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AplicacionesBombeo de Crudo

AC DRIVE ACS800

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Aplicaciones de Drives en O&G

Upstream ApplicationsOil & gas production and gathering PumpsGas treatment CompressorsGas exportSubseaMidstreamOil & gas transportation and distribution PumpsOil & gas storage CompressorsGas liquefaction (LNG/CNG)Gas to liquid (GTL)Liquefied petroleum gas (LPG)DownstreamPetroleum refining PumpsPetrochemical plants CompressorsAir separation plants ExtrudersChemical industry Mixers

Blowers

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Métodos de bombeo

AIB (Aparato Individual de Bombeo, Cigüeña, bomba de varillas, etc.) Solución más económica en los pozos de producción media Mayor base instalada (750.000 en el mundo)

PCP (Progressive Cavity Pump) Económicas Pozos poco profundos

ESP (Electric Submersible Pumps) Pozos profundos, alto caudal de bombeo Gran crecimiento por los grandes caudales de agua inyectada

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AIB

Ventajas Diseño mecánico simple Tecnología probada Relación costo prestación Robusto

Desventajas Difícil de controlar Problemas mecánicos Equipamiento de superficie voluminoso

Ventajas Diseño mecánico simple Tecnología probada Relación costo prestación Robusto

Desventajas Difícil de controlar Problemas mecánicos Equipamiento de superficie voluminoso

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AIB

Tipos Convencional (palanca de 1er. género) Mark II (palanca de 3er. género, equilibrio con contrapeso) Aire (palanca de 3er. género, equilibrio con aire comprimido)

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Nomenclatura

Cañería de aislación

Annulus

Punzonado

Cañería de producción

Cabeza del pozo

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AIB: Control y Producción

Control Carga varilla Posición Presión Casing

Factores de producción Golpes por minuto Longitud del golpe Tamaño de la bomba

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Bomba

Varilla Émbolo Válvula viajera Cilindro Válvula fija

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Capacidad de la bomba

-1,1

0

1,1

posición

velocidad

aceleración

Cbomba < Cproducción pozo Pozo desaprovechado

Cbomba = Cproducción pozo OK (poco probable)

Cbomba > Cproducción pozo Pump off Gas dentro del cilindro Golpe del émbolo contra el fluido

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Condiciones anormales

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Problemas

Acumulación de gas en la bomba

Daño en sus componentes internas ( Golpe del embolo contra el fluido )

Perdida de eficiencia

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Solución

Control del nivel de fluido en el pozo utilizando un Convertidor de Frecuencia que regule las RPM del motor de la bomba.

Ventajas :

- Mantiene el nivel del fluido al máximo- Minimiza la formación de gas- Reduce la presión en válvulas- Mejora la eficiencia de bombeo- Reduce esfuerzos en piezas mecánicas- Disminuye el consumo de energía eléctrica- Compensa energía reactiva ( F.P =0.98 )

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Solución

En el grafico mostrado con una reduccion de la velocidad de bombeo del 43% se logra un 33% de reducción de la potencia consumida por el motor eléctrico

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Convertidores de Frecuencia ACS 800

ACS 800 es la segunda familia completa de productos ABB para control de bombeo con Hardware y Software específicos para la industria petrolera:

Bombas AIB Bombas

electrosumergibles Bombas de cavidad

progresiva

Familia de Productos

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Soluciones estándar

La familia ACS 800 está compuesta por: Hardware estándar Opciones de hardware Software estándar de aplicación

específica El ACS 800 satisface todas las

necesidades de control en la mayoría de los casos de bombeo artificial

Los beneficios son evidentes: Optimización de la producción Reducción de mantenimiento Ahorro energético

Familia deProductos

Hardware Estándar+

Opciones de Hardware

Software Estándarde

Aplicación Específica

Optimización de la ProducciónReducción de Mantenimiento

Ahorro Energético

+

=

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La solución integrada

El ACS 800 combina la funcionalidad de un convertidor DTC y un controlador de nivel en un solo equipo que emplea sólo una celda de carga estándar y un interruptor de proximidad.

= Celda de carga= proxi switch

ACS800Controlador

para BombasAIB

ScadaInstrumentación

Controlador Bombas AIB

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El objetivo es la maximización de la producción sin dañar la formación

Optimización de la producción y protección de los sistemas mediante el control adecuado de la velocidad en función de:

Temperatura de motor y bomba Nivel de fluido Presión (absoluta y diferencial) Límites alto y bajo de par

PCP/ESP

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El ACS 800 puede controlar la bomba a partir de la información de par (en el caso de no disponer de instrumentación en el pozo).

El controlador está preparado para controlar, proteger y supervisar la bomba a partir de la siguiente información:

Velocidad de la bomba Velocidad del motor Par de la bomba Par del motor Potencia activa Tensión de alimentación Tensión de salida Relés de temperatura

Presión de entrada Presión de nivel de fluido Presión interna de la bomba Presión de Casing Presión de Tubing Presión de descarga Temperatura de entrada Temperatura de descarga

ACS800 – Macro PCP/ESP

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Filtro de salida para ESP

El filtro senoidal de salida reduce el contenido armónico y la dU/dt en la tensión de salida, evitando los esfuerzos dieléctricos y calentamiento adicionales en cables, transformadores y bomba, y elimina las reflexiones de ondas de tensión

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Control de Torque Directo (DTC)

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Control deTorque Directo (DTC)

Tiempo de subida escalón de torque

Precision de la velocidad o control de torque

Máximo torque a velocidad cero Control directo de torque sin

perturbaciones Pérdida de potencia en funcionamiento

Evita interrupciones del proceso Control rápido y mejor protección

Excelente control del motor en todos los casos

DTC

Flux vector

Open loop PWM

< 5 msec.

10 to 20 msec.

> 100 msec.

0,00

0,50

1,00

Current

TorqueDTC PWM

New Current level

New Torquelevel

Time

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Control Torque Directo (DTC)

Respuesta tipica de par de 1 a 2 ms en comparación a los 10-20ms de los accionamientos vectoriales y de 100 ms en los escalares.

Precisión de velocidad estática de 0.1 a 0.5% en lazo abierto comparada con accionamientos PWM que se encuentran entre 1 y 3% de precisión.

Precisión de velocidad de 0.01% con encoder.

Control de par a bajas frecuencias.

Linealidad del par.

Alta estabilidad a los cambios de carga.

Optimización del flujo del motor.

Resumen