Beneficios y Ventajas de la Válvulas LJ, para Beneficios y Ventajas de la Válvulas LJ, para Optimizar ProcesosOptimizar Procesos

Mostrar los resultados de la evaluación de una nueva válvula con un nuevo método de diseño de los internos, aplicable en el control eficiente y efectivo de la dosificación de gas y diluente a pozos, para optimizar la producción.

ObjetivoObjetivo

Caracas

Puerto laCruz

Jose

R í o O r i n o c o

BOYACÁBOYACÁ JUNÍNJUNÍN

CARABOBOCARABOBO

AYACUCHOAYACUCHO

CAMPO ZUATACAMPO ZUATA

LocalidadLocalidad

RIO ORINOCORIO ORINOCO

FPOFPO297 MMM BL297 MMM BL55314 Km55314 Km

2

• La eficiencia de la producción de los pozos con métodos alternos de extracción, está directamente relacionada con la precisión de los instrumentos. Estos deben ser seleccionados para monitorear y controlar con precisión las variantes condiciones del proceso (flujo, presión, temperatura, nivel y condiciones ambientales). Un sistema de control debe ajustar en todo momento el flujo del fluido en su punto óptimo. En una red de distribución de fluidos es imposible mantener el punto óptimo manualmente, el ajuste a cualquiera de sus variables afecta al resto en la red de distribución. En esta presentación cuantificaremos con datos oficiales, enviados al MENPET, la experiencia de haber pasado de un sistema de control automático (ineficiente), a uno optimo y luego a uno manual (ineficiente), con sus consecuentes pérdidas en producción y daños a los equipos.

IntroducciónIntroducción

• El elemento de control final (la válvula), además de su precisión, debe ayudar para atenuar los efectos del fluido y pérdidas de producción.

• Los procesos de comprimir gas y refinar petróleo para producir nafta, son costosos. Su administración afecta la rentabilidad del barril extraído.

• El control de la viscosidad del crudo P/XP evita producción diferida por taponamiento del oleoducto y por condiciones ambientales. También aumenta la vida útil de los equipos.

• La inyección de diluente es la práctica mas comúnmente usada en la Faja Petrolífera del Orinoco (FPO).

• Con la dosificación del gas en los sistemas automáticos de LAG se puede aumentar significativamente la producción de L/M.

LJPT

RTU

PT

DCF

RCT. C

DILUENTE

CRUDO

EQUIPO DESCRIP. CANT.

LJ VALVULA DE CONTROL 1

PT TRANSM. PRESIÒN 2

DCF DISPOSITIVO DE CONTROL DE FLUJO 1

RTU REMOTA 1

RCT. C RECTIFICADOR CARGADOR 1

PANEL PANEL SOLAR 1

PANEL SOLAR

M

MATERIALES

Inyección Automática de Diluente.

Aprovechando la precisión de la válvula, se trabaja en un sistema de control de flujo local autorregulado.

Instalación automática y manual de las válvulas LJ.

Para cualquiera de los arreglos (Automática o Manual), la LJ mantiene igual precisión. Esto permite que en caso de falla de la energía, el operador en campo pueda ajustar con precisión el volumen del fluido requerido.

AutomáticaAutomática ManualManual

Descripción del “Nuevo Diseño” PanquecaDescripción del “Nuevo Diseño” Panqueca

•Internos (trim) con movimientos múltiples.

•Resistente a la erosión.

•Protección contra atascamiento.

•Flexibilidad en el diseño.

•Intercambiabilidad del trim.

•Alta linealidad y estabilidad.

•Bajo Torque – Bajo consumo de energía.

•Vástago rotatorio.

•Sello CLASE IV.

•Poca y sencillas piezas.

•Sistema Autolubricado.

2”

Descripción del “Nuevo Diseño” BridadaDescripción del “Nuevo Diseño” Bridada

Válvulas LJ para PetroanzoateguiVálvulas LJ para Petroanzoategui

Tabla de Pruebas en Campo de la Válvula LJ y Otras Similares.

Variable oCondición Válvula LJ

VálvulaTapón

VálvulaGlobo

VálvulaAguja

VálvulaBola

FALLAS ANUALES < Al 2% > Al 70% > Al 20% > Al 20% > Al 10%

TRIM (Patente) Flotante Rígido Rígido Asiento Rígido

(VAN) > Al 70% < Al 5% < Al 5% < Al 5% < Al 5%

MANTENIMIENTO Sencillo Difícil Difícil Difícil Fácil

LUBRICACION Auto Lubricada Externa No No No

ATASCAMIENTO Ninguno Poco Poco Algo Bajo

EROSIÓN (Patente) Mínima Alta Alta Alta Poca

PRECISIÓN Excelente 0,1 % Baja 30% Baja 20% Buena 5% Baja 20%

REPETIBILIDAD Excelente Ninguna Poca Alta Pobre

FUGA Ninguna 100 Bl/d Alto Poco Poco

TORQUE Muy bajo Muy alto Alto Alto Bajo

CONSUMO EECTRICO Muy bajo Muy alto Alto Alto Bajo

DESPLAZAMIENTO Micrométrico 40:1 3/4 Vuelta Directa 5 Vueltas 3/4 Vuelta

Análisis de resultados en Campo Después de la instalación de la LJ, el flujo de diluente pasó a ser óptimo.

Representando en: producción estable, disminución de producción diferida, disminución de las fallas, mejor dosificación y distribución del diluente.

La variabilidad de los datos, muestran el valor estadístico (antes y después) resultante de la desviación estándar del flujo respecto al (SP).

Flujo

Set Point (SP)

ANTES DESPUÉS

Esta grafica muestra el comportamiento de la presión de cabezal de los pozos, cuando la inyección del diluente opera fuera de la zona de flujo óptimo. Lo que se evidenció en: aumento de presión de cabezal, °API fuera de control, merma en la producción, inestabilidad en el oleoducto y cambios bruscos en el patrón de flujo a la estación de descarga.

El alto y bajo flujo de diluente, crean aumento de presión en el cabezal.

Con la LJ se optimizó la inyección, estabilizó el sistema y mejoró la producción.

Zona de Flujo Optimo

Producción del Pozo 500 BL; 8°API

70 psi

0

40

80

120

160

200

0 50 100 150 200 250 300Diluente Bl/d

52 °API

Cab

ezal

PS

I

Producción de pozos con crudo de 24 °API

0

100

200

300

400

500

600

0 100 200 300 400 500 600

Inyección de Gas en 1000scfd

Pro

d. B

l/d

Zona de Flujo Óptimo

Zona de Flujo Max.

180

Aquí se muestra el impacto en la producción por falta de precisión en el control de la inyección de gas a pozos con Levantamiento Artificial por Gas (LAG).

Al operar el pozo en la zona óptimo (80 Bl/d por debajo del flujo máximo), se dispone de 180 Mscfd de gas, que puede ser usado en otro pozo, aumentando la producción.

Trescientas (300) válvulas LJ se han instalando en PDVSA desde el 2001, con las siguientes mejoras.

01.- Reducción de producción diferida.02.- Control de flujo óptimo. 03.- Estabilización de la presión de cabezal.04.- Disminución de fallas de las válvulas. 05.- Fácil mantenimiento. 06.- Aumento del tiempo entre fallas de las válvulas (MTBF).07.- Aumento del MTBF de las Bombas BCP de los pozos.08.- Estabilización del flujo en las Estación de Descarga.09.- Mejor distribución del fluido a los pozos.10.- Rápida recuperación de las condiciones operativas, después de paradas.

AbriendoAbriendo CerrandoCerrando

% Apertura% Apertura

Flu

jo B

/dF

lujo

B/d

La repetitividad para abrir o cerrar, desde las posiciones máximas cerrada o abierta, se comportó con una precisión de +/- 0.01%.

En esta figura se muestra el registro del comportamiento de la válvula en operación, representado en alta linealidad.

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Ene-0

0

Abr-

00

Jul-00

Oct-

00

Ene-0

1

Abr-

01

Jul-01

Oct-

01

Ene-0

2

Abr-

02

Jul-02

Oct-

02

Ene-0

3

Abr-

03

Jul-03

Oct-

03

Ene-0

4

Abr-

04

Jul-04

Oct-

04

Ene-0

5

Abr-

05

Jul-05

Oct-

05

Ene-0

6

Abr-

06

Jul-06

Oct-

06

Ene-0

7

Abr-

07

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

Crudo EP Neto Diluente en fondo Neto % Diluente

Válvulas Importada

Válvula LJ Pozos Trabajando con Válvula LJ

Paro Petrolero 2002

Conoco Reemplazó las Válvulas LJ por Manuales y Solo dejó las LJ en Puntos Críticos

Nacionalización de la Faja Petrolífera del Orinoco

1° de Mayo 2007

Beneficios por mejor control en la Inyección de Diluente PDVSA-Cabrutica.Fuente: Datos Oficiales Enviados al MENPET

% D

iluen

te

MM

Bl/

m

1. Estabilidad en la inyección del diluente y el Flujo en el oleoducto.

2. Al variar el diluente, cae la producción por presurización del oleoducto.

3. Después que Petrozuata reemplazó las válvulas LJ por manuales, el consumo de diluente, aumentó en 3% (3.7 M Bl/d).

3.7

12%

9%

Afectación Anual de la Producción por Fallas de las Válvulas en la Inyección del Diluente en PDVSA-Cabrutica.

Eventos Sin LJ Con LJ Bl FrecuenciaBl

Afectados

Reestablecimiento de Condiciones Operativas. 2 Dias Inmediato 2000

2 Paradas/ mes

48000

Producción Afectada por Consumo de Diluente Adicional 3700 0 3700 diaria 1332000

Presurización del Cabezal. 40 Psi Estable 1% Anual 40000

Vida Util de las Bombas de Cavidad Progresiva (BCP) en 300 pozos. 400 Dias 800 Dias 300

Anual en 300 pozos

90000

Ajustes en el Sistema por Cambios en la `API del Diluente

2 Dias Inmediato 2000 Trimestral 8000

TT Bl/aAfectados 1518000

Al reemplazar las válvulas de otro método por la LJ (2000 al 2003) se logró dosificar el diluente, lo que representó un ahorro de 1.3 MM Bl/a.

Con la masificación de la válvula LJ en la faja (1.2 MM Bl/d), se puede obtener un ahorro de (14.7 MM Bl/a).

Para LAG, el efecto es similar (1.8 MM Bl/d), con ahorro de (22 MM Bl/a).

216

569

181

20 19 17 17 2

0

100

200

300

400

500

600

Fal

la

19992000

20012002

20032004

20052006 Año

En el 2000 disminuyó la precisión de las válvulas instaladas, debido al bajo flujo requerido en los pozos por declinación del campo y por cambio de diluente de mesa a nafta. No hubo alternativa del fabricante para ajustar al nuevo rango.

En este mismo año se inició la instalación de las LJ y para el 2002 ya se habían instalado doscientas (200), lo que representó: reducción de fallas (menor al 0,35%), aumento de la precisión en el control del diluente a los pozos y estabilización de la producción en el oleoducto.

Comportamiento de las Fallas Después de Instalar las LJ

Acuerdo, Resolución y Código SAP.

A través de la Mesa de Sustitución de Importaciones, se realizaron acuerdos con Empresas Nacionales, para la Fabricación, Suministro y Mantenimiento de las Válvulas LJ.

En presentación al Ejecutivo Nacional en el 2007, se giraron instrucciones para la masificación de la válvula LJ en la Faja.

En la Resolución 2008-26 del 19 de Diciembre del 2008, el Comité Técnico

de la División Faja, acordó “impulsar un convenio para la masificación del uso de esta válvula en la Corporación”.

Para el suministro a PDVSA, se cuenta con los códigos SAP:a.- 891005, 891012, 891014, 891017, panqueca.b.- 891159, 891164, 891180, 891181, 8891183,891189, roscada.c.- PDVSA 922288 para el LJ Trim, aplicable a otras válvulas.d.- Descripción larga 891005.

El derecho de autor es más que una propiedad,

“es una especie de dignidad”.

Nadie podrá quitarle a mis Hijos ni a mi Patria los

derechos sobre laVálvula LJ,

“esta es mi esfuerzo de trabajo y tiene un valor que me permite seguir

viviendo”.

Presentación al Ejecutivo Nacional el 19/06/2007

Acuerdo

ConclusiónConclusión

1.- Lo Óptimo supera lo máximo. ((1.5 MM Bl/a marcan la diferencia)).

2.- Para hacer la producción petrolera más segura, confiable y rentable, es muy importante disponer de equipos e instrumentos que ejecuten con alta precisión el control de los procesos.

3.- Durante la instalación de las LJ, se observó un importante ahorro debido a la excelente administración del fluido a pozos, representado en:

a.- Disminución de producción diferida por operar en el punto óptimo. b.- Disminución de las fallas en las válvulas. c.- Rápida recuperación del campo después de paradas. d.- Ahorro en la dosificación del diluente.

f.- Confiabilidad en la operación. g.- Fácil mantenimiento. h.- Aumento del tiempo entre fallas de los equipos “MTBF”.

4.- También se han instalado en: a.- Control de nivel de líquido en las ínter etapas de los compresores. b.- Sistemas de enfriamiento de bombas. c.- Control de presión del anular de los pozos.

5.- Después de 14 años de servicio, las fallas de las LJ se han mantenido menor al 0,35%.

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