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Soluciones ABB para control y movimiento de Bombas de Cavidad Progresiva (BCP)Especializados para una industria de petróleo más eficiente y productiva

División de Automatización Discreta y Control de Movimiento.

4 cosas que tienes que saber de ABB en Soluciones para Bombas de Cavidad Progresiva

1. ABB, una compañía confiable de Inversión.

- ABB es una compañía líder global en tecnologías de automatización y energía.

Con presencia en aproximadamente 100 países y emplea a más de 150,000

personas. Es considerada una de las compañías más innovadoras del mundo,

por el MIT y por Ethisphere, como una de las más éticas para hacer negocios.

2. ABB ofrece soluciones para aplicaciones de levantamiento artificial con Bombas

de Cavidad Progresiva

- Control de velocidad de las Bombas de Cavidad Progresiva desde el punto de

alimentación eléctrica hasta la bomba, a través de sus soluciones de

transformador - variador – motor de eficiencia premium en baja tensión –

elementos de transmisión mecánica.

3. ABB Respalda su inversión con un portafolio integrado de servicios.

- Selección y dimensionamiento para maximizar la eficacia y eficiencia del proceso.

- Soporte en instalación y puesta en marcha para que sus equipos inicien una

operación óptima.

- Entrenamiento y formación para garantizar un aprovechamiento al máximo de

sus equipos.

- Soporte y servicio remoto para estar un paso adelante del proceso.

- Mantenimiento preventivo para aumentar la vida útil de sus equipos.

- Soporte con personal de servicio ABB que garantiza un servicio de alta calidad.

4. Propuesta de valor:

- Su solución para Bombas de Cavidad Progresiva permiten reducir los costos de

energía, aumentar la confiablidad del sistema y reducir las pérdidas por

producción diferida.

Soluciones ABB para control y movimiento de Bombas de Cavidad Progresiva (BCP) 3

Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para el levantamiento artificial

Controlador de pozo BCP800-11:La solución de levantamiento artificial de ABB BCP800-11

contiene parámetros y funciones específicas para el control

óptimo de la aplicación de bombas de cavidad progresiva (BCP),

además implementa tecnologías desarrolladas y patentadas por

ABB para ofrecer un control robusto sobre las variables

determinantes en el proceso de levantamiento artificial por BCP y

orientado a mejorar las condiciones de producción.

La BCP800-11 incluye potentes algoritmos de control orientados

a la protección de los elementos de la BCP y a la maximización

de la tasa de producción, opera con un módulo de fábrica que

utiliza la interface de operación estándar del variador ACS800 y

puede trabajar con o sin sensores de fondo o superficie.

El control de BCP provee la optimización ajustando

automáticamente la velocidad de la bomba basándose en límites

y/o en setpoints de las variables del sistema de control. La

capacidad de variar la velocidad de la bomba y mantener una

presión óptima en el pozo resulta en menos kWh por barril

producido.

La protección se garantiza mediante el constante monitoreo de

señales de velocidad, torque y sensores; basándose en esas

variables se detendrá automáticamente el sistema en

condiciones en que el equipo pueda verse expuesto a daños.

ABB ha diseñado una completa solución especializada en el control de Bombas de Cavidad Progresiva (BCP) que optimiza la producción y disminuye las pérdidas por producción diferida:

4 Soluciones ABB para control y movimiento de Bombas de Cavidad Progresiva (BCP)

Motor Eléctrico: El complemento del controlador de pozo es el motor TEFC

Baldor • Reliance Super-E, el cual cumple o excede los niveles

de eficiencia NEMA Premium®. Su construcción TEFC en hierro

fundido es ideal para aplicaciones industriales hostiles, debido a

que el aire no pasa libremente a través del motor.

El aislamiento clase F con incremento de temperatura B, factor

de servicio de 1.15 y grasa Exxon Polyrex®EM son algunas de

las características estándar de dichos motores, brindando una

garantía de 3 años.

Los motores Super-E tienen un sistema de aislamiento que

cumple con los requisitos establecidos en la norma NEMA MG1

parte 31.4.4.2 para uso VFD y se consideran Inverter Ready.

Transmisión de Potencia: Finalmente la solución es complementada con los elementos de

transmisión de potencia como lo son las poleas y correas de la

marca Dodge y Maska.

Las poleas en V utilizadas para bombas de cavidad progresiva

permiten un funcionamiento silencioso y gracias a la elasticidad

de las correas ayuda a disminuir el choque de las cargas.

El cuerpo de la bomba es una varilla helicoidal pulida con cavidades progresivas selladas entre sí, estas se encargan de proporcionar el flujo del crudo dependiendo el sentido de giro.

Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para el levantamiento artificial


Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para el levantamiento artificial, características y mejoras eléctricas de la solución ACS800-11

Variadores ACS800-11:La BCP800-11 opera con un módulo de fábrica que utiliza la

interface de operación estándar de los variadores de velocidad

ABB de la serie ACS800-11.

El ACS800-11 es un variador regenerativo y bajo nivel de

armónicos que ofrece una tecnología de alta calidad y orientada

a atender las exigentes aplicaciones del sector petrolero; como

estándar ofrece un desempeño de control confiable, un diseño

pensado para la industria de petróleo y gas, macros de

aplicación específicos para levantamiento artificial y una interface

de usuario fácil de utilizar.

Características estándar del BCP800-11- Rango de potencias 25 hp -150 hp / 18 kW -110 kW (380-500

VAC).

- Control DTC (Direct Torque Control).

- Gabinete para uso exterior, grado de protección NEMA 3R/

NEMA 4.

- Panel de operación alfanumérico, multilingüe, con asistente de

puesta en marcha.

- Programaciones predefinidas seleccionables de acuerdo a las

características del pozo.

- Interruptor automático principal.

- Descargador de sobre tensión (DPS).

- Enfriamiento a través de ventilación forzada, eliminando la

necesidad de aire acondicionado.

- Variador regenerativo con bajo nivel de armónicos.


Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para el levantamiento artificial, características y mejoras eléctricas de la solución BCP800-11

Datalogger para almacenamiento y monitoreo de eventos y variables tanto eléctricas (ej.: Corriente, potencia, tensión), como de proceso (ej.: Torque y presión de la bomba).

Beneficios:- Es una solución adaptada a las condiciones ambientales de

la industria petrolera.- Reducción del consumo de energía.- Optimización de la producción.- Mejora de la confiabilidad y aumento de la expectativa de

vida del sistema de bombeo completo.- Disminución de los tiempos de puesta en marcha e

instalación de los equipos.- Solución más compacta debido a que no requiere de

componentes externos como filtros o transformadores.- Disponible con macros de aplicación específicos para todos

los tipos de levantamiento artificial.- Comunicación disponible para la interacción con un PLC o

sistema SCADA.

Filtros de entrada y salida:- Pulsadores de Start / Stop.- Potenciómetro análogo.- Botonera para operación local.- Pilotos indicadores de operación.- Resistencia de calefacción.- Interruptor principal con mando giratorio.- Descargador de sobretensión.- Bombilla de iluminación.- Termostatos para calefacción y ventilación.- Kit de ventilación (alimentador y extractor).- Transformador de control 480/220-110V.

Características del encerramiento



Bajos armónicos:La solución BCP800-11 tiene equipado un rectificador activo y un filtro de línea; el rectificador activo se encarga de eliminar la distorsión debajo de la frecuencia de conmutación y el filtro de línea se encarga de eliminar la distorsión por encima de la frecuencia de conmutación. Con esta tecnología de rectificador activo se logra disminuir la distorsión armónica de corriente (THDi) a menos del 5% de la corriente nominal y se garantiza el voltaje completo del motor, logrando así mayor robustez frente a imperfecciones en la red. La solución para Bombas de Cavidad Progresiva logra cumplir y exceder las normas EN61800-3 (IEC 1800-3) y la IEEE 519-1992 donde se muestran los niveles de armónicos aceptables. Garantiza un factor de potencia igual a 1, independiente al valor de carga y velocidad a la cual se encuentre operando la bomba.

Funcionamiento con pequeñas fallas en la red:ABB implementa una solución de muy alta eficiencia que incluye en sus especificaciones una unidad de alimentación activa que es capaz de aumentar tensión de salida, lo que garantiza la plena tensión del motor, incluso cuando el suministro voltaje está por debajo del nominal. La alimentación activa junto con el control DTC puede compensar las variaciones rápidas en el voltaje de línea protegiendo los equipos de daños debido a caídas de tensión en la red. Función denominada “Power Loss Ride Through” la cual soporta microcortes de hasta 800 mseg, evitando fallos por subtensión y secuencias de backspin. Los componentes de la solución BCP800-11 realimentan a la red la energía que genera el backspin logrando un importante ahorro de energía en comparación con otros métodos de frenado; además no es necesaria una resistencia de frenado externa, lo cual facilita la instalación y trae beneficios económicos para el cliente.

1st

5th

1st + 5 th

1.5

1

0.5

0

-0.5

-1

-1.5

Control electrónicocontrol, monitoreo y comunicación



Control de las variables del pozo:Atendiendo a las limitaciones más importantes de los sistemas BCP la solución BCP800-11 ofrece funciones que supervisan dinámicamente las variables cruciales del proceso.

- Con o sin instrumentación externa / fondo de pozo.- Torque - Control de limite.- Torque - Protección (Alto).- Protección baja carga (usuario define curva de carga).- Apagado - Control de Backspin.- Con instrumentación externa / fondo de pozo.- PI - control nivel de fluído.- Ajuste de rotación dependiendo de nivel, presión y temperatura.- Control (Sleep/Wakeup) según las condiciones en el fondo de

pozo (Alto/Bajo).- Protección contra presión elevada de fondo de pozo.

Todas estas funciones pueden ser adaptadas para presentar las variables en unidades de medidas propias de la industria petrolera.

Protección de torque límite:Mediante la tecnología de Control de Torque Directo (DTC) desarrollada por ABB, la solución para BCP ofrece un control preciso del torque necesario y del torque límite máximo para evitar la exposición al daño y aumentar el tiempo de vida de los equipos de la bomba.

Protección en carga:Los variadores ABB brindan una protección en condiciones de baja carga o bajo torque, como la excesiva presencia de gas en las cavidades de la bomba o desacople de la varilla helicoidal. Se puede establecer un tiempo prudencial de apagado controlado para identificar cuál de las dos situaciones se presentan, de esta forma se controla la sensibilidad del sistema de control de baja carga.



Control de Backspin.ABB, pensando en las necesidades de producción de la industria petrolera, desarrolló un potente sistema de control de Backspin que protege el sistema BCP y garantiza el retroceso controlado durante fallas por sobre torques, sobre presiones o durante paradas de mantenimiento previstas. La solución de BCP responde ante señales de parada prevista realizando una secuencia de apagado especializado para tener un control de velocidad de Backspin de las varillas de la bomba evitando que se vean sometidas a torques excesivos que puedan causar rupturas. Para tener una mayor rapidez en la parada del equipo, el ACS800 BCP, control program tiene un sistema de sensado del par para detectar un torque de backspin seguro y poder determinar la velocidad adecuada. En cortes prolongados de energía se activa la función de arranque automático la cual permite una captura en vuelo de la varilla, deteniéndola y acelerándola hasta alcanzar la velocidad de operación.

Estas aplicaciones propias de la tecnología ABB logran disminuir los tiempos de reinicio del proceso de producción durante paradas eventuales de las BCP y se traduce en menos pérdidas de tiempo útil de producción y más barriles producidos.

Solución levantamiento artificial,variador regenerativo ACS800-11

Referencia

P800P1020MD53

P800P1030MD53

P800P1040MD53

P800P1050MD53

P800P1060MD53

P800P1075MD53

P800P1100MD53

P800P1125MD53

Corriente

Amps

29

45

55

67

78

114

132

148

Potencia

HP

20

30

40

50

60

75

100

125

Frame

R5

R5

R5

R5

R5

R6

R6

R6


Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para levantamiento artificial, motores eléctricos de inducción jaula de ardilla ABB - BALDOR

Los motores de alta eficiencia, eficiencia Premium Super-E, IEEE 841 y a prueba de explosión, cuentan con un periodo de tres o más años de garantía. (Nuestros motores IEEE 841 tienen una garantía de cinco años)BALDOR como el mejor fabricante de motores eléctricos es responsable de un estricto control de calidad; el principio de construcción de los motores es siempre utilizar los mejores materiales como alambres de cobre de primera calidad, un núcleo mejor elaborado y laminaciones con acero altamente confiables.

La línea de motores ABB-BALDOR ofrece los más altos niveles de eficiencia y confiabilidad en motores con potencias que van desde ½ hp hasta 15.000 hp ,Motores Premium Eficiency.

Las menores pérdidas de ventilación y la experiencia de BALDOR como fabricante, ofrecen los motores con un menor incremento de temperatura y con la mayor confiabilidad del mercado.BALDOR es el líder de la industria en las calificaciones globales de eficiencia. Más del 96 por ciento de la energía utilizada por algunos de los motores de Baldor Súper-E se convierte en energía mecánica, esto reduce costos energéticos del motor debido a las bajas pérdidas.


Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para levantamiento artificial, motores eléctricos de inducción jaula de ardilla ABB - BALDOR

Motores IEEE 841 totalmente cerrados para ambientes hostiles

Los motores 841XL están diseñados para cumplir o exceder todos los requisitos de la especificación IEEE841 para los motores utilizados en la industria petrolera. Las características de los motores 841XL garantizan bajo mantenimiento en ambientes y aplicaciones que normalmente demandan un alto mantenimiento. Los motores BALDOR 841XL son una excelente opción cuando las condiciones son severas y la confiabilidad es importante.

Características:- Motores de eficiencia Premium que exceden los niveles de

eficiencia EPAct y eficiencia NEMA Premium®- El aislamiento clase F con incremento de temperatura B.- Factor de servicio de 1.15.- Grasa Exxon Polyrex®EM.- Garantía: 36 meses.- El estator y el rotor están completamente recubierto de epoxi para

una protección contra la corrosión.- Sistema de aislamiento que cumple con los requisitos establecidos

en la norma NEMA MG1 parte 31.4.4.2 para uso VFD y se consideran Inverter Ready.

Adaptaciones y configuracionesTropicalizado: Debido a las condiciones de temperatura que normalmente se presenta en el sector petrolero, ABB ofrece este servicio que permite aislar los motores con un recubrimiento especializado para evitar fallas en el motor a causa del mugre y la humedad del ambiente.

Rodamientos sellados: Los rodamientos sellados son una configuración de los motores que ofrece ABB, para evitar que la grasa interna del motor se vea afectada por la polución del ambiente y se reduzca la vida útil del mismo.

Conexión de cajas f1 o f2: Según los requerimientos del cliente, la caja de conexiones de los motores de ABB - Baldor pueden ser modificadas en el lado izquierdo o derecho debido a la simetría de los motores.

Resistencias de calefacción: Es una modificación que se realiza en el interior de los motores para no permitir la condensación del agua dentro del equipo y evitar posibles fallas.


0

300

600

900

1200

$1500168 horas porsemana, uso continuo

80 horas por semana, 2 turnos

40 horas por semana, 1 turno

Ahorros basados en un Baldor Super-E de 40 Hp con eficiencia de 94.5%, en

comparación con la eficiencia media de motores en uso (50 semanas/año)

Costo de la energía por KWH

¿Cuál es el valor de una mayor eficiencia?

Potencia (Hp)

Baldor®

Super-E

Eficiencia

media de

los motores

en uso

Valores de eficiencia de motores eléctricos

Eficiencias

de EPAct

Energía:

97.3%

Un rebobinado:

0.7%

Compra inicial:

2%

Aho

rro

s an

uale

s en

US

D

Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para el levantamiento artificial, ahorro de energía con motores Baldor AC

Haciendo que la eficiencia energética trabaje para usted

¿Por qué es Importante la eficiencia energética?Los sistemas accionados por motores eléctricos que se utilizan en procesos industriales consumen un 63% de la electricidad usada en el sector industrial estadounidense, según un informe del Departamento de Energía (DOE) de EE.UU., que fue publicado en 1998. Un informe del año 2002 indica que las empresas que aplicaban las “mejores prácticas” recomendadas por DOE realmente lograron un promedio del 33% de ahorros al implementar mejoras en la eficiencia de motores y sistemas motorizados, incluyendo el uso de controles de velocidad ajustable. El impacto positivo potencial en las utilidades de las empresas y en el medio ambiente es muy significativo.

El precio de compra es solo una pequeña parte del costo totalEl diagrama reproducido a la derecha muestra el típico costo de por vida de un motor de 100 Hp que funciona a servicio continuo durante 20 años. Como puede observarse, el precio original de compra es casi insignificante en comparación con el costo de la energía consumida por el motor durante su vida útil.

El software BE$T™ hace fácil calcular el período de recuperación de la inversiónPara facilitar al cliente el cálculo del período de recuperación de la inversión, la marca Baldor de ABB desarrolló el software BE$T(Baldor Energy Savings Tool). Este software ayuda a calcular el costo de energía y el ahorro en energía de los motores, así como el tiempo que lleva recuperar la inversiónEl BE$T Baldor Energy Savings Tool puede transferirse desde el premiado sitio Web de Baldor (www.baldor.com/support/ software_BEST.asp).


Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para el levantamiento artificial, transmisión de potencia mecánica DODGE-MASKA

Línea de Productos Dodge:La línea de productos de transmisión de potencia mecánica

®de Dodge puede ofrecer una solución para cualquier

necesidad. Puede proporcionar acoplamientos capaces de

aumentar la capacidad de torque, soportar desalineamiento de

los eje, prolongar la vida útil de los equipos y prevenir fallas

mecánicas inesperadas.

Las poleas de canal tipo clásicas y de tipo V DODGE/MASKA

para la Industria petrolera se pueden usar de manera adecuada

a las aplicaciones de bombas de cavidad progresiva, o para

cualquier aplicación existente. Todo esto fabricado bajo norma

ISO:9001 con maquinado de precisión (1/10000 Pulg), que

cumple o excede las normas industriales RMA/MPTA para un

funcionamiento suave y una larga vida útil del sistema.

Beneficios:- Instalación fácil y económica.

- No se necesita lubricante.

- Bajo nivel de mantenimiento y operación limpia.

- La elasticidad de las correas ayuda a disminuir el choque de

las cargas.

- Funcionamiento silencioso, sin contacto entre metales.

- Eficiencia mecánica hasta el 95 % perfiles en V.

- Bujes cónico de fácil montaje y desmontaje.

- Correas de mayor flexibilidad, con un contacto menor de

superficie para la disipación de calor.

- Menor deslizamiento.


Beneficios de los servicios que ofrece ABB

- Mayor fiabilidad: Basándose en los resultados de la evaluación

de los equipos, hay menos intervenciones por fallas

garantizando una operación segura y confiable.

- Menores costos operativos: ABB puede ayudar a reducir los

costos operativos en todas las etapas del ciclo de vida del

producto desde la etapa de preventa garantizando una correcta

selección y dimensionamiento de los equipos así como la

implementación de programas de mantenimiento preventivo.

- Mejora de productividad: Mantener la instalación en

funcionamiento es la prioridad número uno del grupo de

servicios de ABB, a través de planes de .mantenimiento

- Firma de contratos que incluya una combinación de servicios,

formación, asistencia técnica y mantenimiento preventivo y

correctivo.

- Más seguridad: Obtener asesoramiento de ABB en la etapa de

selección y dimensionamiento contribuye a la elección de los

productos adecuados con las funciones de seguridad

apropiadas. El asesoramiento en seguridad continúa durante la

etapa de instalación y puesta en marcha.

Selección y dimensionamientoABB ofrece el soporte y las herramientas para brindar al cliente

asesoría en la correcta selección y dimensionamiento de los

productos de acuerdo con sus aplicaciones particulares con el fin

ofrecer máxima eficacia y rendimiento de los productos.

Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para el levantamiento artificial, servicio y soporte


Soporte en instalación y puesta en marcha:Los manuales técnicos de ABB son exhaustivos e incluyen todos

los detalles necesarios para la instalación y posterior operación de

sus equipos.

ABB ofrece acompañamiento y soporte para la instalación y

puesta en marcha de sus productos, garantizando que estos

comiencen su operación en condiciones óptimas de

funcionamiento.

Entrenamiento y formación:ABB ofrece formación en productos y aplicaciones tanto de

manera presencial en las instalaciones de ABB o del cliente o a

través de Internet. Los cursos incluyen exposiciones teóricas y

ejercicios prácticos.

Soporte y servicio remoto:ABB ofrece servicios de monitorización remota que permiten

supervisar a distancia los equipos del cliente, sobre una base

contractual y utilizando conexiones seguras.

Gracias a la monitorización remota, es posible recolectar datos

relacionados con variables del proceso. El análisis de estos datos

ofrece una base para emprender actuaciones preventivas para

un funcionamiento óptimo.

Las ventajas de la monitorización remota incluyen: Conocer

mejor el proceso y sus variaciones, prevenir fallas potenciales y

maximizar los periodos de actividad del proceso.

Mantenimiento preventivo:Adoptar un plan de mantenimiento reduce el riesgo de fallas,

disminuye los tiempos de parada y prolonga la vida útil de los

equipos, reduciendo el costo operativo global y facilitando la

elaboración de presupuestos.

Los kits de mantenimiento específicos para cada equipo

contienen todas las piezas de recambio originales necesarias

para realizar una tarea de mantenimiento concreta.

El número de kits de mantenimiento específicos varía de un

equipo a otro y se seleccionan de forma diferente dependiendo

de su antigüedad. Los kits de mantenimiento resultan más

económicos que adquirir cada recambio por separado.

Soporte personal de servicio ABB:Dos Ingenieros de servicio ubicados en la ciudad de Bogotá con

cobertura nacional.

- Puesta en marcha.

- Capacitación personal campo.

- Mantenimiento.

- Reparación.

Stock de repuestos ubicados en las bodegas de Bogotá.

Respaldo de ABB Latinoamérica ubicada en Chile y de la casa

matriz de ABB ubicada en Suiza.

Bombas de Cavidad ProgresivaSoluciones especializadas para el levantamiento artificial, servicio y soporte


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