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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
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