En el mercado actual, los requisitos de los sistemas de bombeo horizontal (HPS) incluyen:
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tiempo mínimo de instalación;
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tiempo mínimo de preparación;
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tiempo de inactividad mínimo;
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respeto al medio ambiente;
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durabilidad de operación;
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integración con sistemas SCADA de control y monitoreo.
Figura 1 – Ejemplo de un sistema de bombeo horizontal
Una parte esencial del HPS es un variador de frecuencia, que proporciona:
- durabilidad de la operación de la unidad;
- protección de equipos en caso de accidentes;
- ahorro de costos de energía;
- conformidad con los estándares IEEE 519;
- adaptación al sistema SCADA del cliente;
- minimización del tiempo de inactividad para mantenimiento y reparación;
- operación fácil;
- minimización de la huella para la instalación de equipos.
Triol Corporation tiene una vasta experiencia en la industria de producción de petróleo. Triol cumple con los altos requisitos para equipos sumergibles y de superficie y supera la maximización de la eficiencia de HPS en funcionamiento mediante el uso del variador de velocidad Triol AK06.
Un componente de cualquier HPS es el motor. Por lo general, el VDS está ubicado cerca del motor y no hay necesidad de una línea larga. Es común configurar un VDS sin usar un filtro de salida, lo que minimiza la caída de voltaje en la salida del VDS y permite que las terminales de entrada del motor tengan el voltaje nominal o el voltaje dentro de la tolerancia del motor. Sin embargo, no usar un filtro, específicamente un filtro de onda sinusoidal, genera un voltaje no sinusoidal, aumenta el calentamiento de los devanados del motor y reduce la vida útil del motor. Los motores viejos y reacondicionados son susceptibles a estas influencias.
Triol Corporation ofrece VDS con un filtro de onda sinusoidal incorporado para operar como la parte HPS bajo la condición de operación del motor en el modo suave cuando el motor no está completamente cargado. La aplicación del filtro de onda sinusoidal proporciona THDu ≤ 5% y, por lo tanto, reduce el calentamiento de los devanados del motor, el envejecimiento del aislamiento y, en condiciones en las que el motor no está cargado, se reduce el desgaste mecánico de los pares de fricción. En suma, estas ventajas aumentan la durabilidad y confiabilidad del motor y del equipo.
Figura 2 - Forma de voltaje después del filtro de onda sinusoidal
Dado que el volumen de la mezcla gas-líquido bombeada puede ser de hasta 70.000 bpd, detener el equipo para repararlo puede generar pérdidas financieras significativas. Los sistemas HPS están equipados con sensores y sistemas de advertencia para proteger el equipo.
El VDS Triol permite el uso de una amplia gama de entradas/salidas para manejar señales externas, lo cual se logra instalando unidades de expansión que tengan hasta 20 entradas digitales (Din) y hasta 10 salidas digitales (Dout), o hasta 22 entradas analógicas (Ain) y 8 salidas analógicas (8 Aout), dependiendo de la unidad de expansión configuración.
Figura 3 - Configuraciones de unidades de expansión VSD Triol
También es posible reemplazar rápidamente la unidad cuando, por ejemplo, cambia a otro tipo de sensor.
Figura 4 - Compartimento de conexión del módulo de expansión
El software permite la configuración completa de sensores externos, desde establecer un nombre de sensor único para la comodidad del personal de mantenimiento hasta establecer los límites operativos del sistema en función de los datos recibidos de los sensores.
Figura 5 - Configuración de I/O en el menú UMKA07
El VDS permite ajustes automáticos del voltaje óptimo. El punto de referencia para el voltaje óptimo es la corriente mínima de funcionamiento del motor. La selección automática del voltaje óptimo permite seleccionar el voltaje del motor en función de las condiciones de funcionamiento del motor. La selección automática se realiza en modo cíclico dentro de un intervalo preestablecido después de configurar la frecuencia de operación y/o después de cambiar la velocidad de rotación del motor. Este modo ahorra hasta un 10% de la energía consumida por toda la aplicación.
Triol Corporation dispone de soluciones con filtro pasivo incorporado en las líneas CP y LH. Estas líneas permiten que la desviación de THDi de entrada se mantenga por debajo del 5% con una carga del 25% al 100%. La diferencia entre las líneas es el grado de protección del gabinete: NEMA4/4X para la línea CP y NEMA3R para la línea LH.
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Figura 6 - Descripción general de la línea AK06 CP (izquierda) y la línea LH (derecha)
Una parte integral de la operación de los sistemas modernos es el control tecnológico remoto de procesos, que permite reducir los costos operativos de los equipos. Triol Corporation tiene una excelente experiencia conectando sus variadores de frecuencia al sistema SCADA del cliente.
Figura 7 - El panel de control de procesos tecnológicos automatizado
Los VDS cuentan con la posibilidad de conexión al sistema SCADA mediante interfaces de comunicación RS232 y RS485. El software admite el intercambio de datos a través del protocolo de comunicación Modbus en el sistema SCADA del usuario. Lo importante es que también es posible agregar datos a los parámetros del variador de frecuencia, pero también conectar sensores y sistemas externos al sistema SCADA.
Figura 8 - ACS en el ejemplo de Triol ITA
El controlador HMI UMKA07 permite configurar el control en el menor tiempo debido a la visualización de varios niveles de los submenús.
Figura 9 - Ejemplo del menú del UMKA07
El diseño del módulo permite minimizar el tiempo de reparación del VDS. Cada módulo se puede reemplazar en menos de 30 minutos.
Figura 10 - Compartimento de alimentación por el ejemplo de AK06 línea RD
Sobre la base de nuestra experiencia en plataformas marinas, Triol ha optimizado el diseño de VDS de los compartimentos y las unidades para lograr el espacio de VDS más pequeño posible, lo que le permite reducir sus pérdidas logísticas y el espacio necesario para instalar su equipo.
Triol - Soluciones desde la producción de petróleo hasta la entrega al usuario final
