bcp solucion de automatizacion

Solución de AutomatizaciónPara los Sistemas PCP

Weatherford CPS Weatherford CPS Production OptimizationProduction Optimization

Ing. Carlos Gonzalez A.

Sistema PCPSistema PCPAspectos GeneralesAspectos Generales

•Hoy día, la mayoría de los sistemas PCP alrededor del mundo son controlados por la interpretación de parámetros en superficie (Torque, Velocidad, Flujo, etc.)

•La Optimización del sistema requiere información adicional la cual la podemos obtener por medio de sensores de fondo los cuales nos suministran información de presión y temperatura en el fondo

•Es necesario construir una relación de confiabilidad en el sistema y su bajo costo para minimizar los costos operativos

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Sistema PCPSistema PCPPuntos de AutomatizacionPuntos de Automatizacion

1. Presión Estatica del Yacimiento2. Presión y Temperatura de Entrada a la bomba3. Presion y Temperatura de Salida a la bomba4. Presion de Tuberia en Cabezal5. Presion de Casing en Cabezal6. Tasa de Flujo7. Sistema de Velocidad (RPM)8. Sistema Total de Torque

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1,2. Presion y Temperatura de Entrada a la bomba y nivel de fluido:

• Cuando el sistema esta parado se lee la presion y se determina la condicion estatica del yacimiento• Cuando el sistema se encuentra en una condicion dinamica esta presion hace bajar 2 fuerzas, la del nivel de fluido y la presion del gas actuando sobre el fluido

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3. Presion y Temperatura de Salida a la bomba

• Monitorea el desempeño de las fuerzas hidraulicas dentro del tubing de produccion asi como la fuerza hidraulica en el cabezal, tambien se monitorean las perdidas por friccion• Junto con la presion de entrada a la bomba (2) ayuda a determinar la diferencial de presion a traves de la bomba.• Esta presion leida puede enviarse al VFD como una señal de 4-20mA. El software del variador puede visualizar la diferencia entre entrada y salida y realizar los ajustes necesarios para proteger la bomba de sobrepresiones

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4. Presion de Tuberia en Cabezal

• Monitorea el desempeño del flujo en la linea de produccion de superficie previniendo cualquier sobrepresion o alguna restriccion en el flujo, enviando una señal al variador y este a su vez realizaria una parada de emergencia para evitar daños mayores en el sistema, si por el contrario la señal es baja se podria configurar para realizar una alarma o parada para evitar derramamientos de petroleo por desconeccion de la linea de produccion.

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5. Presion de Casing en CabezalJunto con la presion de entrada a la bomba (2) ayuda a prevenir que la bomba funcione en vacio.

• Si esta presión esta siendo venteada, no tendrá ningún efecto• Si esta presión incrementa entonces el valor puede ser restado de la presión total del fondo. Este valor nos daría con verdadera presicion el nivel de fluido

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6. Tasa de Flujo:• Indica el volumen total del flujo que se esta produciendo• Junto con el sistema de velocidad (7), ayuda a determinar la eficiencia volumétrica de la bomba

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7. Sistema de Velocidad (RPM):• Parametro Principal para el control del Sistema.• Cualquier accion de los dispositivos automatizados para ser transmitidos al sistema BCP pasan por este parametro• Junto con la tasa de Flujo (6) ayuda a determinar la eficiencia volumetrica de la bomba

8Sistema PCPSistema PCP

Puntos de AutomatizacionPuntos de Automatizacion

8. Sistema Total de Torque• Indica como trabaja el sistema y como

es su desempeño• Monitorea todo el sistema mecanico

para no exceder de los limites de estos componentes

• Las variaciones del torque ayudan a determinar donde se esta produciendo el problema

Sistema PCPSistema PCPOptimizacion del PozoOptimizacion del Pozo

•Completación PCP Tradicional (Sin Control)•Sistema PCP con Protector de Motor•Sistema PCP controlado por VFD•Sistema PCP controlado con VFD y con un sensor o dos

sensores leyendo P/T del fondo•Sistema PCP Conectado al VFD con un sistema dual de

sensores de Fondo, enlazado de remota a un software Scada, para controlar y monitorear el sistema.

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Sistema PCPSistema PCPTradicional, Sin ControlTradicional, Sin Control

A. Bomba de Cavidad ProgresivaB. VarillaC. CabezalD. Transmisión, Poleas y CorreasE. Motor Electrico o GasF. Accesorios adicionales

Sistema PCPSistema PCPTradicional, Sin ControlTradicional, Sin Control

•Sistema PCP con el motor del cabezal conectado directamente a la fuente de energía

•No existe control de Torque•No existe control de Velocidad (Los cambios se realizan

con cambios de Poleas)•Ni hay equipos de protección •No existe ningún lazo de control cerrado•No hay optimización

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Sistema PCPSistema PCPTradicional, Con proteccion del MotorTradicional, Con proteccion del Motor

A. Bomba de Cavidad ProgresivaB. VarillaC. CabezalD. Transmisión, Poleas y CorreasE. Motor Eléctrico F. Protección del Motor (Motor

Overload)

Sistema PCPSistema PCPTradicional, Con proteccion del MotorTradicional, Con proteccion del Motor

•Sistema PCP con el motor del cabezal conectado directamente a la fuente de energía

•No existe control de Torque•No existe control de Velocidad (Los cambios se realizan

con cambios de Poleas)•Protección del Motor contra altos consumos de corriente •No existe ningún lazo de control cerrado•No hay optimización

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A. Bomba de Cavidad Progresiva

B. VarillaC. CabezalD. Transmisión, Poleas y

CorreasE. Motor Eléctrico F. Variador de Frecuencia

Sistema PCPSistema PCPControl con VFDControl con VFD

Sistema PCPSistema PCPControl con VFDControl con VFD

Flux vector VFD• Control Total de Velocidad• Control Total de Torque• Podría haber algún manejo del nivel de fluido• Protección del equipo• Lazo de Velocidad cerrado• Entrada de Presión de línea de producción• E/S para controles adicionales• Interfase de Comunicación• El software para el control de BCP Remoto ya

esta desarrollado

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Sistema PCPSistema PCPControl con VFD y Sensores de FondoControl con VFD y Sensores de Fondo

A. Bomba de Cavidad ProgresivaB. VarillaC. CabezalD. Transmisión, Poleas y CorreasE. Motor Eléctrico F. Vector flux driveG. Sensor de Fondo P/T H. Medicion de Casing en

CabezalI. Medicion de Tubing en

CabezalJ. Equipo de Adquisicion de

datos

Sistema PCPSistema PCPControl con VFD y Sensores de FondoControl con VFD y Sensores de Fondo

•Las señales de fondo se envían a la interfaz en el variador. Esta señal que podría ser de 4 – 20 mA.

•Lazo interno de control en el software del variador observara el cambio dinámico del nivel de fluido según las variables internas

•El software del variador mantendrá y ajustara la velocidad dependiendo de los parámetros iniciales y a las variables de fondo

•Están disponibles en el software del variador otras variables para limitar la operación, como lo es , torque máximo, velocidad máxima y fallas externa entre otras.

•Protección por sobrepresion en la bomba esta disponible solo si existe una configuración dual de sensores. La medición de eficiencia de la bomba se podrá realizar si existe algún dispositivo para la lectura de esta variable en superficie

Remote TelemetryUnit &Data Logger

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To ManagementSoftware

Sistema PCPSistema PCPSolucion IntegradaSolucion Integrada

Sistema PCPSistema PCPSolucion IntegradaSolucion Integrada

•Es el conjunto de variador y sensores de fondo pero integrando telemetría y software de análisis, control y monitoreo

•Todo la data del pozo es almacenada localmente. Esta data es enviada al software de análisis, control y monitoreo

•Los puntos de optimización pueden ser configurados por el software de análisis, control y monitoreo. Estos datos pueden ser incluidos desde el datalogger o VFD

•La data es almacenada para futuras optimizaciones, tomas de decisiones o análisis manuales con otras aplicaciones

•Los datos recolectados sirven para realizar tendencias y bajar las tasas de inyección de quimica, mantenimiento y otros costos operacionales

•Monitoreo automatico del desempeño de la bomba

•Calculos y tendencias, volumetria y consumo de energia costos de levantamiento

•Inmediata comunicación de mal funcionamiento de la bomba o de eventos externos

Sistema PCPSistema PCPSoftwareSoftware

Sistema PCPSistema PCPSoftwareSoftware

•Identificacion Proactiva de Problemas

•Manejo de pozos por excepción

•Asistencia tecnica de Expertos

•Validacion del diseño de la aplicacion

Sistema PCPSistema PCPConclusionesConclusiones

Una solucion integrada le puede proveer el siguiente valor agregado en su campo:

•Bajos costos de mantenimiento•Reducción del tiempo diferido de producción•Acceso a la información de forma instantánea•Rápida respuesta a los problemas•Decisiones Proactivas contra las reactivas•Bajo costo de la operación (energía / mantenimiento)•Incremento de Producción

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