UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI ESCUELA DE CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE MECÁNICA
PROPUESTA DE MEJORAS BASADAS EN LA APLICACIÓN DE AMEF Y ACR DE LOS EQUIPOS CRÍTICOS DEL SISTEMA DE INYECCIÓN NITRÓGENO YDQ180KHR CASO: GRUPO PETROAMERICA, MATURÍN ESTADO MONAGAS Elaborado por:
BR. CARLOS JAVIER OJEDA MEJÍAS C.I.: 20.342.934 Trabajo de grado presentado ante la Universidad de Oriente como requisito parcial para optar al título de:
INGENIERO MECÁNICO Puerto La Cruz, Mayo de 2016
UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI ESCUELA DE CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE MECÁNICA
PROPUESTA DE MEJORAS BASADAS EN LA APLICACIÓN DE AMEF Y ACR DE LOS EQUIPOS CRÍTICOS DEL SISTEMA DE INYECCIÓN NITRÓGENO YDQ180KHR CASO: GRUPO PETROAMERICA, MATURÍN ESTADO MONAGAS ASESORES:
_______________________ Ing. Lino Camargo Asesor Académico
_______________________ Ing. Gary Cabrera Asesor Industrial
Puerto La Cruz, Mayo de 2016
UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI ESCUELA DE CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE MECÁNICA
PROPUESTA DE MEJORAS BASADAS EN LA APLICACIÓN DE AMEF Y ACR DE LOS EQUIPOS CRÍTICOS DEL SISTEMA DE INYECCIÓN NITRÓGENO YDQ180KHR CASO: GRUPO PETROAMERICA, MATURÍN ESTADO MONAGAS ASESORES:
_______________________ Ing. Lino Camargo Asesor Académico
_______________________ Ing. Gary Cabrera Asesor Industrial
Puerto La Cruz, Mayo de 2016
UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI ESCUELA DE CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE MECÁNICA
PROPUESTA DE MEJORAS BASADAS EN LA APLICACIÓN DE AMEF Y ACR DE LOS EQUIPOS CRÍTICOS DEL SISTEMA DE INYECCIÓN NITRÓGENO YDQ180KHR CASO: GRUPO PETROAMERICA, MATURÍN ESTADO MONAGAS El jurado hace constar que asignó a esta Tesis la calificación de:
APROBADO
___________________ Ing. Lino Camargo Asesor Académico ___________________ Ing. Diógenes Suarez Jurado principal
___________________ Ing. Henry Espinoza Jurado principal
Puerto La Cruz, Mayo de 2016
RESOLUCIÓN
DE ACUERDO AL ARTÍCULO 41 DEL REGLAMENTO DE TRABAJOS DE GRADO: “LOS TRABAJOS DE GRADO SON DE LA EXCLUSIVA PROPIEDAD DE LA UNIVERSIDAD DE ORIENTE Y SÓLO PODRÁN SER UTILIZADOS A OTROS FINES CON EL CONSENTIMIENTO DEL CONSEJO DE NÚCLEO RESPECTIVO, QUIEN DEBERÁ PARTICIPARLO PREVIAMENTE AL CONSEJO UNIVERSITARIO, PARA SU AUTORIZACIÓN”.
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DEDICATORIA
A Dios todopoderoso por haberme regalado la sabiduría, paciencia y fuerza de voluntad para vencer todos los obstáculos que se presentaron a lo largo de la carrera. A mis padres, Petra Mejías y Carlos Ojeda, quienes supieron inculcarme valores y buenas costumbres y con sacrificio lograron sacarme adelante, siempre brindándome palabras de aliento en los momentos no tan buenos y motivándome a seguir adelante. A mi hermana Karlys Ojeda, hoy finalmente después de tantos tropiezos puedes decir que tu hermano ha cumplido una de sus metas (una de las más importantes). A mi abuela Clara De Mejías sé que este logro genera en usted gran orgullo y satisfacción. A todos y cada uno de los miembros de mi familia, espero ser motivo de alegría porque uno más de nosotros ha culminado sus estudios profesionales. A mi novia y casi colega Roverlyn González, fue para mí un honor iniciar este sueño junto a ti y me da mucho más gusto que hayamos culminado este camino juntos te amo.
v
A todos mis compañeros de la gloriosa escuela de Ingeniería Mecánica hoy más que nunca puedo decirle que “SI SE PUEDE”.
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AGRADECIMIENTOS
A Dios todopoderoso por permitirme elegir esta carrera y darme el temple y la fortaleza para poder lograr terminarla. A mis padres una y mil veces gracias, la vida no me basta para agradecerles todo lo que han hecho y siguen haciendo por mí. Este logro es más suyo que mío. A hermana Karlys por su apoyo y comprensión en momentos difíciles y por sus palabras precisas en los momentos indicados. A mi abuela Clara quien supo motivarme a seguir adelante y darme buenos consejos orientados a la voluntad. A mi novia Roverlyn González, quien día a día convivió junto a mi toda la carrera apoyándome y dándome fuerzas para continuar superando cada uno de los obstáculos, gracias por tu comprensión y apoyo incondicional. A sus padres Roberto y Oneira por el apoyo y toda la invaluable colaboración y confianza depositada en mi. A “La Casa Mas Alta” La Universidad De Oriente, por abrirme sus puertas y permitirme realizar mis estudios profesionales, de igual forma a la escuela de Ingeniería Mecánica y a todo el personal que labora en dicha escuela (docente, administrativo y obrero).
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Un especial agradecimiento al profesor Lino Camargo, por confiar en mí y apoyarme, por los conocimientos brindados y por su amistad sincera, eres un ejemplo para muchos. Al jurado calificador compuesto por los distinguidos profesores Diógenes Suarez y Henry Espinoza por todos sus consejos y sus críticas constructivas. A toda mi familia en general, en especial a Eduardo, Samanta, paco y Héctor. A los hermanos que la vida me regaló Omar Alfonzo, Camilo Guzmán y Frank Grau y Carlos Lugo. Gracias infinitas por su amistad, su tiempo y por todas las experiencias vividas. A mis amigos (María C, María A, Olga, Sammy, Abelardo, Hagi, Luis Jiménez, Carico, Luis Suarez, Muller, Nico, Lilo, Benazir, Oscar, Ángel, Jesús) y a todo “Team MecaNenas”, muy especialmente a Stephanie Zaghloul.
viii
ÍNDICE
RESOLUCIÓN ................................................................................................iv DEDICATORIA ............................................................................................... v AGRADECIMIENTOS .................................................................................... vii ÍNDICE ............................................................................................................ix LISTA DE TABLAS ....................................................................................... xiii LISTA DE FIGURAS ......................................................................................xv RESUMEN ................................................................................................... xvii INTRODUCCIÓN ........................................................................................ xviii CAPÍTULO I .................................................................................................. 20 EL PROBLEMA ............................................................................................. 20 1.1 Reseña histórica de la Empresa ......................................................... 20 1.2 Ubicación ............................................................................................ 20 1.3 Misión de “Grupo Petroamerica” ......................................................... 22 1.4 Visión de “Grupo Petroamerica” ......................................................... 22 1.5 Estructura Organizativa ...................................................................... 23 1.6 Planteamiento del Problema ............................................................... 24 1.7 Objetivos ............................................................................................. 26 1.7.1 Objetivo General .......................................................................... 26 1.7.2 Objetivos específicos ................................................................... 27 1.8 Justificación ........................................................................................ 27 1.9 Limitaciones ........................................................................................ 28 CAPÍTULO II ................................................................................................. 30 MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 30 2.1 Antecedentes ...................................................................................... 30 2.2 Bases Teóricas ................................................................................... 32
ix
2.2.1 Proceso de intervención de pozos petroleros .............................. 32 2.2.2 Proceso de intervención de pozos usando tubería flexible .......... 32 2.2.3 Proceso de inyección de nitrógeno a pozos petroleros ............... 33 2.2.3 Miscibilidad .................................................................................. 34 2.2.4 Conceptos y Principios Básicos................................................... 34 2.2.5 Equipo Natural de Trabajo (ENT) ................................................ 37 2.2.6 Características de un ENT........................................................... 40 2.2.7 Análisis de Criticidad ................................................................... 40 2.2.8 Análisis de modos y efectos de fallas (AMEF) ............................. 46 2.2.9 Análisis Causa Raíz (ACR).......................................................... 48 2.2.10 Maquinas Generadoras o Bombas ............................................ 52 2.2.11 Bombas Centrífugas .................................................................. 52 2.2.12 Funcionamiento de la Bomba Centrífuga .................................. 55 2.2.13 Clasificación de las Bombas Centrífugas y su uso en la Industria ............................................................................................................. 56 2.2.14 Curva Característica de una Bomba Centrífuga ........................ 57 2.2.15 Bombas en Serie y en Paralelo ................................................. 58 CAPÍTULO III ................................................................................................ 60 MARCO METODOLÓGICO .......................................................................... 60 3.1 Tipo de investigación .......................................................................... 60 3.2 Población y Muestra ........................................................................... 61 3.3 Técnicas de recolección de datos ....................................................... 61 3.3.1 Revisión de documentos ............................................................. 61 3.3.2 Observación directa ..................................................................... 62 3.3.3 Entrevista de Tipo No Estructurada ............................................. 62 3.4 Técnicas de análisis ........................................................................... 62 3.4.1 Análisis de Criticidad (AC) ........................................................... 62 3.4.2 Análisis de modos y efectos de falla (AMEF) .............................. 63 3.4.3 Análisis Causa Raíz (ACR).......................................................... 63 x
3.5 Procedimiento ..................................................................................... 63 3.5.1 Identificaciónde la situación actual del sistema de inyección de nitrógeno............................................................................................... 64 3.5.2 Clasificación de los componentes del sistema de inyección de nitrógeno mediante la aplicación de un análisis de criticidad ............... 64 3.5.3 Realización del análisis de modos y efectos de fallas (AMEF) a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno. ....................... 64 3.5.4 Aplicación de un Análisis de Causa Raíz (ACR) a las fallas recurrentes de la unidad de inyección de nitrógeno YDQ180KHR. ...... 65 3.5.5 Propuestas de mejoras a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno YDQ180KHR con base en los resultados obtenidos en la aplicación del AMEF y el ACR..................................... 65 CAPÍTULO IV ................................................................................................ 66 DESARROLLO ............................................................................................. 66 4.1 Identificación de la situación actual del sistema de inyección de nitrógeno YDQ180KHR ............................................................................ 66 4.1.1 Descripción del Sistema .............................................................. 66 4.1.2 Descripción de los subsistemas .................................................. 67 4.1.3 Situación actual del sistema de inyección de nitrógeno .............. 77 4.2 Clasificación de los equipos mediante un análisis de criticidad. ......... 78 4.3 Realización de un análisis de modo y efecto de falla (AMEF) a los equipos críticos de la unidad de inyección de nitrógeno de “Grupo petroamerica”. ........................................................................................... 90 4.4 Aplicación de un análisis de Causa-Raíz a las fallas recurrentes de los equipos críticos de la unidad de inyección de nitrógeno. ......................... 96 4.5 Propuesta de mejoras a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno de la empresa “Grupo petroamerica” ................................. 102 CAPÍTULO V ............................................................................................... 108 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................. 108 xi
5.1 Conclusiones .................................................................................... 108 5.2 Recomendaciones ............................................................................ 109 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 110 Bibliografía Citada .................................................................................. 110 Bibliografía Adicional .............................................................................. 111 APENDICE A .............................................................................................. 112 APENDICE B .............................................................................................. 117 APENDICE C .............................................................................................. 120 Encuesta para recaudar información necesaria para la aplicación de la metodología D.S. .................................................................................... 121 METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO ......... 127
xii
LISTA DE TABLAS
Tabla 2.1. Matriz de Criticidad de Equipos Basado en la Metodología D.S. . 44 Tabla 2.2. Clasificación de la Criticidad. ....................................................... 46 Tabla 2.3. Formato para la elaboración del Análisis de Modos y Efectos de Fallas ............................................................................................................ 48
Tabla 4.1. Especificaciones técnicas del motor diesel .................................. 68 Tabla 4.2. Especificaciones técnicas de la caja transmisión de potencia ..... 69 Tabla 4.3. Especificaciones técnicas del vaporizador .................................. 70 Tabla 4.4. Especificaciones técnicas de la Bomba centrifuga ...................... 72 Tabla 4.5. Especificaciones técnicas de la bomba reciprocante................... 73 Tabla 4.6. Especificaciones técnicas del compresor reciprocante ................ 75 Tabla 4.7. Equipos de cada subsistema sujetos a estudio ........................... 78 Tabla 4.8. Equipo natural de trabajo del proyecto ........................................ 79 Tabla 4.9. Evaluación de Criticidad motor diesel .......................................... 80 Tabla 4.10. Evaluación de Criticidad caja de transmisión ............................ 81 Tabla 4.11. Evaluación de Criticidad vaporizador ......................................... 82 Tabla 4.12. Evaluación de Criticidad Bomba centrifuga AC-18 .................... 83 Tabla 4.13. Evaluación de Criticidad Bomba ACD 3- GUPD Triplex ............ 84 Tabla 4.14. Evaluación de Criticidad Accesorios Hidráulicos ....................... 85 Tabla 4.15. Evaluación de Criticidad Accesorios Compresor de aire ........... 86 Tabla 4.16. Resultado de criticidad Motor diesel .......................................... 87 Tabla 4.17. Resultado de criticidad Caja de transmisión .............................. 87 Tabla 4.18. Resultado de criticidad Vaporizador VWP-145-10 ..................... 88 Tabla 4.19. Resultado de criticidad Bomba centrifuga ACD-AC-18 .............. 88 Tabla 4.20. Resultado de criticidad Bomba ACD 3- GUPD Triplex .............. 88 Tabla 4.21. Resultado de criticidad Accesorios hidráulicos .......................... 89
xiii
Tabla 4.22. Resultado de criticidad Compresor TU-FLO 550 ....................... 89 Tabla 4.23. Hoja 1/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-AC-18 ............... 92 Tabla 4.24. Hoja 2/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-AC-18 ............... 93 Tabla 4.25. Hoja 1/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-3-GUPD ............ 94 Tabla 4.26. Hoja 2/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-3-GUPD ............ 95 Tabla 4.27. Matriz de verificación de hipótesis bomba reciprocante .......... 101 Tabla 4.28. Matriz de verificación de hipótesis ........................................... 102 Tabla 4.29. Actividades de mantenimiento requerido de inmediato ........... 104 Tabla 4.30. Actividades de mantenimiento propuestas para la bomba centrifuga. ................................................................................................... 105
Tabla 4.31. Actividades de mantenimiento propuestas para la bomba reciprocante. ............................................................................................... 106
Tabla C.1. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos ............................ 123 Tabla C.2. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos ............................ 124 Tabla C.3. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos ............................ 124 Tabla C.4. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos ............................ 125 Tabla C.5. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos ............................ 125 Tabla C.6. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos ............................ 126 Tabla C.7. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos ............................ 126
xiv
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1. Localización de la sede administrativa de “Grupo Petroamerica”. ...................................................................................................................... 21
Figura 1.2. Localización de la base de operaciones de “Grupo Petroamerica”. ...................................................................................................................... 21
Figura 1.3. Localización geográfica del área de operaciones de “Grupo Petroamerica”. .............................................................................................. 22
Figura 1.4. Estructura organizativa de la empresa “Grupo Petroamerica”. .. 23 Figura 1.5. Estructura organizativa de la gerencia de mantenimiento de “Grupo Petroamerica”. .................................................................................. 24
Figura 2.1 Unidad de tubería flexible de “Grupo Petroamerica” ................... 33 Figura 2.2 Unidad de inyección de nitrógeno YDQ180KHR de “Grupo Petroamerica” ............................................................................................... 34
Figura 2.3 Tipo de Mantenimiento................................................................ 36 Figura 2.4. Esquema del Equipo Natural de Trabajo ................................... 38 Figura 2.5. Factores a Evaluar Aplicando la Metodología D.S. .................... 42 Figura 2.6 Esquema del Árbol Lógico .......................................................... 49 Figura 2.7 Partes de una Bomba Centrifuga ................................................ 55 Figura 2.8 Curvas características de una bomba centrífuga ........................ 58 Figura 4.1 Motor Diesel de la unidad de inyección de nitrógeno .................. 68 Figura 4.2 Caja de transmisión de potencia de la unidad de inyección de nitrógeno ....................................................................................................... 69
Figura 4.3 Vaporizador de la unidad de inyección de nitrógeno................... 71 Figura 4.4 Bomba centrifuga de la unidad de inyección de nitrógeno .......... 72 Figura 4.5 Bomba reciprocante de la unidad de inyección de nitrógeno ...... 73 Figura 4.6 Compresor reciprocante de la unidad de inyección de nitrógeno 74
xv
Figura 4.7 Corte transversal del compresor de aire y sus partes ................. 75 Figura 4.8 Interface de control de procesos de la unidad de inyección ........ 76 Figura 4.9 Panel de control de procesos de la unidad de inyección ............ 76 Figura A.1 Relación de la potencia y la velocidad del motor ...................... 113 Figura A.2 Relación del torque y la velocidad del motor ............................ 113 Figura A.2 Relación del consumo de combustible y la velocidad del motor113 Figura A.3 Dimensiones de la bomba centrifuga vista lateral .................... 114 Figura A.4 Dimensiones de la bomba centrifuga vista frontal .................... 114 Figura A.5 Diagrama de la bomba ACD-3-GUPD ...................................... 115 Figura A.6 Placa de la bomba ACD-3-GUPD............................................. 115 Figura A.7 Diagrama del subsistema de enfriamiento ............................... 116 Figura B.1 Unidad de tubería continua durante operación en Santa Bárbara estado Monagas ......................................................................................... 118
Figura B.2 Cabezal de inyección durante operación en Santa Bárbara estado Monagas ..................................................................................................... 118
Figura B.3 Proceso inyección de rehabilitación de pozos durante operación en Santa Bárbara estado Monagas ............................................................ 119
xvi
RESUMEN
El objetivo fundamental de esta investigación es proponer mejoras a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno líquido YDQ180KHR de la empresa “Grupo Petroamerica”, ubicada en el estado Monagas en la zona industrial de la ciudad de Maturín”. Esto con la finalidad de disminuir el alto índice de fallas que ha presentado dicha unidad de inyección y así garantizar la disponibilidad del mismo. Para ello se realizó una identificación de la situación actual de los equipos que lo conforman, donde se obtuvo una descripción total de ellos, así como también una visión del funcionamiento del sistema. Seguidamente se realizó una clasificación haciendo uso de un análisis de criticidad mediante la aplicación de la “Metodología D.S” , donde se pudo conocer cuáles son los equipos que presentan mayor nivel crítico en todo el sistema. Se aplicó el Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF), estableciendo las funciones, fallas funcionales, modos de fallas y efectos de fallas de los equipos con más alto índice de criticidad. Se realizó el Análisis de Causa Raíz, estructurado por un árbol lógico basado en la información obtenida de entrevistas no estructuradas al personal que integró el ENT y de la información suministrada por el AMEF realizado. Para finalizar se propuso mejoras a la unidad de inyección de nitrógeno con base en todos los datos resultantes de la aplicación del AMEF y el ACR a los equipos críticos del sistema.
xvii
INTRODUCCIÓN
En la industria petrolera a nivel mundial es cada vez más común la aplicación de diversos métodos de intervención para la rehabilitación y estimulación de pozos que por diferentes causas han disminuido su nivel de producción, (algunos hasta en su totalidad), la mayoría de estos métodos se llevan a cabo utilizando un sistema conocido como unidad de
tubería flexible
continua (coiled tubing unit). En Venezuela existen numerosas empresas que prestan este tipo de servicios a la industria de los hidrocarburos, tal es el caso de “Grupo Petroamerica”, quienes en la actualidad llevan a cabo una gran variedad de métodos de intervención de pozos para de esa manera garantizar la máxima producción y la optimización de todos los procesos productivos. Sin embargo para que estos se lleven a cabo de la mejor manera es necesario garantizar labores de mantenimiento a los equipos que intervienen en ellos. En “Grupo Petroamerica” se busca establecer una política operativa que le permita cumplir con sus objetivos de una manera segura, confiable y a su vez rentable, en ese sentido, la gerencia de mantenimiento de dicha empresa trabaja en pro del desarrollo de proyectos para garantizar las actividades más adecuadas a todos los equipos en su haber, y de esa manera, garantizar a su vez la disponibilidad del mismo en el momento que sea requerido. La investigación que se presenta a continuación, consta de cinco capítulos, donde se describe la problemática planteada en torno a las frecuentes fallas que presenta el sistema de inyección de nitrógeno líquido a pozos petroleros YDQ180KHR de la empresa “Grupo Petroamerica”.
xviii
Capítulo 1: El problema; presenta aspectos generales de la empresa, como lo son una reseña histórica, ubicación geográfica, visión, misión, descripción general de la empresa. También se presenta el planteamiento del problema, los objetivos generales y específicos, justificación y limitaciones en la realización de este trabajo. Capítulo 2: Marco Teórico; se desarrolla la teoría referente a la investigación, así como los fundamentos teóricos, identificando de este modo la metodología a aplicar para el estudio de las fallas de los equipos del sistema. Capítulo 3: Marco Metodológico; muestra la descripción de la metodología utilizada para llevar a cabo los diferentes objetivos propuestos en esta investigación como: tipo de investigación, población, muestra, técnicas que se emplearon para la recolección y análisis de datos. Además, se muestra cada una de las etapas en la cual se dividió este proyecto para su realización Capítulo 4: Desarrollo; Se describe en forma detallada todo el procedimiento y cada una de las herramientas que permitieron alcanzar los objetivos planteados. Finalmente, en el Capítulo V (Conclusiones y Recomendaciones), se dan a conocer las conclusiones y recomendaciones obtenidas, a través, de la realización de este trabajo de investigación
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CAPÍTULO I EL PROBLEMA
1.1 Reseña histórica de la Empresa “Grupo Petroamerica fue fundada en el año 2010 por un grupo de profesionales venezolanos con experiencia en la perforación, producción e intervención de pozos petroleros por diversos métodos. Debido a que para todos estos procesos se lleven a cabo es necesario contar con equipos de la mejor calidad, asesoría técnica eficaz y a su vez garantizar la disponibilidad de repuestos de todos sus equipos y maquinarias, “Grupo Petroamerica” firmó una alianza con la empresa asiática “Yantai Jereh” para ese mismo año (2010) lo que le permitió contar con los equipos necesarios para operar en los extremos en lo que se refiere a presión, temperatura y ambientes ácidos. En el año 2013 estas dos empresas antes mencionadas firman un nuevo acuerdo que les permitió a los empleados de la empresa viajar a China para capacitarse en diferentes áreas relacionadas con la operación de los equipos de la marca ”Yantai Jereh”, alianza que está vigente aun en la actualidad.
1.2 Ubicación Grupo Petroamerica se encuentra ubicada en el estado Monagas, específicamente en la ciudad de Maturín, dicha empresa consta de una sede administrativa, localizada en el Centro Comercial Petroriente (sector tipuro) y una base de operaciones ubicada en la zona industrial de la ciudad de Maturín (sector zona industrial).
21
Fig ura 1.1. Localización de la sede administrativa de “Grupo Petroamerica”. Fuente: “Google Maps”
Fig ura 1.2. Localización de la base de operaciones de “Grupo Petroamerica”. Fuente: “Google Maps”
La empresa tiene un área de operaciones delimitada en el oriente del país, principalmente en las zonas de pozos productores de los estados Monagas (Maturín, Campos Carito, Mulata, Santa Bárbara, El Tejero, Pirital y El Furrial Punta de mata, morichal, entre otros), Anzoátegui (Anaco, Kaki, San tome). Ver figura 1.3.
22
Fig ura 1.3. Locali zación geográfica del área de operaciones de “Grupo Petroamerica”.
Fuente: “Grupo Petroamerica”
1.3 Misión de “Grupo Petroamerica” Proveer soluciones de alto valor a la Industria Petrolera Latinoamericana, mediante la aplicación de altos estándares en materia de Servicio y Tecnología en el ámbito energético; excediendo las expectativas de nuestros Clientes a través del cumplimiento de un Sistema de Gerencia de Calidad ejecutando los Servicios de manera segura y comprometida al cuidado del Medio Ambiente
1.4 Visión de “Grupo Petroamerica” Convertirse en mediano plazo en una empresa de primera línea de servicios a la industria petrolera en América Latina, basada principalmente en operar bajo los estándares más exigentes de excelencia y calidad al menor costo posible, generando el mayor valor posible a las compañías operadoras de explotación de hidrocarburos, bajo un ambiente de trabajo donde nuestro
23
personal pueda desarrollar todo su potencial bajo óptimas condiciones de seguridad, maximizando el retorno de la inversión a sus accionistas y clientes.
1.5 Estructura Organizativa Grupo Petroamerica está conformada por seis gerencias, las cuales se nombran
a
continuación:
desarrollo
de
negocios,
operaciones,
mantenimiento, calidad, seguridad y administración. En la figura 1.4 se muestra un organigrama de la estructura organizativa de la empresa con cada una de las gerencias mencionadas y seguidamente en la figura 1.5 se muestra un esquema detallado de la estructura organizativa de la gerencia de mantenimiento.
Fig ura 1.4. Estructura organizativa de la empresa “Grupo Petroamerica”. Fuente: “Grupo Petroamerica”
24
Fi g ura 1.5. Estructura organizativa de la gerencia de mantenimiento de “Grupo Petroamerica”.
Fuente: “Grupo Petroamerica”
1.6 Planteamiento del Problema Grupo Petroamerica es una empresa nacida recientemente (año 2010), fundada en Maturín estado Monagas por un grupo heterogéneo
de
profesionales con amplia experiencia en diversas disciplinas en el ámbito petrolero a escala nacional e internacional. En el proceso de conformación de
GPA, y entendiendo la necesidad de mantener altos estándares tecnológicos y operativos, se estableció una Alianza con la empresa Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd., ubicada en Laishan District, Yantai City, Shandong Province, P.R. China para el soporte técnico en el área operacional.
25
Dicha empresa tiene como norte promover servicios a la industria venezolana con enfoque principal en actividades de intervención, estimulación, rehabilitación de pozos petroleros mediante la utilización de Sistemas de Tubería continua (Coiled Tubing Unit), bombeo de alta y baja presión, Prueba de Pozos (Well Testing), asesoría petrolera, entre otros, y de esta manera poder brindar soluciones de alto valor a la Industria Petrolera Latinoamericana, mediante la aplicación de altos estándares en materia de Servicio y Tecnología. Para la estimulación y rehabilitación de pozos petroleros grupo petroamerica pone en práctica una variedad de procesos entre los cuales se encuentra la inyección de nitrógeno, actividad que se lleva a cabo en la industria de los hidrocarburos desde antes de 1970 motivada al alto costo y dificultad de reinyectar gas natural CO2 además de las grandes propiedades que brinda el nitrógeno como gas inerte; para ello la empresa cuenta con una unidad de inyección de N2 de última tecnología (YDQ180KHR) de manufactura y ensamblaje chino la cual está conformada básicamente por un tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido con una capacidad de 3000 galones y un sistema de inyección compuesto por
tres etapas
(precarga a baja presión, carga a alta presión y descarga) usando una bomba centrifuga en la fase de precarga y una bomba reciprocarte de triple pistón para la fase de carga, accionadas por un motor diesel de 550 hp y usando el calor producido en dicho motor para transformar el nitrógeno de estado líquido a estado gaseoso, operando en un rango de temperatura de 196ºc al inicio del proceso a 20ºC antes de la descarga. En la actualidad el sistema de inyección de nitrógeno ha presentado fallas que dificultan el buen desarrollo de las operaciones de bombeo, las más significativas son las relacionadas con fugas de lubricantes y desgastes en
26
los componentes de las bombas que conforman la unidad, lo cual se traduce en una pérdida de la capacidad de inyección de 3000 galones (capacidad de almacenamiento del tanque) a 1800 galones debido a que las presiones descienden hasta valores menores que los admisibles de operación, razón por la cual se imposibilita continuar el proceso hasta agotar la totalidad del nitrógeno almacenado, cabe destacar que la unidad YDQ180KHR es el único equipo con el cual la empresa cuenta para el proceso de inyección de nitrógeno y por ende dicha falla hace incapaz a grupo petroamerica de prestar ese servicio a la industria petrolera venezolana, lo que se traduce en una pérdida económica significativa además del deterioro de elementos constitutivos de la unidad. Por lo antes expuesto, en este trabajo se va a realizar una propuesta de mejoras, basadas en la aplicación de AMEF y ACR a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno de la empresa Grupo Petroamerica, para ello se identificará la situación actual de los equipos del sistema de inyección, se clasificaran los equipos críticos del sistema mediante un análisis de criticidad, se realizará un análisis de los modos y efectos de fallas a los equipos críticos del sistema y seguidamente se elaborará un análisis de causa- raíz para identificar las causas que originan las fallas, para finalmente proponer mejoras con base en lo antes mencionado.
1.7 Objetivos 1.7.1 Objetivo General Proponer mejoras a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno YDQ180KHR para la rehabilitación de pozos petroleros de la empresa “Grupo Petroamerica” ubicada en Maturín Edo. Monagas.
27
1.7.2 Objetivos específicos 1.
Identificar la situación actual del sistema de inyección de nitrógeno de la empresa “Grupo Petroamerica”.
2.
Clasificar los equipos mediante la aplicación de un análisis de criticidad.
3.
Realizar un análisis de los modos y efectos de fallas (AMEF) a los equipos críticos de la unidad de inyección de nitrógeno de “Grupo petroamerica”
4.
Aplicar un análisis de Causa-Raíz (ACR) a las fallas recurrentes de los equipos críticos de la unidad de inyección de nitrógeno de “Grupo petroamerica”.
5.
Proponer mejoras a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno de la empresa “Grupo petroamerica” en base a los resultados obtenidos en AMEF Y ACR.
1.8 Justificación Las recurrentes fallas que se han presentado en la unidad de inyección de nitrógeno YDQ180KHR ha conllevado en algunos casos a detener en su totalidad la operación de rehabilitación de pozos petrolero y es por ello que “Grupo Petroamerica” en su constante lucha por mantener sus altos estándares de calidad en todos los procesos que realiza se propuso realizar un análisis que permita mitigar la ocurrencia de dichas fallas y así, garantizar la continuidad operacional que como institución se han venido planteando. La gerencia de mantenimiento de dicha empresa es la encargada de llevar a cabo todos estos análisis que permitan desarrollar propuestas de actividades o mejoras técnicas para lograr alargar tanto como sea posible
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los tiempos entre fallas y restablecer operaciones de manera rápida y precisa al momento de la ocurrencia de una falla. Con la elaboración de dicho análisis para realizar propuestas de mejoras a los equipos que forman parte de la unidad de inyección de nitrógeno, no solo se protege económicamente el proceso sino que también se protegen los equipos esto debido a que no deben ser sometidos a múltiples reparaciones que van degradando progresivamente su vida útil. Para ello se hace mayor hincapié en los equipos críticos, es decir, se direccionan todos los esfuerzos para enfocarnos en los euipos que causen mayor impacto productivo y ambiental al momento de la ocurrencia de alguna falla en la cual estos estén involucrados.
1.9 Limitaciones En el desarrollo del trabajo se presentaron diversos factores limitantes los cuales se nombran a continuación:
Poca disponibilidad de tiempo por parte de las personas de amplia experiencia en el proceso de inyección de nitrógeno a pozos petroleros.
Escasa información documentada de la unidad y el proceso en general en el idioma español.
Inexistencia de un historial de fallas bien registrado que permita conocer más a fondo el comportamiento los equipos que componen la unidad.
Información no documentada sobre reparaciones o mantenimiento preventivo o correctivo realizado a los equipos que conforman la unidad.
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Distancia existente entre la ciudad de Maturín Estado Monagas y la Ciudad de Barcelona estado Anzoátegui.
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes Para el desarrollo de un trabajo, es necesario fundamentarse en investigaciones y estudios previos, es por ello que se ha logrado recopilar una variedad de documentos, los cuales guardan una estrecha relación con el tema en estudio, de manera directa con la temática general o algún punto en particular que resulta relevante. Estos estudios sirvieron de guía para la organización de ideas, complementar información y determinar puntos en los cuales es necesario profundizar.
En el año 2009 Gómez S. Evaluó los índices de confiabilidad de la torre de Enfriamiento de un Sistema de Aire Acondicionado en la Sede de Administración
PDVSA
Refinación
Oriente.
Donde,
realizó
principalmente un diagnóstico de la situación actual de cada uno de los equipos
mediante
el
contexto
operacional
de
los
mismos,
posteriormente realizó un Análisis de Criticidad mediante la metodología D.S para dirigir esfuerzos hacia los equipos que con una condición de falla, generaran un fuerte impacto sobre las actividades del sistema. Seguidamente realizó un Análisis de Modos y Efectos de Fallas para los equipos críticos seleccionados, obteniendo la base para la orientación del estudio de los índices de confiabilidad hacia los aspectos más relevantes, con lo que logro evaluar, por medio del equipo natural de trabajo, factores como inspección visual, pruebas y mediciones, edad del equipo, medio ambiente y ciclo de trabajo.
Estableciendo
31
comparaciones con la confiabilidad manejada por la empresa, que permitió como conclusión sugerir actividades de mantenimiento para aumentar la confiabilidad de los equipos. Este trabajo se utilizó como base en la aplicación del Análisis de Criticidad para los equipos que conformen la unidad de inyección de nitrógeno en la empresa “Grupo Petroamerica”. [1].
En el año 2009 Martínez J. Realizó una Propuesta para el incremento de confiabilidad de equipos críticos, basado en un análisis causa raíz. Sistema de alimentación de agua de caldera de una planta productora de metanol, donde el objetivo principal fue proponer mejoras para el incremento de la confiabilidad de los equipos pertenecientes al sistema mencionado anteriormente de las calderas de la planta Metor. S.A., mediante la metodología del análisis causa raíz, con el fin de reducir las ocurrencias de fallas, incrementando la confiabilidad del sistema. Este trabajo sirvió de aporte importante en la aplicación de la herramienta técnica de Análisis de Causa Raíz (ACR) que se aplicó en el desarrollo de la investigación. [2].
En el año 2010 Márquez L. Propuso Mejoras al plan de mantenimiento de los equipos críticos del sistema de carga de urea basada en la confiabilidad . Caso: sistema de carga de urea granular del complejo petroquímico general de división José Antonio Anzoátegui, cuyo objetivo fundamental fue proponer mejoras al plan de mantenimiento basado en la confiabilidad de los equipos críticos de dicho sistema, con el fin de aumentar la rentabilidad del proceso productivo de la empresa, permitiendo
formular estrategias para mejorar la planificación y
ejecución del mantenimiento, minimizar la ocurrencia de fallas, disminuir los costos de mantenimiento e incrementar la confiabilidad operacional de la planta, mejorando así la seguridad de los trabajadores y el medio
32
ambiente. Dicho estudio guarda relación con el proyecto realizado dado que aplica la metodología de análisis de modo y efecto de falla (AMEF), aportando elementos importantes para el desarrollo del mismo. [3]
2.2 Bases Teóricas 2.2.1 Proceso de intervención de pozos petroleros Son actividades que se llevan a cabo en los pozos productores, las cuales se llevan a cabo sin la necesidad de utilizar equipos rotativos de perforación, con la finalidad de maximizar la rentabilidad del mismo. Estos procesos se utilizan para operaciones de re-entrada de perforación, estimulación de yacimientos y re-terminación de pozos mediante la utilización de tubería flexible continua (coiled tubing).
2.2.2 Proceso de intervención de pozos usando tubería flexible Es un proceso que permite llevar a cabo operaciones de remediación de pozos presurizados o “activos” sin la necesidad de extraer los tubulares de pozos. Es una técnica nueva implementada por la mayoría de las empresas de hidrocarburos a nivel mundial y consiste en insertar concéntricamente a la tubería de producción una tubería de tipo flexible por la cual circula un fluido de características específicas con la finalidad de restablecer las condiciones originales de producción del pozo a intervenir, para ilustrar la unidad de tubería flexible (coiled tubing) en l figura 2.1 se muestra la una de las unidades de ese tipo para intervención de pozos de la empresa “Grupo Petroamerica”.
33
Fig ura 2.1 Unidad de tubería flexible de “Grupo Petroamerica” Fuente: Base de Operaciones “Grupo Petroamerica”
2.2.3 Proceso de inyección de nitrógeno a pozos petroleros Proceso por el cual se inyecta nitrógeno a un yacimiento de petróleo usando una unidad de tubería flexible (coiled tubing), ver figura 2.1, para aumentar el factor de recuperación petrolero, este se lleva a cabo por debajo de la presión mínima de miscibilidad (MMP), en este proceso se incrementa la recuperación por hinchazón de petróleo, reducción de la viscosidad y vaporización limitada del petróleo crudo. Por encima de la MMP, la inyección de nitrógeno es un drenaje de vaporización miscible. La miscibilidad del nitrógeno solo puede alcanzarse con petróleos ligeros que estén a presiones elevadas, por lo tanto, el método miscible es adecuado solo para yacimientos profundos.
34
Fig ura 2.2 Unidad de inyección de nitrógeno YDQ180KHR de “Grupo Petroamerica” Fuente: Base de Operaciones “Grupo Petroamerica”
2.2.3 Miscibilidad Es una condición por la cual dos o más fluidos pueden mezclarse en todas las proporciones y formar una sola fase homogénea.
2.2.4 Conceptos y Principios Básicos 2.2.4.1 Sistemas Son las principales divisiones dentro de una unidad de proceso, ejecutan una función específica dentro del proceso. En otras palabras es el conjunto de equipos que interactúan para el cumplimiento de una función determinada.
[6]
35
2.2.4.2 Subsistemas Unidades de subdivisión de sistemas muy complejos. [6]
2.2.4.3 Equipo Está constituido por un grupo de partes ubicadas dentro de un paquete identificable, el cual cumple al menos una función de relevancia en forma independiente. Además se considera como un bien económico y técnico sujeto a mantenimiento (Ej. Motores, bombas, intercambiador de calor, compresores, cajas reductoras, válvulas de control etc.). [7]
2.2.4.4 Componentes o partes Son elementos de menor nivel y normalmente responsable de las fallas y hacia donde están dirigidas las tareas de mantenimiento. [6]
2.2.4.5 Falla El término de falla se plantea cuando un componente o equipo ha perdido la capacidad de satisfacer un criterio de funcionamiento deseado, ya sea en cantidad o calidad. Las fallas son la razón de ser del mantenimiento, debido a que a éste le corresponde prevenirlas y corregirlas para aumentar la disponibilidad del equipo. [7]
2.2.4.6 Mantenimiento El mantenimiento, es el conjunto de actividades orientadas a conservar o restablecer un sistema o equipo a su estado normal de operación, para
36
cumplir un servicio determinado en condiciones económicamente favorables, y de acuerdo con las normas de protección integral, existe dos tipos de mantenimiento, preventivo y correctivo. [6] La figura 2.3 muestra de forma esquemática los tipos de mantenimiento y las actividades a las que debe ser sometido un equipo, dependiendo si este ya sufrió una falla, o aun no la ha sufrido.
2.2.4.7 Mantenimiento Preventivo Es una actividad planificada en cuanto a inspección, detección y prevención de fallas, cuyo objetivo es mantener los equipos bajo condiciones específicas de operación. Se ejecuta a frecuencias dinámicas, de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, las condiciones operacionales y la historia de fallas de los equipos.
Fig ura 2.3 Tipo de Mantenimiento Fuente: Suárez, D. y Bravo, D (2008)
37
2.2.4.8 Mantenimiento Correctivo Es una actividad que se realiza después de la ocurrencia de la falla. El objetivo de este tipo de mantenimiento consiste en llevar los equipos después de una falla a sus condiciones originales, por medio de restauración o reemplazo de componentes o partes, debido a desgate, daños o roturas, este tipo de mantenimiento se puede planificar, pero no programar debido a que ocurre de una forma imprevista 7 .
2.2.4.9 Planificación de mantenimiento La Planificación del Mantenimiento, es el diseño de programas de actividades de mantenimiento, distribuidas en el tiempo, con una frecuencia específica y dinámica que permite mantener los equipos en operación para cumplir con las metas de producción preestablecidas por la organización. [7]
2.2.4.10 Plan de Mantenimiento Es un documento que indica cuales son los trabajos que se deben ejecutar en los equipos para mantenerlos en condiciones operacionales. Incluyen información acerca del número de la orden de trabajo, ubicación del equipo, frecuencia, personal, duración y ejecución de la actividad tanto estimada como real, responsable de las acciones de mantenimiento y observaciones
7. 2.2.5 Equipo Natural de Trabajo (ENT) Se define como el conjunto de personas de diferentes funciones de la organización, que trabajan juntas por un período de tiempo determinado en
38
un clima de potenciación, apuntando al logro de un objetivo común. Una de las características principales en la industria moderna es la conciencia sobre la visión que guía las acciones de los Equipos Naturales de Trabajo, con el objeto de asegurar la implementación de las estrategias de confiabilidad, la sincronización de actividades, el establecimiento de planes integrales de acción y la optimización integral de los costos de producción y mantenimiento de la organización. Los miembros de un Equipo Natural de Trabajo, no deben ser más de diez personas y deben formarse típicamente como se observa en la figura 2.4, con uno o dos representantes por las funciones disimiles. [8]
Fig ura 2.4. Esquema del Equipo Natural de Trabajo Fuente: Suarez, D (2015)
2.2.5.1 Operadores y/o Supervisores de Producción Aportan conocimientos sobre el efecto y consecuencias de las fallas.
39
2.2.5.2 Técnicos y/o Supervisor de Mantenimiento (mecánicos, electricistas e instrumentistas) Aportan conocimientos de las causas de las fallas y maneras de evitarlas.
2.2.5.3 Especialistas en Procesos Participan para resolver las controversias en las reuniones de trabajo.
2.2.5.4 SIAHO Informan sobre el impacto en seguridad industrial, ambiente e higiene ocupacional.
2.2.5.5 Planificador Se encarga de incorporar las actividades que minimizan la ocurrencia de las fallas en el programa de mantenimiento, con su frecuencia corre spondiente.
2.2.5.6 Analista de Mantenimiento Aportan información relacionado con el comportamiento del equipo en el tiempo.
2.2.2.7 Facilitador General Es un miembro extra del grupo, su labor consiste en fijar reuniones, coordinarlas y verificar que el trabajo del equipo se adapte a la metodología del MCC.
40
Este equipo tiene la responsabilidad de aportar toda la información el aplicar el ACR para determinar las causas raíces físicas, humanas y latentes; mediante la construcción del árbol lógico de fallas, como lo exige la metodología [8].
2.2.6 Características de un ENT
Involucrar a cada miembro, para la búsqueda de solución de problemas con sentido de pertinencia.
Participación de todos los miembros en las discusiones. Conscientes de que los roles de los integrantes son diferentes, pero complementarios. Todos tienen que aportar.
Se atiende a cada miembro y no hay temor de hacer sugerencias, existe consenso y compromiso.
Los desacuerdos no se ocultan, se discuten, para resolverlos.
Las críticas son sinceras y frecuentes, pero sin ataques personales.
Utiliza ayuda externa cuando es requerida.
Los resultados son validados por el mismo proceso de análisis y la implementación de acciones debe garantizarse [9].
2.2.7 Análisis de Criticidad Consiste en una metodología con la cual es posible jerarquizar sistemas, instalaciones y equipos, en función de su impacto global, con el fin de facilitar la toma de decisiones acertadas y efectivas, direccionando el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante. Luego de realizar el análisis de criticidad se obtiene una lista ponderada donde se encuentran todos los elementos del universo analizado, ordenados
41
desde el más crítico hasta el menos crítico, pudiendo diferenciar tres zonas de clasificación alta criticidad, mediana criticidad y baja criticidad. Una vez identificadas estas zonas, es mucho más fácil diseñar una estrategia, para realizar estudios o proyectos que mejoren el desempeño de la organización, iniciando las aplicaciones en el conjunto de proceso o elementos que obtengan los índices mayores de criticidad. El análisis de criticidad aplica en cualquier conjunto de procesos, plantas, sistemas, equipos y/o componentes que requieran ser jerarquizados en función de su impacto en el proceso. Sus áreas comunes de aplicación son: mantenimiento, inspección, materiales y repuestos, disponibilidad de instalaciones y equipos [7].
2.2.7.1 Análisis de Criticidad Basado en la Metodología D.S. Es una metodología que permite establecer la jerarquía o prioridades de equipos, creando una estructura que facilita la toma de decisiones, orientando el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante y/o necesario mejorar, basado en la realidad actual. El objetivo de esta metodología, va dirigido a ofrecer una herramienta que ayude en la determinación de la jerarquía de sistemas y equipos de una planta, que permita manejarla de manera controlada y en orden de prioridades [8] En la figura 2.5 se muestran esquemáticamente los factores que intervienen en la matriz de criticidad utilizados por la metodología D.S. Los cuales se ramifican en dos áreas de estudio (área de mantenimiento y área operacional). Seguidamente se desglosan cada uno de dichos factores y se da una breve descripción de cada uno de ellos.
42
Fig ura 2.5. Factores a Evaluar Aplicando la Metodología D.S.
Fuente: Suárez, Diógenes (2015) Los factores que intervienen en la metodología D.S. se describen a continuación:
2.2.7.1.1 Para el Área de mantenimiento 2.2.7.1.1.1 Cantidad de Fallas Ocurrida (F) Son las cantidades de falla que se pueden presentar en un equipo durante un tiempo determinado.
2.2.7.1.1.2 Tiempo Promedio Fuera de Servicio (TPFS) Son los tiempos en que el equipo no se encuentra operando por causa de fallas funcionales.
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2.2.7.1.1.3 Disponibilidad de Repuestos (DR) Representa la relación existente entre la cantidad satisfecha, con respecto a la cantidad demanda.
2.2.7.1.1.4 Cumplimiento del Mantenimiento Preventivo (CMP) Es el indicador del cumplimiento de las actividades ejecutadas de mantenimiento al equipo en relación a las programadas.
2.2.7.1.1.5 Efectividad (E) Indica el porcentaje de las horas de aprovechamiento real del equipo para la producción en relación a las horas disponibles.
2.2.7.1.1.6 Backlog (B) Indica la duración total en semanas de las órdenes de trabajo pendientes por realizar en un período determinado en función de las horas disponibles.
2.2.7.1.2 Para el área de operaciones 2.2.7.1.2.1 Tipo de Conexión Se refiere a la interconexión que poseen entre equipos para la producción, estas pueden ser en serie, paralela o mixta.
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2.2.7.1.2.2 Costo de Producción Resulta de la comparación de los costos por consecuencia de falla al equipo, con los costos que se propone como meta la empresa.
2.2.7.1.2.3 Seguridad Industrial, Ambiente y la Higiene Ocupacional (SIAHO) Se refiere a las consecuencias que el producto pueda producir por falla sobre la seguridad personal, los equipos y el medio ambiente. [8] A continuación en la Tabla 2.1, se muestran la matriz de criticidad, las ponderaciones de cada uno de los parámetros así como también la ecuación 2.1 (ecuación de criticidad). Tabla 2.1. Matriz de Criticidad de Equipos Basado en la Metodología D.S. Fuente: Confima & Consultores. (2015). MATRIZ DE CRITICIDAD EVENTO DE CONTROL N°: UNIDAD: TAG: REA DE MANTENIMIENTO CRITERIOS PONDERACIÓN CRITERIO PUNTOS ELEGIDO 1a) 0≤ F≤ 6 1 1b) 6
REALIZADO POR: REA: EQUIPO FACTOR A EVALUAR 1) Cantidad de Fallas en el período evaluado 2) Tiempo Promedio fuera de servicio en el periodo evaluado (MTFS) en horas 3) Disponibilidad de repuestos en el periodo evaluado (DR) 4) Cumplimiento de mantenimiento preventivo (CMP)
45
Tabla 2.1. Matriz de Criticidad de Equipos Basado en la Metodología D.S.
(Continuación) 5a) E≥80% 1 5b) 50≤E<80% 2 5c) E<50% 3 6a)0≤B≤2 1 6) Backlog (B) semanas 6b)2< B≤5 2 6c) B>5 3 TOTAL DE PUNTOS OBTENIDOS EN EL REA DE MANTENIMIENTO (ΣA.M.) REA OPERACIONAL 7a) Sistema Paralelo 1 7) Tipo de conexión 7b) Sistema Combinado 2 7c) Sistema Serie 3 1 8) Seguridad industrial, 8a) Sin consecuencia ambiente e higiene ocupacional 8b) Efecto Temporal 2 (SIAHO) 8c) Efecto Permanente 3 9a)Igual a la meta 1 9) Costos de Producción 9b) Menor a la meta 2 9c) Mayor a la meta 3 TOTAL DE PUNTOS OBTENIDOS EN EL REA OPERACIONAL (ΣA.O.) % CRITICIDAD DEL EQUIPO = [K1*(ΣA.M.)+K2* (ΣA.O.)]*100 5) Efectividad ( E)
Para realizar el cálculo de criticidad para los equipos pertenecientes a la empresa, se utiliza la siguiente ecuación: Ec.2.1
Dónde:
ΣA.M.: Sumatoria de los puntos del Área de Mantenimiento. ΣA.O.: Sumatoria de los puntos del Área de Operaciones. K1: 0,0270; Constante del área de mantenimiento. K2: 0,0555; Constante del área operacional. La constante K1 varía si la cantidad de parámetros del área de mantenimiento aumenta o disminuye, de igual modo sucede con la constante K2 pero relacionado con los parámetros del área de operaciones. Esto dado a
46
que dichas constantes garantizan que el resultado obtenido mediante la ecuación 2.3, no exceda el 100%. Dependiendo de dicho resultado se establece que el equipo es crítico dependiendo de la consideración que se observa en la tabla 2.2. [8] Tabla 2.2. Clasificación de la Criticidad. Fuente: Confima & Consultores (2015B) .
Criticidad del Equipo Evaluación No Crítico (32 ≤ Ponderación Total < 50%) Obtenida Semi-Crítico (50 ≤ Ponderación Total < 70%) Crítico (Ponderación Total ≥ 70%)
2.2.8 Análisis de modos y efectos de fallas (AMEF) El análisis de los modos y efectos de fallas (AMEF) es un proceso ordenado para la identificación de las fallas de un producto, equipo, sistema o proceso antes de que estas ocurran o en su defecto, detectarlas. El AMEF puede ser considerado como un método analítico que tiene como objetivos principales: Identificar los modos por los cuales los sistemas pueden dejar de cumplir sus funciones (fallas funcionales), identificar las causas (modos de fallas) que provocan las fallas funcionales, evaluar los modos de fallas y las causas asociadas a ellas e identificar las acciones que podrán reducir la oportunidad de que ocurra la falla potencial. El AMEF puede ser considerado como un método analítico estandarizado para detectar y minimizar problemas de forma sistemática y total, entre los aspectos generales de éste se tienen:
47
2.2.8.1 Falla Cualquier evento o situación que impide el cumplimiento de un propósito preestablecido en un activo.
2.2.8.2 Actividad Es la función que cumple un activo dentro de un proceso determinado. manufactura o el uso que lo conlleva a una falla.
2.2.8.3 Modo de falla Un modo de falla se define como un evento que pueda causar la falla de un activo físico (o sistema o proceso).
2.2.8.4 Efecto de falla Escribe las consecuencias de la ocurrencia de la falla que se está Causa de
la falla: es la circunstancia durante el diseño, la analizando. Esta descripción debe incluir toda la información necesaria para apoyar la evaluación de la máquina.
2.2.8.5 Falla funcional Se define como el incumplimiento de una función, esta puede ser parcial o total. La falla funcional total es aquella en la que se evidencia una imposibilidad absoluta de cumplir la función principal del activo mientras que en la falla funcional parcial, la función se cumple pero no de forma total [9].
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En la tabla 2.3 se muestra un formato de la hoja usada para la realización del análisis de modos y efectos de fallas (AMEF). Tabla 2.3. Formato para la elaboración del Análisis de Modos y Efectos de
Fallas Fuente: Confima & Consultores. (2015).
2.2.9 Análisis Causa Raíz (ACR) Es una metodología estructurada (organizada) dirigida a la solución de problemas. Basada en un razonamiento deductivo (lógico), comprende desde el problema hasta las causas, es decir de lo general a lo específico. Utiliza como herramienta de análisis un “árbol lógico” para defin ir la causa de raíz de un problema o evento [8].
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En la figura 2.6 se ilustra la estructura del árbol “lógico”, el cual es una de las herramientas utilizada para la realización del Análisis de Causa- Raíz de fallas en un equipo o sistema.
Fig ura 2.6 Esquema del Árbol Lógico Fuente: Confima & Consultores. (2015).
2.2.9.1 Niveles del árbol lógico en el análisis de Causa-Raíz 2.2.9.1.1 Problema o falla funcional Representa el primer nivel del árbol lógico, es la razón por la cual se está analizando el problema, es decir todo lo que estamos interesados en minimizar.
2.2.9.1.2 Modo Es el segundo nivel del árbol lógico, representan las causas por la cual ocurre la falla funcional.
50
2.2.9.1.3 Hipótesis Se generan mediante la respuesta a la siguiente pregunta: ¿cómo se puede dar el modo de falla? Ayuda a definir las causas raíces.
2.2.9.2 Tipos de causa raíz 2.2.9.2.1 Físicas Son aquellas causas de falla que envuelven materiales o cosas tangibles (evidentes). La repuesta a la hipótesis se convierte en la causa raíz física.
2.2.9.2.2 Humanas Las fallas se producen, debido a una intervención inapropiada de un ser humano. La falla humana se debe a un error o una violación.
2.2.9.2.3 Causas de fallas humanas
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2.2.9.2.4 Latentes La ocurrencia de la falla, se debe a la falta o deficiencia que presenta una organización o proceso (reglas, procedimientos, guías, entre otros.) [8].
2.2.8.3 Beneficios del ACR Los beneficios que se obtiene al aplicar el ACR son:
Proporciona la capacidad de reconocer un patrón de fallas y evitar la repetición de las mismas.
Aumenta la confiabilidad, disponibilidad, rentabilidad, mantenibilidad y seguridad de los equipos.
Mejoras las condiciones de seguridad industrial y evita tiempos improductivos innecesarios.
Disminuye el número de incidentes, reduce los impactos ambientales y los accidentes.
Reduce las frustraciones del personal de mantenimiento y operaciones.
2.2.8.4 Aplicación del ACR Se aplica generalmente en problemas para equipos críticos dentro de un proceso cuando existe la presencia de fallas repetitivas, por lo tanto se recomienda cuando:
Se requiera el análisis de fallas crónicas (repetitivas) que se presenten continuamente, tales como fallas de equipos comunes.
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Se presenta fallas esporádicas (una vez), en procesos críticos, tales como paradas de emergencia, incendios, explosivos o fallas graves poco frecuentes en los equipos.
Es
necesario
identificar
las
deficiencias
en
los
programas
entrenamiento, mantenimiento y procedimientos operativos.
Si tiene la necesidad de analizar diferencias organizacionales .[8]
2.2.10 Maquinas Generadoras o Bombas Se les define como máquinas generadoras a aquellas que transmiten la energía al fluido mediante el movimiento de un elemento rotatorio llamado impelente y que obliga al fluido a moverse de forma acelerada por su interior. Atendiendo a la trayectoria del fluido por el interior del impelente, las máquinas dinámicas se subdividen en centrífugas, axiales, de flujo mixto, de remolino y de discos [10].
2.2.11 Bombas Centrífugas Las bombas centrífugas mueven un cierto volumen de líquido entre dos niveles; son pues, máquinas hidráulicas que transforman un trabajo mecánico en otro de tipo hidráulico. Los elementos de que consta una instalación son, Ver Figura 2.7.:
2.2.11.1 Carcasa Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de
53
presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.
2.2.11.2 Una tubería de aspiración Que concluye prácticamente en la brida de aspiración.
2.2.11.3 El impulsor o rodete Formado por un conjunto de álabes que pueden adoptar diversas formas, según la misión a que vaya a ser destinada la bomba, los cuales giran dentro de una carcasa circular. El rodete es accionado por un motor, y va unido solidariamente al eje, siendo la parte móvil de la bomba.
2.2.11.4 Anillos de desgaste Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.
2.2.11.5 Estoperas, empaques y sellos La función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.
54
2.2.11.6 Flecha Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor.
2.2.11.7 La voluta es un órgano fijo que está dispuesta en forma de caracol alrededor del rodete, a su salida, de tal manera que la separación entre ella y el rodete es mínima en la parte superior, y va aumentando hasta que las partículas líquidas se encuentran frente a la abertura de impulsión. Su misión es la de recoger el líquido que abandona el rodete a gran velocidad, cambiar la dirección de su movimiento y encaminarle hacia la brida de impulsión de la bomba.
2.2.11.8 Cojinetes y Bases Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.
2.2.11.9 Una tubería de impulsión Instalada a la salida de la voluta, por la que el líquido es evacuado a la presión y velocidad creadas en la bomba [11].
55
Fig ura 2.7 Partes de una Bomba Centrifuga
Fuente: Univers idad de C antabria.
2.2.12 Funcionamiento de la Bomba Centrífuga El funcionamiento es simple: dichas bombas usan el efecto centrífugo para mover el líquido y aumentar su presión. Dentro de una cámara hermética dotada de entrada y salida (tornillo sin fin o voluta) gira una rueda con paleta (rodete), el verdadero corazón de la bomba. El rodete es el elemento rodante de la bomba que convierte la energía del motor en energía cinética (la parte estática de la bomba, o sea la voluta, convierte, en cambio, la energía cinética en energía de presión). El rodete está, a su vez, fijado al eje de la bomba, ensamblado directamente al eje de transmisión del motor o acoplado a él por medio de acoplado rígido. Cuando entra líquido dentro del cuerpo de la bomba, el rodete (alimentado por el motor) proyecta el fluido a la zona externa del cuerpobomba debido a la fuerza centrífuga producida por la velocidad del rodete: el líquido, de esta manera, almacena una energía (potencial) que se
56
transformará en caudal y altura de elevación (o energía cinética). Este movimiento centrífugo provoca, al mismo tiempo, una depresión capaz de aspirar el fluido que se debe bombear. Conectando después la bomba con la tubería de descarga, el líquido se encanalará fácilmente, llegando fuera de la bomba [12].
2.2.13 Clasificación de las Bombas Centrífugas y su uso en la Industria Se pueden clasificar de diferentes maneras [12]:
Por la dirección del flujo en: Radial, Axial y Mixto.
Por la posición del eje de rotación o flecha en: Horizontales, Verticales e Inclinados.
Por el diseño de la coraza (forma) en: Voluta y las de Turbina.
Por la forma de succión en: Sencilla y Doble. Las bombas centrífugas tienen un uso muy extendido en la industria ya
que son adecuadas casi para cualquier uso. Las más comunes son las que están construidas bajo normativa DIN 24255 (en formas hidráulica) con un único rodete, que abarcan capacidades hasta los 500 m³/h y alturas manométricas hasta los 100 metros con motores eléctricos de velocidad normalizada. Estas bombas se suelen montar horizontales, pero también pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se fabrican disponiendo varios rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba. De esta forma se acumulan las presiones parciales que ofrecen cada uno de ellos. En este caso se habla de bomba multietapas, pudiéndose lograr de este modo alturas
57
del orden de los 1200 metros para sistemas de alimentación de calderas
[13]. 2.2.14 Curva Característica de una Bomba Centrífuga Antes de que un sistema de bombeo pueda ser diseñado o seleccionado debe definirse claramente su aplicación. Así sea una simple línea de recirculación o un gran oleoducto, los requerimientos de todas la aplicaciones son siempre los mismos, es decir, trasladar líquidos desde un punto a otro. Entonces, esto obliga a que la bomba y el sistema tengan iguales características para que este diseño sea óptimo. La manera de conocer tales características se realiza con la ayuda de las curvas características de la bomba, las cuales han sido obtenidas mediante ensayos realizados en un banco de pruebas el cual posee la instrumentación necesaria para medir el caudal, velocidad de giro, momento de torsión aplicado y la diferencia de presión entre la succión y la descarga de la bomba, con el fin de poder predecir el comportamiento de la bomba y obtener el mejor punto de operación el cual se conoce como PME, variando desde una capacidad igual a cero hasta un máximo, dependiendo del diseño y succión de la bomba. Un ejemplo de estas curvas es la figura 2.8. [13].
58
Fig ura 2.8 Curvas características de una bomba centrífuga
Fuente: http://www.unet.edu.ve/~maqflu/doc/LAB-1-95.htm. Algunas bombas tienen curvas H-Q con pendiente positiva en la zona de caudales inferiores. Es conveniente alejarse de esas zonas porque se puede producir un funcionamiento inestable de la instalación. La potencia requerida por la bomba también depende del caudal. Tiende a aumentar con él en las bombas centrífugas y a disminuir en las axiales.
2.2.15 Bombas en Serie y en Paralelo En ocasiones se utilizan varias bombas trabajando en serie o en paralelo sobre el mismo circuito. Esto puede resultar útil como sistema de regulación o cuando se requieren características muy variables.
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Cuando varias bombas se colocan en serie, se pueden sustituir, para el cálculo, por otra bomba hipotética que genere una altura suma de las individuales para cada caudal. Para colocar bombas en serie, y sobre todo en paralelo, es conveniente que sean similares, mejor aún si son idénticas, para evitar que alguna de ellas trabaje en una zona poco adecuada [14].
CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO
Este capítulo trata de la metodología aplicada para alcanzar el cumplimiento de los objetivos propuestos. Se identifica el tipo de investigación realizada, población y muestra, así como las técnicas de recolección de datos utilizadas.
3.1 Tipo de investigación La investigación que se presenta tiene como meta fundamental proponer mejoras basadas en la aplicación de AMEF y ACR a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno líquido de “Grupo Petroamerica”, para ello nos apoyamos en las ya mencionadas metodologías de análisis asi como también en la metodología D.S para jerarquizar los equipos del sistema. Por lo que la investigación se perfila como una de tipo documental, es decir, que se debe recolectar información sobre el sistema de inyección
para así
evaluar dicho sistema y asi, dar cumplimiento a los objetivos planteados. A su vez, este proyecto es considerado como una Investigación de Campo, ya que fue necesaria la recopilación de datos directamente desde el área de operación de los sistemas en estudio; las visitas al área de operación de la unidad, lo que permitió conocer la disposición real de la misma en campo, y facilitó la identificación de la situación operacional actual.
61
3.2 Población y Muestra La población de este proyecto está conformada por el sistema de inyección de nitrógeno líquido YDQ180KHR, representado por todos los equipos y de toda la red de tuberías conformado por dicho sistema perteneciente a la empresa de servicios petroleros “Grupo Petroamerica” La muestra corresponde a los equipos que resulten críticos mediante la aplicación del análisis de criticidad y a los miembros integrantes del equipo natural de trabajo ENT .
3.3 Técnicas de recolección de datos Para la realización de este trabajo se revisó y recolectó información relacionada con el sistema de inyección sujeto a estudio. Las principales técnicas utilizadas para obtener la información necesaria que se requiere en la investigación son:
3.3.1 Revisión de documentos Esta etapa se basó en la búsqueda y recopilación de información relacionada con el sistema de inyección de nitrógeno YDQ180KHR
de la empresa
“Grupo Petroamerica. Los basamentos teóricos, se obtuvieron mediante la consulta bibliográfica en diversos medios como: libros, manuales de operación, tesis de grado, documentos de Internet.
62
3.3.2 Observación directa Se realizaron visitas al Área de operaciones de la empresa (Estado Monagas) para realizar inspecciones directas al sistema de inyección y a los equipos adicionales que intervienen en el proceso operacional, asi como las unidades de tubería flexible, en dichas visitas se capturaron imágenes de los equipos utilizando como instrumentos cámaras fotográficas digitales.
3.3.3 Entrevista de Tipo No Estructurada En esta técnica se realizaron entrevistas no estructuradas e informales basadas en conversaciones con especialistas en el proceso de rehabilitación de pozos, mecánicos, operadores, planificadores, y otros trabajadores con amplio conocimiento del funcionamiento de la unidad de inyección; éstas permitieron obtener la información necesaria para la elaboración del proyecto.
3.4 Técnicas de análisis 3.4.1 Análisis de Criticidad (AC) Se utilizó esta herramienta técnica ya que permite clasificar o jerarquizar los equipos los equipos, orientándose en el impacto que tienen a nivel operacional, de seguridad y ambiental. Se usó la norma, se utilizó la metodología D.S para obtener el nivel de criticidad de cada uno de los equipos que conforman la unidad YDQ180KHR.
63
3.4.2 Análisis de modos y efectos de falla (AMEF) Es una metodología que permite determinar los modos por los cuales un equipo puede fallar, fallar, mediante su aplicación se pueden analizar cada uno de los componentes de un sistema, el efecto que causa al fallar y el impacto con que se presentan. El Análisis de Modos y Efectos de Falla se aplicará a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno, con la finalidad de identificar los modos de fallas más que se presentan o pudieran presentarse y los efectos que producen.
3.4.3 Análisis Causa Raíz (ACR) Esta metodología permitió de forma sistemática, identificar las raíces físicas, humanas y latentes de la falla real más crítica que presentaron los equipos, lo cual fue posible gracias a toda la información suministrada por el ENT. En esta técnica se usó un árbol lógico, construido mediante hipótesis que se formularon a medida que se iba estudiando el problema del sistema de inyección de nitrógeno YDQ180KHR.
3.5 Procedimiento A continuación se mencionan los objetivos planteados en la investigación, así como las técnicas de investigación que se utilizaron para la consecución de dichos objetivos:
64
3.5.1 Identificaciónde la situación actual del sistema de inyección de nitrógeno Para el cumplimiento
de esta etapa primeramente se realizó una
recopilación detallada de información sobre el sistema de inyección de nitrógeno y los componentes que lo constituyen a través de los diferentes manuales que la empresa facilita. Esta información está apoyada con documentación gráfica que se logre captar en las diversas visitas en planta al área donde se encuentra el sistema en estudio con el apoyo del personal de operaciones y mantenimiento, con la ayuda de los especialistas en equipos de perforación se logró obtener información con respecto a las fallas de los equipos.
3.5.2 Clasificación de los componentes del sistema de inyección de nitrógeno mediante la aplicación de un análisis de criticidad Se clasificaron los equipos más críticos de la unidad de inyección de nitrógeno YDQ180KHR con la aplicación del análisis criticidad usando la metodología D.S, la cual permitió conocer de forma clara el nivel crítico que posee cada equipo estudiado usando como referencia el impacto en producción, ambiente y seguridad, orientándose así al esfuerzo y los recursos que sean necesarios.
3.5.3 Realización del análisis de modos y efectos de fallas (AMEF) a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno. La identificación de fallas en el sistema se realizó por medio de un análisis de modos y efectos de falla hecho a los equipos con mayor nivel de criticidad según los valores obtenidos una vez aplicada la metodología D.S. La
65
información se recopiló mediante entrevistas al equipo natural de trabajo (ENT), además de la información que suministro el personal del taller donde son reparados todos los equipos de la empresa que así lo requieran.
3.5.4 Aplicación de un Análisis de Causa Raíz (ACR) a las fallas recurrentes de la unidad de inyección de nitrógeno YDQ180KHR. Se determinó el origen de las fallas del sistema de inyección actual, a través del ACR, técnica que permitió identificar las causas que originaron las fallas recurrentes de los equipos de bombeo. Se aplicó la técnica del árbol lógico de para elevar el nivel de comprensión del problema estudiado, determinándose así las posibles causas físicas, humanas y latentes, con la finalidad de atacar la raíz y no la consecuencia del problema, y así poder proponer actividades de que sirvan para mejorar el sistema.
3.5.5 Propuestas de mejoras a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno YDQ180KHR con base en los resultados obtenidos en la aplicación del AMEF y el ACR Una vez realizadas las etapas anteriores, se propusieron mejoras a los equipos críticos de la unidad de inyección con la finalidad que sean la solución más adecuada y más viable para la empresa “Grupo Petroamerica” en términos de rendimiento que permita que el sistema sea confiable y este a la disponibilidad cada vez que se requiera de su uso.
CAPÍTULO IV DESARROLLO
4.1 Identificación de la situación actual del sistema de inyección de nitrógeno YDQ180KHR Para identificar la situación actual de la unidad de inyección se realizó previamente la recopilación de información por medio de manuales y documentos relacionados al sistema en estudio; seguidamente con el apoyo del personal de operaciones se observó en planta cada uno de los equipos que conforman dicho sistema, además se realizaron entrevistas no estructuradas al personal para conocer los antecedentes y funcionamiento de los equipos.
4.1.1 Descripción del Sistema La unidad de inyección de nitrógeno YDQ180KHR de la empresa grupo petroamerica es un sistema de diseño y fabricación china, la cual tiene como función inyectar nitrógeno a pozos petroleros productores mediante acople a un sistema de tubería flexible continua (coiled tubing), esto con la finalidad de restablecer las condiciones productivas originales del pozo. El sistema consta básicamente de un tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido el cual surte el N2 necesario para llevar a cabo el proceso, además cuenta con cinco (5) sub-sistemas los cuales se clasifican en: Subsistema de potencia, subsistema de enfriamiento, subsistema hidráulico, subsistema neumático y subsistema de control, cada uno de ellos están
67
constituido por equipos y componentes que cumplen funciones específicas dentro de la unidad para hacer posible el proceso de inyección.
4.1.2 Descripción de los subsistemas 4.1.2.1 Subsistema de potencia Permite potenciar el funcionamiento de todos los equipos que así lo requieran dentro del sistema, está compuesto por un motor diesel modelo 6063HK73 de control computarizado con una potencia máxima de salida de 550 HP en el cual se genera calor que es aprovechado para usarlo en el proceso como transformador del nitrógeno de estado líquido al gaseoso, otro equipo perteneciente a el mencionado sub-sistema es la caja de transmisión de potencia la cual opera con una potencia máxima de salida de 360 HP los cuales son transmitidos a los diferentes equipos mediante cada uno de los tres (3) puertos de salida. En las figuras 4.1 y 4.2 se muestran las apariencias externas del motor diesel y la caja de transmisión de potencia .
68
Fig ura 4.1 Motor Diesel de la unidad de inyección de nitrógeno
Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011). Tabla 4.1. Especificaciones técnicas del motor diesel Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
Modelo
6063HK73
Sistema de control
Computarizado
Potencia
550 HP @ 2100 rpm
Estilo
Cuatro cilindros en línea, enfriado con agua con desplazamiento de 14L
Arranque
Aire comprimido
Admisión
Control eléctrico
Cierre
Control eléctrico
Enfriamiento
Ventilador de enfriamiento
Otros sustancias
componentes./ Termostato, refrigerante
filtro
de
aire,
aceite
69
A continuación en la figura 4.2 se muestra la apariencia externa de la caja de transmisión de potencia de la unidad de inyección de nitrógeno, mientras que la tabla 4.2 muestra sus especificaciones técnicas.
Fig ura 4.2 Caja de transmisión de potencia de la unidad de inyección de nitrógeno
Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011). Tabla 4.2. Especificaciones técnicas de la caja transmisión de potencia Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011)
Modelo
593W14P1G
Velocidad máxima
2300 rpm
Potencia máxima de entrada
700 HP (521KW)
Potencia máxima de salida 360 HP (268KW) para cada puerto Torque
máximo de salida 880 Nm (650 lb.ft)
para cada puerto Estilo de salida de potencia
Conexión Brida- Perno
70
4.1.2.2 Subsistema de enfriamiento El subsistema de enfriamiento consta de dos líneas de circulación de refrigerante separadas y un vaporizador, una de las tuberías es de nitrógeno líquido y la otra de refrigeración se encuentra en la carcasa del motor, ambas líneas de enfriamiento reciclan el calor producido por el motor diesel para vaporizar el nitrógeno líquido. El vaporizador está diseñado especialmente para absorber calor desde las altas temperaturas del líquido refrigerante (mezcla de agua, etileno y glicol) para vaporizar a alta presión una variedad de elementos químicos en estado líquido tales como nitrógeno, oxigeno, argón etc. En la tabla 4.3 se muestran las especificaciones técnicas del vaporizador. Tabla 4.3. Especificaciones técnicas del vaporizador Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
Modelo
VWP-145-10
Estilo
Reciclador de calor
Caudal máximo de nitrógeno
180000 CFH
Presión de operación nominal 69 MPA (10000 PSI) Presión de prueba
103,4 MPA (15000 PSI)
Temperatura de descarga del 15~21ºC N2 Seguidamente en la figura 4.3 se muestra la apariencia externa del vaporizador perteneciente al subsistema de enfriamiento de la unidad de inyección de nitrógeno líquido.
71
Fig ura 4.3 Vaporizador de la unidad de inyección de nitrógeno
Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
4.1.2.3 Subsistema de Hidráulico El subsistema hidráulico de la unidad de inyección de nitrógeno consta de dos bombas (una de carga y otra de sobrecarga), un total de once (11) válvulas, tres (3) filtros, un (1) tanque almacenamiento de aceite hidráulico, un acumulador de fluido y un total de cinco (5) manómetros. La bomba de sobrecarga es de tipo centrifuga (AC-18) es la más popular en operaciones de yacimientos petroleros por su rígido diseño y estructura compacta además de su facilidad para transportar por su peso ligero. Esta bomba es usada para impulsar el nitrógeno líquido buscando resolver la succión de vacío debido a la baja presión existente dentro del almacenamiento del nitrógeno, trabaja con una presión máxima de succión 100 Psi. En la figura 4.4 se ilustra la apariencia externa de la bomba AC-18 mientras que la tabla 4.4 muestra las especificaciones técnicas de la bomba.
72
Fig ura 4.4 Bomba centrifuga de la unidad de inyección de nitrógeno
Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011). Tabla 4.4. Especificaciones técnicas de la Bomba centrifuga Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
Modelo
ACD-AC-18(HD)
Estilo
Centrifuga
Caudal de prueba
5-250 gpm
Caudal de operación
96 gpm @2000 rpm
NPSH requerido
40-600 ft
Velocidad angular
2000-7000 rpm
La bomba de carga es de tipo reciprocante de triple pistón, diseñada especialmente para nitrógeno líquido como fluido trabajo, consiste en tres unidades cilindro-pistón ensambladas de tal manera que son conducidas por un eje común, básicamente el ensamblaje se trata de una caja de cigüeñal, crucetas delos pistones, barra de conexión una rueda motriz excéntrica y cojinetes y sellos de aceite hidráulico. En la figura 4.5 se muestra la apariencia de la bomba de carga de la unidad de inyección mientras que la tabla 4.5 hace referencia a las especificaciones técnicas de la misma.
73
Fig ura 4.5 Bomba reciprocante de la unidad de inyección de nitrógeno
Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011). Tabla 4.5. Especificaciones técnicas de la bomba reciprocante Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
Modelo
ADC 3-GUPD
Fluido especifico
Nitrógeno líquido
Potencia requerida
205 HP
Velocidad angular máxima
900 rpm
Diámetro de los pistones
1.25”
1.625”
2”
Caudal de cada pistón (gpm)
18.28
30.91
46.81
Presión de descarga (psi)
17,000
10,000
6,500
Peso
650 lb
Dimensiones (HXLXW)
14.43”x 34.58”x 32.20”
4.1.2.4 Subsistema de neumático El subsistema neumático de esta unidad consiste en un compresor de aire acoplado a un sistema de control de distribución y a un tanque con un secador de aire, el sistema posee dos fuentes de aire, una proveniente del
74
exterior y la otra suministrada por el compresor además está equipada con válvulas, filtros reguladores, unidades de control de presión etc. (Ver apéndice C). Antes del arranque del motor, la fuente externa suministra aire al accionador para posteriormente producirse la puesta en marcha del motor del compresor. En la figura 4.6 y 4.7 se ilustran la apariencia externa del compresor de aire y una vista con corte transversal del compresor donde se señalan sus partes respectivamente mientras que la tabla 4.6 muestra las especificaciones técnicas del compresor de aire.
Fig ura 4.6 Compresor reciprocante de la unidad de inyección de nitrógeno
Fuente: Bendix Información de servicios” (2010).
75
Fig ura 4.7 Corte transversal del compresor de aire y sus partes Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
Tabla 4.6. Especificaciones técnicas del compresor reciprocante Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
Modelo
TU-FLO 550
Marca
Bendix
Estilo
Reciprocante de una sola etapa
Numero de cilindros
2
Velocidad angular máxima
1250 rpm
Desplazamiento
13,2 CFM
4.1.2.5 Subsistema de control Es un sistema de control y monitoreo computarizado que permite mediante una interface que fijar parámetros operacionales, calibrar instrumentos y detectar alguna anomalía en el proceso gracias a la presencia de sensores e instrumentos de medición toda la línea.
76
También es posible controlar el proceso de forma manual mediante un panel de control semi-digital que permite también fijar parámetros de operaciones que más se adapten al proceso. En la 4.8 se muestra la interface de control de procesos mientras que la figura 4.9 nos ilustra el panel de control de procesos.
Fig ura 4.8 Interface de control de procesos de la unidad de inyección Fuente: “Grupo Petroamerica”
Fig ura 4.9 Panel de control de procesos de la unidad de inyección Fuente: “Propia”
77
4.1.3 Situación actual del sistema de inyección de nitrógeno Una vez realizado el
reconocimiento del proceso y todos los equipos que
intervienen en el mismo se procedió a identificar la situación en la cual se encuentra actualmente la unidad de inyección, esto con la ayuda del personal de mantenimiento y operaciones de la empresa. A simple vista el sistema YDQ180KHR llama la atención debido a su buen estado estético (ver figura 2.2), sin embargo, una vez realizadas algunas preguntas al equipo de operaciones se pudo constatar que la unidad ha venido presentando fallas que dificultan el buen desarrollo del proceso. Evaluando las experiencias del personal de operaciones las fallas se pueden resumir en perdida de la capacidad de bombeo de nitrógeno líquido a los pozos, lo cual pudo ser indicativo de que los esfuerzo debían enfocarse al subsistema
hidráulico.
Sin
embargo
se
pudo
constatar
el
buen
funcionamiento del sistema de control, tanto manual como computarizado, esto orientado al bajo grado de dificultad para realizar pruebas al sistema, esto le permitió al personal apartarlo del estudio y someter a un proceso de clasificación según su criticidad a los equipos de los cuatro (4) subsistemas restantes. A continuación la tabla 4.7 muestra los equipos que fueron sometidos al análisis de criticidad.
78
Tabla 4.7. Equipos de cada subsistema sujetos a estudio Fuente: Equipo natural de trabajo ENT del proyecto. Subsistema
Equipo
Potencia
Motor diesel/ Caja de Transmisión
Enfriamiento
Vaporizador VWP-145-10 Bomba ACD- AC-18/ Bomba ADC 3-GUPD/
Hidráulico
Accesorios hidráulicos
Neumático
Compresor TU-FLO 550
4.2 Clasificación de los equipos mediante un análisis de criticidad. Para la realización de esta etapa del trabajo se escogió la metodología de análisis de criticidad que más se adaptara a las necesidades del estudio en la cual resultó electa la “ Metodología D.S” para la jerarquización de los equipos de cada subsistema dispuestos para el análisis (ver tabla 4.8). Para ello se conformó un equipo natural de trabajo con empleados de la empresa “Grupo Petroamerica” de diferentes disciplinas los cuales aportaron toda la información necesaria de los equipos mediante reuniones en las cuales se les pidió llenar una encuesta (Ver apéndice C) lo cual permitió la aplicación de dicha metodología y por consiguiente la clasificación de los equipos según su nivel de criticidad con el fin de enfocar todos los esfuerzos a esos equipos que causan mayor impacto ambiental y productivo al momento de presentar alguna falla. En la tabla 4.8 se muestra el personal perteneciente al equipo natural de trabajo con el cargo o rol que cumple dentro del mismo.
79
Tabla 4.8. Equipo natural de trabajo del proyecto Fuente: “Grupo Petroamerica” Integrante
Rol del integrante
Iván Lozada
Especialista en intervención de pozos
Gary Cabrera
Planificador de Mantenimiento
Juan Carlos Camacho
Operador
Ernesto Febres
Líder de operaciones
José López
Especialista en seguridad y ambiente
Luis Caguana
Técnico mecánico
María Teresa Gil
Jefa de almacén
Carlos Ojeda
Facilitador general
El resultado de las encuestas y las entrevistas realizadas al equipo natural de trabajo arrojó como resultado la serie de tablas (desde la tabla 4.9 a la tabla 4.22) que se muestran a continuación donde se especifican los criterios de ponderación según la matriz de aplicación de la metodología D.S, y el nivel de criticidad obtenido una vez realizado el análisis para cada equipo.
80
Tabla 4.9. Evaluación de Criticidad motor diesel Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Grupo
MATRIZ DE CRITICIDAD
Petroamerica C.A . Equipo:
Subsistema: Potencia Evento de Control:
Motor diesel
Realizado por: Carlos Ojeda
REA DE MANTENIMIENTO Factor a Evaluar
Criterios
Ponderación
1) Cantidad de Fallas en el período evaluado
1a) 0≤ F≤ 6 1b) 6
5
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
2) Tiempo Promedio fuera de servicio en el periodo evaluado (MTFS) en horas 3) Disponibilidad de repuestos en el periodo evaluado (DR) 4) Cumplimiento de mantenimiento preventivo (CMP) 5) Efectividad ( E) 6) Backlog (B)
Criterio Seleccionado
Puntos
1a
1
2a
1
3a
1
4a
1
5a
1
6a
1
Total de puntos obtenidos en el área de mantenimiento (ΣA.M.)
6
REA OPERACIONAL Factor a Evaluar 7) Tipo de conexión 8) Seguridad industrial, ambiente e higiene ocupacional (SIAHO) 9) costos de Producción
Criterios 7a) Sistema Paralelo 7b) Sistema Combinado 7c) Sistema Serie 8a) Sin consecuencia 8b) Efecto Temporal 8c) Efecto Permanente 9a)Igual a la meta 9b) Menor a la meta 9c) Mayor a la meta
Ponderación 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Criterio Seleccionado
Puntos
7c
3
8b
2
9c
3
Total de puntos obtenidos en el área operacional (ΣA.O.) Criticidad del equipo= [0,0270*(6)+0,0555* (8)]*100= 60,6%
8
81
Tabla 4.10. Evaluación de Criticidad caja de transmisión Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Grupo
MATRIZ DE CRITICIDAD
Petroamerica C.A .
Equipo:
Subsistema: Potencia Evento de Control:
Caja de transmisión de potencia
Realizado por: Carlos Ojeda
REA DE MANTENIMIENTO Factor a Evaluar
Criterios
Ponderación
1) Cantidad de Fallas en el período evaluado
1a) 0≤ F≤ 6 1b) 6 5
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
2) Tiempo Promedio fuera de servicio en el periodo evaluado (MTFS) en horas 3) Disponibilidad de repuestos en el periodo evaluado (DR) 4) Cumplimiento de mantenimiento preventivo (CMP) 5) Efectividad ( E) 6) Backlog (B)
Criterio Seleccionado
Puntos
1a
1
2a
1
3b
2
4b
2
5a
1
6a
1
Total de puntos obtenidos en el área de mantenimiento (ΣA.M.)
8
REA OPERACIONAL Factor a Evaluar
Criterio Seleccionado
Puntos
7c
3
8b
1
9c
1
Total de puntos obtenidos en el área operacional (ΣA.O.) Criticidad del equipo= [0,0270*(8)+0,0555* (5)]*100= 49,35%
5
7) Tipo de conexión 8) Seguridad industrial, ambiente e higiene ocupacional (SIAHO) 9) costos de Producción
Criterios 7a) Sistema Paralelo 7b) Sistema Combinado 7c) Sistema Serie 8a) Sin consecuencia 8b) Efecto Temporal 8c) Efecto Permanente 9a)Igual a la meta 9b) Menor a la meta 9c) Mayor a la meta
Ponderación 1 2 3 1 2 3 1 2 3
82
Tabla 4.11. Evaluación de Criticidad vaporizador Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Grupo
MATRIZ DE CRITICIDAD
Petroamerica C.A .
Equipo: Vaporizador VWP-145-10 Realizado por: Carlos Ojeda
Subsistema: Enfriamiento Evento de Control:
REA DE MANTENIMIENTO Factor a Evaluar 1) Cantidad de Fallas en el período evaluado 2) Tiempo Promedio fuera de servicio en el periodo evaluado (MTFS) en horas 3) Disponibilidad de repuestos en el periodo evaluado (DR) 4) Cumplimiento de mantenimiento preventivo (CMP) 5) Efectividad ( E) 6) Backlog (B)
Criterios
Ponderación
1a) 0≤ F≤ 6 1b) 6 5
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Criterio Seleccionado
Puntos
1a
1
2a
1
3a
1
4a
1
5b
2
6a
1
Total de puntos obtenidos en el área de mantenimiento (ΣA.M.)
7
REA OPERACIONAL Factor a Evaluar 7) Tipo de conexión
8) Seguridad industrial, ambiente e higiene ocupacional (SIAHO) 9) costos de Producción
Criterios
Ponderación
7a) Sistema Paralelo 7b) Sistema Combinado 7c) Sistema Serie 8a) Sin consecuencia 8b) Efecto Temporal 8c) Efecto Permanente 9a)Igual a la meta 9b) Menor a la meta 9c) Mayor a la meta
1 2
Criterio Seleccionado
Puntos
7c
3
8b
2
9a
1
3 1 2 3 1 2 3
Total de puntos obtenidos en el área operacional (ΣA.O.) Criticidad del equipo= [0,0270*(7)+0,0555* (6)]*100= 52,2%
7
83
Tabla 4.12. Evaluación de Criticidad Bomba centrifuga AC-18 Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Grupo
MATRIZ DE CRITICIDAD
Petroamerica C.A .
Equipo:
Subsistema: Hidráulico Evento de Control:
Bomba Centrifuga ACD-AC-18
Realizado por: Carlos Ojeda
REA DE MANTENIMIENTO Factor a Evaluar
Criterios
Ponderación
1) Cantidad de Fallas en el período evaluado
1a) 0≤ F≤ 6 1b) 6 5
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
2) Tiempo Promedio fuera de servicio en el periodo evaluado (MTFS) en horas 3) Disponibilidad de repuestos en el periodo evaluado (DR) 4) Cumplimiento de mantenimiento preventivo (CMP) 5) Efectividad ( E) 6) Backlog (B)
Criterio Seleccionado
Puntos
1b
2
2b
2
3c
3
4b
2
5b
2
6b
2
Total de puntos obtenidos en el área de mantenimiento (ΣA.M.)
13
REA OPERACIONAL Factor a Evaluar 7) Tipo de conexión 8) Seguridad industrial, ambiente e higiene ocupacional (SIAHO) 9) costos de Producción
Criterios 7a) Sistema Paralelo 7b) Sistema Combinado 7c) Sistema Serie 8a) Sin consecuencia 8b) Efecto Temporal 8c) Efecto Permanente 9a)Igual a la meta 9b) Menor a la meta 9c) Mayor a la meta
Ponderació n
Criterio Seleccionado
Puntos
7c
3
8b
2
9b
2
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Total de puntos obtenidos en el área operacional (ΣA.O.) Criticidad del equipo= [0,0270*(13)+0,0555* (7)]*100= 73.97%
7
84
Tabla 4.13. Evaluación de Criticidad Bomba ACD 3- GUPD Triplex Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Grupo
MATRIZ DE CRITICIDAD
Petroamerica C.A .
Equipo: Bomba ACD 3- GUPD Triplex
Subsistema: Hidráulico
Realizado por: Carlos Ojeda
Evento de Control:
Carlos Ojeda Factor a Evaluar
Criterios
Ponderación
1) Cantidad de Fallas en el período evaluado
1a) 0≤ F≤ 6 1b) 6 5
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
2) Tiempo Promedio fuera de servicio en el periodo evaluado (MTFS) en horas 3) Disponibilidad de repuestos en el periodo evaluado (DR) 4) Cumplimiento de mantenimiento preventivo (CMP) 5) Efectividad ( E) 6) Backlog (B)
Criterio Seleccionado
Puntos
1b
2
2c
3
3c
3
4c
3
5b
2
6c
3
Total de puntos obtenidos en el área de mantenimiento (ΣA.M.)
16
REA OPERACIONAL Factor a Evaluar
Criterio Seleccionado
Puntos
7c
3
8a
1
9b
2
Total de puntos obtenidos en el área operacional (ΣA.O.) Criticidad del equipo= [0,0270*(16)+0,0555* (6)]*100= 76.5%
6
7) Tipo de conexión 8) Seguridad industrial, ambiente e higiene ocupacional (SIAHO) 9) costos de Producción
Criterios 7a) Sistema Paralelo 7b) Sistema Combinado 7c) Sistema Serie 8a) Sin consecuencia 8b) Efecto Temporal 8c) Efecto Permanente 9a)Igual a la meta 9b) Menor a la meta 9c) Mayor a la meta
Ponderación 1 2 3 1 2 3 1 2 3
85
Tabla 4.14. Evaluación de Criticidad Accesorios Hidráulicos Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Grupo
MATRIZ DE CRITICIDAD
Petroam Petroamerica C.A . Equipo:
Subsistema: Hidráulico Evento de Control:
Accesorios hidráulicos
Realizado por: Carlos Ojeda
REA DE MANTENIMIENTO Factor a Evaluar
Criterios
Ponderación
1) Cantidad de Fallas en el período evaluado
1a) 0≤ 0≤ F≤ 6 1b) 6 5
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
2) Tiempo Promedio fuera de servicio en el periodo evaluado (MTFS) en horas 3) Disponibilidad de repuestos en el periodo evaluado (DR) 4) Cumplimiento de mantenimiento preventivo (CMP) 5) Efectividad ( E) 6) Backlog (B)
Criterio Seleccionado
Puntos
1a
1
2a
1
3a
1
3a
1
5a
1
6b
2
Total de puntos obtenidos en el área de mantenimiento (ΣA.M.)
7
REA OPERACIONAL Factor a Evaluar 7) Tipo de conexión
8) Seguridad industrial, ambiente e higiene ocupacional (SIAHO) 9) costos de Producción
Criterios
Ponderación
7a) Sistema Paralelo 7b) Sistema Combinado 7c) Sistema Serie 8a) Sin consecuencia 8b) Efecto Temporal 8c) Efecto Permanente Permanente 9a)Igual a la meta 9b) Menor a la meta 9c) Mayor a la meta
1 2
Criterio Seleccionado
Puntos
7c
3
8b
2
9a
1
3 1 2 3 1 2 3
Total de puntos obtenidos en el área operacional (ΣA.O.) Criticidad del equipo= [0,0270*(7)+0,0555* [0,0270*(7)+0,0555* (6)]*100= 52.2%
6
86
Tabla 4.15. Evaluación de Criticidad Accesorios Compresor de aire a ire Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Grupo
MATRIZ DE CRITICIDAD
Petroam Petroamerica C.A .
Equipo: Compresor TU-FLO 550 Realizado por: Carlos Ojeda
Subsistema: Neumático Evento de Control:
REA DE MANTENIMIENTO Factor a Evaluar
Criterios
Ponderación
1) Cantidad de Fallas en el período evaluado
1a) 0≤ 0≤ F≤ 6 1b) 6 5
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
2) Tiempo Promedio fuera de servicio en el periodo evaluado (MTFS) en horas 3) Disponibilidad de repuestos en el periodo evaluado (DR) 4) Cumplimiento de mantenimiento preventivo (CMP) 5) Efectividad ( E) 6) Backlog (B)
Criterio Seleccionado
Puntos
1b
2
2a
1
3b
2
4a
2
5a
2
6a
2
Total de puntos obtenidos en el área de mantenimiento (ΣA.M.)
11
REA OPERACIONAL Factor a Evaluar 7) Tipo de conexión
8) Seguridad industrial, ambiente e higiene ocupacional (SIAHO) 9) costos de Producción
Criterios
Ponderación
7a) Sistema Paralelo 7b) Sistema Combinado 7c) Sistema Serie 8a) Sin consecuencia 8b) Efecto Temporal 8c) Efecto Permanente Permanente 9a)Igual a la meta 9b) Menor a la meta 9c) Mayor a la meta
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Criterio Seleccionado
Puntos
7c
3
8b
2
9b
3
Total de puntos obtenidos en el área operacional (ΣA.O.) Criticidad del equipo= [0,0270*(11)+0,0555* (7)]*100= 68,55%
7
87
Al evaluar cada matriz por separado se puede obtener o btener el nivel de criticidad de los equipos según la tabla de resultado de la metodología D.S tal como se muestra a continuación: Tabla 4.16. Resultado de criticidad Motor diesel Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Criticidad del Equipo Evaluación Obtenida
Seleccionar con X
No Crítico (32 ≤ Ponderación Total < 50%)
X
Semi-Crítico Semi-Crítico (50 ≤ Ponderación Total < 70%) Crítico (Ponderación Total ≥ 70%)
Tabla 4.17. Resultado de criticidad Caja de transmisión Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Evaluación Obtenida
Criticidad del Equipo
Seleccionar con X
No Crítico (32 ≤ Ponderación Pond eración Total < 50%)
X
Semi-Crítico Semi-Crítico (50 ≤ Ponderación Total < 70%) Crítico (Ponderación Total ≥ 70%)
Por medio de las tablas 4.16 y 4.17 mostradas anteriormente se pudo constatar que el subsistema de potencia no presenta un alto nivel de criticidad, por lo cual los equipos equipos asociados a él no fueron objeto de estudio estudio al momento de la aplicación de las herramientas técnicas siguientes (AMEF) y por consiguiente las mejoras propuestas no van orientadas a esos equipos.
88
Tabla 4.18. Resultado de criticidad Vaporizador VWP-145-10 Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Criticidad del Equipo Evaluación Obtenida
Seleccionar con X
No Crítico (32 ≤ Ponderación Total < 50%) Semi-Crítico (50 ≤ Ponderación Total < 70%)
X
Crítico (Ponderación Total ≥ 70%) La tabla 4.18 refleja que el vaporizador VWP-145-10 presenta un porcentaje acumulado menor a 70%, por lo tanto este equipo tampoco se considera crítico dentro del sistema de inyección de nitrógeno. Tabla 4.19. Resultado de criticidad Bomba centrifuga ACD-AC-18 Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Criticidad del Equipo Evaluación Obtenida
Seleccionar con X
No Crítico (32 ≤ Ponderación Total < 50%) Semi-Crítico (50 ≤ Ponderación Total < 70%) Crítico (Ponderación Total ≥ 70%)
X
Tabla 4.20. Resultado de criticidad Bomba ACD 3- GUPD Triplex Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Criticidad del Equipo Evaluación Obtenida
Seleccionar con X
No Crítico (32 ≤ Ponderación Total < 50%) Semi-Crítico (50 ≤ Ponderación Total < 70%) Crítico (Ponderación Total ≥ 70%)
X
89
Tabla 4.21. Resultado de criticidad Accesorios hidráulicos Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Criticidad del Equipo Evaluación Obtenida
Seleccionar con X
No Crítico (32 ≤ Ponderación Total < 50%) Semi-Crítico (50 ≤ Ponderación Total < 70%)
X
Crítico (Ponderación Total ≥ 70%) Las tablas 4.19, 4.20 y 4.21 pertenecen al subsistema hidráulico, en ellas se puede observar que la bomba centrifuga ACD-AC-18 y la bomba reciprocante ACD 3- GUPD Triplex poseen alto grado de criticidad según la metodología D.S, ambos equipos con una ponderación superior al 70%, lo que comprueba las hipótesis iniciales del equipo natural de trabajo ENT en la cual recomendaban analizar las bombas de manera minuciosa por la naturaleza de las fallas presentadas por la unidad (perdida de la capacidad de bombeo). La tabla 4.21 sin embargo muestra el resultado de la evaluación de criticidad de los accesorios como válvulas, codos, tuberías y filtros que forman parte del subsistema hidráulico, dicha evaluación arrojo resultados según lo esperado por el ENT al resultar no críticos. Tabla 4.22. Resultado de criticidad Compresor TU-FLO 550 Fuente: Confima & Consultores. (2015).
Criticidad del Equipo Evaluación Obtenida
Seleccionar con X
No Crítico (32 ≤ Ponderación Total < 50%) Semi-Crítico (50 ≤ Ponderación Total < 70%) Crítico (Ponderación Total ≥ 70%)
X
90
Finalmente la tabla 4.22 muestra el resultado de la evaluación de criticidad por la metodología D.S al compresor de aire del subsistema neumático, el cual resulto tener una ponderación total menor a 70% lo cual lo convierte en un equipo no crítico, por lo tanto no será objeto de estudios posteriores mediante la aplicación del (AMEF).
4.3 Realización de un análisis de modo y efecto de falla (AMEF) a los equipos críticos de la unidad de inyección de nitrógeno de “Grupo petroamerica”. Con la finalidad de identificar las posibles fallas del sistema y los efectos que se producen con la aparición de éstas, se procedió a realizar un análisis de modos y efectos de falas (AMEF) el cual se realizó a los equipos que resultaron críticos una vez culminada la jerarquización mediante el análisis de criticidad, para ello se recopilo información aportada por el equipo natural de trabajo. Es importante señalar que para la realización del análisis de modos y efectos de fallas no se hace referencia a los tiempo entre fallas (TEF) ni a los tiempos fuera de servicio (TFS), esto se debe a que la empresa no emite órdenes de trabajos lo cual resumió la fuente de recopilación de información a las experiencias aportadas por los miembros del equipo natural de trabajo (ENT) y los mecánicos responsables de realizar trabajos de reparación en los talleres donde son llevados los equipos cuando uno de sus componentes falla. A continuación se muestran los análisis de modos y efectos de fallas de los equipos críticos de la unidad de inyección de nitrógeno YDQ180KHR de la empresa grupo petroamerica, la tabla 4.23 refleja el análisis de la bomba
91
centrifuga ACD-AC-18 mientras que la tabla 4.24 hace lo propio para la bomba reciprocante de triple pistón.
Tabla 4.23. Hoja 1/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-AC-18
9 2
Tabla 4.24. Hoja 2/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-AC-18
Tabla 4.24. Hoja 2/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-AC-18
9 3
Tabla 4.25. Hoja 1/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-3-GUPD
Tabla 4.25. Hoja 1/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-3-GUPD
9 4
Tabla 4.26. Hoja 2/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-3-GUPD
Tabla 4.26. Hoja 2/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-3-GUPD
9 5
96
Una vez realizado el análisis de modos y efectos de fallas AMEF a los equipos críticos de la unidad de inyección de nitrógeno el equipo natural d e trabajo pudo conocer tanto las fallas funcionales totales (parada total del equipo) como las fallas funcionales parciales (parada parcial o imposibilidad de cumplir un parámetro operacional) de ambas bombas pertenecientes al subsistema hidráulico. En la tabla 4.23 se observa que para la bomba centrifuga la falla funcional total está asociada a tres (3) modos de fallas con los respectivos efectos que producen al originarse la falla. En el caso de la falla funcional parcial que se
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Una vez realizado el análisis de modos y efectos de fallas AMEF a los equipos críticos de la unidad de inyección de nitrógeno el equipo natural d e trabajo pudo conocer tanto las fallas funcionales totales (parada total del equipo) como las fallas funcionales parciales (parada parcial o imposibilidad de cumplir un parámetro operacional) de ambas bombas pertenecientes al subsistema hidráulico. En la tabla 4.23 se observa que para la bomba centrifuga la falla funcional total está asociada a tres (3) modos de fallas con los respectivos efectos que producen al originarse la falla. En el caso de la falla funcional parcial que se muestra en la tabla 4.24 depende de dos parámetros operacionales (presión de succión y caudal) los cuales poseen tres (3) modos de fallas el primer parámetro y dos (2) modos de fallas para el segundo parámetro, cada uno asociado al efecto que produce la falla al originarse. Para la bomba reciprocante en análisis arrojó cuatro (4) fallas funcionales totales con sus respectivos modos en los cuales destacan el desgaste en los rodamientos tanto de las bielas como del cigüeñal de la bomba y los efectos que se producen (ver tabla 4.25). Por su parte la tabla 4.26 muestra las fallas funcionales parciales asociadas a la misma bomba, relacionada con dos (2) parámetros operacionales los cuales se asocian a tres (3) modos de fallas cada uno.
4.4 Aplicación de un análisis de Causa-Raíz a las fallas recurrentes de los equipos críticos de la unidad de inyección de nitrógeno. Para el cumplimiento de este objetivo se contó con la colaboración del equipo natural de trabajo ENT en cuanto al aporte de toda la información necesaria relacionada con las fallas de los equipos y, por recomendación del
97
mismo se recopilo también información tomando como fuente los talleres donde se realizan reparaciones dichos equipos, esto fue necesario debido a la inexistencia de información documentada de fallas ocurridas o tiempos fuera de servicio de la unidad de inyección. El análisis se realizó con la finalidad de conocer las causas y las raíces (físicas, humanas y latentes) que pudieran conllevar a la aparición de una falla, se estructuró en forma de árbol lógico el cual permitió plasmar todas las hipótesis planteadas por los miembros del ENT, los cuales se apoyaron en los modos mostrados en el análisis de modos y efectos de fallas AMEF que se desarrolló en la etapa anterior. La siguiente sucesión de figuras ilustra el análisis Causa-Raíz, el cual los modos hacen referencia a todos los equipos que se analizaron mediante la metodología D.S. Cabe destacar que los equipos objeto de análisis fueron las dos bomba existentes en la unidad de inyección, ya que el equipo natural de trabajo considero que por su alto impacto en el proceso y cantidad de fallas de las mismas merecían un trato especial. La bomba reciprocante ACD-3-GUPD presenta cinco (5) hipótesis de las cuales fueron seleccionadas dos (2) mediante una matriz de descarte en la cual se hizo una inspección minuciosa a cada uno de los componentes asociados a dichas hipótesis Ver tabla (4.27), seguidamente se procedió a evaluar las raíces de cada una de las fallas tomadas como hipótesis y descartando las que los miembros del ENT consideraron que no se ajustaban a la realidad del proceso. Para la bomba centrifuga ACD-AC-18 se realizó el mismo procedimiento, arrojando como resultado cuatro (4) hipótesis de las cuales, por el mismo proceso de inspección se pudo descartar a dos (2) de ellas, permitiendo así la evaluación de las raíces físicas, humanas y latentes
98
de dos hipótesis asociadas a la fuga por sello mecánico y a la ruptura del rodete impulsor.
9
9
1 0 0
101
Con la finalidad de corroborar las hipótesis propuestas por el equipo natural de trabajo ENT se designó al ingeniero Ernesto Febres como supervisor y al técnico Luis Caguana como mecánico para realizar la inspección que más se adaptara al equipo o componente en estudio. Una vez recopilada la información arrojada por las inspecciones se procedió a analizarla mediante una matriz de descarte la cual arrojo los siguientes resultados: Tabla 4.27. Matriz de verificación de hipótesis bomba reciprocante Fuente: Equipo natural de trabajo ENT
101
Con la finalidad de corroborar las hipótesis propuestas por el equipo natural de trabajo ENT se designó al ingeniero Ernesto Febres como supervisor y al técnico Luis Caguana como mecánico para realizar la inspección que más se adaptara al equipo o componente en estudio. Una vez recopilada la información arrojada por las inspecciones se procedió a analizarla mediante una matriz de descarte la cual arrojo los siguientes resultados: Tabla 4.27. Matriz de verificación de hipótesis bomba reciprocante Fuente: Equipo natural de trabajo ENT
102
Tabla 4.28. Matriz de verificación de hipótesis Fuente: Equipo natural de trabajo ENT
Una vez realizado el análisis Causa-Raíz se pudo corroborar cuales son los elementos de los equipos que beben ser intervenidos, también se conoció que aspectos organizativos de la empresa deben mejorar. Esto permitió realizar propuestas de una serie de mejoras con la finalidad de que se pueda generar un impacto positivo a corto y mediano plazo en todas las operaciones donde interviene el sistema de inyección de nitrógeno YDQ180KHR.
4.5 Propuesta de mejoras a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno de la empresa “Grupo petroamerica” El análisis de modos y efectos de fallas y el análisis de criticidad proporcionaron la información necesaria para dar cumplimiento a la presente
103
etapa, la cual se basó en establecer propuestas de actividades de inspección e intervención a los equipos que resultaron críticos, con base en los resultados arrojados en las herramientas técnicas antes mencionadas. En las tablas 4.30 y 4.31 se muestran una serie de actividades de mantenimiento acompañadas de la frecuencia recomendada para la ejecución de las mismas, la cual es resultado de un consenso entre los miembros del equipo natural de trabajo pertenecientes al área de mantenimiento basándose en experiencia con obtenida con unidades de características similares, también se muestra el personal responsable en el cual fundamentalmente se delega al personal de operaciones para inspecciones que puedan realizarse durante la ejecución actividades de bombeo y el personal de mantenimiento para actividades de inspección realizadas a la unidad cuando esta no se encuentre prestando servicios. Dichas propuestas se hacen con la finalidad de que sean aplicadas y de esa manera mitigar las fallas existentes y aumentar la disponibilidad operacional del equipo para cuando sea requerido. Cabe destacar que todas y cada una de las actividades propuestas fueron validadas y aprobadas por el equipo natural de trabajo ENT que la empresa “Grupo Petroamerica Petroamerica”” dispuso para la realización de este proyecto y que se espera que las mismas brinden resultados de corto a mediano plazo, sin embargo el sistema requiere intervenciones inmediatas para solventar las fallas, esto propuesto por el personal de mantenimiento y el personal que labora en los talleres donde se realizan las reparaciones a los componentes y equipos de la unidad con el fin de atacar las fallas más significativas estudiadas en el análisis análisis Causa-Raíz. La tabla 4.29 muestra la propuesta de actividades que deben llevarse a cabo inmediatamente (con alta prioridad) según el ENT para cada bomba antes de llevarse a cabo las actividades de inspección propuestas en las tablas 4.30 y 4.31 ya mencionadas
104
Tabla 4.29. Actividades de mantenimiento requerido de inmediato Fuente: Equipo natural de trabajo ENT
Actividad
de
Mantenimiento Sustituir
Equipo los Bomba ACD 3-GUPD
Prioridad ALTA
rodamientos de en las bielas Sustituir las Estoperas de las barras de la Bomba ACD 3-GUPD
ALTA
crucetas Cambio
de
sello Bomba ACD-AC-18
ALTA
mecánico de la bomba Sustituir
el
rodete Bomba ACD-AC-18
ALTA
impulsor de la bomba En la tabla 4.30 se puede observar las actividades propuestas para la bomba centrifuga ACD-AC-18, para la realización de esta el ENT se apoyó en la experiencia del personal de mantenimiento en cuanto a una estimación de la frecuencia para la cual se debe llevar a cabo las actividades de inspección, las cuales como ya se mencionó anteriormente están basadas en intervenciones y actividades de mantenimiento realizadas a equipos similares pertenecientes a la misma empresa, por su parte la tabla 4.31 muestra las actividades de mantenimiento que deben ejecutarse a la bomba reciprocante ACD-3-GUPD y de esta manera mejorar la situación en la que se encuentra actualmente el sistema de inyección de nitrógeno YDQ180KHR de “Grupo Petroamerica”.
Tabla 4.30. Actividades de mantenimiento propuestas para la bomba centrifuga. Fuente: Equipo natural de trabajo ENT
1 0 5
Tabla 4.31. Actividades de mantenimiento propuestas para la bomba reciprocante. Fuente: Equipo natural de trabajo ENT
Tabla 4.31. Actividades de mantenimiento propuestas para la bomba reciprocante. Fuente: Equipo natural de trabajo ENT
1 0 6
107
Con la implementación de estas actividades no solo se busca mitigar las fallas ocurridas en el sistema y prevenir la ocurrencia de otras, sino que también se busca crear en los trabajadores de la empresa y, en especial de la gerencia de mantenimiento un sentido de conciencia en las labores de inspección y supervisión de dichas labores. Los integrantes del equipo natural de trabajo ENT, en representación de todo el personal que labora en “Grupo Petroamerica” mostraron al final de la realización del proyecto muy buena disposición a dar cabal
107
Con la implementación de estas actividades no solo se busca mitigar las fallas ocurridas en el sistema y prevenir la ocurrencia de otras, sino que también se busca crear en los trabajadores de la empresa y, en especial de la gerencia de mantenimiento un sentido de conciencia en las labores de inspección y supervisión de dichas labores. Los integrantes del equipo natural de trabajo ENT, en representación de todo el personal que labora en “Grupo Petroamerica” mostraron al final de la realización del proyecto muy buena disposición a dar cabal cumplimiento a las actividades propuestas y sugerencias aportadas por todo el equipo multidisciplinario.
CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones 1.
El sistema de inyección de nitrógeno está conformado por 5 subsistemas de los cuales cuatro fueron objeto de estudio
un vez
identificada la situación actual y comprobada el buen funcionamiento del subsistema de control. 2.
Actualmente la unidad de inyección de nitrógeno esta presentado fallas asociadas a la perdida de la capacidad de bombeo de nitrógeno para las operaciones de rehabilitación de pozos petroleros.
Por la naturaleza de las fallas recurrentes el equipo natural de trabajo ENT busca direccionar todos los esfuerzos a los equipos asociados con el subsistema hidráulico.
Mediante el análisis de criticidad realizado utilizando la metodología D.S se pudo comprobar que las bombas ACD-AC-18 de tipo centrifuga y la bomba ACD-3-GUPD
de tipo reciprocante pertenecientes al
subsistema hidráulico presentan alto grado de criticidad.
La realización del análisis de modos y efectos de fallas AMEF permitió conocer el efecto de la las potenciales asociadas a los equipos críticos, gracias a la experiencia aportada por los miembros del ENT, lo que permitió tener información para la realización del análisis Causa-Raíz.
El análisis Causa-Raíz arrojó fallas asociadas a ruptura en el rodete impulsor y desgaste en los sellos mecánicos en la bomba centrifuga ACD- AC-18 mientras la bomba reciprocante presentó problemas con rodamientos y Estoperas.
109
Las propuestas de actividades de mantenimiento están orientadas a brindar una notable mejora en los problemas operacionales que actualmente presenta la unidad de inyección, estas fueron realizadas por el equipo natural de trabajo en dos partes, las actividades que requieren de una ejecución inmediata y otras actividades las cuales se espera que causen un impacto positivo a corto-mediano plazo.
5.2 Recomendaciones
Ejecutar las actividades propuestas según su prioridad para así poder obtener resultados inmediatos en las mejoras propuestas a los equipos críticos del sistema.
Documentar las fallas, tiempos entre fallas (TEF) y/o tiempos fuera de servicios (TFS) para de esa manera contar con un registro que permita facilitar una planificación de mantenimiento orientada a las fallas documentadas.
Aunque se pudo comprobar el buen funcionamiento del subsistema de control se encontró un instrumento de medición dañado, el cual fue sustituido de inmediato por su existencia en el stock de repuesto, por ello se recomienda realizar pruebas periódicas con frecuencia semestral a los instrumentos de medición y al subsistema de control en general.
Se recomienda realizar inventarios de almacén con frecuencia y dar a conocer al personal de operaciones sobre la existencia en stock de repuestos de cada uno de los equipos que intervienen en el proceso.
Realizar a mediano plazo una evaluación luego de la implementación de las actividades de mejoras propuestas con la finalidad de comprobar que el proceso de operaciones muestre un impacto positivo.
110
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía Citada 1.- Gómez, S. (2009) “Evaluación de los índices de confiabilidad de la
torre de Enfriamiento de un Sistema de Aire Acondicionado en la Sede de Administración PDVSA Refinación Oriente”. Tesis de grado. Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas. Universidad de Oriente. 2.- Martínez, L. (2010) “Propuesta de Mejoras al plan de mantenimiento
de los equipos críticos del sistema de carga de urea basada en la confiabilidad. Caso: sistema de carga de urea granular del complejo petroquímico general de división José Antonio Anzoátegui”. Tesis de grado. Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas. Universidad de Oriente. 3.- Martínez, J. (2009) “Propuesta para el incremento de la confiabilidad
de los equipos críticos, basado en un análisis causa raíz”. Tesis de grado. Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas. Universidad de Oriente. 4.- Lovell J. Tinkham S, Semial K y Staal T (2004) “Tubería flexible, la
nueva generación” Sugar Land, Texas EEUU. 5.- Moubray, J. “Mantenimiento centrado en la confiabilidad” segunda edición (1991). 6.- AMENDOLA, L. (2005). “Modelos Mixtos de Confiabilidad ”, Editorial Universidad Politécnica de Valencia, España. 7.- SUÁREZ, D. Y BRAVO, D (2008), “ Mantenimiento Mecánico.” Guía Teórico-Práctico, Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Oriente, Barcelona, Venezuela.
111
8.- Suárez, D (2010)
“Herramientas técnicas para mejorar la
confiabilidad”, Confima & Consultores. Puerto La Cruz, Venezuela. 9.- Suárez, D (2015) “Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad”, Confima & Consultores. Puerto La Cruz, Venezuela. 10.- Mataix, C. (1982) “Mecánica de fluido y maquinas hidráulicas”. Madrid, España. 11.- García, H. “Maquinas Hidráulicas”. Monografía. Departamento de Eléctrica y Mecánica, Universidad Veracruzana, República Mexicana 12.- ZABALETA, J (2006) “Bombas Y Compresores” disponible: http://procesosbio.wikispaces.com/file/view/bombas+y+compresores.pdf 13.- TRINO, V (2010) “Curvas de funcionamiento de la bomba
centrifuga”. Disponible: http://www.unet.edu.ve/~maqflu/doc/LAB-1-95.htm. 15.- RIVAS, P (2011) “Bombas en serie y en paralelo” disponible: http://www.bombascentrifugas.es/pdf/bombas-en-serie-bombas-paralelo.pdf.
Bibliografía Adicional
Suárez, D “Confiabilidad de equipos industriales” Primera edición (2011).
Arias, F (2006) “El Proyecto de Investigación”
Yantai Jereh equipment and technologies
(2011) “Manual de
operaciones de los equipos”
Bendix (2010)manual de Información de equipos y
servicios
Ciudad de México- México
Schlumberger (2015) “Oilfield Glosary” Recuperado en Julio 2015 disponible: http://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/n/nitrogen_injection.aspx
APENDICE A Datos adicionales de los equipos del sistema
113
Fig ura A .1 Relación de la potencia y la velocidad del motor Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
Fig ura A.2 Relación del torque y la velocidad del motor Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
Fig ura A .2 Relación del consumo de combustible y la velocidad del motor Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
114
Fig ura A .3 Dimensiones de la bomba centrifuga vista lateral Fuente: Manual de servicios AC D” (2010 ).
Fig ura A.4 Dimensiones de la bomba centrifuga vista frontal Fuente: Manual de servicios ACD” (2010 ).
115
Fig ura A.5 Diagrama de la bomba ACD-3-GUPD Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
Fig ura A .6 Placa de la bomba ACD-3-GUPD Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
116
Fig ura A.7 Diagrama del subsistema de enfriamiento Fuente: Manual de operación “Jereh” (2011).
APENDICE B Imágenes de las unidades de tuberías continuas
118
Fig ura B .1 Unidad de tubería continua durante operación en Santa Bárbara estado
Monagas Fuente: Base de operaciones “Grupo Petroamerica”
Fig ura B .2 Cabezal de inyección durante operación en Santa Bárbara estado
Monagas Fuente: Fuente: Base de operaciones “Grupo Petroamerica”
119
Fig ura B .3 Proceso inyección de rehabilitación de pozos durante operación en
Santa Bárbara estado Monagas Fuente: Fuente: Base de operaciones “Grupo Petroamerica”
APENDICE C Encuesta y de análisis de criterios usados para el Análisis de Criticidad
121
Encuesta para recaudar información necesaria para la aplicación de la metodología D.S. Subsistema: Equipo: Responda las siguientes preguntas asociadas al equipo referido: Cuanto considera usted que falla el equipo: a) b) c) d)
Falla Mucho Falla con frecuencia Ocasionalmente Falla Pocas veces falla Respuesta ( )
Que dificultad opone el equipo para restablecer operaciones: a) b) c) d)
Muy difícil Algo difícil Ofrece poca dificultad Se restablece rápidamente Respuesta ( )
Con que regularidad recibe respuesta positiva al solicitar un repuesta del equipo al almacén: a) b) c) d)
Casi Nunca Pocas veces Ocasionalmente Casi Siempre Respuesta ( )
122
Como es el cumplimiento del mantenimiento preventivo del asociado al equipo: a) b) c) d)
Total Muy regular Eventual Precario Respuesta ( )
Cuántas de esas labores de mantenimiento generan el resultado esperado por la organización: a) b) c) d)
Todas Algunas Pocas Muy Pocas Respuesta ( )
¿El equipo está conectado en serie, paralelo o combinado? (Ver hoja explicativa) a) Serie b) Paralelo c) Combinado Respuesta ( )
123
En las tablas que se presentan a continuación (desde C1 hasta C7) se muestran los criterios seleccionados para el parámetro de disponibilidad de repuestos de los equipos que fueron objeto de estudio en el análisis de criticidad aplicando la metodología D.S. Este proceso se llevó a cabo usando la información obtenía una vez realizada la encuesta mostrada antes a todos los miembros integrantes del equipo natural de trabajo. Tabla C.1. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos Disponibilidad de Repuestos (DR) Equipo: Subsistema: Motor Diesel. Potencia Equipo Natural de Trabajo (ENT) Iván Lozada (Especialista perforación de pozos) Gary Cabrera (Planificador de Mantenimiento) Juan Carlos Camacho (Operador) Ernesto Febres (Líder de Operaciones) José López (Especialista en seguridad) Luis Caguana (Técnico Mecánico) María Teresa Gil (Jefa de almacén)
3a) DR ≥ 80%
3c) DR< 50%
X X X X X X X 6
Criterio Seleccionado Puntos
3b) 50 ≤ DR < 80%
1 3a) 1
0
124
Tabla C.2. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos Disponibilidad de Repuestos (DR) Subsistema: Potencia Equipo Natural de Trabajo (ENT) Iván Lozada (Especialista perforación de pozos) Gary Cabrera (Planificador de Mantenimiento) Juan Carlos Camacho (Operador) Ernesto Febres (Líder de Operaciones) José López (Especialista en seguridad) Luis Caguana (Técnico Mecánico) María Teresa Gil (Jefa de almacén)
3a) DR ≥ 80%
Equipo: Caja de transmisión de potencia 3b) 50 ≤ DR < 80%
3c) DR< 50%
X X X X X X X 2
5 3b) 2
Criterio Seleccionado Puntos
0
Tabla C.3. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos Disponibilidad de Repuestos (DR) Subsistema: Hidráulicos
Equipo Natural de Trabajo (ENT) Iván Lozada (Especialista perforación de pozos) Gary Cabrera (Planificador de Mantenimiento) Juan Carlos Camacho (Operador) Ernesto Febres (Líder de Operaciones) José López (Especialista en seguridad) Luis Caguana (Técnico Mecánico) María Teresa Gil (Jefa de almacén)
Criterio Seleccionado Puntos
3a) DR ≥ 80%
Equipo:
Accesorios Hidráulicos
3b) 50 ≤ DR < 80% X
3c) DR< 50%
X X
X X
X X X 5
3 3a) 1
0
125
Tabla C.4. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos Disponibilidad de Repuestos (DR) Subsistema: Equipo: Hidráulico Bomba ACD 3- GUPD Triplex Equipo Natural de Trabajo (ENT)
3a) DR ≥ 80%
Iván Lozada (Especialista perforación de pozos) Gary Cabrera (Planificador de Mantenimiento) Juan Carlos Camacho (Operador) Ernesto Febres (Líder de Operaciones) José López (Especialista en seguridad) Luis Caguana (Técnico Mecánico) María Teresa Gil (Jefa de almacén))
3b) 50 ≤ DR < 80% X
3c) DR< 50% X X X
X X 0
2 3c) 3
Criterio Seleccionado Puntos
X 5
Tabla C.5. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos Disponibilidad de Repuestos (DR) Subsistema: Equipo: Hidráulico
Equipo Natural de Trabajo (ENT) Iván Lozada (Especialista perforación de pozos) Gary Cabrera (Planificador de Mantenimiento) Juan Carlos Camacho (Operador) Ernesto Febres (Líder de Operaciones) José López (Especialista en seguridad) Luis Caguana (Técnico Mecánico) María Teresa Gil (Jefa de almacén)
3a) DR ≥ 80%
3b) 50 ≤ DR < 80% X
3c) DR< 50% X
X X X X 1
Criterio Seleccionado Puntos
Bomba Centrifuga ACD-AC-18
2 3c) 3
X 4
126
Tabla C.6. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos Disponibilidad de Repuestos (DR) Subsistema: Hidráulicos
Equipo Natural de Trabajo (ENT) Iván Lozada (Especialista perforación de pozos) Gary Cabrera (Planificador de Mantenimiento) Juan Carlos Camacho (Operador) Ernesto Febres (Líder de Operaciones) José López (Especialista en seguridad) Luis Caguana (Técnico Mecánico) María Teresa Gil (Jefa de almacén)
3a) DR ≥ 80%
Equipo:
Accesorios Hidráulicos
3b) 50 ≤ DR < 80% X
3c) DR< 50%
X X
X X
X X X 5
3 3a) 1
Criterio Seleccionado Puntos
0
Tabla C.7. Evaluación de Disponibilidad de Repuestos Disponibilidad de Repuestos (DR) Subsistema: Equipo: Neumático
Equipo Natural de Trabajo (ENT) Iván Lozada (Especialista perforación de pozos) Gary Cabrera (Planificador de Mantenimiento) Juan Carlos Camacho (Operador) Ernesto Febres (Líder de Operaciones) José López (Especialista en seguridad) Luis Caguana (Técnico Mecánico) María Teresa Gil (Jefa de almacén)
3a) DR ≥ 80%
3b) 50 ≤ DR < 80% X
3c) DR< 50%
X X X X X 3
Criterio Seleccionado Puntos
Compresor de aire
X 4 3b) 2
0
METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO
TÍTULO
PROPUESTA
DE
MEJORAS
BASADAS
EN
LA
APLICACIÓN
DE AMEF Y ACR DE LOS EQUIPOS
CRÍTICOS DEL SISTEMA DE INYECCIÓN NITRÓGENO YDQ180KHR
SUBTÍTULO
GRUPO
PETROAMERICA,
MATURÍN
ESTADO
MONAGAS
AUTOR (ES): APELLIDOS Y NOMBRES Ojeda M., Carlos J.
CÓDIGO CVLAC / E MAIL CVLAC: 20342934 EMAIL: [email protected] CVLAC: E MAIL:
PALÁBRAS O FRASES CLAVES: propuesta, mejora, nitrógeno, petroamerica, maturin, Monagas, AMEF, ACR, propuesta de mejora, aplicación de AMEF, aplicación de ACR, equipos críticos, sistema de inyenccion de notrogeno,
METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO
REA ESCUELA DE INGENIERÍA Y
SUB REA INGENIERÍA MECANICA
CIENCIAS APLICADAS
RESUMEN (ABSTRACT): El objetivo fundamental de esta investigación es proponer mejoras a los equipos críticos del sistema de inyección de nitrógeno líquido YDQ180KHR de la empresa “Grupo Petroamerica”, ubicada en el estado Monagas en la zona industrial de la ciudad de Maturín”. Esto con la finalidad de disminuir el alto índice de fallas que ha presentado dicha unidad de inyección y así garantizar la disponibilidad del mismo. Para ello se realizó una identificación de la situación actual de los equipos que lo conforman, donde se obtuvo una descripción total de ellos, así como también una visión del funcionamiento del sistema. Seguidamente se realizó una clasificación haciendo uso de un análisis de criticidad mediante la aplicación de la “Metodología D.S”, donde se pudo conocer cuáles son los equipos que presentan mayor nivel crítico en todo el sistema. Se aplicó el Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF), estableciendo las funciones, fallas funcionales, modos de fallas y efectos de fallas de los equipos con más alto índice de criticidad. Se realizó el Análisis de Causa Raíz, estructurado por un árbol lógico basado en la información obtenida de entrevistas no estructuradas al personal que integró el ENT y de la información suministrada por el AMEF realizado. Para finalizar se propuso mejoras a la unidad de inyección de nitrógeno con base en todos los datos resultantes de la aplicación del AMEF y el ACR a los equipos críticos del sistema.
METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO
CONTRIBUIDORES: APELLIDOS Y NOMBRES
ROL / CÓDIGO CVLAC / E_MAIL ROL
CA
AS
TU X
JU
CVLAC: 11496426
Camargo, Lino
E_MAIL
[email protected]
E_MAIL ROL
CA
AS X
TU
JU
CA
AS
TU
JU X
CVLAC:
Cabrera, Gary
E_MAIL E_MAIL ROL
CVLAC: 5333471
Suarez, Diógenes
E_MAIL
[email protected]
E_MAIL ROL
AS
TU
JU X
CVLAC: 4363950
Espinoza, Henry
E_MAIL E_MAIL
FECHA DE DISCUSIÓN Y APROBACIÓN: 2016
05
25
AÑO
MES
DÍA
LENGUAJE: SPA
CA
[email protected]
METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO
ARCHIVO (S): NOMBRE DE ARCHIVO TIPO MIME TESIS.PROPUESTA DE MEJORAS BASADAS EN LA APLICACIÓN DE AMEF Y ACR DE LOS Application/msword EQUIPOS CRÍTICOS DEL SISTEMA DE INYECCIÓN NITRÓGENO YDQ180KHR.doc CARACTERES EN LOS NOMBRES DE LOS ARCHIVOS: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9.
ALCANCE: ESPACIAL:
GRUPO PETROAMERICA
(OPCIONAL)
TEMPORAL:
06 MESES
(OPCIONAL)
TÍTULO O GRADO ASOCIADO CON EL TRABAJO: INGENIERO MECÁNICO
NIVEL ASOCIADO CON EL TRABAJO: PREGRADO
ÁREA DE ESTUDIO: DEPARTAMENTO DE MECÁNICA
INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE ORIENTE / NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI
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