta sellada.

El rotor giró 270°  se enc#entra en el e"e del estator& la cavidad se co'#nica con la descarga.

El rotor giró 360°. El ciclo ter'ina  se inicia otro.

!uenteF Bpven

18

3i!ura N< ; $epresentain Hráfia de# !unionamiento de #as BCP

    9

    8     9     7

    8

    7

    6

    6     5

    5

    4     4     3     2     3    1     2    r     o    r     o    t    t     a    t   s      E     o      (    1

!uenteF Bpven

Usos de las %omas de Ca.idad #ro!resi.a • Crudo

#igero o pesado #evantado on arena

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• Crudo

#igero on a#to ontenido aromátio

• eseain • %etano

de po,os de gas

de -aimientos de arbn

• Cortes

de agua a#tos

• Po,os

sumamente orrosivos

• Po,os

:ori,onta#es& in#inados o direiona#es

Produin de petr#eos pesados - bitumenes( 14QAPI) on ortes de arena :asta un E5  > Produin de rudos medios(14>35 Q API) on #imitaiones en e#  de +72 > Petr#eos #ivianos(R35Q API) on #imitaiones en aromátios > Produin de po,os on a#tos  de agua - a#tas produiones brutas& asoiadas a pro-etos avan,ados de reuperain seundaria(por in-ein de agua) *n #os #timos aos #as PCP :an e/perimentado una inremento gradua# omo un m"todo de e/train artifiia# omn. +in embargo #as bombas de avidades progresiva están rei"n en su infania si #as omparamos on #os otro m"todos de e/train artifiia# omo #as bombas e#etrosumergib#es o e# bombeo meánio.

,eometría La geometr6a de bomba esta genera#mente definida por e# nmero de #bu#os de# rotor - e# estator. La geometr6a más omn es #a 1>2M& es deir& un #bu#o de# rotor - dos de# estator. *# rotor no es on"ntrio on e# estator& de ta# manera 'ue su movimiento dentro de# estator es en rea#idad #a ombinain de dos movimientosF
de# estator. La onfigurain 1>2M M& e# ee de# rotor durante su

movimiento de rotain dentro de# estator& desribe una tra-etoria definida por  una #6nea reta& 71& e'uiva#ente a K vees #a e/entriidad& esta tra-etoria orresponde a #a envo#vente *1& asoiada on e# estator& u-a forma está representada por un retángu#o de e/tremos semiiru#ares.
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tra-etoria 72 viene representada por un punto fio 'ue orresponde a# ee de# rotor u-a envo#vente *2 es un iru#o orrespondiente a# diámetro de# rotor. (!ig. 0).

3i!ura N' = iámetro e# $otor  (o tor  * + 4E

1 +

)2

E2 E

2

)1 ,2 Est ator 

,1 E1

!uenteF Bpven

#ar"metros ,eom>tricos iámetros - e/entriidad *n #as figuras K - E se muestra #os parámetros 'ue definen #a geometr6a de una BCP 1F2& 'ue sonF e# diámetro de# rotor& D& tambi"n denominado diámetro seiona# m6nimo& #a e/entriidad& E& 'ue es #a separain 'ue e/iste entre #os ees de# rotor - e# estator. A partir de D - E& se definen parámetros adiiona#es ta#es omo diámetro seiona# má/imo de# estator& D ? @E - diámetro seiona# má/imo de# rotor& D ? ;E.

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La Longitud de# paso define #a apaidad de #evantamiento de #a bomba. *n #a figura K se pueden distinguir e# paso de# estator (P s) - e# paso de# rotor (P r ). Para una BCP onfigurain 1F2 e# paso de# estator e'uiva#e a #a #ongitud de una etapa - es 1&E vees e# paso de# rotor. Las bombas BCP inrementan presin por etapas& ada etapa tiene 3 avidades. *# inremento de presin var6a entre 35 - 155 psi& por #o tanto mientras ma-or sea e# nmero de etapas& ma-or será #a apaidad de #evantamiento de #a bomba.

3i!ura N< @ Parámetros geom"trios de #as BCP

!uenteF Bpven *n #a figura E& se puede apreiar e# efeto de #a #ongitud de# paso en #a apaidad de #evantamiento - auda# de #as BCP 1F2. %ientras ma-or es #a #ongitud de# paso de# estator ma-or será e# tamao de #as avidades& pero se #imita e# nmero de etapas& de ta# manera 'ue se obtienen bombas de a#to auda# - bao #evantamiento. +i se ompara e# aso anterior on una bomba de #a misma #ongitud - diámetro& pero on un paso menor& se puede observar 'ue

22

se tiene ma-or nmero de etapas #o ua# inrementa #a apaidad de #evantamiento& pero #as avidades son de menor tamao - se #imita e# auda#.  Atua#mente se están fabriando bombas de E SM 'ue permiten aumentar e# tamao de #as avidades& #o 'ue permite obtener bombas de a#to auda# - a#to #evantamiento.

3i!ura N'  *feto de #a #ongitud de# paso

!uenteF Bpven

Confi!uraci/n Típica de los +istemas %C# EBuipos de susuelo El Rotor 

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*# rotor está fabriado on aero de a#ta resistenia meani,ado on preisin - reubierto on una apa de materia# a#tamente resistente a #a abrasin. +e oneta a #a sarta de abi##as (bombas tipo =ubu#ar) #as ua#es #e transmiten e# movimiento de rotain desde #a superfiie (aionamiento o impu#sor).
3i!ura N<( %uestra de una sein de $otor.

!uenteF Pdvsa Petroedeo

24

El Estator  *# *stator es un i#indro de aero (o =ubo) revestido internamente on un *#astmero sint"tio (po#6mero de a#to peso mo#eu#ar) mo#deado en forma de dos dos :"#i :"#ie ess ad:er ad:erido ido fuer fuerte temen mente te a di: di:o o i#i i#ind ndro ro medi mediant ante e un proe proeso so espeia#. *# *stator se baa a# po,o on #a tuber6a de produin (bombas tipo =ubu#ar  o de =uber6a) o on #a sarta de abi##as (bombas tipo Inser tab#es).

Estator Elast/mero
El Elast/mero *# *#ast *#astm mer ero o onst onstitituu-e e e# e#em e#emen ento to más más de# de#i iad adoM oM de #a Bomb Bomba a de Cavidades Progresivas - de su adeuada se#ein depende en una gran medida e# "/ito o fraaso de esta ap#iain. *# *#astmero *#astmero reviste internamente internamente a# *stator *stator - en si es un Po#6mero Po#6mero de a#to peso mo#eu#ar on #a propiedad de deformarse - reuperarse e#ástiamente& esta propiedad se onoe omo resi#ienia o memoria& - es #a 'ue :ae posib#e

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'ue se produ,a produ,a #a interferenia interferenia entre e# $otor - e# *stator #a ua# determina determina #a :ermetiidad entre avidades ontiguas - en onseuenia #a efiienia de #a bomba (bombeo).   Los e#astmeros deben presentar resistenia 'u6mia para manear #os f#ui f#uido doss produ produi idos dos - e/e# e/e#ent entes es prop propie ieda dades des meá meáni nia ass para para resis resistitirr #os #os esfuer,os - #a abrasin. Los *#astmeros más uti#i,ados uti#i,ados en #a ap#iain ap#iain BCP& poseen poseen base itr6#ia (onve (onvenio niona# na#es) es)&& 7idroge 7idrogenai nain n Cata#6 Cata#6ti tia a (*#ast (*#astme meros ros 7idroge 7idrogenad nados) os) o !#uoe#astmeros.

Características deseales en los Elast/meros -

Buena resistenia 'u6mia a #os f#uidos a transportar.

-

Buena resistenia t"rmia.

-

Capaidad de reuperain e#ástia.

-

 Adeuadas propiedades meánias& espeia#mente resistenia

a #a fatiga.

#ropiedades mec"nicas mínimas reBueridas -  7in:amientoF de# 3 a# 0 (má/imo). -  ure,a +:ore AF EE a 04 puntos. -  $esistenia =ens6#F =ens6#F %a-or a EE %pasa# -  *#ongain a #a rupturaF %a-or a# E55 -  $esistenia a #a fatigaF %a-or a EE.555 i#os -  $esistenia a# orteF %a-or a K Tgrs?mm.

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Los amb ambio ioss más omu omune ness en #as prop propie ieda dade dess meá meáni nia ass de #os *#astmeros sonF e# 7in:amiento& e# *ndureimiento - e# $eb#andeimiento. *# 7in:amiento origina una e/esiva interferenia - omo onseuenia& un tor'ue e/esivo en #as abi##as - a#entamiento (- posib#e destruin) de# *#astmero. +e debe destaar 'ue un :in:amiento de# 3 a# E  puede ser  maneado on rotores de menor diámetro - 'ue a#gunos fabriantes in#usive garanti,an a#gunos de sus materia#es para :in:amientos ma-ores& no obstante se debe tener presente 'ue estos e#astmeros pudieran ser uti#i,ados siempre uando #as propiedades meánias de #os mismos no se vean afetadas mas a##á de #os #6mites permisib#es. *# *ndu *ndure rei imi mien entto afe afeta ta nega negati tiva vame ment nte e a #a resi resi##ien ienia ia - omo omo onseuenia #a efiienia de #a bomba. *# $eb#andeimiento deteriora #a :ermetiidad entre #as avidades - por ende #a efiienia de #a bomba. Cada !abriante posee sus propios desarro##os - por #o genera# uti#i,an nome nomen n##atur aturas as prop propia ias& s& no obst obstan antte& #as base basess son son itr itr66#os& #os& base basess 7idrogenadas o !#uoe#astmeros. *sta diversidad permite manear #a ma-or  parte de #as ondiiones enontradas en #os po,os de petr#eo - agua.

Tuería de #roducci/n Perm Permitite e ##ev ##evar ar #os #os f#ui f#uido doss desd desde e #a des desar arga ga de #a bomb bomba a :ast :asta a #a superfiie. *sta sarta ##eva ane/o a# fina# un nip#e de maniobra (pup ointUs)& u-a funin es permitir 'ue e# movimiento e/"ntrio de #a abe,a de# rotor - su one/in on #a sarta de abi##as& ourra sin ninguna obstruin. Cuando e#

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diámetro interno de #a tuber6a de produin es mu- pe'ueo #a inserin de este nip#e es ob#igatoria& su #ongitud var6a de KU a 15U.

3i!ura N< ( partes de #as bombas de avidad progresiva

!uenteF Pdvsa Petroedeo

Caillas *stas permiten permiten aionar #a bomba desde superfiie. La primera abi##a de #a sarta es una barra pu#ida 'ue opera on una empaadura de goma 'ue impide e# derrame de #os f#uidos produidos. Las abi##as más omunes son de tipo

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onveniona# - ontinua. Las onveniona#es se fabrian en #ongitudes de 2E a 35 pies - se unen por aop#es& son onstruidas en diferentes diámetros materia#es& de auerdo a #os esfuer,os a #os 'ue estarán sometidas - a #os ambientes a #os 'ue serán e/puestas. Las ontinuas areen de one/iones tiene buen desempeo en po,os desviados& on su ap#iain se e#iminan #os prob#emas de desone/in - ruptura de #os aop#es de #as abi##as onveniona#es& adiiona#mente #as perdidas por friin son menores. */isten aesorios 'ue se pueden in#uir en #a sarta de abi##as& ta#es omo #os entra#i,adores& #os ua#es permiten estabi#i,ar #a sarta de abi##as& reduir e# tro'u" en po,os desviados& reduir e# desgaste de #a tuber6a de produin& entre otros. Las abi##as deben baarse a# po,o fuertemente apretadas.

Tala N< ; se muestran #os tor'ues reomendadas para #as abi##as en funin de# diámetro - grado de #as mismas - de #a profundidad de #a bomba. IA%*=$ H$A API P$!.B%B  A (Pies) 1555 2555 3555 K555

3?KM CT =$V<* Pie) 335 K35 315 355 K55 24E 20E 30E 2EE 2E5 3E5 2EE

(Lbs>

0?4M CT =$V<* Pie) E35 95 E55 K9E E5 KE K5 25 K2E K25 E45 34E

!uenteF *# Autor 

El Niple de #aro

(Lbs>

1M CT =$V<*

(Lbs>

Pie) 455 1535 0E5 0E5 945 05E 015 9K5 5 E5 495 5E

29

*# ip#e de Paro es un tubo de pe'uea #ongitud (orto) e# ua# se insta#a bao e# *stator (bombas tubu#ares) - u-a funiones prinipa#es sonF -  +ervir de punto tope a# rotor uando se rea#i,a e# *spaiamiento de#

mismo. -   Brindar un espaio #ibre a# rotor de manera de permitir #a #ibre

e#ongain de #a sarta de abi##as durante #a operain de# sistema. -  Impedir 'ue e# rotor -?o #as abi##as ##eguen a# fondo de# po,o en aso

de produirse rotura o desone/in de estas #timas. -  +ervir de punto de one/in para aesorios ta#es omo An#as de

Has o Anti>tor'ue& !i#tros de Arena& et.

3i!ura N< (F ip#es de paro

!uenteF Pdvsa Petroedeo  Cuando e# rotor rota en e# sentido de #as aguas de# re#o& e# roe on e# estator tiende a :aer 'ue #a sarta de tuber6a rote igua#mente en e# sentido

30

:orario& #o ua# aunado a #as vibraiones ausadas por movimiento e/"ntrio de# rotor& rean e# riego de 'ue #a tuber6a se desenros'ue. *# an#a de tor'ue es diseada de ta# manera 'ue e#imina este riesgo. *s o#oada debao de# estor& enrosada a# nip#e de paro.

EBuipos de superficie */isten tres omponentes básios de #os abe,a#es de superfiieF Cabe,a# de rotain& motor - +8 #os ua#es se desriben a ontinuain.  Adiiona#mente se re'uieren otros aesorios seni##os para e# maneo de f#uidos. *n #a !igura 9 se presentan #as onfiguraiones t6pias de #os abe,a#es de superfiie.

CaeGal de rotaci/n +e insta#a diretamente a# abe,a# de# po,o on una one/in tipo =M. +us funiones son8 transmitir e# movimiento rotaiona# de# motor a #a sarta de abi##as& soportar #a arga a/ia# de #as abi##as& +ostener e# sistema de# motor ais#ar#o de #os f#uidos produidos mediante una empaadura de goma denominada prensa estopas.  Adiiona#mente está e'uipado on freno de retroeso para evitar 'ue #as abi##as se muevan en sentido ontrario en aso de una parada repentina de# sistema. */isten diferentes tipos de abe,a#& su diseo depende de #a arga 'ue debe soportar - e# tipo de motor a# 'ue debe aop#arse.

&otor 

31

*/isten dos tipos básiosF de po#ea - orrea& - motoredutores. orma#mente son aionados on energ6a e#"tria.

Variador de .elocidad Los variadores más usados son de tipo e#etrnio 'ue disponen de un onvertidor de freuenia e# ua# va onetado a #a aa redutora de# motor& permitiendo variar #a ve#oidad en un rango preestab#eido& sin neesidad de detener e# sistema. =odos #os motores pueden ser aionados - operados on variador de ve#oidad e#etrnios& pero neesitan aa redutora. Los motores de po#ea - orrea& permiten variar #a ve#oidad en forma meánia& ambiando e# diámetro de #as po#eas& pero es neesario parar e# sistema

Venta-as y des.enta-as de los sistemas %C# Las prinipa#es ventaas 'ue proporiona este m"todo de #evantamiento artifiia# es8 'ue se puede uti#i,ar en #a produin de f#uidos mu- visosos 'ue posee poas partes mvi#es por #o 'ue su mantenimiento es re#ativamente seni##o. Con respeto a #as desventaas 'ue ofree este sistema está e# :e:o de 'ue e# e#astmero se puede ##egar a deteriorar debido a agentes ontaminantes en e# rudo - 'ue no puede ser uti#i,ada a grandes profundidades por dos ra,ones prinipa#esF ser6a neesario e# uso de grandes e/tensiones de vari##as - #as a#tas temperaturas tambi"n pueden daar e# e#astmero.

Características operati.as de las %C#

32

Las arater6stias prinipa#es de #as bombas de avidades progresivas son su auda# (desp#a,amiento vo#um"trio) - su a#tura de desarga (:ead).

Caudal o desplaGamiento *s e# vo#umen de f#uido 'ue #a bomba puede desp#a,ar en determinado #apso de tiempo. Para estos e'uipos se e/presa genera#mente en unidades de barri#es de f#uido por d6a o metros bios por d6a a determinadas ondiiones de ve#oidad (r.p.m.) - :ead.

Altura de descar!a 8Head La a#tura de desarga o :ead de #a bomba& es #a apaidad de #a misma para vener #a presin :idrostátia - transportar #os f#uidos :asta #as insta#aiones de superfiie. *# :ead se puede e/presar de dos maneras8 omo presin propiamente di:a (#p& bars& et) o omo a#tura de f#uido (mts& pies& et.). *# :ead es funin direta de# nmero de etapas de #a bomba.
33

La presin de desarga de una etapa varia de 05 a 155 #p& segn #os mode#os de bombas - fabriantes& por eemp#o una bomba mode#o 14.K5>1E55& está diseada para 1455 #p de presin de desarga (#a ifra a# omien,o de# mode#o& esto es 14M& signifia 'ue #a bomba es de 14 etapas Para e# á#u#o de #a presin diferenia# en #a bomba& se debe onoer #a presin de entrada - sa#ida de #a misma& ambas deben ser a#u#as a #as ondiiones de produin má/ima esperada de# po,o (no onfundir on Vma/. para Ps W 5) #a diferenia entre #a presin de desarga - #a presin de entrada a #a bomba - #a tasa de f#uidos esperada son #as variab#es a uti#i,ar para #a prese#ein de #a misma.

3actores Bue afectan el desempeJo de la oma Los fatores 'ue tienen más efeto sobre #a efiienia vo#um"tria o desempeo de #a bomba son #a ve#oidad de operain - #a a#tura (:ead) re'uerida. Por otra parte& una arater6stia 'ue intr6nseamente está asoiada a #a efiienia de #a bomba en uanto a su desp#a,amiento - a su apaidad para transportar #os f#uidos :asta #a superfiie es e# grado de auste o aprieteM entre e# e#astmero - e# rotor& esto se onoe omo interferenia. La interferenia en una bomba de avidades progresivas se define omo #a diferenia entre e# diámetro de# rotor - e# diámetro menor de #a avidad de# estator& esta garanti,a 'ue e/ista e# se##o entre #as avidades 'ue permite #a ain de bombeo.

34

Cuando #a bomba es sometida a una diferenia de presin entre su suin su desarga& e# f#uido trata de romper este se##o para regresar a #as avidades anteriores& #o ua# se onoe omo esurrimiento (o resba#amiento). +i #a interferenia es mu- pe'uea e# se##o se rompe fái#mente& #o ua# produe un esurrimiento e/esivo - una baa efiienia vo#um"tria. *# esurrimiento a su ve, es funin de #a interferenia de #a bomba a ondiiones de operain& de# diferenia# de presin en #a bomba - de #a visosidad de# f#uido.

Temperatura de Operaci/n La temperatura origina una e/pansin t"rmia de# e#astmero - una e/pansin menos notab#e en e# rotor metá#io& #o ua# inide diretamente en #a interferenia& - por ende& en #a efiienia de #a bomba.

3luidos del poGo In#uso en e# aso de :aer una adeuada se#ein de# e#astmero& onsiderando su ompatibi#idad (o inompatibi#idad) on #os f#uidos de# po,o& esto no signifia 'ue no se produ,a 7in:amiento de# e#astmero por ata'ue 'u6mio& este :in:amiento inrementa #a interferenia de #a bomba #a ua# pudiera ##egar a ser e/esiva (interferenia menores a# 3 son aeptab#es).

#resi/n interna en la oma La presin en #a bomba tiende a omprimir e# e#astmero deformando #as avidades aumentando e# tamao de #a mismas& disminu-endo as6 #a interferenia. *ste efeto se onoe en #a #iteratura omo Compression +etM.

Variador de .elocidadK V+D

35

Los variadores más usados son de tipo e#etrnio 'ue disponen de un onvertidor de freuenia e# ua# va onetado a #a aa redutora de# motor& permitiendo variar #a ve#oidad en un rango preestab#eido& sin neesidad de detener e# sistema. =odos #os motores pueden ser aionados - operados on + e#etrnios& pero neesitan aa redutora. Los motores de po#ea orrea& permiten variar #a ve#oidad en forma meánia& ambiando e# diámetro de #as po#eas& pero es neesario parar e# sistema.

3i!ura N< (L Configurain de #os abe,a#es de superfiie

!uenteF Pdvsa Petroedeo

Eficiencia .olum>trica La efiienia vo#um"tria se define omo #a ra,n de# auda# produido por #a bomba a una ve#oidad dada entre e# auda# terio a #a misma ondiin de ve#oidad. *ste auda# terio se determina a ero presin diferenia# asumiendo 155 de efiienia. */isten tres fatores 'ue afetan #a efiienia vo#um"tria de #as bombas& 'ue sonF

36

El Escurrimiento La efiienia vo#um"tria siempre disminu-e uando se inrementa #a presin diferenia# 'ue debe vener #a bomba para ##evar #os f#uidos :asta superfiie (Hrafio 1). *sta disminuin se debe a# resba#amiento de f#uido& e# ua# se define omo #a merma de f#uido a trav"s de# se##o entre e# rotor - e# estator& uando "ste pasa de una avidad a otra.
Tala N< = *surrimiento de #a bomba     % 100  ,     o    e     b    m    o     b    e     d    a     i    c    n    e     i    c     i     f     E

500

(es$ala'iento (es$ala'iento

80

400

,a#dal ,a#dal de de 0l#ido 0l#ido aa cero cero presión presión

60

40

Eficiencia Eficiencia 300

200

.á/i'a .á/i'a capacidad capacidad de de levanta'iento levanta'iento

20

100

0

0 0

400

  800

1200

1600

 

   a           d     /    s     l     b     b  ,     o     d     i    u     l     f    e     d     l    a     d    u    a     C

2000

Presión diferencial, lpc

!uenteF Pdvsa Petroedeo La interferenia 'ue es una funin de# tamao re#ativo de# rotor - e# estator  determina e# grado de se##o entre avidades. Cuando #a bomba es o#oada en e# po,o e# efeto de temperatura - e# ontato on #os f#uidos produidos :ae

37

'ue e# e#astmero se e/panda #o ua# aumenta #a interferenia& redui"ndose e# efeto de resba#amiento e inrementando #a efiienia de bombeo on respeto a #a prueba rea#i,ada en banos de prueba& 'ue norma#mente se :aen on agua a baa temperatura. *# resba#amiento es independiente de #a ve#oidad de operain - en genera# una bomba operando a un diferenia# de presin onstante su efiienia se inrementará on inrementos de ve#oidad.

#resencia de !as lire en la entrada de la oma Las bombas BCP pueden manear f#uo mu#tifásio (petr#eo agua - gas) sin ninguna difiu#tad. Pero omo son bombas de desp#a,amiento positivo& e# vo#umen de gas bombeado signifia menor produin de petr#eo - por #o tanto baa efiienia de bombeo. *ste es un fator de mu:a importania -a 'ue no s#o redue #a efiienia vo#um"tria de #a bomba sino 'ue adiiona#mente puede reduir #a vida ti# de# e#astmero.

%a-a producti.idad de los poGos Cuando #os po,os presentan bao potenia#& #o ua# se tradue en baos nive#es de f#uido& generan mu- baas presiones de entrada en #a bomba. Cuando se insta#an bombas de gran apaidad operando a#ta ve#oidad se observará baa efiienia vo#um"tria - se orre e# riesgo de #a bomba trabae en va6o - se dae e# e#astmero. Por e##o es importante se#eionar #as bombas de auerdo a# potenia# de #os po,os

+eparador est"tico de !as

38

=odos separadores estátios de gas& se basan en e# mismo prinipio& 'ue es e# de f#uo inverso. *# efeto de separain se produe debido a #a diferenia de ve#oidad 'ue e/iste entre #as burbuas de gas 'ue asienden - e# #6'uido 'ue desiende.
3i!ura N< )( +eparador estátio de gas

 !uenteF Pdvsa Petroedeo

Ni.el din"mico y ni.el est"tico

39

Cuando un po,o no está en produin& e# nive# de f#uido en e# espaio anu#ar  (revestidor - tuber6a de produin) se e#evará& :asta 'ue #a presin :idrostátia de #a o#umna de f#uido más #a presin de# abe,a# sea igua# a #a presin de #a formain. *# nive# de f#uido 'ue genere una presin igua# a #a de# -aimiento es denominado nive# de f#uido estátio. Cuando un po,o es bombeado& e# f#uido se e#evará en #a tuber6a de produin& mientras ae en e# espaio anu#ar. La a6da de# nive# de f#uido en e# anu#ar resu#ta en #a disminuin de #a presin de fondo& #o ua# genera f#uo :aia e# po,o debido a# diferenia# de presin entre e# -aimiento - e# fondo de# po,o. Para ada auda# de produin estab#e se a#an,ará un nive# de f#uido estab#e en e# espaio anu#ar& e# ua# se denomina nive# de f#uido dinámio. La presin de# abe,a#& más #a presin generada por #a o#umna de f#uido será igua# a #a presin de fondo f#u-ente. *# nive# dinámio está asoiado on un auda# de produin espe6fio. +i #a produin se inrementa& por eemp#o on inremento en #a ve#oidad de bombeo& e# nive# aerá. Por e# ontrario si #a produin es reduida e# nive# se inrementará. La distania vertia# entre #a entrada de #a bomba - e# nive# dinámio se denomina sumergenia& e# peso de esta o#umna genera #a presin de entrada a #a bomba& PIP.

3i!ura N< )) ive# dinámio - nive# estátio

40

!uenteF Pdvsa Petroedeo

Re.oluci/n por minuto *s una unidad de freuenia 'ue se usa tambi"n para e/presar ve#oidad angu#ar . *n este onte/to& se india e# nmero de rotaiones omp#etadas ada minuto por un uerpo 'ue gira a#rededor de un ee.

&acollas +on un nmero de po,os agrupados. Cada %ao##a t6pia in#u-e de  a K0 po,os atua#mente (on posib#es e/tensiones dependiendo de# aso)& dispuestos en un patrn regu#ar de ubiain.

Las mao##as están ubiadas a una distania de unos 15 Tm. de #a *stain Prinipa# de Pdvsa Petroedeo. *n e# abe,a# de #os po,os& e# rudo pesado es produido por #evantamiento artifiia# por medio de Bombas de Cavidad

41

Progresiva o#oadas en e# fondo de# po,o. *ste rudo pesado es di#uido on nafta o rudo %esa para reduir #a visosidad - su presin es inrementada mediante bombas %u#tifasias para enviar#o :asta e# $eo#etor de #6'uido s#idos de #a *stain Prinipa#. Cada mao##a tiene un abe,a# distribuidor de i#uente& un abe,a# o#etor de f#uidos de produin de #os po,os& un medidor  fio de f#uo mu#tifásio para pruebas - un mdu#o de In:ibidor de orrosin. =ambi"n se provee una :imenea de venteo para ventear& si es neesario& e# gas de# espaio anu#ar de ada po,o. *# nmero de %ao##as será austado para mantener una produin estab#e de 13E.55 Barri#es de petr#eo Por 6a. Las mao##as no tienen persona# de operaiones asignado permanentemente pero #a situain de #as mismas puede ser vigi#ada desde #a *stain Prinipa# por medio de un iruito errado de te#evisin. La protein ontra fuego para #as mao##as es rea#i,ada por medio de un sistema de tapn fusib#e 'ue deteta ua#'uier fuego - para #as mao##as mediante e# sistema de parada de emergenia.  Adiiona#mente a #os po,os La in-ein de di#uente será efetuada a# nive# de superfiie o en e# fondo de po,o& en ada en ada uno para fai#itar e# transporte de# rudo. Puntos de in-ein adiiona# serán provistos en #a #6nea de suin de #a bomba %u#tifásia de #a mao##a. +e diseará #a tasa de f#uo de# di#uente para produir on e# rudo una me,#a de gravedad 1 ;API& a #a tasa de f#uo má/ima.

$ímites de Operaci/n de las %omas de Ca.idad #ro!resi.as

42

Los parámetros de proesos deben ser ontro#ados dentro de #os #6mites de operain impuestos por e# diseo de# proeso. +i estas ondiiones se e/eden& e# operador debe ser a#ertado mediante a#armas para as6 tomar #as medidas orretivas neesarias. +i estas medidas no pueden ser tomadas a tiempo& #a ondiin puede a#an,ar e# punto de disparo - ativar #as proteiones de# e'uipo de proesos - persona# operativo. A ontinuain se presentan #as tab#as de #os #6mites operativos de #as mao##as. Cada PCP (Bomba de Cavidad Progresiva) es maneada por una onduin de freuenia variab#e (! (ariab#e fre'uen- drive)& a@a +) u-o prinipa# obetivo es ambiar e# nive# de produin de# po,o basado en una deisin operaiona# - rea#i,ar #os arran'ues - orridas neesarias para verifiar #a integridad de #as PCP. Posee una interfae on e# PLC de #a mao##a v6a data> :ig:Ja- usando un protoo#o modbus - es apa, de manear todas #as sea#es re#aionadas. Los omandos de arran'ue?parar - parada as6 omo #a posiin de funionamiento& son monitoreados v6a datos :ard>Jire de entrada - sa#ida entre e# PLC - e# ! de #a mao##a. Cada po,o está monitoreado por un reo#etor de datos +:#umberger o P:oeni/ en e# fondo de# po,o

para ad'uirir datos de #a PCP - de #as

ondiiones de operain en e# fondo de# po,o.

ArranBue &anual de las #C# Para arranar una PCP manua#mente se debe rea#i,ar #a siguiente seuenia 

$einiiar #a #gia de #a seuenia de arran'ue en e# PLC de #a mao##a de todas #as bombas 'ue no se enuentren operando para ese momento.

43



*eutar e# omando de Arran'ue de BombaM desde e# Vui@ Pane#M de #a mao##a.



*L PLC de #a mao##a abrirá #a vá#vu#a de b#o'ueo de in-ein de i#uente GG>12><>151& - desativará e# disparo por 12>!+LL>152 - enviará #a sea# de arran'ue a #a PCP.



*# ontro#ador de #a PCP ampeará #as bombas :asta su ve#oidad de operain.



+i e# i#uente no es estab#eido #uego de 35 segundos& e# PLC enviará una sea# de parada a #a PCP - errará #a vá#vu#a de i#uente GG>12><>151.



*# ! de #a PCP arranará o detendrá #a bomba - proveerá todas #as proteiones neesarias para #a bomba.

Características de los #oGos La apaidad de ada uno de #os po,os en ada mao##a está basada en una produin norma# de 1.2E5 BP+ de rudo pesado Guata neto (má/imo 1.455 BP+) más i#uente& gas desde E5 a 2E5 +C!?BBL - e# ontenido de agua asoiado a# rudo. La produin será mediante m"todos artifiia#es uti#i,ando bombas de fondo de po,o BCP (Bombas de Cavidad Progresiva). > Presin de f#uo de# Cabe,a# de Po,o (má/.?m6n.)F > =emperatura de f#uo de# Cabe,a# de# Po,oF 34 ;C > X7+IP on bomba de fondo en operainF 43 Psia > X7+I=F

5

;C

Consideraciones de ArranBue y #arada

4&5 ? K&5 barg

44

ebido a #a natura#e,a de# !#uido de =erminain a ser uti#i,ado (Agua Y Po#6mero)& no se antiipa ningn riesgo de obstruin de #as Insta#aiones de +uperfiie& uando se arran'uen #os po,os despu"s de #a perforain. Para prevenir ua#'uier b#o'ueo en #as #6neas omo onseuenia de una parada por un #argo per6odo& e# persona# de Produin tendrá 'ue asegurar  'ue en #a #6nea& #a me,#a Crudo - di#uente siempre est" presente en #as proporiones apropiadas para reduir #a visosidad& mientras se evita #a formain de Asfá#tenos.

$íneas de 3lu-o de los #oGos Los ef#uentes de# po,o serán transportados a trav"s de #6neas de f#uo :aia #as insta#aiones de# m#tip#e para 'ue ada #6nea de f#uo pueda ser orientada :aia e# abe,a# de prueba o a# de produin. La #ongitud de #as #6neas de f#uo es orta debido a #a pro/imidad on #a mao##a. Las #6neas de f#uo serán diseadas para resistir #a má/ima presin de ierre de #as bombas de fondo (+erie A+I Z55).

,as Anular  La separain Has?rudo 'ue ourrirá en e# fondo de# po,o produirá una orriente de gas anu#ar. *# gas anu#ar será enviado unto on e# rudo produido desde #a suin de #as %PP a #a estain prinipa# para produir gas ombustib#e.

45

urante #a etapa iniia# de produin (IPP)& #a tasa de f#uo de gas anu#ar  será pe'uea - e# gas podrá ser reo#etado en un m#tip#e - venteado en #a mao##a a trav"s de# venteo fr6o de #a mao##a

Inyecci/n de Diluente *# transporte - e# proesamiento de #a produin de Crudo de# Campo de Guata re'uieren #a me,#a de# rudo on afta (i#uente). *# i#uente 'ue se usa norma#mente será produido& es deir& separado por  desti#ain de# rudo di#uido reibido en #a p#anta de %eoramiento en ose. *# i#uente de arran'ue - e# usado durante e# IPP será e# rudo %esa sup#ido por una refiner6a vene,o#ana& debido a 'ue para ese momento no :abrá disponibi#idad de afta desde e# %eorador. *# di#uente ump#irá on e# riterio siguienteF •

IBP (Punto de *bu##iin Iniia#) por enima de 212 grados !&

•

Las p"rdidas de i#uente en e# Campo no e/ederán e# 2  de #a

tasa de f#uo de# i#uente. •

HravedadF K0.K ;API.

•

Presin de apor %á/imaF 5.K bar a temperatura ambiente (45;!)

•

Punto de inf#amain m6nimo (a ser onfirmado)

Viscosidad de las &eGclas con CrudoK Diluente y A!ua Para e# diseo& :a sido uti#i,ada #a siguiente #e- de visosidad (s#o para Crudo seo di#uido)F

46

Ln v W (11 / +p Hr (5?5) > 9.153) Y 3&K / Ln {55?(= Y K5) } Y Ln 1&1E ondeF v W isosidad de# orte de :idroarburo& en st& = W =emperatura (;!)

$os factores para el efecto del a!ua sore la .iscosidad para el crudo diluido sonM •

+i e# ontenido de agua es < 2 

•

+i e# ontenido de agua es < 4 .

Asuntos Operacionales y de +e!uridad • CrudoF

*# rudo es pesado - se espera un H$ bao (H$ iniia# E5

sf ? bb#)8 La Presin de# Naimiento estará por debao de #a Presin 7idrostátia& por #o tanto será seni##o ontro#ar e# po,o durante ua#'uier  operain. • Contenido

de 7;+F +e espera un ontenido apro/imado de 15 ppm.

*# ontenido de 7 ;+ para e# diseo de tuber6as será de E5 ppm mo#ar. +in embargo& #a presenia de 7 ;+ puede ##evar a #a aumu#ain de %ateria#es Pirofrios (por e. !e+) en a#gunos e'uipos - tuber6as #os ua#es tendrán 'ue ser mantenidos :medos durante #os trabaos de %antenimiento ? Inspein ? $eparain ? Construin. *# operador debe tomar esto en onsiderain asegurando e# :umedeimiento sistemátio previo durante #as operaiones de #impie,a?ais#amiento siempre antes de abrir e# e'uipo. Igua#mente& durante e# arran'ue de po,os no se debe pasar por a#to #os aspetos de seguridad para e# persona# o para #os e'uipos (fugas en tuber6as)

47

• C2F

La presenia de C2 en e# Has Asoiado unto on e# Agua

Libre - una temperatura por enima de 05 QC puede favoreer e# desarro##o de un fenmeno de orrosin por OpiadurasO en e# *'uipo (en e# subsue#o o en #a +uperfiie). An uando -a se :a-an tomado previsiones a# nive# de #a +uperfiie& será re'uerida #a Inspein de# *'uipo

de#

fondo

de#

po,o

en

ada

e/train

(pu##ing)

o

$eaondiionamiento.

,eneralidades $os sistemas %C# =ienen a#gunas arater6stias nias 'ua #os :aen ventaosos on respeto a otros m"todos de #evantamiento artifiia#& una de sus ua#idades más importantes es su a#ta efiienia tota#. =6piamente se obtienen efiienias entre E5 - 5. tras ventaas adiiona#es de #os sistemas PCP sonF / 7abi#idad para produir f#uidos a#tamente visosos8 Bao mantenimiento8 7abi#idad para produir on a#tas onentraiones de arena8 7abi#idad para to#erar a#tos porentaes de gas #ibre (no se b#o'uea) Ausenia de vá#vu#as o partes reiproantes evitando b#o'ueo o desgaste de #as partes mvi#es8 %u- buena resistenia a #a abrasin8 Baos ostos de inversin iniia#8 Baos ostos de energ6a8 emanda onstante de energ6a (no :a- f#utuaiones en e# onsumo) +imp#e insta#ain - operain8 *'uipos de superfiie de pe'ueas dimensionesF - Bao nive# de ruido Los sistemas PCP tambi"n tienen a#gunas desventaas en omparain on #os otros m"todos. La más signifiativa de estas #imitaiones se refiere a #as apaidades de desp#a,amiento #evantamiento de #a bomba& as6 omo #a ompatibi#idad de #os e#astmeros on iertos f#uidos produidos& espeia#mente on e# ontenido de omponentes aromátios. A ontinuain se presentan varias de #as desventaas de #os sistemas PCPF / Capaidad de desp#a,amiento rea# de :asta 2555 B#s?dia o

48

325 m3?dia (má/imo de K555 B#s?d6a o K5 m3?d6a)8 / Capaidad de e#evain rea# de :asta 555 pies o 14E5 metros (má/imo de 15E5 pies o 3E55 metros)8 / / A#ta sensibi#idad a #os f#uidos produidos (#os e#astmeros pueden :in:arse o deteriorarse on e# ontato de iertos f#uidos por periodos pro#ongados de tiempo)8 / pera on baas apaidades vo#um"trias uando se produen antidades de gas #ibre onsiderab#es 4evitando una buena #ubriain) / =endenia de# estator a dao onsiderab#e uando #a bomba trabaa en seo por  periodos de tiempo re#ativamente ortos8 / esgaste por ontato entre #as vari##as de bombeo - #a tuber6a de produin puede tornarse un prob#ema grave en po,os direiona#es - :ori,onta#es8 / La ma-or6a de #os sistemas / $esistenia a #a temperatura de :asta 245 [! o 134 ;C (má/ima de 3E5 ;! o 104 ;C)8 re'uieren #a remoin de #a tuber6a de produin para sustituir #a bomba8 Los sistemas están propensos a a#tas vibraiones en e# aso de operar a a#tas ve#oidades re'uiriendo e# uso de an#as de tuber6a - estabi#i,adores o entra#i,adores de vari##as de bombeo8

/ Poa e/perienia en e# diseo&

insta#ain - operain de# sistema. +in embargo& estas #imitaiones están siendo superadas ada d6a on e# desarro##o de nuevos produtos - e# meoramiento de #os materia#es - diseo de #os e'uipos. *n su ap#iain orreta& #os sistemas on bombas de avidad progresiva proveen e# más eonmio m"todo de #evantamiento artifiia# si se onfigura - opera apropiadamente.

Cur.a de la aJera *s #a gráfia 'ue representa #os periodos de vida de un +P en funin de #as ratas de fa##as.

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Tala N' @ Aná#isis de fa##a mediante urva de #a baera

E(+*+ *E ((E E(+*+ *E +E(, +(%

$ata de fa##as E(+*+ *E *ESSE 3uenteM El autor 

!uenteF orma A+I 31.4s

Conceptos %"sicos A#IM (Amerian Petro#eum Institute) Instituto Ameriano de Petr#eo *ntidad orteameriana 'ue emite espeifiaiones - reomendaiones para #a industria petro#era.

%C#M bomba de avidad Progresiva RD 6as de $otain R#&A $evo#uiones Por %inutos Aumu#adas. VD 6tor e#ta &acollaM terreno o área donde se enuentran agrupados #os abe,a#es de #os po,os norma#mente en una mao##a se pueden enontrar desde  a E0

50

po,os - diferentes e'uipos de superfiie 'ue permiten e# bombeo de #a produin :asta un sitio de disposiin fina#

%arrilM
CampoM esigna un -aimiento - e# onunto de sus insta#aiones de e/train& de tratamiento - de evauain.

 9acimientoM $oa reservorio 'ue ontiene una aumu#ain de petr#eo o gas. +egn #as antidades de reservas 'ue ontenga se distinguen.

idrocarurosM +on ompuestos orgánios& omo e# beneno - e# metano& 'ue ontienen s#o arbn e :idrgeno.

OperadorM *s a'u"# 'ue toma #as deisiones diarias ontro#ando #os vo#menes de diferentes formas de :idroarburos produidos por ada po,o& en forma individua#& a trav"s de vá#vu#as de apertura - de ierre& ontro#ando e# tamao de# estrangu#ador - manteniendo e# tratamiento adeuado de gases f#uidos produidos. *# operador tambi"n rea#i,a e# mantenimiento - #a ma-or  parte de reparaiones a ua#'uier e'uipo en e# ampo.

 9acimientoF es un área geo#gia ##amada trampa debao de# sub sue#o donde se enuentran entrampados distintos :idroarburos bao #a presenia de una roa impermeab#e 'ue no permite 'ue #os f#uidos migren

#oGoM enominain dada a #a abertura produida por una perforain.

51

Los po,os& en e# #enguae administrativo& genera#mente se designan por un onunto de #etras - de ifras re#ativas a #a denominain de #os #ugares en #os 'ue se enuentran - a# orden seguido para su rea#i,ain.

#rocesoM *s #a fase de produin de :idroarburos 'ue imp#ia e# transporte de gas o #6'uido desde una ubiain aguas arriba& a otra ubiain aguas abao. %ás freuentemente& esto invo#ura tuber6as& amiones& petro#eros o isternas& -?o embaraiones pe'ueas.

Recuperaci/n primariaM  Af#uenia natura# de# petr#eo o de# gas desde e# seno de# -aimiento a #a superfiie por #a diferenia de #as presiones. La iru#ain de# f#uido puede ser natura# (po,o surgente) o por bombeo. =ambi"n se puede deir 'ue e# -aimiento posee sufiiente energia para produir por si so#o sin #a a-uda de un agente e/terno

TueríasM (+LB) =ubo o sistema de tubos uti#i,ados para transportar petr#eo rudo - gas natura# de# ampo o sistema de reo#ein a #a refiner6a.

  &anteniilidadM *s #a probabi#idad de 'ue un +P deba ser restaurado a ondiiones norma#es de operain dentro de un periodo de tiempo dado& uando su mantenimiento :a sido rea#i,ado de auerdo a proedimiento preestab#eido

DisponiilidadM *s #a probabi#idad de 'ue un +P este en apaidad de ump#ir su misin en un momento dado bao ondiiones determinadas.

  ConfiailidadM *s #a probabi#idad de 'ue un +P no fa##e en un momento dado bao ondiiones estab#es

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An"lisis de fallasM *s e# estudio sistemátio - #gio de #as fa##as de un +P para determinar #a probabi#idad& ausa - onseuenia de #as mismas #roailidad de fallaM *s #a probabi#idad de fa##a 'ue un +P fa##e a# tiempo tM An"lisis de CriticidadM *s una t"nia 'ue permite erar'ui,ar sistemas& e'uipos e insta#aiones& en funin de su impato g#oba#& on e# fin de fai#itar #a toma de deisiones.

An"lisis de &odos y Efectos de 3allaM *s una metodo#og6a 'ue permite determinar #os modos de fa##a de #os omponentes de un sistema& e# impato #a freuenia on 'ue se presentan.

An"lisis Causa4RaíGM *s una t"nia sistemátia 'ue se ap#ia on e# obetivo de determinar #as ausas 'ue originan #as fa##as& sus impatos freuenias de apariin& para poder mitigar#as o e#iminar#as.

An"lisis Causa Efecto 8ACEM

*s

una

:erramienta

uti#i,ada

para

identifiar #as ausas 'ue originan #os fa##os o prob#emas - a'ue##as 'ue onduen a fa##as reurrentes. Las ausas identifiadas son ausas #gias - su efeto re#aionado& es importante menionar 'ue es un aná#isis dedutivo& e# ua# identifia #a re#ain ausa# 'ue ondue a# sistema& e'uipo o omponente a fa##os.

Aplicaci/n Del An"lisis Causa Efecto 

*n forma proativa para evitar fa##os reurrentes de a#to impato

en ostos de operain - mantenimiento. 

*n forma reativa para reso#ver prob#emas omp#eos 'ue

afetan #a organi,ain.

53



*'uipos ? sistemas on un a#to osto de mantenimiento

orretivo partiu#armente& e'uipos on a#to impato en #os ostos de mantenimiento o p"rdidas de produin.

5rol l/!ico de fallasM *# motivo prinipa# de# aná#isis árbo# de fa##as es e# a-udar a identifiar ausas potenia#es de fa##a de sistema antes de 'ue #as fa##as ourran. =ambi"n puede ser uti#i,ado para eva#uar #a probabi#idad de# evento más a#to uti#i,ando m"todos ana#6tios o estad6stios

OperacionaliGacion de .ariales +istema de Variales  Arias. (255)& e/p#ia 'ueF 
OperacionaliGacion de Variale  A# respeto Ba#estrini. (255E)& afirma 'ue La peraiona#i,aion de #as variab#es es e# proeso de ##evar una variab#e a un nive# abstrato& a un p#ano operaiona# - #a funin básia de di:o proeso es preisar o onoer a# má/imo e# signifiado o a#ane 'ue se otorga a una variab#e en determinado estudio.M (p.99). (er =ab#a 2).

Tala N' M peraiona#i,ain de ariab#es !b"e#i$os

%ariable&

'imensiones

(ndicadore

(ns#rumen#os

(#em

54

Especficos

'efinición )ominal

odelos  nspeccionar los caracter
 Eval#ar las ca#sas  consec#encias de las allas s#scitadas en las  $o'$as de cavidad  progresiva d#rante s# #nciona'iento. *eter'inar la relación e/istente entre las (evol#ciones or in#tos c#'#ladas  la oc#rrencia de las allas de las =o'$as de ,avidad rogresiva. Eval#ar la acti$ilidad econó'ica de la  prop#esta

,a#sas @#e generan las allas 'ás rec#entes en las $o'$as

* 'efinición real

s 'efinición !peraciona l

.,apacidad vol#'>trica .resión de  $o'$eo .,ondición de los elastó'eros

.=arriles de cr#do por d
.resión& e'perat#ra de ondo  s#pericie .or@#e de la ca$illa

.no'al
 (elacionar las .arada de las (  las  $o'$as allas de las .rod#cción  $o'$as dierida

plicación del :  la tasa interna de retorno (. sociada a los

ctividades correctivas con s# respectivo análisis econó'ico

de recolección + de aplicación

+$servación *irecta 2

,#estionario A #
*eter'inar #
2

1

1

2

55

a los costos asociados

costos.

!uenteF *# Autor 

CA#TU$O III &ETODO$O,A 

Tipo de In.esti!aci/n

 *n #a presente trabao espeia# de grado se estab#ei una a#ternativa de so#uin mediante #a propuesta de *va#uar #a vida ti# de #as bombas de avidad progresiva en #a mao##a 6tor de#ta para #o ua# se rea#i, #os proedimientos& t"nias para #a prevenin& orrein - reduin de fa##as re#aionadas on e# tema menionado. Bao estos parámetros p#anteados esta investigain es de tipo ap#iada& a# respeto sea#a e# autor (Car#os +abino (1993))& #o siguienteF La investigain es ap#iada si #os onoimientos a obtener son insumos neesarios para proeder #uego a #a ainM. *# propsito de# trabao busa #a reso#uin de# prob#ema& es deir& #os resu#tados aportados a #a investigain imp#ementan t"nias - estrategias para enfrentar - so#uionar e# prob#ema. (p.14)



DiseJo de la In.esti!aci/n *n e# aso de esta investigain e# diseo es de tipo doumenta#& a#

respeto +egn e# autor (!idias H. Arias (2512))& defineF La investigain doumenta# es un proeso basado en #a bs'ueda& reuperain& aná#isis& r6tia e interpretain de datos seundarios& es deir& #os obtenidos - registrados por otros investigadores en fuentes doumenta#esF impresas& audiovisua#es o e#etrnias. Como en toda investigain& e# propsito de este diseo es e# aporte de nuevos onoimientos. (pag.20)

56

*# diseo de #a investigain se enuentra dentro de #as investigaiones de ampo& por'ue se tomarán #os datos e informain de #a rea#idad - se observarán #os :e:os ta# - omo sueden. e igua# manera se puede itar #a definiin +egn e# autor (+anta pa#e##a fe#iberto %artins 2515)& define #o siguientesF La Investigain de ampo onsiste en #a reo#ein de datos diretamente de #a rea#idad donde ourren #os :e:os& sin manipu#ar o ontro#ar #as variab#es. *studia #os fenmenos soia#es en su ambiente natura#. *# investigador no manipu#a variab#es debido a 'ue esto :ae perder e# ambiente de natura#idad en e# ua# se manifiestaM. (pag.44) Para e# presente trabao espeia# de grado #a informain t"nia - #os datos reabados se aran diretamente de #os registros 'ue arroen e# $unda-& registrados de fa##as& registros de freuenia de mantenimiento& p#anes de mantenimiento& entre otros.

#olaci/n y &uestra 

#olaci/n

*# obeto de estudio son #as Bombas de Cavidad Progresiva e/istente - en serviio #as ua#es no uentan on un sistema para #a eva#uain - donde se pueda identifiar e# Comportamiento de #a ida ti# de #as Bombas de Cavidad Progresiva de #a mao##a 6tor de#ta #o ua# genera una produin diferida a#ta por paradas imprevistas. Con un programa de mantenimiento preventivo. *n ese sentido Ba#estrini (itado por +eias& H 2513) se refiere a #a unidad de estudio o pob#ain omo e# onte/to& e# ser o entidad poseedor de #a arater6stia& evento& ua#idad o

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variab#e 'ue se desea estudiar. La tab#a 3 muestra #a pob#ain de #a investigain.

Tala N'  Pob#ain de #a %ao##a CA&#O P*=$C**D P*=$C**D P*=$C**D P*=$C**D P*=$C**D

#O2O >51 >52 >53 >5K >5E

TI#O DE %O&%A K35=P>2555 1555=P>45 E45=P>155 0E5=P>1255 E45=P>155

!uenteF *# Autor  

&uestra

 Ba#estrini (255)& sea#a 'ueF una muestra es una parte representativa de una pob#ain& u-as arater6stias deben produirse en e##a& #o más e/atamente posib#e. (p.1K1)M. *n #a mao##a 6tor e#ta e/isten 12 po,os on ino tipos de bombas de avidad progresivas de e##as se se#eionaron omo muestra E po,os #os ua#es poseen #os ino tipos de bombas e/istentes en #a mao##a. *n uanto a# tipo de #a muestra es probabi#6stia& a'ue##a en #as 'ue todos #os e#ementos de #a pob#ain tienen #a misma posibi#idad de ser  esogido. Los riterios de se#ein se basaron por e# nmero de fa##as presentadas en diferenia de #as otras bombas

T>cnicas e Instrumentos de Recolecci/n de Datos 

 Oser.aci/n directa

58

+e rea#i,aran observaiones de #a rea#idad - se obtendrán informain reopi#ada en sitio (ampo)& onsiderando espaio f6sios& ondiiones superfiia#es (fugas& orrosin e/terna)& topograf6a de# terreno. +iendo #a observain direta e# punto de partida de #as fa##as enontradas& #a ua# onformara parte de #as diretries 'ue se desarro##aran para #a mitigain orrein de #as fa##as e/istentes. 

Re.isi/n documental

La investigain doumenta# es a'ue##a donde e# investigador mediante #a observain& revisin - aná#isis de #os te/tos& materia# referido a orrosin& diseo de tuber6as& normas 'ue #as rigen& po#6tias de #a empresa en uanto a #os mantenimientos& mapas de ubiain distribuin - mediadas de #os gasodutos e/istentes onformaron una series de doumentos 'ue nos permitieron orientar una investigain tenifiada on aráter ient6fio. 

 Entre.istas o di"lo!os directo

+e emp#eara #a t"nia de entrevista. A partir de #a interambio de preguntas?respuestas abiertas& e# dia#ogo direto espontaneo - onfidenia#& se intentara produir una gran interain persona# entre #os suetos de investigain - e# prob#ema de estudio obteniendo as6 informain para e# aná#isis - tratamientos de #os datos.

T>cnicas de An"lisis de Datos 

An"lisis estadísticos descripti.os

Los registros de freuenia de mantenimientos& :istrio de fa##as& reportes de daos - aver6as entregados por mantenedores - operadores& a-ud a observar e# omportamiento de #os gasodutos en estudio. %ediante tab#as on datos num"rios o porentua#es - representaiones grafias iru#ares& se

59

ompararon para estruturar un nuevo enfo'ue en #o 'ue respeta a #os tipos de mantenimiento a uti#i,ar segn #a ritiidad de #a fa##a. 

Analisis costo eneficio *# osto>benefiio es una #gia o ra,onamiento basado en e# prinipio de

obtener #os ma-ores - meores resu#tados a# menor esfuer,o invertido& tanto por  efiienia t"nia omo por motivain  :umana. +e supone 'ue todos #os :e:os - atos pueden eva#uarse bao esta #gia& a'ue##os dnde #os benefiios superan e# osto son e/itosos& aso ontrario fraasan. +egn #os datos numerios arroados por e# f#uo de aa& e# osto de rea#i,ar  este trabao representa menos de# 1 de #os ingreso anua#es on un a#or  Presente eto (P) positivo& una =a,a de $etorno interno (=I$) ma-or 'ue =%A$. *# ana#isis de# osto benafiio es ma-or 'ue uno& #o 'ue india 'ue por  ada do##ar invertido retornan 1.0E9&21\.

60

CA#TU$O IV ANA$I+I+ DE $O+ RE+U$TADO+

O-eti.o N' )M Inspeionar #os mode#os de bombas de avidad progresiva uti#i,adas en P+A Petroedeo - #as arater6stias f6sias de sus Componentes.

Acti.idad N') Inspeionar #os tipos de bombas de avidad progresiva organi,ada pob#ain - muestra %ediante #a reo#ein de informain en manua#es - p#anos doumentados en #os registros de sa#a de ontro#& además de# #evantamiento de ampo& se rea#i, una tab#a de registro donde se obtuvieron #os mode#os de bombas de avidad progresiva insertadas en #os po,os de #a mao##a 6tor de#ta arroando omo resu#tado #a siguiente informain. er figura ; 12.

3i!ura N' );M =ipos de Bombas de Cavidad Progresiva

61

!uenteF Pdvsa Petroedeo

Acti.idad N' ; efinir #as arater6stias f6sias de #as Bombas de avidad Progresiva - de sus omponentes.

EstatorM 
Elast/meroM *s una goma en forma de espira# - está ad:erida a un tubo de aero e# ua# forma e# estator. *# e#astmero es un materia# 'ue puede ser  estirado varias vees su #ongitud origina# teniendo #a apaidad de reobrar  rápidamente sus dimensiones una ve, 'ue #a fuer,a es removida.

Condiciones de elast/meros para %C# CaracterísticasM •

$esistenia a #a fatiga8 :asta E55.555.555 de i#os aumu#ados de deformain 6#ia.

•

*#astiidad8 !uer,a neesaria por unidad de superfiie para estirar una unidad de #ongitud (resistenia a #a presin).

62

•

ure,a s:ore8 fuer,a re'uerida para deformar #a superfiie de# e#astmero.

•

$esistenia a# desgarramiento.

•

$esistenia a #a abrasin8 p"rdida de materia# por abrasin.

•

$esi#eniaF ve#oidad para vo#ver a #a forma origina#& para poder vo#ver a se##ar #as avidades.

•

Permeabi#idad8 para evitar #a desompresin e/p#osiva& en paros de produin de po,os on gas #ibre en #a suin de #a bomba.

Elast/meros para petr/leo Los prinipa#es e#astmeros 'ue se usan en #a industria petro#era son e# au:o de nitri#o butadieno B$ (nitri#e butadiene rubber)& adenas po#im"rias de butadieno - ari#onitri#o (AC)& estas adenas tienen #a siguiente omposiin 'u6miaF 777 ]]] >C^CWC^C> ]]] 777 Butadieno 77 ]] >C^C> ]] 7CW  Ari#onitri#o

Tala de características de caucHos para %C#

63

ure,a +:ore

Perfor>

*#astmero

Campo de uso

B$ ?%*I AC - CK

_ Crudos pesados  14 QAPI

mane

_ Propd. %eánias. A#tas& _ Crudos abrasivos

 A

_ =emp. %á/. 125 QC

_ A#ta presin

promedio B$ C AL= AC

aromátios - C2 (3)

 A?B dW1.23 _ Abrasin a#ta resistenia _ Crudos medios (14>29)  A 02 _ resist. Aromátios QAPI B promedio _ Crudos #ivianos (29>K5) C _ resist. C2 - 72+ QAPI - bao ontenido de

_ Propd. %eánia. Buena dW1.2K 01

_ =emp. %á/. 155 QC _ resist. Abrasin promedio _ resist. Aromátios buena _ resist. C2 - 72+ mu-

_ Crudos medios (14>29) QAPI _ Crudos #ivianos (29>3E) B QAPI

on

promedio de aromátios -

C2 (4) pobre dW1.1 B$ BLAF BA AC _ Crudos abrasivos E

N CK _

ontenido B

 A

_ Crudo pesado :asta 14 A

Propd.

%e.

Buena QAPI

e#astiidad

_ Crudos medios on bao

_ =emp. %á/. 45 QC

ontenido de aromátios -

_

resist.

Abrasin

mu- C2

buena _

resist.

Aromátios

promedio _ resist. C2 promedio _ resist. 72+ promedio>

B

64

pobre B$

7I$H*A

O7B$O _ Propd. %eánia media

_ Crudos pesados on a#tas

_ =emp. %á/. 1K5 QC

temperaturas.

dW1.1E _ resist. Abrasin buena 0

_ Crudos pesados on 72+

_ resist. Aromátios Prom.> _ Crudos medianos on bao pobre

 A  A?B

ontenido de aromátios -

B?C

_ resist. C2 promedio> C2 pobre _ resist. 72+ buena B$

Y

!L<$
temperatura - C2

dW1.02 _ =emp. %á/. 135 QC 0E

_ Crudos #ivianos on 72+

 A?B _ Crudos medios on a#to B?C Aromátios ontenido de aromátios -

_ resist. Abrasin pobre _

resist.

 A

e/e#entes

C2

_ resist. C2 e/e#ente _ resist. 72+ buena !uenteF BCP*

#ER3OR&ANCE+M AF e/e#ente BF buena CF promedio. #ropiedades mec"nicas mínimas reBueridas. 7in:amientoF de# EE a 04 puntos ure,a +:ore AF %a-or a EE %pasa# $esistenia =ens6#F %a-or a# E55

65

 *#ongain a #a rupturaF %a-or a EE.555 i#os  $esistenia a #a fatigaF %a-or a K Tgrs?mm.  $esistenia a# orteF 3 a# 0 (má/imo). Los ambios más omunes en #as propiedades meánias de #os *#astmeros sonF e# 7in:amiento& e# *ndureimiento - e# $eb#andeimiento.

RotorM +uspendido - girado por #as vari##as& es #a nia pie,a 'ue se mueve en #a bomba. *ste onsiste en una :"#ie e/terna on un área de sein transversa# redondeada& tornada a preisin :e:a de aero a# romo para dar#e ma-or resistenia ontra #a abrasin. =iene omo funin prinipa# bombear e# f#uido girando de modo e/"ntrio dentro de# estator& reando avidades 'ue progresan en forma asendente. *stando e# estator - e# rotor a# mismo nive#& sus e/tremos inferiores de# rotor& sobresa#e de# e#astmero apro/imadamente unos K5 mm a E25 mm& este dato permite verifiar en mu:os asos si e# espaiamiento fue bien rea#i,ado. *n aso de presenia de arena& aun'ue sea esasa& esta dea mu:as vees marada #a :"#ie de# rotor. e este modo& a# retirar e# rotor por ua#'uier  motivo& se puede observar en 'u" punto estuvo trabaando dentro de# estator& partiendo de# e/tremo superior de# rotor.

Acti.idad N'=M Conformar un *'uipo atura# de =rabao (*..=.). O-eti.o N';M  Ana#i,ar #os parámetros operaiona#es de Las Bombas de Cavidad Progresiva durante su vida ti#. +abiendo 'ue e# m"todo de produin uti#i,ado en Pdvsa Petroedeo es a trav"s de #a reuperain primaria por bombeo meánio mmediante #a uti#i,ain bombas de fondo de po,o& bombas de avidad progresiva en e#

66

proeso de produin en #a mao##a 6tor de#ta #as variab#es operaiona#es son un fator de suma re#evania para monitorear& ondiiones - e# omportamiento de #as bombas durante e# tiempo de serviio.

Acti.idad N') erifiar #os parámetros operaiona#es de Las Bombas de Cavidad Progresiva en #os variadores de freuenia en #a mao##a 6tor de#ta Para e# #ogro de este obetivo& se rea#i, una revisin e#etrnia en #os variadores de freuenia 'ue se uti#i,an para manipu#ar #a ve#oidad de #as Bombas - ontro#ar e# tor'ue dependiendo e# set point suministrado& .er tala

 urante #a eva#uain de #os parámetros operaiones se #ogr determinar 'ue #as va#ores norma#es de trabao son de mu:a importania para e# omportamiento de #a vida ti# de #a bomba pues e# ump#imento de esos va#ores son estab#eidos por e# fabriante - dependen esenia#mente de #a onfiabi#idad de #os sensores de fondo - superfiie insta#ados en e# po,o - #a verifiain o monitores de# departamento de optimi,ain.

Tala N' Parámetros orma#es operaiona#es #as Bombas en #os Po,os de #a %ao##a 6tor e#ta

#resi/n de flu-o del CaeGal de #oGo 8m"xPmínM

FK( P @K( ar!

#resi/n de fondo en operaci/nM

F= ar!

Temperatura de flu-o del CaeGal del #oGoM

=F 'C

Temperatura de fondoM

( 'C !uenteF *# Autor 

Acti.idad N';M Comparar #os parámetros operaiona#es norma#es on #os suministrados por e# variador de freuenia& on #os datos en sa#a de ontro# #os

67

ua#es ##egan a trav"s de un fibra ptia enviados desde un ontro#ador #gio programab#e (PLC) e/istente en #a %ao##a donde se ana#i,aron #os mismos verifiando 'ue eran id"ntios - desartando disrepania entre e##os& arroando un resu#tado positivo -a 'ue #os parámetros en estudio guardaban estre:a re#ain.

Tala N' F Parámetros peraiona#es de #os Po,os en +a#a de Contro# %ACLLA

VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD VD

PG

VD() VD(; VD(= VD(@ VD( VD( VD( VD(F VD(L VD)( VD)) VD); VD)= VD)@ VD) VD) VD) VD)F VD)L VD;( VD;) VD;; VD;= VD;@ VD;

+=A=<+          !!  !!          !! !!  

IN IL<*=* BL+?IA

BNPA++ BNPA++ BNPA++ BNPA++ BLV<*A BNPA++ BNPA++ BNPA++ BNPA++ BLV<*A BNPA++ BNPA++ BNPA++ BNPA++ BNPA++ BNPA++ BNPA++ BNPA++ X7 BLV<*A BNPA++ BLV<*A BLV<*A BNPA++ BNPA++

!uenteF *# Autor 

=( F( ( =( )=( F( ( ( ( ( ;;( ( L( ( @( );( )( )( ( )(  ( ( L( (

=$V<*

( )(( F;F == (L FFL F) @) F= ( ) ( ))L =( ;( @F ) L;L =@ )@L )()( ( (  ))

=?%A`I% P?!

1K55 1K55 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 1K55 155 1255 155 155 1K55 1K55 155 155 1255 1255 155 155

4)KF );K= 4(K; )=KL 4(K )=K( 4(K LKL (K( 4(K@ K ;K( )=KF 4)K( 4(K )K( 4)K; FK= )K@ )(KF )KL 4)=K@ (K; ))KL @KF

68

O-eti.o N'=M *va#uar #as ausas - onseuenias de #as fa##as susitadas en #as bombas de avidad progresiva durante su funionamiento. La ausa de fa##a en #as bombas de avidad progresiva dependen de varios fatores uno de e##os son de #as ondiiones de #os -aimientos entre e##as a#ta produin de arena& a#ta produin de agua& a#ta produin de gas& por otra parte fa##as por defetos de fábria - fa##as por d6as de funionamiento as6 omo tambi"n #a ompatibi#idad de #os e#astmeros on iertos f#uidos produidos& espeia#mente on e# ontenido de omponentes aromátios La m6nima #ongitud re'uerida por #a bomba8 para rear un efeto de ain de bombeo es < PA+& "sta es entones una bomba de una etapa. Cada #ongitud adiiona# de paso da por resu#tado una etapa más. *# desp#a,amiento de #a bomba& es e# vo#umen produido por ada vue#ta de# rotor (es funin de# área - de #a #ongitud de #a avidad). Igua#mente& e# *spaiamiento de# rotor. La #ongitud de# rotor es #igeramente superior a #a #ongitud de# estator& esto tiene #a fina#idad de proporionar un fator  de seguridad para garanti,ar 'ue se aprove:e toda #a #ongitud de# estator para formar todas #as avidades de #a bomba -a 'ue por ada avidad 'ue se dee de formar se atuará en detrimento de #a efiienia de #a bomba en uanto a #a a#tura o 7ead *# espaiamiento de# rotor es #a distania neesaria entre e# pasador de# nip#e de paro - e# e/tremo inferior de# rotor& para garanti,ar #a formain de todas #as etapas posib#es - evitar e# ontato de# rotor on e# nip#e de paro en ondiiones de operain.

69

*n tanto& e# auda# es diretamente proporiona# a# desp#a,amiento - a #a ve#oidad de rotain. La apaidad de un sistema BCP para vener una determinada presin está dada por #as #6neas de se##o :idráu#io formados entre $=$ - *+=A=$. Para obtener esas #6neas de se##o se re'uiere una interferenia entre rotor> estator& es deir una ompresin entre rotor - estator. Posiin re#ativa de# rotor - e# estator en una bomba de #bu#o simp#e. Lo ua# se omprob táitamente ver figura ;13

3i!ura N')= Posiin re#ativa de# rotor - e# estator en una bomba

3uenteM #d.sa #etrocedeJo !uenteF Pdvsa Petroedeo

Acti.idad N')M eterminar #a ondiin atua# de #as bombas en funionamiento e# estatus - reomendaiones segn e# departamento de optimi,ain.

Tala N'L Atua# Condition %ACLLA PG

VD VD VD

VD() VD(; VD(=

  

$*C%*ACI *L IA +*H ACCI BL+?IA P=I%IGACI operativo fa##a de omuniain =( +
(

BAA$ * 5 A E5 $P%. BAA

70

VD

VD(@

VD VD VD

VD( VD( VD(

VD VD VD VD VD

VD(F VD(L  VD)( !! VD))  VD); !!

VD VD

VD)= VD)@

VD

VD)

VD

VD)

VD

VD)

VD VD VD VD VD VD VD VD

VD)F VD)L  VD;(  VD;)  VD;; !! VD;= !! VD;@  VD; 



BAA$ $P%

=(

BAA$ $P%

)=( F( (

   

 

BAA$ $P%

( ( ( ;;( (

BAA$ $P% BAA$ $P%

L( (

  

@( BAA$ $P%

);(

+
)(



BAA$ $P%

+
)( ( )(  ( ( L( (

+<%*$H*CIA *$I!ICA$ AP$=* V
!uenteF Pdvsa Petroedeo

Acti.idad N'; *va#uar #os fatores 'ue afetan #as bombas de Cavidad Progresiva Los fatores 'ue tienen más efeto sobre #a efiienia vo#um"tria o desempeo de #a bomba son #a ve#oidad de operain - #a a#tura (:ead) re'uerida. Por otra parte& una arater6stia 'ue intr6nseamente está asoiada

71

a #a efiienia de #a bomba en uanto a su desp#a,amiento - a su apaidad para transportar #os f#uidos :asta #a superfiie es e# grado de auste o aprieteM entre e# e#astmero - e# rotor& esto se onoe omo interferenia.

La

interferenia en una bomba de avidades progresivas se define omo #a diferenia entre e# diámetro de# rotor - e# diámetro menor de #a avidad de# estator& esta garanti,a 'ue e/ista e# se##o entre #as avidades 'ue permite #a ain de bombeo. Cuando #a bomba es sometida a una diferenia de presin entre su suin - su desarga& e# f#uido trata de romper este se##o para regresar a #as avidades anteriores& #o ua# se onoe omo esurrimiento (o resba#amiento). +i #a interferenia es mu- pe'uea e# se##o se rompe fái#mente& #o ua# produe un esurrimiento e/esivo - una baa efiienia vo#um"tria. *# esurrimiento a su ve, es funin de #a interferenia de #a bomba a ondiiones de operain& de# diferenia# de presin en #a bomba - de #a visosidad de# f#uido

$a 3i!ura N' )@ muestra #a re#ain entre :ead - resba#amiento para tres bombas de igua# apaidad vo#um"tria pero de diferentes a#turas. tese (para una misma bomba) 'ue a medida 'ue se inrementa e# :ead& e# resba#amiento es ma-or. =ambi"n se puede on#uir de este gráfio& 'ue entre ma-or a#tura tenga #a bomba& e# esurrimiento es menor.

3i!ura N' )@

3A*

)E*

72

!uenteF Pdvsa Petroedeo  Aun'ue no es posib#e orregir e# :in:amiento de# e#astmero una ve, 'ue e# mismo tenga #ugar& se uenta on #a f#e/ibi#idad de uti#i,ar un rotores de diámetro transversa# más reduido (subdimensionados o undersi,e) - de esta manera reduir #a interferenia. tra arater6stia de #os f#uidos 'ue se re#aiona on #a interferenia (aun'ue no #a afeta diretamente)& es #a visosidad.

La visosidad está asoiada rea#mente on e# esurrimiento&

ambas son inversamente proporiona#es. Para f#uidos mu- visosos se pueden uti#i,ar menores interferenias. Presin interna en #a bomba..> La presin en #a bomba tiende a omprimir e# e#astmero deformando #as avidades aumentando e# tamao de #a mismas& disminu-endo as6 #a interferenia.

O-eti.o N'@M eterminar #a re#ain e/istente entre #as $evo#uiones Por  %inutos Aumu#adas - #a ourrenia de #as fa##as de #as Bombas de Cavidad Progresiva.

Acti.idad N')M Identifiar fa##as en estatores segn #a ve#oidad  (7ist"resis).

CausasM •

eformain 6#ia e/esiva de# e#astmero.

•

Interferenia entre rotor - estator& debido a una se#ein no adeuada o por inremento de #a misma debido a :in:amiento de# e#astmero.

•

7in:amiento de# e#astmero.

•

*#astmero sometido a a#ta presin.

73

• •

 A#ta temperatura o poa disipain de# a#or. *# i#o se repite :asta #a rotura de #a goma por +obre>vu#ani,ain.

Identificaci/nM •

*sta fa##a se arateri,a por e# desprendimiento de# e#astmero en #a #6nea de se##o entre rotor - estator.

•

 A# rea#i,ar un orte transversa# se puede observar #a ,ona endureida en e# entro de# #bu#o.

 A medida 'ue omien,a a endureerse& aumenta e# auste entre rotor estator& #o 'ue agudi,a #a interferenia - por ende aumenta #a temperatura debido a #a resistenia meánia a #a deformain 6#ia. *ste es e# i#o de :ist"resis #a ua# termina on e# inremento de #a torsin por friin entre rotor  - estator& - ontina on #a rotura de# e#astmero - fa##a en #as vari##as de bombeo en aso de no soportar esa torsin

Acti.idad ; identifiain de fa##a de e#astmero 'uemado por a#ta temperatura.

CausasM • *sta

fa##a se da uando #a bomba trabaa sin f#uido (sin #ubriain)

por #argos per6odos de tiempo. • La

fa#ta de f#uido puede ser debido a fa##a de produin de# po,o

(baa produtividad) u obstruin de suin. • ebido

a esto& se e#eva #a temperatura de# e#astmero provoando #a

'uema de# mismo.

Identificaci/nM • La

fa#ta de #ubriain :ae 'ue se 'ueme #a ,ona de ontato entre

e# rotor - estator& por #o 'ue se puede observar e# endureimiento de# mismo.

74

• La

partiu#aridad es 'ue e# entro de# #bu#o no presenta modifiain

en #o 'ue respeta a #as arater6stias e#ástias. • %u:as

vees& - dependiendo de# r"gimen de e/train& #a fa##a

omien,a desde #a ,ona de suin (perdiendo #6neas de se##o). *sto :ae 'ue a medida 'ue se omien,a a perder #as mismas& disminu-e #a apaidad de soportar #a presin por #o 'ue #as etapas superiores pueden fa##ar por :ist"resis o puede :aber desprendimiento de# e#astmero por  e/eso de presin

Acti.idad = Identifiain de fa##a *#astmero espegado por ve#oidad. CausaM cHenera#mente está asoiada a una fa##a en e# proeso de fabriain& debido a #a fa##a de pegamento en e# :ousing (unin entre #a arasa de# estator e#astmero) o bien un pegamento insufiiente. cPuede tambi"n ombinarse on efetos de# f#uido produido - #as ondiiones en e# fondo de po,o.

Identificaci/nM Como muestra #a fi!ura N' )@ +i e# e#astmero no estuvo ad:erido desde e# iniio de fábria& se podr6a identifiar debido a 'ue en e# interior de# :ousing presentar6a una superfiie pu#ida debido a# movimiento de# onunto de# e#astmero

3i!ura N' )@ *#astmero despegado por a#ta temperatura

75

!uenteF Pdvsa Petroedeo

RecomendacionesM •

*n e# aso de 'ue sea un prob#ema de fábria& se deber6a ompartir esta informain on e# fabriante para ana#i,ar si es un prob#ema de fabriain - posteriormente orregir #a fa##a para oasiones futuras pues #os trabaos de reemp#a,o de #as bombas produen una produin diferida desfavorab#e para #a empresa - por ende para e# *stado.

Acti.idad =M Identifiain de fa##a por Abrasin. CausaF •

La severidad de esta fa##a puede depender de8 abrasividad de #as part6u#as& antidad de part6u#as& ve#oidad #inea# de# f#uido dentro de #a bomba - a trav"s de #a sein transversa# de #a avidad. IdentifiainF

•

+e arateri,a por superfiies rugosas - ra-adas.

•

*n a#gunos asos se puede observar #os granos de arena inrustados en e# e#astmero.

•

+egn #a severidad de# desgaste& se puede ##egar :asta #a erosin de# :ousing.

76

RecomendacionesM

CAU+A #ROVA%$E ACCIÓN RECO&ENDADA $otor no está tota#mente erifi'ue e# espaiado - orria si es neesario insertado. $otor bao medida para #a C:e'ue #a temperatura - e# tipo de rotor usado. Cambie e# temperatura de# po,o

rotor si es neesario

77

Perdida en #a tuber6a La produtividad de# po,o es inferior a #a esperada.  A#tas perdidas por friin por

e#

uso

entra#i,adores *stator está desgastado

de

Bus'ue e# tubing roto - ambie #a unin erifi'ue e# nive# de f#uido& redu,a #a ve#oidad de bomba. %onitoree #os ambios en #a efiienia vo#um"tria. Compare on #as de urvas reomportamiento de #a bomba. $ep#antee #a neesidad de entra#i,adores. +i :adisponib#es use otro tipo de entra#i,ador. $eemp#ae #a bomba por otra 'ue permita girar más #ento sin entra#i,adores. Cambie #a tuber6a si es posib#e +a'ue #a bomba. L#"ve#a a un bano de ensa-o  - si es neesario reemp#áe#a. Levante e# rotor fuera de# estator& desp#ae f#uido por e#

 Admisin de bomba tapada tubing para #impiar e# estator& re>espaie& ponga en •

produin - :e'ue #a produin. isear& se#eionar bombas 'ue disminu-an #a ve#oidad de# f#uido en #a sein transversa# de #a avidad.

•

+e#eionar bombas de ma-or desp#a,amiento vo#um"trio.

•


Acti.idad M *va#uain de fa##as segn #a ve#oidad de trabao de Bao auda# Tala N')( Causa de !a##as segn #as $P%

78

CAU+A #ROVA%$E

Condiin de fa#ta de nive#

ACCIÓN RECO&ENDADA erifi'ue e# nive#. Bae #a ve#oidad de bomba.  Asegure 'ue #a ve#oidad no pase de 255 $P%. +i es neesario ambie #a bomba para ump#ir #os re'uisitos de produin. Provea medios para an#as de gas natura#. Insta#ando #a bomba por debao de pun,ado -?o usando un fi#tro de o#a en e# fondo de bomba.
 A#to H$

$eemp#ae

#a

bomba

por

una

de

ma-or 

desp#a,amiento. Corra #a bomba a ve#oidades más baas para evitar desgastes prematuros aortamiento de #a vida de #a bomba. +a'ue #a bomba. C:e'ue en e# bano para poder usar#a en otra Bomba daada o sub.>daada

ap#iain. erifi'ue #os re'uerimientos :idráu#ios de #a insta#ain. $eemp#ae #a bomba por otra de ma-or apaidad de presin - auda# para poder 

baar #as $P%. Tala N')) Prob#emaF Cauda# intermedio. Baa efiienia vo#um"tria. (e#oidad norma#).

Tala N' ); Prob#emaM +in produin. Perdida de ve#oidad gradua#. (Consumo más a#to 'ue e# esperado).

79

CAU+A #ROVA%$E %a# espaiado. $otor en

ACCIÓN RECO&ENDADA Levante e# rotor. $e>espaie. $e>arran'ue. C:e'ue

ontato on e# nip#e de

todos #os parámetros. Cambie #a bomba si es

paro.

neesario. +a'ue #a bomba. erifi'ue #a temperatura de

*#astmero :in:ado

fondo. +e#eione un nuevo rotor.

aumenta #a friin on e#

 Ana#ie e# f#uido. Cambie #a omposiin de#

rotor.

e#astmero para ump#ir on #as ondiiones de fondo. $eemp#ae #a bomba par otra apaidad de

 A#ta interferenia entre rotor  presin - auda# on distinto auste de ompresin. - estator.

+e#eione rotor. %onitoreo de onsumo.

Tala N')= Prob#emaF +in produin. e#oidad norma#. (Consumo baado). CAU+A #ROVA%$E $otain ontraria. $otor no esta insertado en e# estator.

*stator - rotor daado.

$otor o barras de pesa.

ACCIÓN RECO&ENDADA erifi'ue e# giro. erifi'ue si no :a- pesa. $e>arran'ue. erifi'ue #as medidas de insta#ain. $e>espaie. $e>arran'ue. %onitoreo de# auda#. C:e'ue #a profundidad de bomba - ompare on #a #ongitud de barras :e'ue #a presin. Cambie partes si es neesario. Profundie #a insta#ain. $e>espaie. +a'ue - repare. Cambie #a bomba.

80

Acti.idad M An"lisis de Causa y Efecto Para e# aná#isis de #as fa##as en #as BCP se e#abor un iagrama de Is:i@aJaM o iagrama de *spina de PesadoM.

3i!ura N' )  Aná#isis de Causa - *feto

!uenteF *# Autor 

81

O-eti.o N'M *va#uar #a !atibi#idad eonmia de #a propuestaF *va#uain La ida ti# e Las Bombas e Cavidad Progresiva *n La %ao##a 6tor e#ta e Pdvsa>Petroedeo& +an iego e Cabrutia

Acti.idad N')M $ea#i,ar un f#uo de aa K Ca#u#ar e# a#or Presente eto - #a tasa interna de retorno. Como trabaador de# departamento de produin onuntamente on ingenier6a de ptimi,ain perteneiente a #a gerenia de produin de #a empresa P*=$C**D& se pude reaudar #a informain eonmia ap#iada a# onunto de aiones 'ue van dirigida a eva#uar #a fatibi#idad eonmia.

#RODUCCION #ETROCEDEQO EN AQO+ ) K2.535.K45 B#s

;

=

KE.12E.2E1B#s K3.2E1.155B#s

@ K.K9K.EKEB#s

 K0.EK.111B#s

#roducci/n diaria 11E.1E2 bb#s?d6a / 3E d6as W K2.535.K45 bb#s?ao #recio del arril *unio ;()  E&03\ por Barri# #recio en %s  K=S x )LF%s simadi 11.205&EK Bo#6vares Para #a rea#i,ain de# !#uo de aa estos á#u#os se e/presaran en d#ares

3$U*O DE CA*A descripci/n Ingresos %ano de obra (5.2)

  ( 5

3.E K.1 3.3 K.1 ) ; = @  2.34K.349.135&K 2.K0.4K2.0E5 2.E05.E5E.554 2.EE.331.03 2.0K.255.202

5

Insumos (5.1) %antenimiento

5 5

1E5.E22.E22 155790810 162271708 167626674 174499368 296739,22 306531,62 319099,41 6 1 7 20E.2EK 284887,89 9E.K0.30 98809004, 102919459 106315801 110674749

82

(5.5E) Imprevistos (5.52)

5

32E.12E

3 336504,37 5

%obi#iario

5

12.E55

12937,5

Insta#aiones :erramientas menores

5

12.2EK.555

12682890

5

05.EK

73126,89

13475,7 13210498, 2 76168,968 6

Pi@ man

5

155.555

103500

107805,6

=ransporte

5

3E.555

36225

37731,96

amion 3E5

5

955.555

931500

ambu#ania

5

945.555

1014300

970250,4 1056494,8 8

ve:iu#o Total Costos

5 5


5

350502,95 7

465750 485125,2 KE5.555 21.392.92 270541436 281795960 219730131 228870904 4 8 2.122.99.K34&K5

5 5

362069,55 376914,40 5 6 13920,398 14491,134 1 4 13646444, 14205948, 7 9 78682,544 81908,528 6 9 111363,18 115929,07 5 5 38977,114 40575,176 7 4 1002268,6 1043361,6 6 8 1091359,2 1136104,9 1 4 501134,33 521680,83 2 9 291095227 303030131 236423644 246117014 7 1

15.1K9.421&9 109865066 114435452 118211822 123058507 314.KK9.KE&4 329595197 343306357 354635467 369175521 186770611 194540269 200960098 209199462 7 1 0 0 1.195.0E 5 5 5 5 5 +eguro 5 >4.EE5.555 5 5 5 5 a#or de ese:o 5 5 5 5 5 K.555.555 Total 3lu-o de abla )14& Bl#"o de ,a"a ca-a 4LL( )LLLL;K@ )F()) )L@@(;L) ;((L((LF( ;(LLL@;(

!uenteF *# Autor 

3$U*O NETO E3ECTIVO  UTI$IDAD INICIA$  8)?I3

83

3NE  UI8)?I3 I3  =(   (K=( TA$ 7UE 8)?I3  )K=(

Tala N' )M !#uo eto *fetivo <=ILIA IICIAL (
(1YI!) 1&35 1&35 1&35 1&35 1&35 !*

!L< *= *!*C=I (!*) 2.02K.093.55 3.EK2.235.954 K.5K.955.145 E.94.305.23E 0.042.241.35E ;@@(=@

!uenteF *# Autor 

T&ARW I! Y =$ Y (I! ` =$) W 5.35Y5.2E Y (5.35`5.2E) W 5& 2

TIR W

 C + +

W 2.59E.99K.25 > 1.195.0E W 10E9& 25 1.195.0E

V#N W

 DBE  C + 1F(Gt

I!W 35 =$W2E

W 2K.K5.E0E.3K > 1.195.0E   2&EK1

84

IF 0,30

∑FNE

TR 0,25

IFXTR 0,075

TMAR 0,62

TMAR (%) 62

〖(1+TMAR) ∑FNE/ 〗^t 〖(1+TMAR)〗^t

2.724.793.006 1 + 062

3.542.230.908

1

1 + 0622

1680780226 1348539043

4.604.900.180

1 F 0.623

1081925747

5.986.370.235

1 F 0.624

867976806&9

7.782.281.305

1 F 0.625

696289385&2

24*640*5.5*634

26,541

56.551120/

#TI$IA INI&IA$ (#I)

 2095994620

VPN 119076 5 119076 5 119076 5 119076 5 119076 5 " 119076 5

VPN ! 0

VPN=927.20

TIR 1759,20

"1190765  TIR ! TMAR E' A&EPTA$E

Acti.idad N';M Calcular el .alor presente neto 8V#N la tasa interna de retorno 8TIR Tala N' )M =%A$> P> =I$

!uenteF *# Autor 

Acti.idad N'=M $ea#i,ar Aná#isis Costo > Benefiio Tala N' )M Costo ^ Benefiio

ENEFI&I* 2095994620

/&  ENEFI&I*/&*'T* &*'T* 1190765

/& 1759,21

5.891

TIR (%) 1759,21

85

/&  1 E' RENTA$E

!uenteF *# Autor  e auerdo a #os resu#tados obtenidos de# aná#isis de rentabi#idad eonmiamente e# sistema es fatib#e por'ue #a organi,ain uenta on un a#or Presente eto positivo& #a =asa Interna de $etorno es ma-or 'ue #a =%A$ - e# aná#isis osto benefiio es ma-or 'ue uno (1) #o 'ue india 'ue por ada d#ar 'ue invierte #a empresa retorna 1.0E9&21\

86

CONC$U+IONE+ 9 RECO&ENDACIONE+ 

Conclusiones Con #a eva#uain de# omportamiento de #a vida ti# de #as bombas de

avidad progresiva en #a mao##a 6tor e#ta po,os operados por P+A> P*=$C**D en e# ampo Guata& faa petro#6fera de# rinoo *stado  An,oátegui.se permito identifiar fa##as en #as bombas teniendo omo resu#tado #a prediin de #os reemp#a,os oportunos. Por otra parte& on #a insta#ain de# sistema para #ograr e# aná#isis de #a vida ti# de #as bombas& tambi"n se puede monitorear #a antidad de di#uente in-etado& #as revo#uiones por minuto aumu#adas& e# tipo de bomba 'ue posee e# po,o& e# tor'ue& #os d6as de funionamiento& #a antidad de bombas insta#adas en #os po,os - e# aná#isis de fa##as bteniendo #as arater6stias de# po,o& se puede afirmar 'ue de estas dependerá e# tipo de bomba a ser uti#i,ada - esto invo#ura a# tamao - tipo de #a bomba& e# tipo de vari##a& #as propiedades f6sio>'u6mio on 'ue deben ontar  #os e#astmeros. urante e# monitoreo de #as variab#es de fondo - superfiie se observ #a presin de trabao en forma 'ue no afete a #a interferenia de# rotor - estator& si en aso 'ue esto ourriese signifiar6a ma-or inversin eonmia e# tiempo de reparo seria e# 'ue afeta a #a produin diaria.

87

*# aná#isis de fatibi#idad eonmia reve#o 'ue e# pro-eto es fatib#e -a 'ue e# osto de rea#i,ar este trabao representa menos de# 1 de# ingreso anua# de #a empresa& ontando on P positivo - #a =I$ ma-or 'ue =%$A& siendo e# osto benefiio ma-or 'ue uno #o 'ue india ' por ada d#ar invertido retornan 1.0E9&21 

Recomendaciones La profundi,ain de# pro-eto en uanto a #a imp#ementain de# sistema

en todas #as mao##as de# ampo de Petroedeo para tener un ontro# seguimiento de #as ondiiones de operain de #as bombas de avidad progresiva en #os po,os& -a 'ue en e# pro-eto rea#i,ado so#o se uti#i,a este sistema en #a %ao##a 6tor e#ta& esto on e# fin de un meor monitoreo& rápida respuesta para diagnostiar fa##as& tomar deisiones - #a posterior optimi,ain. %antener en onstante supervisin #as variab#es operaiona#es de #os Bombas de avidad progresiva de #os po,os para detetar ambios anorma#es rea#i,ar #os orretivos orrespondientes antes de 'ue fa##e. *# nmero de fa##as se presentan on más freuenia en #as bombas 'ue se enuentran operando on ma-or ve#oidad - on baa sugerenia por #o ua# se reomienda eva#uar #as ondiiones segn e# obetivo de# pro-eto +e re'uiere #a ompra de insumos para #os mantenimientos 'ue no ameriten un ontrato e/terno as6 se disminu-e #os ostos asoiados a todas #as atividades.

88

ptimi,ar #os po,os segn e# potenia# de #os -aimientos para evitar #a produin diferida por paradas imprevistas

RE3ERENCIA+ %I%$IO,RA3ICA+ $I%RO+ 1. 7enri C:o#et (1990)F Bombas de Cavidad Progresiva. Par6s. *diiones =e:nip. 2. Cam %att:eJs& =odd Ga:a-& Pau# +@o,-#as (1999)F Progresando

Sistemas de la cavidad de bombeo !*$. 3. +ABI& C. (1993). Como hacer una tesis. (2da ediin.). Caraas& ene,ue#a *ditoria# *pistema. K. BAL*+=$II& % (1994). Como realizar un Proyecto de

Investigación Caraas& ene,ue#a. E.  A$IA+& ! (1999). El proyecto de Investigación, Gua para su

Elaboración Caraas& ene,ue#a +IN AUTOR 1. *= G+C7 emo (199). PCP ! ESPCP "E#$SC% &o'nhole  pumps catologo pumpep. i#fie#d ivision TE+I+ 1. Ar-e#in Armao N :onatan 7urtado (2511). Bombas &e Cavidad 

Progresiva( )ptimización &e *a Producción &e Crudo Pesado En *a +aa &el )rinoco - rea Sincor . I<P Caraas 2. Car#os

Carri##o

N

Andreina

Itriago

(2515).  %nalisis

del 

comportamiento de e/uipos utilizados en el sistema de levantamiento arti0icial bombeo de cavidadades progresivas bcp