Soluciones para la industria de petróleo enlevantamiento artificialBombeo Mecánico

División de Automatización Discreta y Control de Movimiento

Maximizar el volumen de producción, conservar el capital y los costos operativos bajo control son aspectos críticos que afrontan las industrias del sector de petroleos. Los costos de inactividad son excesivamente altos y deben ser minimizados. Por eso, los equipos y el proceso de producción debe brindar la confiabilidad que permita evitar al máximo los contratiempos.ABB ofrece soluciones y aplicaciones que garantizan la eficiencia, calidad y confiabilidad que contribuyen a una operación competitiva a lo largo de la cadena de abastecimiento.

2 Automatización Discreta y Control de Movimiento | ABB Bombeo mecánico

ABB | 3 Bombeo mecánico Automatización Discreta y Control de Movimiento

4 Automatización Discreta y Control de Movimiento | ABB Bombeo mecánico

Los motores A Prueba de Explosión de Baldor son fácilmente reconocibles por su placa de fábrica, que incluye los logotipos de aprobación de agencias de listado así como toda la información específica sobre Clase, Grupo y Código de Temperatura.

Soluciones especializadas para la industria del petróleoVariadores de velocidad

El firmware de control de bombeo mecánico de ABB mejora la fiabilidad y prolonga la vida útil de las bombas.

¿Qué es levantamiento artificial?

“Pump off control” (POC)

El control de bombeo mecánico es un firmware de aplicación

adicional para variadores industriales ABB, con un rango de

potencias desde 25 hp hasta 150 hp.

El firmware es adecuado para aplicaciones de levantamiento

artificial de petróleo en el cual se utiliza una bomba mecánica tipo

balancin. El programa mejora la fiabilidad de la bomba, aumenta

su esperanza de vida y reduce al mínimo el costo de

mantenimiento global. También reduce el estrés mecánico del

equipo global.

Minimizando el número de ciclos de carga dentro de cada stroke

se reduce el desgaste en las varillas. Esta disminución de los

ciclos de carga reduce además el número de impactos entre la

varilla y la tubería. La reducción del estrés de la varilla da al

usuario la opción de aumentar los strokes por minuto,

incrementar la duración del stroke, disminuir la bomba o cambiar

a una bomba de mayor capacidad.

El control de bombeo mecánico ofrece cuatro macros pre-

programados que se pueden seleccionar dependiendo de las

propiedades del pozo de petróleo.

Usando la función "pump off control", la bomba funciona

continuamente bajo condiciones normales; a medida que el flujo

de entrada cambia, la velocidad de la bomba cambia

automáticamente.

La terminología de la industria petrolera es utilizada en las señales

y parámetros de los variadores.

Sistemas de bombeo adicional se hacen necesarios cuando el

crudo del petróleo no fluye por presión natural. Esto se produce

cuando hay una alta viscosidad, baja presión en el pozo o crudo

pesado o extra pesado. En tales casos, el petróleo se extrae

mediante la inyección de agua, vapor, gases, etc.

El petróleo se bombea hasta el nivel del suelo mediante el uso de

bombas mecánicas, bombas de cavidad progresiva o bombas

electrosumergibles.

POC se utiliza para mantener un nivel constante de fluido en el

pozo. La velocidad de la bomba se ajusta automáticamente a la

velocidad de entrada de flujo. Esto evita el "pump off", reduce el

estrés mecánico y asegura una producción optimizada.

El variador mantiene un nivel de líquido predeterminado por

encima de la bomba asegurando una presión constante y optima

en el fondo del pozo.

ABB | 5 Bombeo mecánico Automatización Discreta y Control de Movimiento

POC mide la energía por stroke y la compara con una medición

completa del pozo que es determinada durante el arranque. El

variador aumenta o disminuye la velocidad para mantener el “set-

point” de energía.

Un interruptor de proximidad es el único sensor que se requiere

para determinar la posición de un upstroke.

Esta función permite que la bomba arranque y pare en un período

especificado en un ciclo continuo. Este ciclo on/off está diseñado

para un pozo que se conoce en donde el "pump off control" no

es posible su uso o no se requiere.

Tiene disponibles señales que muestran el tiempo restante de

funcionamiento y de llenado.

El control de carga inversa permite que la bomba responda

inversamente a una entrada. Normalmente, la entrada de control

de carga inversa es la corriente o torque vistas por el motor. La

referencia de velocidad del motor es recortada por la relación de

la carga nominal configurada dividida por la entrada de carga.

La función de control de doble velocidad permite al operador de

la bomba hacer un ajuste completo de dos velocidades, uno para

el upstroke y otro para el downstroke, durante cada stroke de la

unidad de bombeo. El usuario puede definir la posición del stroke

donde requiere que el ajuste de velocidad ocurra.

On/off timer.

Control de carga inversa.

Control de doble velocidad.

Funciones de protección.El firmware de control de bombeo mecánico ofrece varias

funciones de protección que son comunes en todos los

variadores industriales ABB. Adicionalmente, las siguientes

funciones de protección están diseñadas especialmente para

aplicaciones de bombeo mecánico:

- Rod-string flotation protection.Esta protección reduce la referencia de velocidad de la bomba

cuando una condición de “Rod-string flotation” se detecta. La

condición de flotación se detecta mediante la comparación entre

la tensión de funcionamiento mínima y el límite de flotación.

- Protección térmica.Un total de tres funciones de temperatura configurables por

separado se proporcionan para la protección térmica del motor y

la unidad de bombeo.

- Protección de presión.Un total de tres señales de presión configurables por separado

del transductor pueden ser configuradas para proporcionar

eventos de alarma o fallo de las siguientes señales: Presión de la

carcasa, presión de la tubería y presión de entrada.

Todas las señales de presión se adaptan a las unidades estándar

de la industria del petróleo.

- Protección de torque límite.Proporciona protección contra las condiciones de torque alto,

que pueden causar daño o condiciones de torque bajo lo que

indica un problema con la unidad de motor/bomba.

6 Automatización Discreta y Control de Movimiento | ABB Bombeo mecánico

ACS800-11 es un variador regenerativo y de bajo nivel de armónicos, dedicado para aplicaciones de levantamiento artificial en la industria petrolera colombiana, que cumple con todos los requerimientos relacionados con temperatura, humedad, iluminación, seguridad y normatividad técnica. Como estándar ofrece un desempeño de control confiable, macros de aplicación específicos para bombas de levantamiento artificial y una interface de usuario fácil de utilizar. Un diseño pensado para la industria petrolera.

El ACS800-11 incluye un software de aplicación estándar para bombas superficiales y otras aplicaciones básicas. Sin embargo, este puede ser ordenado con un software específico para Rod Pump (bombeo mecánico).

Características estándar- 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/IP54.

- Panel de operación alfanumérico, multilingüe,

con asistente de puesta en marcha.

- Macros de aplicación para Rod Pump y PCP.

- Interruptor automático principal.

- Descargador de sobre tensión (DPS).

- Enfriamiento a través de ventilación forzada, eliminando la nece-

sidad de aire acondicionado.

- Variador regenerativo con bajo

nivel de armónicos.

Beneficios- Producto adaptado 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.

- Amplia gama de opciones para cubrir todos los entornos y

condiciones.

- Disponible con macros de aplicación específicos para todos los

tipos de levantamiento artificial.

- Comunicación disponible para la interacción con un PLC o

sistema SCADA.

ABB | 7 Bombeo mecánico Automatización Discreta y Control de Movimiento

ACS800-11+N3R

Datos técnicos

Código de orden

Valores nominales Uso con sobrecarga ligera Uso para trabajo pesado

I2hdA

PNhp

PNkW

I2NA

ImaxA

Icont. maxA

Alimentación trifásica de voltaje 380 V, 400 V, 415 V, 440V, 460 V,480 V or 500 V

ACS800-11-0020-5+N3R

ACS800-11-0025-5+N3R

ACS800-11-0030-5+N3R

ACS800-11-0040-5+N3R

ACS800-11-0050-5+N3R

ACS800-11-0060-5+N3R

ACS800-11-0070-5+N3R

ACS800-11-0100-5+N3R

ACS800-11-0120-5+N3R

31

36

47

58

70

82

120

139

156

52

61

68

90

118

144

168

234

264

29

34

45

55

67

78

114

132

148

18,5

22

30

37

45

55

75

90

110

25

30

40

50

60

75

100

120

150

25

30

40

47

57

62

88

114

125

Phdhp

PhdkW

15

18,5

22

30

37

37

55

75

75

25

30

40

50

60

75

100

100

20

Frame Size

R5

R5

R5

R5

R5

R5

R6

R6

R6

Características del Gabinete.- Filtros de entrada y salida.

- Montaje en poste o autosoportado.

- Parada de emergencia.

- Potenciómetro análogo.

- Botonera para operación local.

- Pilotos indicadores de operación.

- Resistencia de calefacción.

- Interruptor principal con mando giratorio.

- Guardamotor industrial.

- Programador horario digital.

- Descargador de sobretensión.

- Bombilla de iluminación.

- Termostatos para calefacción y ventilación.

- Kit de ventilación (alimentador y extractor).

- Transformador de Control 480/220-110V.

Dimensiones y Pesos

Frame

R5

R6

(m m)

(in)

1300

51.18

1400

55.12

900

35.43

900

35.43

600

23.62

650

25.59

Und. Altura Anchura Profundidad

(m m)

(in)

Frame

R5

R6

(kg)

(lb)

Und. Peso

(kg)

(lb)

300

600

350

700

8 Automatización Discreta y Control de Movimiento | ABB Bombeo mecánico

ABB y su línea de motores C.A. y C.C., a prueba de explosión

Baldor

Motores A Prueba de Explosión.

Más de 500 capacidades de motores en inventario.

El motor correcto para sus aplicaciones en ambientespeligrosos.

Las aplicaciones típicas de usuarios en ambientes Clase I (vapores y gases inflamables) incluyen:

Desde la década de 1940, cuando presentó su primer motor a

prueba de explosión, Baldor ha diseñado y fabricado motores

que cumplen con las normas de la industria o las exceden,

ofreciendo seguridad, eficiencia energética y máxima

confiabilidad.

Cuando se especifica un motor a prueba de explosión, se puede

tener la confianza de que cumple con sus especificaciones y aún

más. ABB a través de su linea Baldor sigue las especificaciones al

pie de la letra y luego toma pasos adicionales, escucha

atentamente a los usuarios de motores y aprende a partir de sus

experiencias. iseña y fabrica

motores que ofrecen un rendimiento confiable y establece

relaciones a largo plazo con sus clientes al exceder sus

expectativas.

ABB ofrece a sus clientes una amplia gama de motores Baldor a

prueba de explosión de C.A. y C.C., directamente

disponibles en inventario incluyendo su selección de motores

de eficiencia premium o de eficiencia estándar en capacidades

de 1/4 a 300 Hp. Los motores que no están en inventario se

entregan aproximadamente en diez días hábiles.

ABB ofrece una amplia gama de motores certificados para uso

en lugares peligrosos o en ambientes potencialmente peligrosos

donde hay presencia constante o esporádica de concentraciones

de vapores, polvo y/o gases combustibles.

- Áreas de pintura por rociado y acabado.

- Plantas de provisión pública de gas.

- Plantas refinadoras de petróleo.

- Sitios de distribución de petróleo.

- Instalaciones de limpieza en seco.

- Tanques de inmersión que contienen fluidos inflamables

o combustibles.

- Plantas donde se extraen solventes.

ABB a través de su linea Baldor d

- Áreas donde hay anestésicos inhalatorios.

- Instalaciones donde se fabrica o utiliza nitrocelulosa

(clase II también).

- Hangares y áreas de servicio de combustible para aviones.

- Estación de gasolina.

- Molinos harineros.

- Fábricas de piensos.

- Elevadores de granos e instalaciones de manejo de granos.

- Fábricas y áreas de almacenamiento de fuegos artificiales.

- Áreas de manufactura y almacenamiento de aluminio.

- Áreas de manufactura y almacenamiento de magnesio.

- Instalaciones de preparación y manejo de carbón.

- Áreas de manufactura y almacenamiento de almidón.

- Fábricas de confituras.

- Plantas de fabricación, empaque y almacenamiento de cacao

y azúcar pulverizada.

- Plantas de molienda y almacenamiento de especias.

A medida que países y regiones a través del mundo van

estableciendo niveles mínimos de eficiencia para motores, más y

más empresas adquieren productos Super-E Baldor • Reliance

de ABB. Esto incluye aplicaciones en plantas y en procesos, así

como productos para OEM (fabricantes de equipos originales)

que se envían al exterior.

Los motores Super-E cumplen con, o exceden los niveles de

eficiencia definidos por la Ley de Seguridad e Independencia

Energética (EISA) de 2007 en los Estados Unidos, NRC en

Canadá, y el nivel IE3 de IEC 60034-30 en Europa. Los motores

Super-E cumplen con las eficiencias NEMA Premium

Las aplicaciones típicas de usuarios en ambientes Clase II(polvos combustibles) incluyen:

Liderazgo en eficiencia premium.

®.

Se ofrece una amplia selección de motores de eficiencia

premium, disponibles en inventario, fabricados y comercializados

por una compañía dedicada a elaborar los mejores productos

para industrias en todo el mundo. No es de asombrarse entonces

que, la multinacional suiza ABB, con su resiente adquisición de

Baldor sea hoy considerada líder mundial en motores y controles

energéticamente eficientes.

ABB | 9 Bombeo mecánico Automatización Discreta y Control de Movimiento

ABB y su línea de motores Baldor C.A. y C.C., a prueba de explosión

Ahorro de energía

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 fuera

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 total.

El software BE$T™ (Baldor Energy Savings Tool) hace fácil calcular el período de recuperación de la inversión

El 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.

Para facilitar al cliente el cálculo del período de recuperación de la

inversión, la marca Baldor de ABB desarrolló el software BE$T

Ahorros basados en unBaldor Super-E de 40 HPcon eficiencia de 4.5%,en comparación con laeficiencia media de losmotores en uso(50 semanas/año)

(Baldor Energy Savings Tool, es decir herramienta Baldor para el

ahorro de energía). 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 inversión. Una popular característica del

BE$T es que permite al usuario comparar hasta tres motores,

dándole la información necesaria para tomar decisiones con base

en un análisis comparativo.

El BE$T Baldor Energy Savings Tool puede transferirse desde el

premiado sitio Web de Baldor (www.baldor.com/support/

software_BEST.asp), o lo puede conseguir en CD-ROM en la

oficina principal de ABB en Bogotá, en sus sedes regionales

Barranquilla, Medellín, Cali y Bucaramanga o a través de los

canales de venta autorizados de ABB.

10 Automatización Discreta y Control de Movimiento | ABB Bombeo mecánico

Soluciones especializadas para la industria del petróleoTransmisión de potencia mecánica

Las Poleas en V DODGE de ABB para la industria petrolera son especialmente fabricadas para aplicaciones de bombas tipo balancin manufacturadas según normas de calidad ISO 9001 con maquinado de precisión (1/10000 Pulg ) que cumple o excede las normas industriales RMA/MPTA para un funcionamiento suave y larga vida útil de la correa.

Las Poleas se suministran balanceadas estáticamente para velocidades periféricas de hasta 6500 pies por minuto.

Igualmente las correas en V de DODGE son de construcción tipo

cuerda de cable envolvente en su interior que ofrece mayor

estabilidad en transmisiones de larga distancia entre centros que

asegura mayor tolerancia a las cargas de choque. Así mismo,

fabricamos correas dentadas energéticamente eficiente que

permiten manejar mayores capacidades de potencia (HP) en

poleas de menor tamaño que requieren menos correas, para un

accionamiento más compacto.

- Poleas y correas de perfil en V tipo: “A”, “B”, “A/B”,“C”, “D”, 3V”,

“5V”, “8V”, “E”, “C”, rangos de potencia 1HP a 500HP.

- Poleas sincrónicas de HTD,HT 200, HTRC.

- Bujes de montaje tipo taper lock y QD.

- Materiales disponibles para fabricar, hierro fundido, hierro dúctil,

acero.

- 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 y un contacto con mayor

superficie para la disipación de calor.

- Menos deslizamiento.

Características estándar.

Beneficios.

ABB | 11 Bombeo mecánico Automatización Discreta y Control de Movimiento

Contáctenos

Sede administrativa:Bogotá D.C.

Avenida Cra. 45 No. 108-27,

Torre 1, Piso 12

Centro Empresarial Paralelo 108

(Autopista Norte)

Tel.: (571) 417 8000 - Fax: (571) 415 6498

Línea de Atención Nacional018000 522 226

e-mail: ventas.automatizacion@co.abb.com

Sede industrial:Bogotá D.C.

Cra. 100 No. 25 D–61

Tel.: (571) 417 8000

Fax: (571) 415 6498

Fábrica de TransformadoresDosquebradas – Risaralda

Calle 16 No. 15–124 Zona industrial

La Popa

Tel.: (056) 313 6500

e-mail: transformadores@co.abb.com

Sede Regional AntioquiaMedellín

Edificio Torre Oviedo, Oficina 505

Carrera. 43 A # 8 sur - 15

Tel.: (054) 321 5822

Síguenos en:

ABB Drives

Sede Regional Costa NorteBarranquilla

Calle 77B No. 59–61 Torre II Of. 902

Centro Empresarial Las Américas

Tel.: (055) 369 2667/68

Sede Regional OccidenteCali

Calle 64 Norte No. 5B–146 Of. 410G

Edificio Centro Empresa

Tel.: (052) 681 7531 - 681 7494 -

681 7490

Sede Regional OrienteBucaramanga

Calle 43 No. 29–13 Of. 506

Edificio Tempo II

Tel.: (057) 634 5552

www.abb.com.co