Automatización de la medición del nivel de líquidos en bombas sumergibles eléctricas (ESP)

Transcripción

1 Nivel de líquido sin sensor Nueva técnica mide el nivel de líquido del entubado en bombas sumergibles eléctricas (ESP) sin usar un sensor en la perforación. Controlador de bomba de vara El nuevo controlador de bomba de vara RPC de Unico aporta control y monitoreo económico En los números futuros Espere estos temas en los próximos números. Versión fácil de imprimir Suscribir Enviar a un amigo Terminar suscripción Automatización de la medición del nivel de líquidos en bombas sumergibles eléctricas (ESP) por Rick Tennessen gerente de la división de petróleo y gas El nivel de líquido del entubado es un parámetro importante en el uso de bombas sumergibles eléctricas (ESP) para producir petróleo y gas. Un operador de pozos enfrenta continuamente el reto de enfatizar el factor de producción o el de protección. Edición 18 Edición 9 Edición 17 Edición 8 Edición 16 Edición 7 Edición 15 Edición 6 Edición 14 Edición 5 Edición 13 Edición 4 Edición 12 Edición 3 Edición 11 Edición 2 Edición 10 Edición 1 La producción debe aumentarse sin bajar el nivel de líquido al punto en que a la bomba le escasee el líquido que necesita para enfriar. Si se reduce demasiado el líquido, una carga insuficiente o condición de bomba apagada desactivará la bomba, dejando el pozo sin producir, potencialmente durante horas, mientras se drena y llena de nuevo el tubo. Los operadores de sistemas ESP usan diversos métodos para medir niveles de líquidos. Uno de los métodos más populares es el uso periódico de un instrumento como un ecómetro para determinar acústicamente los niveles de Oil & Gas Automation Solutions es una publicación de Unico, Inc. Desde 1967 Unico, Inc Nicholson Rd. P. O. Box 0505 Franksville, WI fax oilgas@unicous.com líquido. Este método requiere intervención manual, está sujeto a error humano y no aporta la medición continua necesaria para el control de circuito cerrado del nivel de líquido. En aplicaciones críticas, pueden usarse sensores de presión de la perforación para superar estas limitaciones. Sin embargo, los medidores de perforaciones son costosos y a menudo lamentablemente no son de fiar. La solución ideal sería un medio automatizado de medir el nivel de líquido que eliminaría el equipo adicional totalmente. Las unidades ESP de Unico ofrecen una solución de este tipo. Emplean un método único patentado para

2 unicous.com Copyright 2008 Unico, Inc. Todos los derechos reservados. Todas las designaciones comerciales se indican sin referencia a los derechos de sus propietarios respectivos. determinar el nivel de líquido del entubado sin usar un sensor de presión de la perforación. Las unidades están diseñadas para medir precisamente la velocidad y torsión del motor dentro de la perforación. El software de estimación del nivel de líquido dentro de la unidad usa estas mediciones precisas para sondear periódicamente la presión diferencial de la bomba. A su vez, esa presión se usa, junto con otros parámetros de pozo y bomba, para estimar el flujo de líquido de la bomba, la presión de entrada de la bomba y el nivel de líquido del entubado. Además, la unidad también aporta regulación de circuito cerrado del nivel de líquido del entubado usando su estimado de líquido del entubado. Se han efectuado pruebas de campo para evaluar el rendimiento de la medición del nivel de líquido sin sensor. En una prueba, realizada en un pozo ESP en el oeste de Texas, las mediciones de nivel de líquido de la unidad se compararon con las de un ecómetro. Para evaluar la constancia del estimado del nivel de líquido a distintas velocidades, se varió la velocidad de la bomba a intervalos de 36 minutos desde 64 Hz hasta 58 Hz, luego de nuevo subiendo a 68 Hz en incrementos de 2 Hz. La unidad muestreó el nivel de líquido del entubado cada nueve minutos, además se usó el ecómetro cada 36 minutos al terminar cada intervalo. Los resultados aparecen a continuación. El nivel de líquido del entubado de la unidad Unico (rosa) se compara con la columna de líquido equivalente del ecómetro (azul). Nivel de líquido del entubado, según lo mide una unidad ESP de Unico, comparado con mediciones del nivel de líquido con ecómetro a distintas velocidades de bomba. La técnica sin sensor proporciona una medición automatizada continua. Las mediciones de nivel de líquido del entubado fueron generalmente

3 coincidentes con los estimados del ecómetro de la columna de líquido equivalente. Al variar la velocidad de la bomba de 58 a 68 Hz no se vieron afectadas las lecturas del nivel de líquido del entubado aparte de lo esperado por el efecto de los cambios en el flujo de la bomba durante la prueba. Las mediciones de Unico y Echometer seguidas dentro de 40 pies durante las pruebas. Existe un factor de ajuste en el sistema de Unico que puede usarse para hacer concordar mejor los estimados. Usando una compensación de 20 pies se colocarían las mediciones de Unico dentro de 20 pies de las del ecómetro. Una prueba posterior con software revisado la puso dentro de 25 pies de las mediciones con ecómetro y la detección real de la condición de bomba apagada o nivel cero de líquido. Las lecturas de ecómetro fueron algo retardadas con respecto a las mediciones de Unico, lo cual podría deberse a errores potenciales en ambos métodos. La causa de la demora y las magnitudes relativas de error de los dos tipos de medición podrían resolverse mediante una comparación con un sensor calibrado de perforación. Este método de medición de nivel de líqiudo solamente requiere el cabezal de bomba base y la profundidad de entrada de la bomba, parámetros que están inmediatamente disponibles por los datos de configuración de pozo y no están sujetos a interpretación. La ventaja de la medición continua y automatizada del nivel de líquido del entubado es que el nivel de líquido puede regularse automáticamente mediante la unidad. El control del nivel de líquido en circuito cerrado se tratará en la siguiente edición de Solutions. Para conocer más detalles sobre la medición del nivel de líquido sin sensor, contáctenos. Ir arriba Nuevo controlador de bomba de vara RPC aporta una sofisticación económica El nuevo controlador de bomba de vara RPC recientemente introducido por unico aporta un control de bomba apagada avanzado y capacidades de monitoreo para sistemas de bombeo de vara succionadora. La unidad ofrece muchas de las

4 características de las unidades de velocidad variable SRP de Unico en un paquete compacto, económico para usar con un controlador de motor separado. El sistema RPC regula el nivel de líquido en un pozo al hacer ciclos inteligentemente del motor de la bomba dependiendo del influjo del pozo. La unidad monitorea como va llenándose la bomba al evaluar continuamente el trazado de dinamómetro de la perforación y enciende la bomba siempre que el llenado baje de un umbral especificado. El controlador determina automáticamente el tiempo de ciclo óptimo. Al responder a condiciones de la perforación, el controlador RPC mejora la eficiencia del sistema y prolonga la vida útil del equipo al hacer funcionar la bomba solamente cuando sea necesario. Una ventaja única del controlador RPC es su capacidad de operar sin una celda de carga. La tecnología sin sensor patentada determina la carga de vara pulida sin la complejidad adicional y el gasto de los sensores de hardware. En el modo sin sensor, el controlador determina los trazados de dinamómetro de la perforación y la superficie, así como lo hace si hay una celda de carga conectada. La unidad también acepta una variedad de otros sensores de entrada, incluyendo un inclinómetro de posición de haz, sensores de corriente del motor y voltaje, además de sensores de presión de entubado. Los sensores de motor permiten que la unidad monitoree la torsión de la caja de engranajes para proteger el sistema contra sobrecargas. Se usan los sensores de presión para principalmente para adquirir datos. La precisión del método sin sensor de Unico de generar trazados de dinamómetro se midió en un pozo cerca de Carlsbad, Nuevo México, usando una celda de carga de vara pulida para comparar. Ambos métodos muestran una carga pico de unas 23,000 libras y una carga mínima de 9,000 libras. La apariencia dinámica de los dos métodos de medición es casi idéntica. Las características de control adicionales incluyen una función de ahorro de tarifa de servicio público, reinicio automático, nivel de activación de llenado de

5 la bomba adaptable, verificación de contrabalanceo automática, recordatorios de servicio de aceite/correas/caja de engranajes, un simulador del sistema de bombeo y mucho más. Un procesador de señal digital (DSP) proporciona el poder computacional. El controlador RPC monitorea la información crítica de producción y rendimiento del pozo y la pone a disposición a través de su pantalla gráfica incorporada o mediante telemetría a distancia. Esta información incluye diagramas dinamométricos de la perforación y superficie en tiempo real y pronosticados; medición diaria de la producción de líquido, fuga, velocidad de bomba y llenado de bomba; datos de vara, bomba, caja de engranajes, líquido y potencia; registro de fallas y eventos; un muestreador de datos configurable por el usuario y mucho más. Las opciones de comunicación remota incluyen sistema inalámbrico, de radio, celular y satelital. Se suministra una conexión de antena. Los productores pueden vigilar las operaciones diarias sin tener que visitar físicamente cada pozo usando el servicio opcional Global de Monitoreo y TM Control de Unico GMC (Global Monitoring and Control). El sistema GMC combina la recopilación de datos inalámbricos en tiempo real con un frente de host sofisticado para ofrecer monitoreo basado en la Web las 24 horas, análisis histórico, informes automatizados y notificación de alarmas para cualquier número de pozos. Los operadores pueden ver datos para un pozo individual, todo un campo de pozos o todos sus campos simultáneamente. El controlador RPC también pueden usarse en forma de interfaz con paquetes populares de software, como Case y Theta. TM La unidad RPC puede operarse monofásicamente a 115/230 V CA o con 460 V CA usando un transformador opcional. Los puntos de E/S configurables con convertidores enchufables se adaptan a una amplia variedad de voltajes de CA y CC así como salidas de contactos de relé. Las unidades RPC se han diseñado para soportar los ambientes rudos de los campos petroleros. Un alojamiento de policarbonato resistente NEMA 4R protege el control, mientras una ventana acrílica transparente resguarda la pantalla de cristal líquido permitiendo a la vez que el operador tenga acceso al teclado y los botones. Para conocer más detalles sobre el controlador de bomba de vara RPC, contáctenos. Ir arriba

6 En números futuros... Próximamente aparecerán los artículos indicados en los números futuros de Oil & Gas Automation Solutions: Cómo controlar el nivel de líquido del entubado en ESP Pruebas de campo de los métodos para eliminar bloqueo e interferencia de gas de la bomba de vara Reducción del consumo de energía y mejoramiento del factor energético de las bombas de viga Uso de un modo economizador de torsión para mejorar la eficiencia y reducir la tensión de la caja de engranajes Opciones de control para superar perturbaciones de energía Pérdida de producción de gas metano debido al sobrebombeo de los pozos CBM Uso de unidades de bombeo de bajo perfil CRP y LRP con sistemas móviles de irrigación El contrabalanceo de aire aumenta la capacidad de extracción de la bomba de vara lineal LRP Ir arriba