trabajo de grado mantenimiento
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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA DE INGENIERA INDUSTRIAL
ANLISIS DE CONFIABILIDAD, DISPONIBILIDAD Y MANTENIBILIDAD DEL
SISTEMA DE COMPRESIN DE GAS DE LEVANTAMIENTO DE PDVSA
PETROREGIONAL DEL LAGO S.A.
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
REALIZADO POR:
BCH. LPEZ, MARA DE LOS ANGELES
C.I. 18.986.132
BCH. MORALES, GABRIELA
C.I 18.979.964
TUTOR ACADMICO:
ING. ALEXI SARMIENTO.
MARACAIBO, 2011
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ANLISIS DE CONFIABILIDAD, DISPONIBILIDAD Y MANTENIBILIDAD DEL
SISTEMA DE COMPRESIN DE GAS DE LEVANTAMIENTO DE PDVSA
PETROREGIONAL DEL LAGO S.A..
Lpez A, Mara de los Angeles. Morales C, Gabriela P.
C.I: 18.986.132 C.I: 18.979.964
Calle 45 Av. 15 G Calle 72 Av. 3 D
Telfono: 0261-7490425 Telfono: 0261-7934108
[email protected] [email protected]
_________________________________
Tutor acadmico. Ing. Alexi Sarmiento
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DEDICATORIA
Ante todo queremos darle gracias a Dios, por habernos permitido vivir esta
experiencia, siempre incitndonos a aprender y ayudndonos a salir adelante en
todo momento.
A nuestros padres, Freddy Lpez y Alfredo Morales, por ser nuestros pilares
y nuestros mejores ejemplos a seguir; a nuestras madres Milagros Arenas y Yuly
Castillo, dos seres hermosos que nos han demostrado el verdadero significado de
la palabra amor, a ellos les debemos todo, y sin ellos nada sera igual, gracias por
su esfuerzo, dedicacin y apoyo, los amamos.
A nuestros hermanos Angel y Claudia, por recordarnos que cada da se
debe de luchar por lo que se quiere, y que el impulsor del mundo es la
perseverancia.
A nuestros abuelos, quienes con palabras han sabido impulsarnos a seguir
creciendo, a luchar por lo que queremos y sobretodo a aprender de la vida y a
nuestras familias, por siempre estar ah para nosotras cuando ms lo
necesitamos, brindndonos su apoyo y cario.
A mi novio, quien ha estado junto a m en las buenas y las malas,
bridndome su amor, su atencin, paciencia y dedicacin, gracias por estar a mi
lado (Gabriela).
A personas especiales, que en cuerpo no forman parte de mi vida pero que
fueron piezas fundamentales en mi camino, que me apoyaron y alentaron para
seguir adelante, por ello mi corazn siempre estar con ustedes (Mara de los
Angeles).
A nuestros amigos, que con sus palabras, risas y ocurrencias, hicieron que
este recorrido estuviese lleno de alegras y momentos especiales, los amamos.
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AGRADECIMIENTO
Al Ing. David Gmez de la Vega, por su entera dedicacin a la hora de
impartir sus conocimientos, por sus consejos y su compresin durante el
desarrollo del proyecto.
A la Prof. Alexi Sarmiento, por compartir sus experiencias y conocimientos,
y ser ejemplo de disciplina y responsabilidad.
A todos los profesores, que a lo largo de nuestra carrera compartieron sus
conocimientos, hacindonos crecer como profesional y persona.
A la empresa PDVSA Petroregional del Lago S.A, por aceptarnos, y permitir
la realizacin de este trabajo especial de grado.
A la Universidad Rafael Urdaneta, por ser la cuna de nuestros
conocimientos.
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Lpez A, Mara de los Angeles, Morales C, Gabriela P. ANLISIS DE
CONFIABILIDAD, DISPONIBILIDAD Y MANTENIBILIDAD DEL SISTEMA DE
COMPRESIN DE GAS DE LEVANTAMIENTO DE PDVSA PETROREGIONAL
DEL LAGO S.A. Trabajo Especial de Grado. Universidad Rafael Urdaneta.
Facultad de Ingeniera. Maracaibo, Edo Zulia. Venezuela. Abril de 2011, 118p.
Resumen
Este trabajo tuvo como propsito el anlisis de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad del sistema de compresin de gas de levantamiento de PDVSA Petroregional del Lago S.A, cuyos objetivos estn enmarcados en analizar la confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad esperada del sistema de compresin de gas y de sus respectivos componentes; respondiendo a la necesidad de aumentar la confiabilidad y disponibilidad del sistema, para disminuir la produccin diferida. Por medio de los indicadores universales como TPF (tiempo para fallar) y TPR (tiempo para reparar), se logr dar respuesta a las variables de estudio. Esta investigacin fue de tipo descriptivo; de diseo documental, no experimental, de campo y transeccional. La observacin directa fue la tcnica utilizada para la obtencin de informacin. Como resultados se obtuvo la el registro de la data de fallas, los TPF y TPR, la caracterizacin de las variables, el diagrama de bloques de confiabilidad, la simulacin del sistema, clculo de la confiabilidad, clculo de la disponibilidad y por ultimo clculo de la mantenibilidad. Existen mucha datos de fallas y en su mayora son ocasionados por el motor o por fallas externas del campo, el sistema posee una confiabilidad entre 10% y 37%, un alto ndice de diferimiento de 1.491,74 BPD (Barriles por da) para escenarios futuros, un porcentaje de disponibilidad de 92,94%; y tiempos cortos de reparacin de un mximo de 4,68 horas generando una buena mantenibilidad, motivo por el cual se recomienda revisar las condiciones de funcionamiento de los equipos, cumplir y planificar los planes de mantenimiento, elaborar un anlisis de causa raz para los equipos, mantener un nivel adecuado de inventario de repuestos.
Palabras claves: confiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad, produccin diferida.
Correo electrnico: [email protected], [email protected]
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Lpez A, Mara de los Angeles, Morales C, Gabriela P. ANLISIS DE
CONFIABILIDAD, DISPONIBILIDAD Y MANTENIBILIDAD DEL SISTEMA DE
COMPRESIN DE GAS DE LEVANTAMIENTO DE PDVSA
PETROREGIONAL DEL LAGO S.A. Trabajo Especial de Grado. Universidad
Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniera. Maracaibo, Edo Zulia. Venezuela.
Abril de 2011, 118p.
Abstract
This work was aimed at the analysis of reliability, availability and maintainability of gas lift compression system of PDVSA Petroregional del Lago S.A., whose objectives are framed in analyzing the reliability, availability and maintainability expected gas compression system and its respective components, responding to the need to increase the reliability and availability of the system, to reduce deferred production. Through the universal indicators such as TPF (time to fail) and TPR (time to repair), we were able to respond to the study variables. This research was descriptive, document design, not experimental, field and trans. Direct observation was the technique used to obtain information. Results showed the registration of the fault data, the TPF and TPR characterization of the variables, the reliability block diagram, system simulation, calculation of reliability, availability calculation and finally calculating maintainability. There are a lot of failure data and most are caused by engine failure or external field, the system has a reliability between 10% and 37%, a high rate of deferral of 1491.74 BPD (barrels per day) for future scenarios, a percentage of 92.94% availability, and shorter repair times up to 4.68 hours generating a good maintainability, why it is advisable to check the working condition of equipment, plans to meet and plan maintenance, developing a root cause analysis for equipment, maintain adequate inventory of spare parts.
Key words: reliability, availability, maintainability, deferred production.
Correo electrnico: [email protected], [email protected]
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NDICE DE CONTENIDO
Resumen..14
Abstract15
INTRODUCCIN16
CAPTULO I. EL PROBLEMA..18
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.18
1.2. OBJETIVOS20
1.2.1. General.20
1.2.2. Especficos..20
1.3. JUSTIFICACIN.20
1.4. DELIMITACIN..21
1.4.1. Delimitacin espacial..21
1.4.2. Delimitacin temporal.21
1.4.3. Delimitacin cientfica.22
CAPTULO II. MARCO TERICO...23
2.1. DESCRIPCIN DE LA EMPRESA..23
2.1.1. Misin23
2.1.2. Visin.24
2.1.3. Objetivos...24
2.1.4. Polticas de mantenimiento basado en confiabilidad.25
2.1.5. Estructura organizativa...25
2.2. ANTECEDENTES......27
2.3. FUNDAMENTOS TERICOS..30
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2.3.1. Generalidades del campo Urdaneta Oeste....31
2.3.2. Mtodos de produccin.32
2.3.2.1. Produccin por flujo natural33
2.3.2.2. Levantamiento artificial de flujo............33
2.3.2.2.1. Concepto33
2.3.2.2.2. Tipos...34
2.3.3. Mtodo de levantamiento artificial por gas o gas lift (LAG)..35
2.3.3.1. Concepto...35
2.3.3.2. Descripcin35
2.3.3.3. Tipos..36
2.3.4. Compresores37
2.3.4.1. Concepto...37
2.3.4.2. Clasificacin..37
2.3.5. Sistema.38
2.3.6. Sistema de compresin..38
2.3.7. Compresores reciprocantes..39
2.3.8. Motores de combustin interna.39
2.3.9. Instrumentacin asociada.39
2.3.10. Fundamentos tericos del Anlisis de disponibilidad, confiabilidad y mantenibilidad (CDM), mejor conocido como RAM por sus siglas en ingles (Reliability, Availability and Maintainability)....41
2.3.11. Confiabilidad..43
2.3.12. Disponibilidad.43
2.3.13. Mantenibilidad ..43
2.3.14. Estudio de tiempos operativos...44
2.3.15. Falla.45
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2.3.16. Rata de falla...46
2.3.17. Modo de falla ...........46
2.3.18. Tiempo para la falla..46
2.3.19. Tiempo Censado...46
2.3.20. Estudio de tiempos no operativos..48
2.3.21. Base de datos genricos.49
2.3.22. Data de confiabilidad costa afuera OREDA (Offshore Reliability Data).............50
2.3.23 Diagrama de bloques de confiabilidad51
2.3.24. Distribuciones probabilsticas..54
2.3.24.1.Distribucin Lognormal..56
2.3.24.2 Distribucin Exponencial57
2.3.24.3 Distribucin Weibull58
2.3.24.2 Distribucin Gamma...59
2.3.25. Simulacin de Monte Carlo.60
2.3.26.Crystal Ball..61
2.3.27. Raptor.61
2.4. SISTEMA DE VARIABLES62
2.4.1. Variable: Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad..62
2.4.2. Definicin conceptual.62
2.4.2.1. Confiabilidad.62
2.4.2.2. Disponibilidad62
2.4.2.3 Mantenibilidad62
2.4.3. Definicin operacional63
2.4.3.1. Confiabilidad.63
2.4.3.2. Disponibilidad63
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2.4.3.3 Mantenibilidad63
2.4.4 Cuadro de variables.63
CAPTULO III. MARCO METODOLGICO...66
3.1. TIPO DE INVESTIGACIN..66
3.2. DISEO DE LA INVESTIGACIN..67
3.3. CENSO.68
3.4. TCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE DATOS...69
3.4.1 Observacin directa.69
3.5. FASES DE LA INVESTIGACIN70
CAPTULO IV. RESULTADOS75
4.1. RECOPILACIN Y ELABORACION DE BASE DE DATOS .75
4.2. RECOLECCIN DE INFORMACIN.77
4.3. CARACTERIZACIN PROBABILISTICA DE LAS VARIABLES86
4.4. ELABORACIN DE DIAGRAMA DE BLOQUES DE CONFIABILIDAD92
4.5. SIMULACIN..94
4.6. CLCULO DE CONFIABILIDAD..98
4.7. CLCULO DE LA DISPONIBILIDAD104
4.8. CLCULO DE LA MANTENIBILIDAD..110
CONCLUSIONES.113
RECOMENDACIONES...116
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS..117
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NDICE DE ECUACIONES
Ecuacin 1. Estudio de Tiempos Operativos ........................................................ 45
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NDICE DE FIGURAS
Figura 1. Estructura Organizacional ..................................................................... 26
Figura 2. Localizacin del Campo Urdaneta Oeste. ............................................. 31
Figura 3. Plataforma Principal de Produccin....................................................... 32
Figura 4. Levantamiento artificial por Gas Lift ...................................................... 34
Figura 5. Modelo de un Anlisis CDM .................................................................. 42
Figura 6. Entregables de un estudio de CDM ....................................................... 42
Figura 7. Tiempo Operativo .................................................................................. 45
Figura 8. Datos censados .................................................................................... 47
Figura 9. Tiempo No Operativo ............................................................................ 48
Figura 10. Sub-estructura en serie ....................................................................... 52
Figura 11. Sub-estructura en paralelo .................................................................. 52
Figura 12. DBC para Sistemas en Paralelo .......................................................... 53
Figura 13. DBC para Sistemas en Serie ............................................................... 53
Figura 14. Ejemplo de variable aleatoria .............................................................. 55
Figura 15. Ejemplo de Variable Aleatoria ............................................................. 55
Figura 16. Distribucin Lognormal ........................................................................ 57
Figura 17. Distribucin Exponencial ..................................................................... 57
Figura 18. Distribucin Weibull ............................................................................. 58
Figura 19. Distribucin Gamma ............................................................................ 59
Figura 20. Reporte Diario de Produccin ............................................................ 76
Figura 21. Reporte Diario de Produccin ............................................................. 76
Figura 22. Grfica Resumen total de fallas para todo el sistema .......................... 83
Figura 23. Galera de Distribuciones .................................................................... 87
Figura 24. Cuadro de Comparacin de Distribuciones ......................................... 87
Figura 25. Diagrama de Bloques de Confiabilidad ............................................... 93
Figura 26. Identificacin de Componentes del Diagrama de Bloques de
Confiabilidad ........................................................................................................ 94
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Figura 27. Propiedades de Bloque del Diagrama de Bloques de Confiabilidad .... 94
Figura 28. Tiempo de comienzo de simulacin .................................................... 97
Figura 29. Tiempo de finalizacin de simulacin .................................................. 98
Figura 30. Extracto de Base de Datos de Motores de Oreda. ............................ 110
Figura 31. Extracto de Base de Datos de Compresores de Oreda .................... 110
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NDICE DE TABLAS
Tabla 1. Operacionalizacin de variables ............................................................. 64
Tabla 2. Equipos y componentes objeto de estudio del sistema de compresin de
gas ....................................................................................................................... 77
Tabla 3. Extracto de la Base de Datos de Paros de Compresores (compresor K-
6101-A) ................................................................................................................ 79
Tabla 4. Fecha de inicio y de finalizacin del sistema de compresin de gas ..... 80
Tabla 5. Extracto de la Base de Datos de Clasificacin de Fallas (compresor K-
200) ..................................................................................................................... 81
Tabla 6. Resumen total de fallas para todo el sistema ......................................... 82
Tabla 7. Extracto de la Base de Datos de calculo de TPF y TPR (compresor K
6101-B) ................................................................................................................ 84
Tabla 8. Extracto de la Base de Datos de calculo de TPF y TPR (compresor K
6101-B) ................................................................................................................ 85
Tabla 9. Extracto de la Base de Datos de falla para Crystal Ball (compresor K-100)
............................................................................................................................. 86
Tabla 10. Resultado Caracterizacin Crystal Ball (compresor K-6101-A) ............. 88
Tabla 11. Resultado Caracterizacin Crystal Ball (compresor K-200) .................. 89
Tabla 12. Resultado Caracterizacin Crystal Ball (compresor K-6101-B) ............. 90
Tabla 13. Resultado Caracterizacin Crystal Ball (compresor K-100) .................. 91
Tabla 14. Escenarios de Simulacin .................................................................... 95
Tabla 15. Escenarios de Simulacin .................................................................... 96
Tabla 16. Tiempos de simulacin ......................................................................... 96
Tabla 17. Clculo de confiabilidad...................................................................... 100
Tabla 18. Confiabilidad de Equipos .................................................................... 101
Tabla 19. Datos de confiabilidad de datos de Oreda.102
Tabla 20. Comparacin entre equipos de PDVSA Petroregional del Lago S.A. y
Oreda ................................................................................................................. 103
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Tabla 21. Comparacin entre equipos de PDVSA Petroregional del Lago S.A. y
Oreda ................................................................................................................. 104
Tabla 22. Clculo de disponibilidad .................................................................... 105
Tabla 23. Datos de Diferimiento de Escenario Actual (20MMPCED) .................. 106
Tabla 24. Datos de Diferimiento de Escenario Futuro (28MMPCED) ................. 107
Tabla 25. Diferimiento de Escenario Actual y Futuro (20 MMPCED y 28MMPCED)
........................................................................................................................... 109
Tabla 26. Clculo de Mantenibilidad Equipos de PDVSA Petroregional del Lago
S.A ..................................................................................................................... 111
Tabla 27. Mantenibilidad .................................................................................... 112
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INTRODUCCIN
El proceso de globalizacin ha representado para las empresas un cambio
de mentalidad frente a la toma de decisiones, ya que motivadas por el incremento
de la competencia se ven obligadas a actuar en circunstancias donde la
informacin que se maneja es incierta o incompleta y el riesgo es alto no ha sido
cuantificado apropiadamente.
Esto explica por que las empresas ms importantes del mundo han
trabajado arduamente en el desarrollo y utilizacin de teoras estadsticas y de
confiabilidad para realizar pronsticos sobre futuros eventos, de tal manera que
sea posible representar matemtica y grficamente la informacin disponible,
minimizando el riesgo y estableciendo pautas de trabajo ms precisas y seguras.
En PDVSA Petroregional del Lago S.A, existe actualmente una produccin
diferida de 35.000 barriles de crudo y de 12 MMPCED (millones de pie cbicos
estndares por da) ocasionando una baja disponibilidad del sistema de
compresin de gas. Con el presente trabajo de investigacin se pretende realizar
un anlisis de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad del sistema de
compresin de gas de levantamiento de PDVSA Petroregional del Lago S.A, con
la finalidad de poder aumentar la confiabilidad en los equipos del sistema como
tambin aumentar la disponibilidad para as disminuir el diferimiento de
produccin.
Para llevar a cabo este diseo, se emplearn herramientas metodolgicas
tales como observacin, revisin bibliogrfica, entre otras, que sirvan como
soporte para la obtencin de informacin necesaria para la realizacin de las
propuestas.
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El desarrollo de la investigacin fue seccionado en cuatro captulos, los
cuales estn estructurados de la siguiente forma:
Captulo I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. En este captulo se
presenta todo lo relacionado al planteamiento del problema, objetivo general y
objetivos especficos de la investigacin, justificacin, as como tambin la
delimitacin espacial, temporal y fsica de la investigacin.
Captulo II: MARCO TERICO. En este captulo se recopila toda la
informacin necesaria para el estudio, tal como antecedentes y fundamentos
tericos.
Captulo III: MARCO METODOLGICO. En el presente capitulo se define
el tipo y diseo de la investigacin, las tcnicas e instrumentos de recoleccin de
los datos, y las fases de la investigacin
Capitulo IV: ANLISIS DE LOS RESULTADOS. En ste captulo se
presentan los resultados obtenidos mediante el desarrollo de los objetivos
planteados en la investigacin.
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CAPTULO I. EL PROBLEMA
En este captulo se presentar todo lo relacionado al planteamiento del
problema, objetivo general y objetivos especficos de la investigacin, justificacin,
as como tambin la delimitacin espacial, temporal y fsica de la investigacin.
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
PDVSA Petroregional del Lago, S.A. es una empresa que realiza
actividades de explotacin de hidrocarburos y posee actualmente una produccin
aproximada de 35.000 barriles de crudo y 12 millones de pies cbicos de gas por
da (MMPCED). Dicha produccin se logra mediante una combinacin de sistemas
de levantamiento natural y artificial, utilizados convenientemente de acuerdo a los
requerimientos de cada pozo. Existen tres tipos de levantamiento artificial
destacando la inyeccin mediante bombas a chorro (Jet Pump), levantamiento con
inyeccin de gas (Gas Lift) y levantamiento con bombas electro-sumergibles
(BES). Aproximadamente el 80% de la produccin se logra mediante el mtodo
de levantamiento con inyeccin de gas.
El gas utilizado para el levantamiento proviene de un sistema de
compresin que se encuentra sobre una plataforma de produccin ubicada en el
campo Urdaneta Oeste del Lago de Maracaibo. El sistema est conformado por 4
moto-compresores, que a su vez se dividen en dos sub-sistemas, el GLC1 donde
se encuentran los compresores K-100 y K-200; y el sub-sistema GLC2 con los
compresores K-6101 A y K-6101 B. Cada uno de estos subsistemas posee
adems componentes de enfriamiento de gas, dispositivos de control y seguridad.
Actualmente dicho sistema ha presentado una disminucin progresiva de su
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confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad ocasionando una produccin diferida
de 25.000 barriles de crudo mensuales aproximadamente. Se observa que hoy en
da esta prdida de produccin se ha duplicado en menos de un ao.
La prdida de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad se asocia a las
variaciones considerables que se han observado sobre las tendencias histricas
de los registros de fallas y reparaciones del sistema de compresin de gas, donde
se reflejan que factores como el aumento en la cantidad de fallas y la
indisponibilidad de repuestos para ejecutar actividades de mantenimiento,
constituyen las causas ms influyentes en este problema.
Esta situacin amerita un estudio para medir y cuantificar con exactitud el
desempeo del sistema a lo largo de un periodo establecido, as como tambin
pronosticar su comportamiento futuro bajo diferentes escenarios que permitan,
identificar las medidas necesarias para garantizar un mnimo de prdidas de
produccin por indisponibilidad del sistema, Tiempo para fallar (TPF), Tiempo para
reparar (TPR), siendo necesaria la elaboracin de un modelo que simule el
comportamiento esperado y real del sistema de compresin de gas, soportado por
tcnicas de simulacin computarizada mediante dos software, Crystal Ball y
Raptor, empleando metodologas de confiabilidad de anlisis RAM (Reliability,
Availability and Mantainability) o por sus siglas en espaol CDM (Confiabilidad,
Disponibilidad y Mantenibilidad), que permitan conocer con mayor exactitud qu
tipo de acciones se deben tomar sobre los equipos para obtener una alta
disponibilidad en el sistema.
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1.2. OBJETIVOS
1.2.1. General
Analizar la confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad esperada del sistema de
compresin de gas de levantamiento y de sus respectivos componentes.
1.2.2. Especficos
Recolectar en una base de datos, la informacin para los equipos y
componentes que sern sometidos al anlisis.
Determinar las distribuciones de probabilidad de las variables TPF y TPR
del sistema.
Elaborar un diagrama de bloques de confiabilidad que represente el
funcionamiento del sistema de compresin de gas.
Simular diferentes escenarios para pronosticar el comportamiento futuro del
sistema.
Calcular la confiabilidad del sistema de compresin de gas de
levantamiento.
Calcular la disponibilidad del sistema de compresin de gas de
levantamiento y sus impactos en las prdidas de produccin de la empresa.
Calcular la mantenibilidad del sistema de compresin de gas de
levantamiento.
1.3. JUSTIFICACIN
La operacin adecuada de los compresores del sistema de gas, garantiza el
cumplimiento de las metas de produccin, por ende ste es considerado como un
sistema crtico debido al alto volumen de petrleo que es extrado con la aplicacin
de este mtodo artificial. Un tiempo de parada por mantenimiento, sea ste
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preventivo o correctivo, interrumpe el proceso productivo, originando con esto una
prdida de produccin.
La determinacin de la confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad de un
sistema, permite pronosticar el comportamiento futuro de todo proceso crtico y
necesario para el cumplimento de estas metas de produccin, aunado a esto
permite pronosticar la produccin perdida y la indisponibilidad de todo sistema o
proceso de productivo.
Con esta investigacin se determin los modos de fallas ms frecuentes
que afectan el sistema de compresin de gas y las consecuencias asociadas a las
fallas de los compresores como lo son: la prdida de produccin, el perodo de
arranque y estabilizacin de los procesos, aportando de esta manera informacin
valiosa para la mejora del escenario de produccin y la operatividad de los
equipos en estudio de la empresa.
1.4. DELIMITACIN
1.4.1. Delimitacin espacial
La investigacin se ejecut en Venezuela, estado Zulia, especficamente en
la ciudad de Maracaibo, en el sistema de compresin de gas, instalado en la
Plataforma Principal de Produccin (PPP) de la empresa PDVSA Petroregional del
Lago, ubicada en el campo Urdaneta Oeste del Lago de Maracaibo. El
departamento involucrado es el de operaciones de Produccin y Mantenimiento
(OPM), especficamente el rea de Ingeniera de Riesgo y Confiabilidad.
1.4.2. Delimitacin temporal
El estudio se realiz entre los meses de Mayo 2010 y Abril 2011.
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1.4.3. Delimitacin cientfica
El estudio se realiz dentro del marco de la Ingeniera Industrial, basados
en conocimientos de las reas de optimizacin de mantenimiento. Principalmente
se recolectar una base de datos para los equipos que sern sometidos al anlisis
de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad, la misma contendr la
informacin requerida para su identificacin, modos de fallas, tiempos para las
fallas y tiempos de reparacin. Posteriormente se elabor un diagrama de bloques
de confiabilidad que represente el funcionamiento del sistema de compresin de
gas, permitiendo la simulacin de diferentes escenarios para pronosticar el
comportamiento futuro del sistema. Por ltimo se calcul la disponibilidad y
mantenibilidad del sistema de compresin de gas de levantamiento y sus impactos
en las perdidas de produccin de la empresa.
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CAPTULO II. MARCO TERICO
En este captulo se recopil toda la informacin necesaria para el estudio,
tal como antecedentes y fundamentos tericos, y se establecern las actividades
propuestas con el fin de alcanzar los objetivos planteados, se tendr tambin una
breve descripcin de la empresa.
2.1. DESCRIPCIN DE LA EMPRESA
Las operaciones de PDVSA Petroregional del Lago, S.A. estn
concentradas en el Campo Urdaneta Oeste, ubicado en la regin noroeste del
Lago de Maracaibo y ocupa una extensin de 1.682 kilmetros cuadrados, que
representa el 11.73% de la superficie total del lago, el campo se encuentra dividido
en tres importantes yacimientos Icotea-Misoa, Cogollo y Ro Negro.
La empresa tiene ubicadas sus oficinas administrativas en la sede del edificio
Centro Empresarial Plaza, calle 78 con avenida 3H de Maracaibo, estado Zulia.
Dentro del propsito principal y actividades de la empresa, destaca el
explorar y producir hidrocarburos para el desarrollo del petrleo y gas, con altos
niveles de seguridad al menor costo en el menor tiempo posible sin afectar la
salud de los empleados, contratistas y asociados, as como la debida proteccin
de la ecologa y el ambiente del Lago de Maracaibo.
2.1.1. MISIN
Explorar y producir hidrocarburos con altos niveles de seguridad,
rentabilidad y productividad, optimizando nuestros recursos, con talento humano
calificado y motivado, integrando experiencia, tecnologa e innovacin; apegados
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al estricto cumplimiento de las leyes y con un gran sentido de solidaridad social
que impulse el desarrollo sustentable de las comunidades vecinas del pas.
2.1.2 VISIN
Petroregional del Lago, S.A., tiene como misin, ser la empresa mixta lder
en el rea de Exploracin y Produccin de Hidrocarburos, basada en talento
humano comprometido, tecnologa de avanzada y aplicacin de las mejores
prcticas, contribuyendo con el desarrollo sustentable del pas.
2.1.3. OBJETIVOS
Explorar y producir hidrocarburos con altos niveles de seguridad,
rentabilidad y productividad.
Fomentar los valores institucionales como honestidad, respeto,
responsabilidad, compromiso, lealtad, justicia y equidad, y desarrollo
sustentable, a sus empleados directos e indirectos, para obtener el mayor
rendimiento de los mismos en sus trabajos.
Fortalecer las capacidades institucionales y ciudadanas de sus empleados
para el logro efectivo de la gestin, ejecucin y control de las polticas
pblicas.
Cumplir con los deberes adquiridos y administrar correctamente los
recursos materiales y financieros.
Cumplir con las normas y leyes vigentes en todos los actos administrativos
y comerciales realizados y por realizar.
Prevenir o reducir el impacto ambiental producto de las operaciones a
travs del cumplimiento de las leyes, normas y procedimientos ambientales.
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2.1.4. POLTICAS DE MANTENIMIENTO BASADO EN CONFIABILIDAD
La empresa est comprometida a categorizar sus equipos aplicando
tcnicas de optimizacin de mantenimiento basadas en riesgo y confiabilidad, con
la finalidad de establecer la estrategia adecuada de mantenimiento a seguir
basado en:
1.- Monitoreo de condicin a equipos catalogados como crticos utilizando
herramientas y equipos para monitoreo y anlisis. Monitoreo de condicin a
equipos catalogados como no-crticos, justificados con un anlisis tcnico-
econmico.
2.- Periodicidad a los equipos catalogados como no-crticos y/o equipos que por su
naturaleza no se pueda determinar su condicin con las tcnicas disponibles.
3.- Operacin hasta fallar en los equipos cuyo riesgo asociado sea mnimo o
despreciable.
2.1.5. ESTRUCTURA ORGANIZATIVA
Para efectos de este trabajo especial de grado ser observada y tomada en
cuenta solo la estructura organizacional del Departamento de Operaciones y
Mantenimiento (OPM), vase la Figura 1.
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Figura 1. Estructura Organizacional
Fuente: Pagina Web PDVSA Petroregional del Lago (2010).
ANALISTA DE
CONTRATOS
SOPORTE DE
APLICACIN DE
SISTEMAS
PLANIFICADOR
DE
MANTENIMIENTO
SUPERVISOR DE
SOPORTE
TCNICO
INGENIERO
ELECTRICISTA
INGENIERO DE
DESEMPEO DE
INSTRUMENTACIN
Y CONTROL
JEFE DE
MANTENIMEINTO E
INTEGRIDAD
TCNICA
INSPECTOR DE
TUBERAS
INGENIERO CIVIL
INGENIERO DE
EQUIPOS
ESTTICOS
SUPERVISOR DE
INSPECCIONES
INGENIERO DE
TUBERA
CONTINUA
INGENIERO DE
DESEMPEO DE
FACILIDADES
ESTTICAS
INGENIERO DE
CORROSIN Y
QUMICO DE
PRODUCCIN
INGENIERO DE
RIESGO Y
CONFIABILIDAD
INGENIERO DE
EQUIPOS
ROTATIVOS
INGENIERO DE
CONFIABILIDAD
INGENIERO DE
CONFIABILIDAD
COSTA AFUERA
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2.2. ANTECEDENTES
En esta seccin se mostrarn algunos artculos, trabajos especiales de
grado o publicaciones relacionadas a una distribucin de planta, las cuales se
tomaron como referencia para el desarrollo de este trabajo.
CAMPOS Y YAEZ, Anlisis RAM y costo del ciclo de vida de
motocompresores. Trabajo de investigacin. Ingeniera de Confiabilidad.
Venezuela, Distrito Capital, 2007.
Desarrollaron una investigacin con la finalidad de disminuir las fallas y los
impactos en la produccin, mediante un aumento sistemtico en la confiabilidad y
disponibilidad de los sistemas. Para ello realizaron un anlisis RAM del sistema de
compresin de gas compuesto principalmente por cinco motocompresores CAT
(Caterpillar) de 20 MMPCGD (Millones de pies cbicos de gas por da) de
capacidad, el estudio se bas en realizar un diagnstico del proceso para un
periodo de 20 aos. Caracterizando el estado actual y futuro del sistema basado
en la configuracin y confiabilidad de sus equipos y componentes. Los resultados
de la evaluacin determinaron que el sistema de compresin de gas de 20
MMPCGD del campo sujeto al estudio para un tiempo de misin de un ao,
presenta una baja disponibilidad de 93.13%, debido principalmente a la falta de un
motocompresor de respaldo y la baja confiabilidad de los componentes crticos del
sistema. Se destaca que el 6,75% del tiempo (591 horas), el sistema presentaba
fallas pero se mantena operativo y 0,12% (10,15 horas), el sistema se encuentra
totalmente parado (Shutdown), lo cual ocasionaba prdidas de produccin de
aproximadamente 150.000 barriles de crudo por ao, equivalentes a 9.5 mm$/ao.
Se esperan en el sistema 655 fallas, con un tiempo para fallar (TPF) de 12.48
horas y un tiempo para reparar (TPR) de 0.92 horas. En este sentido se
recomienda adquirir un nuevo motocompresor de respaldo, para aumentar la
disponibilidad del sistema de 93% a 96% y reducir el riesgo de 11,43 MM$ a
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4.97MM$, implantar en el corto plazo el plan de remediacin propuesto para los
componentes crticos y las recomendaciones tcnicas para disminuir las fallas,
aumentar la confiabilidad en los componentes del motor y del compresor
principalmente.
Los principales aportes proporcionados por esta investigacin estn
relacionados con la evaluacin de fallas, tiempo para fallar y tiempo para reparar
implementados para hallar los datos que permitan la evaluacin de alternativas de
mejora del desempeo operacional, datos relacionados con la disponibilidad,
confiabilidad, tiempos entre fallas, entre otros, para los sistemas de produccin
que permiten generar un mayor beneficio del que genera el sistema actualmente.
VERGARA. Anlisis de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad del
sistema de crudo diluido de Petrozuata. Trabajo especial de grado.
Universidad Simn Bolivar. Decanato de Estudios de Postgrado especializacin en
Confiabilidad de Sistemas Industriales.Venezuela, Distrito Capital, 2007.
Realiz un estudio cuyo principal objetivo era detectar las debilidades y
proponer las acciones necesarias oportunamente para garantizar el aumento en la
tasa de bombeo prevista para el 2008, as como optimizar el uso de los equipos,
reducir costos y fallas con el menor riesgo al personal y al ambiente. La
metodologa utilizada para llevar a cabo el estudio fue el anlisis de Confiabilidad,
Disponibilidad y Mantenibilidad (CDM) o RAM por sus siglas en ingls, esta
metodologa se basa en el estudio probabilstica de los tiempos promedios entre
fallas y tiempos de reparacin de los equipos, con la finalidad de determinar las
debilidades y poder tomar las acciones necesarias para mitigar el impacto de
posibles deterioros. El anlisis CDM mostr puntos dbiles e indic que la
disponibilidad del sistema de crudo diluido estaba por debajo de lo establecido, lo
cual implica el posible incumplimiento en los pronsticos de bombeo para el 2008.
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El aporte significativo de este trabajo especial de grado consiste en el
objetivo de optimizar la tasa de produccin gracias a la reduccin de costos y
fallas del sistema. Se utiliza como herramienta de diagnstico el sistema RAM,
cuyos resultados aportan informacin valiosa para la evaluacin del
comportamiento de dicho sistema, la cual fue utilizada en este trabajo.
.
HUERTA. Procesos de anlisis integral de disponibilidad y confiabilidad
como soporte para el mejoramiento continuo de las empresas. Trabajo
especial de grado. Instituto Centro Convex. Mxico, Monterrey, N.L, 2006.
Elabor un proyecto con la idea principal de estimar el nivel de disponibilidad
y confiabilidad de una planta de manejo de gas nueva, basndose en datos
genricos del comportamiento de fallas y tiempo de reparacin de procesos,
sistemas y equipos similares, segn reconocidos estndares internacionales, que
permitan simular condiciones reales, para poder pronosticar el desempeo
operacional, consideraciones adicionales de diseo y posibles estrategias de
mantenimiento. La metodologa empleada fue un Anlisis Integral de
Disponibilidad y Confiabilidad empleando herramientas de Confiabilidad e
Ingeniera de Mantenimiento con la finalidad de maximizar la rentabilidad del ciclo
de vida de los activos, mejorar la rentabilidad y efectividad de los procesos
productivos, a la vez de fortalecer la pericia tcnica, humana y operativa de su
personal. Como resultado obtuvo que el nodo que afecta ms los resultados
totales del sistema tiende a ser aquel cuyo diseo posee ms arreglos en serie, es
decir, dispone de mayor nmero de equipos, donde cualquier falla individual afecta
directamente la funcionalidad del sistema adems de contener los equipos
rotativos, cuyos valores de disponibilidad y confiabilidad tanto histricos como de
diseo son inferiores a los equipos estticos, un estimado de la disponibilidad y
confiabilidad del sistema considerando la influencia de los sistemas de
instrumentacin, proteccin, control, electricidad, refleja que los valores finales
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del sistema pueden disminuir en un 10%, lo cual es un punto de atencin
importante a ser considerado dentro de este tipo de anlisis. En consecuencia es
necesario establecer un plan de mantenimiento optimizado basado en
Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad, que permita minimizar el riesgo de
ocurrencia de fallas y tomando especial atencin en los modos de fallas que
tengan altas consecuencias para el proceso.
La metodologa de diagramas de bloques de confiabilidad implementada en
esta investigacin proporciona un gran aporte para el trabajo de grado,
proporciona un claro ejemplo de arreglos de diagramas permitiendo as la
determinacin de la criticidad o importancia y la interaccin de todos los
componentes que forma parte del sistema sujeto a la investigacin
2.3. FUNDAMENTOS TERICOS
Toda investigacin o proyecto debe mostrar la estrecha relacin que existe
entre la teora, el proceso de investigacin y la realidad o entorno. La finalidad de
las bases tericas es el situar el problema que se est estudiando dentro de un
conjunto de conocimientos, que permita orientar la bsqueda y ofrezca una
conceptualizacin adecuada de los trminos que se utilizaran en el trabajo.
La teora da significado a la investigacin. Es a partir de las teoras
existentes sobre el objeto de estudio, como pueden generarse nuevos
conocimientos. La validez interna y externa de una investigacin se demuestra en
las teoras que la apoyan y, en esa medida, los resultados pueden generalizarse.
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2.3.1. Generalidades del campo Urdaneta Oeste
Actualmente, PDVSA - Petroregional del Lago S.A. se encuentra operando
el Campo Urdaneta Oeste, el cual est ubicado al Noroeste del Lago de
Maracaibo, Estado Zulia, a unos 50 Km. al sur de la ciudad de Maracaibo, tal
como se muestra en la Figura 1, cubriendo un total de 780 km2.
Figura 2. Localizacin del Campo Urdaneta Oeste.
Fuente: PDVSA - Petroregional del Lago, S.A. 2010
La produccin del campo est basada en la explotacin de tres yacimientos.
El Yacimiento Cogollo, que consta de 10 a 30 pies de carbonatos, localizado a
16000 pies de profundidad y que almacena crudo liviano con altas
concentraciones de Sulfuro de Hidrgeno (H2S). El yacimiento Ro Negro, que se
caracteriza por ser el ms profundo del campo Urdaneta Oeste (16.500 ft de
profundidad), conformado por aproximadamente 40 pies de areniscas contentivas
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de crudo liviano libre de H2S; y las arenas de Icotea-Misoa, ubicadas a unos 9.000
pies de profundidad almacenando crudo pesado.
La produccin proveniente de los yacimientos es transportada a la
Plataforma Principal de Produccin (PPP), la cual se muestra en la Figura 3, que
representa el centro de control desde donde se manejan las operaciones de
produccin del rea Urdaneta Oeste. La PPP ocupa un rea de 11 hectreas y su
construccin fue llevada a cabo bajo los lineamientos y avanzada tecnologa del
Grupo Shell.
Figura 3. Plataforma Principal de Produccin.
Fuente: PDVSA - Petroregional del Lago, 2010.
2.3.2. Mtodos de produccin
El proceso de produccin de un pozo se inicia desde el instante en que los
fluidos comienzan a moverse en el interior del yacimiento, y termina cuando son
recolectados en la estacin de flujo. El mtodo de produccin del pozo se puede
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clasificar de acuerdo a la fuente de energa que se utiliza para llevar los fluidos
desde el fondo del pozo hasta la superficie. De esta manera se obtiene la
siguiente clasificacin:
2.3.2.1. Produccin por flujo natural
La produccin por flujo natural consiste en producir el pozo utilizando la
energa propia de los fluidos almacenados en el medio poroso, una vez que sta
es mayor a la presin de la columna hidrosttica generada desde superficie. El
mismo fluye por si solo, debido a que se promueve el desplazamiento de los
fluidos desde el interior de la formacin hasta el fondo del pozo, y de all hasta la
superficie. El fluido se desplaza como consecuencia del diferencial de presin
entre la formacin y el fondo del pozo. La tasa de produccin de un pozo es
producto de un perfecto balance entre la oferta de energa del yacimiento y la
demanda de energa del pozo, incluyendo sus facilidades de transporte en
superficie.
2.3.2.2. Levantamiento artificial de crudo
2.3.2.2.1. Concepto
Segn Baptista (2001):
Son mecanismos de levantamiento artificial utilizados para continuar extrayendo el petrleo cuando la energa natural que empuja a los fluidos del pozo deja de ser suficiente. En la mayora de los yacimientos la energa de la acumulacin petrolfera decrece paulatinamente, llegndose por ltimo a una etapa en que dicha energa no puede ya elevar el petrleo hasta la superficie, solo alcanza para que los fluidos llenen el pozo parcialmente, dejando este de producir. En otras palabras es la utilizacin de una fuente externa de energa
natural para levantar los fluidos del yacimiento desde el pozo hasta la
superficie.
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2.3.2.2.2. Tipos
Existen dos tipos bsicos de mtodos artificiales de extraccin de fluidos
(petrleo y/o gas) ms utilizados en los yacimientos:
Levantamiento artificial por gas:
Segn Campos y Yaez (2007), el sistema de levantamiento artificial por
bombeo neumtico (Gas Lift) est considerado uno de los sistemas ms flexibles y
de mayor capacidad extractiva en la industria de la explotacin de hidrocarburos.
En este sistema se utiliza gas a una presin relativamente alta 250 PSI (como
mnima) para poder aligerar la columna de fluido y de este modo permitir al pozo
fluir hacia la superficie.
Figura 4. Levantamiento artificial por Gas Lift.
Fuente: PDVSA - Petroregional del Lago, 2009.
Levantamiento con Gas
(12 pozos)
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Levantamiento Artificial por Bombeo:
Donde la fuente externa de energa es suministrada por una bomba
accionada por un motor (generalmente) elctrico que puede estar en superficie o
en el subsuelo. Entre los mtodos de levantamiento artificial por bombeo ms
utilizados en la produccin de crudo se encuentran:
Bombeo mecnico (BM)
Bomba de cavidad progresiva (BCP)
Bombeo electro-sumergible (BES)
Pistn accionado con gas (Plunger Lift).
Bombeo hidrulico reciprocante (BHR)
Bombeo hidrulico jet (BHJ)
2.3.3. Mtodo de levantamiento artificial por gas o gas lift (LAG)
2.3.3.1. Concepto
Snchez y Col (1999) exponen que el levantamiento artificial por gas
tambin conocido como gas lift es un mtodo que utiliza gas comprimido como
fuente de energa para llevar los fluidos del yacimiento desde el fondo del pozo
hasta la superficie, de all que la principal consideracin en su seleccin para
producir un grupo de pozos petroleros, es la disponibilidad de una fuente rentable
de gas a alta presin
2.3.3.2. Descripcin
Consiste en inyectar gas a una presin determinada en la parte inferior de
la columna de fluido de la tubera del pozo, a diferentes profundidades, con
el fin de disminuir el peso de la misma, y de esta forma ayudar a subir los
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fluidos del yacimiento desde el fondo del pozo hasta la superficie. Los
objetivos del mtodo LAG son reducir la densidad de la columna de fluido
con la tasa de inyeccin de gas y disminuir la presin desde el fondo hasta
la superficie. (Camargo, 2003).
2.3.3.3. Tipos
Existen dos tipos de levantamiento artificial por gas:
Flujo continuo:
Se considera como una extensin del mtodo de produccin por flujo natural,
consiste en suplementar el gas de formacin mediante la inyeccin continua de
gas al pozo a fin de que se mezcle con los fluidos del mismo y se reduzca la
densidad de la columna de fluidos, disminuyndose la diferencia de presiones
entre el fondo del pozo y la superficie. (Snchez y Col, 1999).
Flujo intermitente:
Consiste en inyectar cclica e instantneamente un alto volumen en de gas
comprimido en la tubera de produccin con el propsito de desplazar, hasta la
superficie, la columna de tapn de fluido que aporta la arena por encima del punto
de inyeccin. (Snchez y Col, 1999).
Las corrientes de gas utilizadas para el levantamiento artificial
implementado por la empresa son suministradas por un sistema de moto-
compresores que se encargan de hacer circular el gas por tuberas que
desembocan en la columna de crudo formada entre la superficie y el pozo, esto
con la finalidad de que las burbujas de gas inyectado aligeren el movimiento del
crudo, en muchas ocasiones, que por su peso y densidad queda esttico en el
pozo.
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2.3.4. Compresores
2.3.4.1. Concepto
Segn Jutglar 2007:
Un compresor es una mquina motora de fluido que est construida para aumentar la presin y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se lleva a cabo por medio de un intercambio de energa entre la mquina y el fluido, en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por l convirtindose en energa de flujo, aumentando su presin y energa cintica impulsndola a fluir.
2.3.4.2. Clasificacin
Segn Lyons 1996:
Los compresores estn clasificados en dos principales clases: desplazamiento positivo y dinmico. La clase de compresores de desplazamiento positivo es un dispositivo de flujo intermitente y en general son los ms adecuados para el manejo de alta presin pero nicamente con caudal volumtrico moderado. Los compresores de desplazamiento positivo, particularmente los compresores reciprocantes de multi-etapas, son muy insensibles a los cambios de presin.
Algunos de los compresores ms utilizados, siguiendo con la clasificacin
anterior se tienen:
De desplazamiento positivo:
Compresor de pistn reciprocante.
Compresor rotativo (Ej. veleta mvil, tornillos, etc.).
Compresores dinmicos:
Compresor de flujo axial.
Compresor centrfugo (o una mezcla de los dos).
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Esta investigacin se bas en el estudio de compresores tipo reciprocantes,
pues estos son los utilizados por la empresa para realizar el trabajo, adems de
los componentes ms importantes en todo el sistema de levantamiento.
2.3.5. Sistema
Conjunto de elementos discretos o componentes que interactan para el
cumplimiento de una funcin determinada. Subconjuntos de estos
componentes pueden, a su vez, denotarse como subsistemas.
(Mosquera, 2000).
"Todo en la vida pertenece a, o es un sistema por si solo con sus
respectiva funcin o funciones. En ms amplio sentido, un sistema es una
coleccin de cosas que en conjunto ejecutan una o ms funciones.
(Yaez, 2004).
2.3.6. Sistema de compresin
El sistema estudiado en esta investigacin estaba compuesto bsicamente
por 4 compresores reciprocantes (moto-compresores), lneas, vlvulas, equipos de
instrumentacin y control, el cual se encarga de comprimir el gas a alta presin
para su inyeccin en pozos para el levantamiento artificial de crudo.
La planta compresora se encuentra ubicada en la Plataforma Principal de
Produccin (PPP) en el Lago de Maracaibo y actualmente inyecta
aproximadamente 13 MMPCSD a 40 pozos. Este sistema comprime un gas pobre
a una presin de succin y descarga aproximada de 90 psi y 1700 psi (pounds per
square inch o libra por pulgadas cuadradas), respectivamente; la temperatura a la
succin es de 98 F (fahrenheit) y la de descarga es 115 F, aproximadamente.
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2.3.7. Compresores reciprocantes
El compresor reciprocante es el ms simple ejemplo de la clase de compresores de desplazamiento positivo. Este tipo de compresores es tambin el ms antiguo. Los compresores reciprocantes son de simple y doble accin. La mayora de los compresores reciprocantes tienen vlvulas de succin y descarga (sobre los cabezales del pistn) que son activados por una diferencia de presin.. (Lyons, 1996).
2.3.8. Motores de combustin interna
Un motor de combustin interna en su definicin conceptual indica que es
un tipo de mquina que obtiene energa mecnica directamente de la energa
qumica producida por un combustible que arde dentro de una cmara de
combustin, la parte principal de un motor. (Giocosa, 2005).
En el proceso de levantamiento artificial de gas, el motor es el equipo
encargado de entregarle al compresor la potencia que necesita para realizar la
funcin de inyeccin del gas.
2.3.9. Instrumentacin asociada
Son todos aquellos elementos requeridos para el monitoreo y control de las
condiciones o variables asociadas al procesos como presiones, temperaturas, flujo
de gas, lubricantes y refrigerantes.
El subsistema de instrumentacin cuanta adems con dispositivos que se
encargan de controlar los paros de emergencia automticos de las unidades de
compresin que se presentan cuando alguna de las variables antes mencionadas
se sale de control por algn motivo. Adems generar un paro automtico cuando
se cuenta con la presencia de gases peligrosos o fuego en el rea de compresin.
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A continuacin se nombrarn algunos de los instrumentos que fueron
tomados en cuenta dentro del sistema de instrumentacin:
Interruptor de bajo flujo de aceite lubricante en compresor.
Controlador de nivel de aceite de carter.
Indicador de nivel tanque de agua de enfriamiento de succin y descarga.
Indicador de presin salida y separadores de etapas del compresor.
Indicador de presin de bomba de lubricacin principal del compresor.
Interruptor de alta y baja presin en la descarga y succin.
Indicador de temperatura.
Interruptor de vibracin del compresor.
Transmisor indicador de presin diferencial de intercambiadores.
Indicador de presin (manmetro) de descarga de bomba de inyeccin de
inhibidor de corrosin.
Detector de gas toxico.
Vlvulas de Alivio.
Cabezal de ventilacin.
Vlvulas de alivio de presin de vaco.
Vlvula de seguridad lnea de gas combustible.
Vlvula de control de nivel
Existen muchos mtodos para analizar y pronosticar el comportamiento de
un sistema. Para efectos de este estudio se realizara un anlisis de la
disponibilidad que prestan los equipos y componentes del sistema para entregar y
alcanzar la capacidad que es demandada para el proceso a estudiar.
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2.3.10. Fundamentos tericos del Anlisis de disponibilidad, confiabilidad y
mantenibilidad (CDM), mejor conocido como RAM por sus siglas en
ingles (Reliability, Availability and Maintainability)
Uno de los propsitos del anlisis de confiabilidad, disponibilidad y
mantenibilidad (CDM) es identificar las debilidades en un sistema y cuantificar el
impacto de las fallas de componentes (Wang, 2004). El desempeo de los equipos
depende de la confiabilidad y disponibilidad de los equipos usados, el medio
donde opera, la eficiencia del mantenimiento, los procesos de operacin, la
experticia tcnica del operador, entre otros.
Segn la gua CDM (confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad) del
departamento de defensa de Estados Unidos (citado por Vergara, 2007), un
anlisis CDM (confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad), se refiere a tres
caractersticas relacionadas de un sistema y sus soportes operacionales:
confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad.
El objetivo fundamental de un estudio CDM (confiabilidad, disponibilidad y
mantenibilidad) es pronosticar la produccin prdida y la indisponibilidad de un
proceso de produccin, de acuerdo a su configuracin, a la confiabilidad de sus
componentes, a las polticas de mantenimiento, al recurso disponible y a la
filosofa operacional. (Yaez, 2003).
La base fundamental de este anlisis es la construccin de los TPF y TPR
para los diversos componentes, con base en informacin proveniente de de bases
de datos propias, bancos de datos genricos de la industria y opinin de expertos.
Un modelo propuesto por Yaez y Col, (2002) para llevar a cabo un anlisis de
CDM (confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad) se muestra a continuacin:
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Figura 5. Modelo de un Anlisis CDM.
Fuente: Yaez y Col, 2002.
Una vez establecido el modelo, de igual forma proponen como posibles
resultados entregables los siguientes:
Figura 6. Entregables de un estudio de CDM.
Fuente: Yaez y Col, 2002.
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2.3.11. Confiabilidad
Es el complemento probabilstico de la probabilidad de falla. A continuacin
se expondr una definicin de este parmetro:
La Confiabilidad; es la probabilidad de que un componente, equipo o
sistema, opere sin fallar; en un periodo de tiempo especfico o tiempo
misin. Como valor probabilstico; la confiabilidad vara desde un valor de
1 o 100% al iniciar la operacin; y disminuye hasta tomar un valor de 0 al
ocurrir la falla. (Campos, 2007).
2.3.12. Disponibilidad
La disponibilidad es un trmino probabilstico exclusivo de los equipos
reparables que se define como la probabilidad de que el equipo est
operando (es decir que no est en reparacin) a un tiempo t.(Yaez y
Col, 2004).
2.3.13. Mantenibilidad
Se refiere a la duracin de paros por fallas y paros por mantenimiento o
cunto tiempo toma para lograr (facilidad y velocidad) restituir las
condiciones del equipo a su condicin operativa despus de una parada
por falla o para realizar una actividad planificada (Campos, 2007).
La mantenibilidad tambin puede ser definida como la habilidad de un
tem para ser retenido o restablecido en una condicin especifica cuando
el mantenimiento es ejecutado por personal con niveles de habilidades
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especficas, usando procedimientos y recursos preestablecidos, para cada
nivel de mantenimiento y reparacin. (Vergara, 2007).
2.3.14. Estudio de tiempos operativos
Los tiempos operativos son considerados como intervalos de tiempo en el
cual los activos o sistemas estn entregando la funcin para la cual estn
designados en el contexto operativo.
Con mucha frecuencia se asume que los tiempos de operacin entre
fallas estn exponencialmente distribuidos; o lo que es lo mismo, se
asume una tasa de fallas constante. Lo anterior es perfectamente
razonable cuando el anlisis se hace a nivel de equipos y no lo es, cuando
se hace a nivel de componentes. (Vergara, 2007).
Para efectos de esta investigacin, los tiempos operativos sern utilizados
como datos clave para el anlisis de los parmetros de evaluacin, la variable que
ser ms involucrada en todo el proceso ser es llamada tiempo para fallar (TPF).
Para los estudios de tiempos operativos (ver figura 7), se involucran
variables como:
Tiempo Operativo entre Fallas (TOEF).
Tiempo de Operacin hasta Mantenimiento Planificado (TPM).
La ecuacin que define el uptime o tiempo en servicio es la siguiente:
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(1)
Donde:
n= nmero de valores del TEF de la muestra.
m= nmero de valores del TPM de la muestra.
w= nmero de valores del TC de la muestra.
2.3.15. Falla
Es un hecho no previsible inherente a un sistema que desva su
comportamiento al descrito en su especificacin y que en la mayora de los casos
impide que ste cumpla su misin (Huerta, 2006).
Figura 7. Tiempo Operativo.
Fuente: Reliability and Risk Management (R2M) 2003.
Fuente: Reliability and Risk Management (R2M) 2003, laminas del curso RAM.
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2.3.16. Rata de falla
Indica la frecuencia de ocurrencia de las fallas esta se define como la
probabilidad casi inmediata de falla de un equipo al llegar al tiempo de operacin
(Huerta, 2006).
2.3.17. Modo de falla
Es una posible manera en que un componente o sistema pueda fallar.
(Huerta, 2006).
2.3.18. Tiempo para fallar (TPF)
Es el perodo de tiempo que transcurre desde el instante en que el
componente, equipo o sistema inicia su operacin hasta que deja de operar
consecuencia de una falla. El tiempo para la falla es una variable aleatoria.
Matemticamente hablando, este parmetro define el tiempo de falla
esperado para un componente, mdulo o sistema en general. (Yaez y
Col, 2004).
2.3.19. Tiempo censado (TC)
Es el tiempo en operacin desde la ltima falla. Para entender el concepto
de datos censados, es necesario analizar la figura 8. En la misma se representan
con lneas los tiempos de operacin de una poblacin de n equipos. Estos
tiempos fueron medidos de manera continua en cada equipo desde que iniciaron
su operacin. Las lneas punteadas, con una X al final representan aquellos
equipos que han fallado antes del tiempo misin o perodo de anlisis, y las lneas
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continuas aquellos equipos que no han fallado y continan operando despus de
finalizado el perodo de anlisis.
Las lneas punteadas constituyen la informacin de fallas; mientras que las
lneas continuas; es decir, los tiempos t3 y t6 son datos de equipos que
permanecen confiables (no han fallado) para el momento del anlisis; y son parte
importante de la informacin. A t3 y t6 se les conoce como datos censados.
(Yaez, 2004).
Generalmente los analistas obvian la existencia de datos censados pues se
su concentracin esta centrada principalmente en aquellos equipos que han
fallado, sin tomar en cuenta estos datos censados. Esto podra ser llamado como
un clculo pesimista de la confiabilidad.
Figura 8. Datos censados.
Fuente: Reliability and Risk Management (R2M) 2003
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2.3.20. Estudio de tiempos no operativos.
Engloba todos aquellos intervalos de tiempo en los cuales los activos o
sistemas no estn en la disposicin de cumplir la funcin por la cual fue asignado
al contexto operacional, ver figura 9.
El anlisis de la variable tiempo no operativo es conocido como
mantenibilidad y cuantitativamente se define como la probabilidad de
restaurar la condicin operativa del equipo en un periodo de tiempo
definido. La variable para la mantenibilidad es a menudo el tiempo
promedio para restaurar la condicin operativa (TPR). (Vergara, 2007).
Tiempo para Mantenimiento (TM).
Definido como el tiempo que transcurre desde que el equipo es
desactivado para hacerle mantenimiento; hasta que es puesto en
operacin. (Vergara, 2007).
Tiempo para reparar (TPR).
Es el tiempo tomado para reparar el activo que ha fallado. (Huerta, 2006).
Figura 9. Tiempo No Operativo
Fuente: Reliability and Risk Management (R2M) 2003.
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2.3.21. Base de datos genricos
Un problema tpico es la necesidad de hacer estimaciones sobre procesos o
situaciones "nuevas" sobre las que no se tiene experiencia o historia; o si
contamos con esta, no es suficiente para considerarla representativa. Cuando se
enfrentan estos casos con generalidad se basan en experiencias similares de
"otros" que pueden servir como referencia; se filtra y se adecua a la realidad
(tropicalizacin), posteriormente se estima y se decide. Es importante destacar
que no siempre la decisin se basa nicamente en la experiencia de otros; y
tampoco se hace basando se en experiencias propias. Debe existir una
combinacin entre ambas.
Las estimaciones de confiabilidad y disponibilidad, figuras de mrito
fundamentales para el anlisis de equipos y sistemas, estn sujetas a las mismas
dificultades previamente mencionadas; en muchas ocasiones no se tiene
informacin de fallas; o si se tiene es escasa o la misma proviene de equipos que
aunque sean similares, estn operando en condiciones diferentes y diversas
(informacin heterognea). Ante estas dificultades y la necesidad de hacer
estimaciones ms cercanas a la realidad, la industria se ha organizado y se ha
colectado gran cantidad de informacin clasificada sobre fallas y reparaciones
para todo tipo de equipos, que se ha almacenado en las llamados bancos de
datos de confiabilidad o bases de datos genricos de fallas y reparaciones.
(Yaez, 2004).
Algunos de los ms famosos bancos de este tipo de informacin son:
Off shore reliability data o data de confiabilidad de equipos costa afuera
OREDA.
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Pipeline and riser loss of containment database o base de datos de
contencin de tubera vertical -PARLOC.
Electronic parts reliability data o datos de confiabilidad de partes
electrnicas (EPRD).
Non-electronic parts reliability data o datos de confiabilidad de partes no
electrnicas (NPRD).
MIL-STD-217.
Reliability prediction procedure for electronic equipment o procedimiento de
prediccin de confiabilidad para equipos electrnicas. (Bellcore), TR-332.
Handbook of reliability prediction procedures for mechanical equipment o
manual de procedimientos de prediccin de confiabilidad de las
instalaciones mecnicas NSWC.
Standard o estndar 94/L07.
IEEE Std 493-1997 Gold Book o libro de oro.
Reliability of well completion equipment database o base de datos de
confiabilidad y equipos de terminacion WELL MASTER.
2.3.22. Data de confiabilidad costa afuera OREDA (Offshore Reliability Data)
El proyecto OREDA fue establecido en 1981 por el Directorado Noruego de
Petrleo. El objetivo inicial fue recopilar datos de confiabilidad de equipos de
seguridad. La organizacin actual, como un grupo cooperativo de varias empresas
petroleras se estableci en 1983, y al mismo tiempo se extendi su alcance para
cubrir datos de confiabilidad de un amplio rango de equipos usados en la
exploracin y produccin de petrleo y gas. Los equipos de superficie y
subacuaticos de instalaciones costa afuera son cubiertos primariamente, pero
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tambin se incluyen algunos equipos de E&P de instalaciones terrestres.
(OREDA, 1997).
La data genrica de OREDA fue agrupada y recopilada siguiendo los
estndares de la norma ISO 14224, la cual provee bases bien claras para la
coleccin de informacin de confiabilidad y mantenimiento en formatos estndares
para las reas de perforacin, produccin, refinera y transporte por oleoductos y
gasoductos. Esta norma internacional presenta una gua para especificar, colectar
y asegurar la calidad de la informacin de confiabilidad y mantenimiento.
2.3.23. Diagrama de bloques de confiabilidad (DBC)
El mtodo de diagrama de bloques de confiabilidad es un mtodo de
anlisis de arriba hacia abajo en el cual el diagrama resultante muestra la
organizacin del sistema, permitiendo visualizar muy convenientemente la
interrelacin funcional de los subsistemas.
El anlisis matemtico que soporta los diagramas de bloque de
confiabilidad utiliza tcnicas soportadas en lgebra Booleana y sets de
combinaciones entre otros. La principal ventaja de este mtodo es que el
mismo permite analizar caminos paralelos, redundantes y caminos
caracterizados por tener componentes en espera (standby paths), los
cuales pueden ser construidos bien sea con base a la probabilidad de falla
o a la probabilidad de xito. (Yaez y Col, 2004).
En general, los diagramas de bloque de confiabilidad, constituyen una
tcnica que permite mostrar la arquitectura de un sistema, mediante bloques que
representan a los elementos especficos. La interconexin entre los bloques, es
bsicamente de tres tipos: serial, paralela y una combinacin de ambas.
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Segn el software RAPTOR, un diagrama de bloque de confiabilidad es una
representacin grfica de los componentes de un sistema, arreglados de tal
manera para transportar las fallas al nivel de sistema. Incluido dentro de esta
representacin, estn las relaciones lgicas entre los componentes y el sistema en
s mismo. Los diagramas de bloque de confiabilidad son denotados como "RBDs"
y por lo general contienen componentes arreglados en una combinacin de serie
(la Figura 10) y en paralelo (la Figura 11). (Tutorial Raptor 7.0)
Figura 11. Sub-estructura en paralelo.
Fuente: Tutorial RAPTOR 7.0
Figura 10. Sub-estructura en serie.
Fuente: Tutorial RAPTOR 7.0
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Sistema en paralelo
Desde el punto de vista de confiabilidad, un sistema en paralelo como el
mostrado en la figura 12 es definido como aquel sistema en donde todos sus
componentes deben fallar para que el sistema en su totalidad no opere.
Figura 12. DBC para Sistemas en Paralelo
Marco P. Flores, Jos G. Torres, Jos H. Rodrguez y Agustn M. Alcaraz
Sistema en serie
Desde el punto de vista de confiabilidad, un sistema en serie como el
mostrado en la figura 13 es definido como dos componentes de un sistema que
cuando ocurre la falla de uno ocasiona la falla del sistema completo.
Figura 13. DBC para Sistemas en Serie
Marco P. Flores, Jos G. Torres, Jos H. Rodrguez y Agustn M. Alcaraz
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Para el arreglo de los diagramas de bloques de confiabilidad, es necesario
que cada bloque integrante de este arreglo posea un data de fallas o tiempos
previamente definidos, para ello cada data debe ser caracterizada con una
distribucin que defina el comportamiento probabilstica de la misma, esto a su vez
es una herramienta indispensable para la simulacin de comportamiento futuro de
la data censada.
2.3.24. Distribuciones probabilsticas
Las distribuciones de probabilidad son funciones matemticas tericas, que
relacionen los diversos probables valores que puede tomar una variable aleatoria,
con la probabilidad de ocurrencia de cada uno de ellos. Describen la forma en que
se espera se comporte una variable. (Yaez y Otros., 2003, Gerencia de la
Incertidumbre).
Existen un amplio nmero de distribuciones de probabilidad
multifuncionales para todo tipo de anlisis de confiabilidad, tales como: Normal,
Lognormal, Exponencial, Weibull, Beta, Gamma, entre otras.
Las distribuciones de probabilidad son modelos que describen la forma en
que se espera que varen los resultados o probables valores de una variable
aleatoria.
Debido a que estas distribuciones tratan sobre expectativas de que algo
suceda, resultan ser modelos muy tiles para hacer inferencias y para tomar
decisiones en condiciones de incertidumbre.
Las distribuciones de probabilidad, son esencialmente modelos
matemticos que pueden representarse grficamente (como las figuras 14 y 15)
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que relacionan los diversos probables valores que puede tomar una variable
random, con la frecuencia de ocurrencia de cada uno de estos probables valores.
(Yaez y OtrosIngeniera de Confiabilidad y Anlisis Probabilstico de Riesgo)
Figura 14. Ejemplo de variable aleatoria.
Fuente: Yaez y Col, 2004.
Figura 15. Ejemplo de Variable Aleatoria.
Fuente: Yaez y Col, 2004
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Antes de empezar a hablar acerca de las distribuciones que fueron tomadas
en cuenta en este trabajo especial de grado se deben de aclarar ciertos conceptos
que son vitales paras las distribuciones:
Media
La media o valor esperado es una idea fundamental en el estudio de las
distribuciones de probabilidad que expresa bsicamente la tendencia central o
posicin de la distribucin.
Desviacin estndar
La desviacin estndar (o desviacin tpica) es una medida de dispersin
para variables de razn (ratio o cociente) y de intervalo, de gran utilidad en la
estadstica descriptiva. Es una medida (cuadrtica) de lo que se apartan los datos
de su media, y por tanto, se mide en las mismas unidades que la variable.
2.3.24.1. Distribucin Lognormal
La distribucin Lognormal (ver figura 16) es ampliamente usada para
variables que muestran valores que tienen un alto sesgo o tendencia; muchos de
los valores ocurren cerca del valor mnimo. Los parmetros de la distribucin
Lognormal son la media logartmica () y la desviacin estndar logartmica (t).
Muchas variables fsicas y procesos de deterioro pueden ser representados con la
distribucin Lognormal. Las variables aleatorias que resultan de la multiplicacin o
producto de varias variables aleatorias siguen la distribucin Lognormal. (Yaez y
col, 2004).
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2.3.24.2. Distribucin Exponencial
La Distribucin Exponencial (figura 17) es ampliamente usada en anlisis
de confiabilidad, como distribucin de la variable aleatoria tiempo entre fallas de
equipos o sistemas. Describe la cantidad de tiempo que transcurre entre eventos.
Figura 17. Distribucin Exponencial. Fuente: Yaez, 2004
Figura 16. Distribucin Lognormal. Fuente: Yaez, 2004
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El parmetro de la distribucin exponencial es Lamda (). La caracterstica
fundamental de las variables que siguen la distribucin exponencial es que el
nmero de ocurrencia de eventos por unidad de tiempo es aproximadamente.
2.3.24.3. Distribucin Weibull
La Distribucin Weibull es ampliamente usada en el estudio del tiempo de
vida o tiempo para la falla de componentes mecnicos. Los parmetros de la
Distribucin Weibull son: Forma ( ) y Escala ().
Figura 18. Distribucin Weibull. Fuente: Yaez, 2004
Hay una caracterstica fundamental de las variables que siguen la
distribucin Weibull: El nmero de ocurrencia de eventos por unidad de tiempo no
permanece necesariamente constante; es decir, esta tasa de ocurrencia de
eventos puede crecer o decrecer con el tiempo
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La distribucin de Weibull complementa a la distribucin exponencial y a la
normal, se usa cuando se sabe de antemano que una de ellas es la que mejor
describe la distribucin de fallos o cuando se han producido muchos fallos (al
menos 10) y los tiempos correspondientes no se ajustan a una distribucin ms
simple.
La distribucin de Weibull nos permite estudiar cul es la distribucin de
fallos de un componente clave de seguridad que pretendemos controlar y que a
travs de nuestro registro de fallos observamos que stos varan a lo largo del
tiempo y dentro de lo que se considera tiempo normal de uso.
2.3.23.4. Distribucin Gamma
Adems de la distribucin normal, cuyo papel relevante en los problemas de
inferencias resulta evidente, es conveniente conocer otras distribuciones, en las
que se basa gran parte de la estadstica inferencial.
Figura 19. Distribucin Gamma. Fuente: Yaez, 2004
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Estas distribuciones se pueden introducir a partir de la distribucin
(gamma) que toma su nombre de la misma funcin del mismo nombre, de gran
inters en el anlisis matemtico.
La distribucin gamma sirve adems para numerosos experimentos en los
que interviene el tiempo, en general, en los problemas de teoras de colas.
La distribuciones exponencial y la X de Pearson son casos particulares de
la distribucin gamma; la primera se aplica a la resolucin de problemas de
fiabilidad y de procesos de Poisson, y la segunda tiene importancia en la
construccin de test de hiptesis.
2.3.25. Simulacin de Monte Carlo
El modelo de simulacin de Monte Carlo es una herramienta de anlisis de
la incertidumbre asociada a cada una de las variables de entrada que proporciona
una solucin numrica donde las variables y algunos de los parmetros vienen
dados por distribuciones probabilsticas. Esta simulacin es un mtodo que
cuantifica la incertidumbre asociada a las variables de entrada y parmetros del
modelo (incertidumbre total) y la propaga a las variables de salida mediante
algoritmos numricos. Esta comprende bsicamente tres fases, la primera de ellas
donde se cuantifica y caracteriza probabilsticamente cada una de las variables de
entrada; la segunda corresponde a la simulacin propiamente dicha, donde se
propaga la incertidumbre de las variables de entrada a travs del modelo; y la
tercera y ultima fase donde se cuantifica y se realiza la caracterizacin
probabilstica de la variable de salida.
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Esta tcnica de simulacin usa nmeros al azar para generar datos de
fallas y costos considerando las distribuciones probabilstica y modelos
matemticos.
2.3.26. Crystal Ball
Es una herramienta computacional, que funciona sobre la plataforma
Excel y permite calcular y seleccionar la distribucin paramtrica que mejor se
ajusta a un grupo de datos, utilizando cualquiera de las pruebas de bondad de
ajuste (Chi-Cuadrado, Kolmogorov-Smirnov, Anderson-Darling), o en su defecto
asignar a una serie de datos un comportamiento conocido con base a la opinin
de expertos. Igualmente facilita los procesos de simulacin de Monte Carlo.
2.3.26. Raptor
RAPTOR es un software basado en la simulacin de procesos. Mediante
diagramas de bloques de confiabilidad se simula en diseo estructural de
procesos, se asocian distribuciones probabilsticas del comportamiento individual
de cada elemento que constituye la estructura del proceso que se simula, se
ayuden a esto otras restricciones como costos d mantenimiento, capacidad de
equipos y dependencias entre ellos para generar un modelo lo mas parecido
posible a la realidad.
Una vez generado el modelo, RAPTOR se encarga de simular a travs de
las caractersticas antes mencionadas un comportamiento futuro del sistema,
generando datos como la disponibilidad del sistema, cantidad de fallas y
capacidad del mismo, que son indispensables para estudios como RAM.
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2.4. SISTEMA DE VARIABLES
2.4.1. Variable: Las variables objeto de estudio en la investigacin fueron la
confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad.
2.4.2. Definicin conceptual
2.4.2.1. Confiabilidad:
Es la probabilidad de que un componente, equipo o sistema, opere sin
fallar; en un periodo de tiempo especifico o tiempo misin. Como valor
probabilstico; la confiabilidad vara desde un valor de 1 a 100% al iniciar la
operacin y disminuye hasta tomar un valor de 0 al ocurrir la falla. (Campos,
2007).
2.4.2.2. Disponibilidad:
Es un trmino probabilstico exclusivo de los equipos reparables que se
define como la probabilidad de que el equipo est operando (es decir, que
no est en reparacin) a un tiempo T. (Yaez y Col, 2004)
2.4.2.3. Mantenibilidad:
Se refiere a la duracin de paros por falla y paros por mantenimiento o
cunto tiempo toma para lograr (facilidad y velocidad) restituir las
condiciones del equipo a su condicin optima operativa despus de una
parada por falla o para realizar una actividad planificada. (Campos, 2007)
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2.4.3. Definicin operacional
2.4.3.1 Confiabilidad
Permite determinar probabilsticamente el periodo de funcionamiento de un
equipo o sistema sin que ocurra una falla.
2.4.3.2. Disponibilidad
Permite analizar estadsticamente los tiempos para las fallas, y los tiempos
en reparacin de equipos o sistema, con el fin de determinar el tiempo de
disposicin para su operacin.
2.4.3.3. Mantenibilidad
Determina la capacidad que posee un sistema o equipo para ser
restablecido cuando el mantenimiento es ejecutado, determina adems cuan
factible resulta el reparar o sustituir un equipo del sistema.
2.4.4 Cuadro de variables
A continuacin en la Tabla 1, se presenta la desagregacin de la variable
distribucin de planta, objeto de estudio.
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Tabla 1. Operacionalizacin de variables
OBJETIVO VARIABLE DIMENSION INDICADORES
Recolectar en una base de datos, la
informacin para los equipos y
componentes que sern sometidos al
anlisis.
Confiabilidad,
disponibilidad
y
mantenibilidad.
Base de Datos Datos de fallas.
Fechas.
Duracin.
Descripcin de fallas.
Determinar las distribuciones de
probabilidad de las variables TPEF Y
TPPR del sistema.
Distribucin
probabilstica
Tipo de distribucin
probabilstica.
Elaborar un diagrama de bloques de
confiabilidad que represente el
funcionamiento del sistema de
compresin de gas.
Diagramas de
bloques d
confiabilidad
Componentes.
Relaciones en serie/paralelo.
Simular diferentes escenarios para
pronosticar el comportamiento futuro
del sistema.
Pronstico Comportamiento futuro del
sistema.
Disponibilidad de produccin.
Produccin diferida.
Calcular la confiabilidad del sistema de
compresin de gas de levantamiento.
Confiabilidad TPF
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OBJETIVO VARIABLE DIMENSION INDICADORES
Calcular la disponibilidad del sistema
de compresin de gas de
levantamiento y sus impactos en las
perdidas de produccin de la empresa.
Confiabilidad,
disponibilidad
y
mantenibilidad.
Disponibilidad TPF
TPR
Impactos en las
prdidas de
produccin
% produccin diferida.
Calcular la mantenibilidad del sistema
de compresin de gas de
levantamiento y sus impactos.
Mantenibilidad TPR
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CAPTULO III. MARCO METODOLGICO
En el presente capitulo se defini el tipo y diseo de la investigacin, que
conllev a la seleccin de las tcnicas e instrumentos de recoleccin de los datos
para obtener la informacin necesaria para la ejecucin del presente trabajo
especial de grado.
3.1. TIPO DE INVESTIGACIN
Una vez estudiados los tipos de investigacin existentes y descritos por
diferentes autores, el presente estudio se clasific segn el nivel de profundidad
de conocimiento como descriptivo, que de acuerdo a la referencia en Bavaresco
(1997), segn Danhke (1989), busca especificar, las propiedades, caractersticas,
y los perfiles de personas, procesos, objetos o cualquier otro fenmeno que se
someta a un anlisis. Es decir, miden, evalan y recolectan datos sobre diversos
conceptos, variables, aspectos del fenmeno ha investigar.
En los estudios descriptivos se seleccionan una serie de factores y se mide
cada uno de ellos independientemente; para as describir lo que se investiga.
En este tipo de investigacin se selecciona, mide y recolecta la informacin
necesaria para as poder descubrir lo que se investiga. Son tiles para mostrar con
precisin los ngulos o dimensiones de un fenmeno, suceso, comunidad o
situacin.
Para Chvez (1994) las investigaciones descriptivas son todos aquellos
estudios que se orientan a recolectar informaciones relacionadas con el estado
real de las personas, objetos, situaciones o fenmenos, tal cual como se
presentan en el momento de su recoleccin.
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La investigacin presentada puede catalogarse como descriptiva por
orientarse a la bsqueda de conocimientos especficos de la realidad, ya que en
este proyecto se persigue analizar el tiempo para fallar para y el tiempo para
reparar, por medio de la elaboracin de bloques de confiabilidad para la
estimacin de la confiabilidad, disponi