PROPUESTA DE MEJORAS BASADAS EN LA APLICACIÓN DE AMEF Y ACR DE LOS EQUIPOS CRÍTICOS DEL SISTEMA DE...

7/25/2019 PROPUESTA DE MEJORAS BASADAS EN LA APLICACIN DE AMEF Y ACR DE LOS EQUIPOS CRTICOS DEL SISTEMA DE

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UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NCLEO DE ANZOTEGUI

ESCUELA DE CIENCIAS APLICADAS

DEPARTAMENTO DE MECNICA

PROPUESTA DE MEJORAS BASADAS EN LA APLICACIN

DE AMEF Y ACR DE LOS EQUIPOS CRTICOS DEL

SISTEMA DE INYECCIN NITRGENO YDQ180KHR

CASO: GRUPO PETROAMERICA, MATURN ESTADO

MONAGAS

Elaborado por:

BR. CARLOS JAVIER OJEDA MEJAS

C.I.: 20.342.934

Trabajo de grado presentado ante la Universidad de Oriente como requisito

parcial para optar al ttulo de:

INGENIERO MECNICO

Puerto La Cruz, Mayo de 2016


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NCLEO DE ANZOTEGUI







MONAGAS

ASESORES:

_______________________ _______________________Ing. Lino Camargo

Asesor AcadmicoIng. Gary CabreraAsesor Industrial



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NCLEO DE ANZOTEGUI







MONAGAS

El jurado hace constar que asign a esta Tesis la calificacin de:

___________________Ing. Lino Camargo

Asesor Acadmico

___________________Ing. Digenes Suarez

Jurado principal

___________________Ing. Henry EspinozaJurado principal


APROBADO


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iv

RESOLUCIN

DE ACUERDO AL ARTCULO 41 DEL REGLAMENTO DE TRABAJOS DE

GRADO:

LOS TRABAJOS DE GRADO SON DE LA EXCLUSIVA PROPIEDAD

DE LA UNIVERSIDAD DE ORIENTE Y SLO PODRN SER UTILIZADOS A

OTROS FINES CON EL CONSENTIMIENTO DEL CONSEJO DE NCLEO

RESPECTIVO, QUIEN DEBER PARTICIPARLO PREVIAMENTE AL

CONSEJO UNIVERSITARIO, PARA SU AUTORIZACIN.


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v

DEDICATORIA

A Dios todopoderoso por haberme regalado la sabidura, paciencia y fuerza

de voluntad para vencer todos los obstculos que se presentaron a lo largo

de la carrera.

A mis padres, Petra Mejas y Carlos Ojeda, quienes supieron inculcarme

valores y buenas costumbres y con sacrificio lograron sacarme adelante,

siempre brindndome palabras de aliento en los momentos no tan buenos y

motivndome a seguir adelante.

A mi hermana Karlys Ojeda, hoy finalmente despus de tantos tropiezos

puedes decir que tu hermano ha cumplido una de sus metas (una de las ms

importantes).

A mi abuela Clara De Mejas s que este logro genera en usted granorgullo y satisfaccin.

A todos y cada uno de los miembros de mi familia, espero ser motivo de

alegra porque uno ms de nosotros ha culminado sus estudios

profesionales.

A mi novia y casi colega Roverlyn Gonzlez, fue para m un honor iniciar

este sueo junto a ti y me da mucho ms gusto que hayamos culminado este

camino juntos te amo.


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vi

A todos mis compaeros de la gloriosa escuela de Ingeniera Mecnica

hoy ms que nunca puedo decirle que SI SE PUEDE.


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vii

AGRADECIMIENTOS

A Dios todopoderoso por permitirme elegir esta carrera y darme el temple y la

fortaleza para poder lograr terminarla.

A mis padres una y mil veces gracias, la vida no me basta para

agradecerles todo lo que han hecho y siguen haciendo por m. Este logro es

ms suyo que mo.

A hermana Karlys por su apoyo y comprensin en momentos difciles y por

sus palabras precisas en los momentos indicados.

A mi abuela Clara quien supo motivarme a seguir adelante y darme

buenos consejos orientados a la voluntad.

A mi novia Roverlyn Gonzlez, quien da a da convivi junto a mi toda lacarrera apoyndome y dndome fuerzas para continuar superando cada uno

de los obstculos, gracias por tu comprensin y apoyo incondicional. A sus

padres Roberto y Oneira por el apoyo y toda la invaluable colaboracin y

confianza depositada en mi.

A La Casa Mas Alta La Universidad De Oriente, por abrirme sus puertas

y permitirme realizar mis estudios profesionales, de igual forma a la escuela

de Ingeniera Mecnica y a todo el personal que labora en dicha escuela

(docente, administrativo y obrero).


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viii

Un especial agradecimiento al profesor Lino Camargo, por confiar en m y

apoyarme, por los conocimientos brindados y por su amistad sincera, eres un

ejemplo para muchos.

Al jurado calificador compuesto por los distinguidos profesores Digenes

Suarez y Henry Espinoza por todos sus consejos y sus crticas constructivas.

A toda mi familia en general, en especial a Eduardo, Samanta, paco y

Hctor.

A los hermanos que la vida me regal Omar Alfonzo, Camilo Guzmn y

Frank Grau y Carlos Lugo. Gracias infinitas por su amistad, su tiempo y por

todas las experiencias vividas.

A mis amigos (Mara C, Mara A, Olga, Sammy, Abelardo, Hagi, Luis

Jimnez, Carico, Luis Suarez, Muller, Nico, Lilo, Benazir, Oscar, ngel,

Jess) y a todo Team MecaNenas, muy especialmente a Stephanie

Zaghloul.


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ix

NDICE

RESOLUCIN ................................................................................................ iv

DEDICATORIA ............................................................................................... v

AGRADECIMIENTOS .................................................................................... vii

NDICE ............................................................................................................ ix

LISTA DE TABLAS ....................................................................................... xiii

LISTA DE FIGURAS ...................................................................................... xv

RESUMEN ................................................................................................... xvii

INTRODUCCIN ........................................................................................ xviii

CAPTULO I .................................................................................................. 20

EL PROBLEMA ............................................................................................. 20

1.1 Resea histrica de la Empresa ......................................................... 20

1.2 Ubicacin ............................................................................................ 20

1.3 Misin de Grupo Petroamerica......................................................... 22

1.4 Visin de Grupo Petroamerica......................................................... 22

1.5 Estructura Organizativa ...................................................................... 23

1.6 Planteamiento del Problema ............................................................... 24

1.7 Objetivos ............................................................................................. 26

1.7.1 Objetivo General .......................................................................... 26

1.7.2 Objetivos especficos ................................................................... 27

1.8 Justificacin ........................................................................................ 27

1.9 Limitaciones ........................................................................................ 28

CAPTULO II ................................................................................................. 30

MARCO TERICO ....................................................................................... 30

2.1 Antecedentes ...................................................................................... 30

2.2 Bases Tericas ................................................................................... 32


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x

2.2.1 Proceso de intervencin de pozos petroleros .............................. 32

2.2.2 Proceso de intervencin de pozos usando tubera flexible .......... 32

2.2.3 Proceso de inyeccin de nitrgeno a pozos petroleros ............... 33

2.2.3 Miscibilidad .................................................................................. 34

2.2.4 Conceptos y Principios Bsicos ................................................... 34

2.2.5 Equipo Natural de Trabajo (ENT) ................................................ 37

2.2.6 Caractersticas de un ENT ........................................................... 40

2.2.7 Anlisis de Criticidad ................................................................... 40

2.2.8 Anlisis de modos y efectos de fallas (AMEF) ............................. 46

2.2.9 Anlisis Causa Raz (ACR) .......................................................... 48

2.2.10 Maquinas Generadoras o Bombas ............................................ 52

2.2.11 Bombas Centrfugas .................................................................. 52

2.2.12 Funcionamiento de la Bomba Centrfuga .................................. 55

2.2.13 Clasificacin de las Bombas Centrfugas y su uso en la Industria

............................................................................................................. 56

2.2.14 Curva Caracterstica de una Bomba Centrfuga ........................ 57

2.2.15 Bombas en Serie y en Paralelo ................................................. 58

CAPTULO III ................................................................................................ 60

MARCO METODOLGICO .......................................................................... 60

3.1 Tipo de investigacin .......................................................................... 60

3.2 Poblacin y Muestra ........................................................................... 61

3.3 Tcnicas de recoleccin de datos ....................................................... 61

3.3.1 Revisin de documentos ............................................................. 61

3.3.2 Observacin directa ..................................................................... 62

3.3.3 Entrevista de Tipo No Estructurada ............................................. 62

3.4 Tcnicas de anlisis ........................................................................... 62

3.4.1 Anlisis de Criticidad (AC) ........................................................... 62

3.4.2 Anlisis de modos y efectos de falla (AMEF) .............................. 63

3.4.3 Anlisis Causa Raz (ACR) .......................................................... 63


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xi

3.5 Procedimiento ..................................................................................... 63

3.5.1 Identificacinde la situacin actual del sistema de inyeccin de

nitrgeno............................................................................................... 64

3.5.2 Clasificacin de los componentes del sistema de inyeccin de

nitrgeno mediante la aplicacin de un anlisis de criticidad ............... 64

3.5.3 Realizacin del anlisis de modos y efectos de fallas (AMEF) a los

equipos crticos del sistema de inyeccin de nitrgeno. ....................... 64

3.5.4 Aplicacin de un Anlisis de Causa Raz (ACR) a las fallas

recurrentes de la unidad de inyeccin de nitrgeno YDQ180KHR. ...... 65

3.5.5 Propuestas de mejoras a los equipos crticos del sistema deinyeccin de nitrgeno YDQ180KHR con base en los resultados

obtenidos en la aplicacin del AMEF y el ACR..................................... 65

CAPTULO IV ................................................................................................ 66

DESARROLLO ............................................................................................. 66

4.1 Identificacin de la situacin actual del sistema de inyeccin de

nitrgeno YDQ180KHR ............................................................................ 66

4.1.1 Descripcin del Sistema .............................................................. 66

4.1.2 Descripcin de los subsistemas .................................................. 67

4.1.3 Situacin actual del sistema de inyeccin de nitrgeno .............. 77

4.2 Clasificacin de los equipos mediante un anlisis de criticidad. ......... 78

4.3 Realizacin de un anlisis de modo y efecto de falla (AMEF) a los

equipos crticos de la unidad de inyeccin de nitrgeno de Grupo

petroamerica............................................................................................ 90

4.4 Aplicacin de un anlisis de Causa-Raz a las fallas recurrentes de los

equipos crticos de la unidad de inyeccin de nitrgeno. ......................... 96

4.5 Propuesta de mejoras a los equipos crticos del sistema de inyeccin

de nitrgeno de la empresa Grupo petroamerica................................. 102

CAPTULO V ............................................................................................... 108

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................. 108


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xii

5.1 Conclusiones .................................................................................... 108

5.2 Recomendaciones ............................................................................ 109

BIBLIOGRAFA ........................................................................................... 110

Bibliografa Citada .................................................................................. 110

Bibliografa Adicional .............................................................................. 111

APENDICE A .............................................................................................. 112

APENDICE B .............................................................................................. 117

APENDICE C .............................................................................................. 120

Encuesta para recaudar informacin necesaria para la aplicacin de la

metodologa D.S. .................................................................................... 121

METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO ......... 127


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xiii

LISTA DE TABLAS

Tabla 2.1.Matriz de Criticidad de Equipos Basado en la Metodologa D.S. . 44

Tabla 2.2. Clasificacin de la Criticidad. ....................................................... 46

Tabla 2.3.Formato para la elaboracin del Anlisis de Modos y Efectos de

Fallas ............................................................................................................ 48

Tabla 4.1.Especificaciones tcnicas del motor diesel .................................. 68

Tabla 4.2.Especificaciones tcnicas de la caja transmisin de potencia ..... 69

Tabla 4.3.Especificaciones tcnicas del vaporizador .................................. 70

Tabla 4.4.Especificaciones tcnicas de la Bomba centrifuga ...................... 72

Tabla 4.5.Especificaciones tcnicas de la bomba reciprocante ................... 73

Tabla 4.6.Especificaciones tcnicas del compresor reciprocante ................ 75

Tabla 4.7.Equipos de cada subsistema sujetos a estudio ........................... 78

Tabla 4.8.Equipo natural de trabajo del proyecto ........................................ 79

Tabla 4.9.Evaluacin de Criticidad motor diesel .......................................... 80

Tabla 4.10.Evaluacin de Criticidad caja de transmisin ............................ 81

Tabla 4.11.Evaluacin de Criticidad vaporizador ......................................... 82

Tabla 4.12.Evaluacin de Criticidad Bomba centrifuga AC-18 .................... 83

Tabla 4.13.Evaluacin de Criticidad Bomba ACD 3- GUPD Triplex ............ 84

Tabla 4.14.Evaluacin de Criticidad Accesorios Hidrulicos ....................... 85

Tabla 4.15.Evaluacin de Criticidad Accesorios Compresor de aire ........... 86

Tabla 4.16.Resultado de criticidad Motor diesel .......................................... 87

Tabla 4.17.Resultado de criticidad Caja de transmisin .............................. 87

Tabla 4.18.Resultado de criticidad VaporizadorVWP-145-10 ..................... 88

Tabla 4.19.Resultado de criticidad Bomba centrifuga ACD-AC-18 .............. 88

Tabla 4.20.Resultado de criticidad Bomba ACD 3- GUPD Triplex .............. 88

Tabla 4.21.Resultado de criticidad Accesorios hidrulicos .......................... 89


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xiv

Tabla 4.22.Resultado de criticidad Compresor TU-FLO 550 ....................... 89

Tabla 4.23.Hoja 1/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-AC-18 ............... 92

Tabla 4.24.Hoja 2/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-AC-18 ............... 93

Tabla 4.25.Hoja 1/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-3-GUPD ............ 94

Tabla 4.26.Hoja 2/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-3-GUPD ............ 95

Tabla 4.27.Matriz de verificacin de hiptesis bomba reciprocante .......... 101

Tabla 4.28.Matriz de verificacin de hiptesis ........................................... 102

Tabla 4.29.Actividades de mantenimiento requerido de inmediato ........... 104

Tabla 4.30. Actividades de mantenimiento propuestas para la bomba

centrifuga. ................................................................................................... 105

Tabla 4.31. Actividades de mantenimiento propuestas para la bomba

reciprocante. ............................................................................................... 106

Tabla C.1. Evaluacin de Disponibilidad de Repuestos ............................ 123








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xv

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1. Localizacin de la sede administrativa de Grupo Petroamerica.

...................................................................................................................... 21

Figura 1.2. Localizacin de la base de operaciones de Grupo Petroamerica.

...................................................................................................................... 21

Figura 1.3. Localizacin geogrfica del rea de operaciones de Grupo

Petroamerica............................................................................................... 22

Figura 1.4.Estructura organizativa de la empresa Grupo Petroamerica... 23

Figura 1.5. Estructura organizativa de la gerencia de mantenimiento de

Grupo Petroamerica................................................................................... 24

Figura 2.1 Unidad de tubera flexible de Grupo Petroamerica................... 33

Figura 2.2 Unidad de inyeccin de nitrgeno YDQ180KHR de Grupo

Petroamerica............................................................................................... 34

Figura 2.3Tipo de Mantenimiento ................................................................ 36

Figura 2.4. Esquema del Equipo Natural de Trabajo ................................... 38

Figura 2.5.Factores a Evaluar Aplicando la Metodologa D.S. .................... 42

Figura 2.6Esquema del rbol Lgico .......................................................... 49

Figura 2.7Partes de una Bomba Centrifuga ................................................ 55

Figura 2.8Curvas caractersticas de una bomba centrfuga ........................ 58

Figura 4.1Motor Diesel de la unidad de inyeccin de nitrgeno .................. 68

Figura 4.2 Caja de transmisin de potencia de la unidad de inyeccin de

nitrgeno ....................................................................................................... 69

Figura 4.3Vaporizador de la unidad de inyeccin de nitrgeno................... 71

Figura 4.4Bomba centrifuga de la unidad de inyeccin de nitrgeno .......... 72

Figura 4.5Bomba reciprocante de la unidad de inyeccin de nitrgeno ...... 73

Figura 4.6 Compresor reciprocante de la unidad de inyeccin de nitrgeno 74


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xvi

Figura 4.7Corte transversal del compresor de aire y sus partes ................. 75

Figura 4.8Interface de control de procesos de la unidad de inyeccin ........ 76

Figura 4.9Panel de control de procesos de la unidad de inyeccin ............ 76

Figura A.1 Relacin de la potencia y la velocidad del motor ...................... 113

Figura A.2 Relacin del torque y la velocidad del motor ............................ 113

Figura A.2 Relacin del consumo de combustible y la velocidad del motor113

Figura A.3 Dimensiones de la bomba centrifuga vista lateral .................... 114

Figura A.4 Dimensiones de la bomba centrifuga vista frontal .................... 114

Figura A.5 Diagrama de la bomba ACD-3-GUPD ...................................... 115

Figura A.6 Placa de la bomba ACD-3-GUPD ............................................. 115

Figura A.7 Diagrama del subsistema de enfriamiento ............................... 116

Figura B.1 Unidad de tubera continua durante operacin en Santa Brbara

estado Monagas ......................................................................................... 118

Figura B.2 Cabezal de inyeccin durante operacin en Santa Brbara estado

Monagas ..................................................................................................... 118

Figura B.3 Proceso inyeccin de rehabilitacin de pozos durante operacin

en Santa Brbara estado Monagas ............................................................ 119


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xvii

RESUMEN

El objetivo fundamental de esta investigacin es proponer mejoras a los

equipos crticos del sistema de inyeccin de nitrgeno lquido YDQ180KHR

de la empresa Grupo Petroamerica, ubicada en el estado Monagas en la

zona industrial de la ciudad de Maturn. Esto con la finalidad de disminuir el

alto ndice de fallas que ha presentado dicha unidad de inyeccin y as

garantizar la disponibilidad del mismo. Para ello se realiz una identificacin

de la situacin actual de los equipos que lo conforman, donde se obtuvo unadescripcin total de ellos, as como tambin una visin del funcionamiento del

sistema. Seguidamente se realiz una clasificacin haciendo uso de un

anlisis de criticidad mediante la aplicacin de la Metodologa D.S, donde

se pudo conocer cules son los equipos que presentan mayor nivel crtico en

todo el sistema. Se aplic el Anlisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF),

estableciendo las funciones, fallas funcionales, modos de fallas y efectos de

fallas de los equipos con ms alto ndice de criticidad. Se realiz el Anlisis

de Causa Raz, estructurado por un rbol lgico basado en la informacinobtenida de entrevistas no estructuradas al personal que integr el ENT y de

la informacin suministrada por el AMEF realizado. Para finalizar se propuso

mejoras a la unidad de inyeccin de nitrgeno con base en todos los datos

resultantes de la aplicacin del AMEF y el ACR a los equipos crticos del

sistema.


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xviii

INTRODUCCIN

En la industria petrolera a nivel mundial es cada vez ms comn la aplicacin

de diversos mtodos de intervencin para la rehabilitacin y estimulacin de

pozos que por diferentes causas han disminuido su nivel de produccin,

(algunos hasta en su totalidad), la mayora de estos mtodos se llevan a

cabo utilizando un sistema conocido como unidad de tubera flexible

continua(coiled tubing unit).

En Venezuela existen numerosas empresas que prestan este tipo de

servicios a la industria de los hidrocarburos, tal es el caso de Grupo

Petroamerica, quienes en la actualidad llevan a cabo una gran variedad de

mtodos de intervencin de pozos para de esa manera garantizar la mxima

produccin y la optimizacin de todos los procesos productivos. Sin embargo

para que estos se lleven a cabo de la mejor manera es necesario garantizar

labores de mantenimiento a los equipos que intervienen en ellos. En GrupoPetroamerica se busca establecer una poltica operativa que le permita

cumplir con sus objetivos de una manera segura, confiable y a su vez

rentable, en ese sentido, la gerencia de mantenimiento de dicha empresa

trabaja en pro del desarrollo de proyectos para garantizar las actividades ms

adecuadas a todos los equipos en su haber, y de esa manera, garantizar a

su vez la disponibilidad del mismo en el momento que sea requerido.

La investigacin que se presenta a continuacin, consta de cinco

captulos, donde se describe la problemtica planteada en torno a las

frecuentes fallas que presenta el sistema de inyeccin de nitrgeno lquido a

pozos petroleros YDQ180KHR de la empresa Grupo Petroamerica.


19/132

xix

Captulo 1: El problema; presenta aspectos generales de la empresa,

como lo son una resea histrica, ubicacin geogrfica, visin, misin,

descripcin general de la empresa. Tambin se presenta el planteamiento del

problema, los objetivos generales y especficos, justificacin y limitaciones en

la realizacin de este trabajo.

Captulo 2: Marco Terico; se desarrolla la teora referente a la

investigacin, as como los fundamentos tericos, identificando de este modo

la metodologa a aplicar para el estudio de las fallas de los equipos del

sistema.

Captulo 3: Marco Metodolgico; muestra la descripcin de la

metodologa utilizada para llevar a cabo los diferentes objetivos propuestos

en esta investigacin como: tipo de investigacin, poblacin, muestra,

tcnicas que se emplearon para la recoleccin y anlisis de datos. Adems,

se muestra cada una de las etapas en la cual se dividi este proyecto para surealizacin

Captulo 4: Desarrollo; Se describe en forma detallada todo el

procedimiento y cada una de las herramientas que permitieron alcanzar los

objetivos planteados.

Finalmente, en el Captulo V (Conclusiones y Recomendaciones), se

dan a conocer las conclusiones y recomendaciones obtenidas, a travs, de la

realizacin de este trabajo de investigacin


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CAPTULO I

EL PROBLEMA

1.1 Resea histrica de la Empresa

Grupo Petroamerica fue fundada en el ao 2010 por un grupo de

profesionales venezolanos con experiencia en la perforacin, produccin e

intervencin de pozos petroleros por diversos mtodos. Debido a que para

todos estos procesos se lleven a cabo es necesario contar con equipos de la

mejor calidad, asesora tcnica eficaz y a su vez garantizar la disponibilidad

de repuestos de todos sus equipos y maquinarias, Grupo Petroamerica

firm una alianza con la empresa asitica Yantai Jerehpara ese mismo ao

(2010) lo que le permiti contar con los equipos necesarios para operar en

los extremos en lo que se refiere a presin, temperatura y ambientes cidos.

En el ao 2013 estas dos empresas antes mencionadas firman un nuevoacuerdo que les permiti a los empleados de la empresa viajar a China para

capacitarse en diferentes reas relacionadas con la operacin de los equipos

de la marca Yantai Jereh, alianza que est vigente aun en la actualidad.

1.2 Ubicacin

Grupo Petroamerica se encuentra ubicada en el estado Monagas,

especficamente en la ciudad de Maturn, dicha empresa consta de una sede

administrativa, localizada en el Centro Comercial Petroriente (sector tipuro) y

una base de operaciones ubicada en la zona industrial de la ciudad de

Maturn (sector zona industrial).


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21

Figur a 1.1. Localizacin de la sede administrativa de Grupo Petroamerica.

Fuente:Google Maps

Figur a 1.2. Localizacin de la base de operaciones de Grupo Petroamerica.

Fuente:Google Maps

La empresa tiene un rea de operaciones delimitada en el oriente del pas,

principalmente en las zonas de pozos productores de los estados Monagas

(Maturn, Campos Carito, Mulata, Santa Brbara, El Tejero, Pirital y El Furrial

Punta de mata, morichal, entre otros), Anzotegui (Anaco, Kaki, San tome).

Ver figura 1.3.


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22

Figur a 1.3. Localizacin geogrfica del rea de operaciones de GrupoPetroamerica.

Fuente:Grupo Petroamerica

1.3 Misin de Grupo Petroamerica

Proveer soluciones de alto valor a la Industria Petrolera Latinoamericana,

mediante la aplicacin de altos estndares en materia de Servicio y

Tecnologa en el mbito energtico; excediendo las expectativas de nuestros

Clientes a travs del cumplimiento de un Sistema de Gerencia de Calidad

ejecutando los Servicios de manera segura y comprometida al cuidado del

Medio Ambiente

1.4 Visin de Grupo Petroamerica

Convertirse en mediano plazo en una empresa de primera lnea de serviciosa la industria petrolera en Amrica Latina, basada principalmente en operar

bajo los estndares ms exigentes de excelencia y calidad al menor costo

posible, generando el mayor valor posible a las compaas operadoras de

explotacin de hidrocarburos, bajo un ambiente de trabajo donde nuestro


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23

personal pueda desarrollar todo su potencial bajo ptimas condiciones de

seguridad, maximizando el retorno de la inversin a sus accionistas y

clientes.

1.5 Estructura Organizativa

Grupo Petroamerica est conformada por seis gerencias, las cuales se

nombran a continuacin: desarrollo de negocios, operaciones,

mantenimiento, calidad, seguridad y administracin. En la figura 1.4 se

muestra un organigrama de la estructura organizativa de la empresa concada una de las gerencias mencionadas y seguidamente en la figura 1.5 se

muestra un esquema detallado de la estructura organizativa de la gerencia

de mantenimiento.

Figur a 1.4.Estructura organizativa de la empresa Grupo Petroamerica.



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24

Figur a 1.5. Estructura organizativa de la gerencia de mantenimiento de Grupo

Petroamerica.

Fuente: Grupo Petroamerica

1.6 Planteamiento del Problema

Grupo Petroamerica es una empresa nacida recientemente (ao 2010),

fundada en Maturn estado Monagas por un grupo heterogneo de

profesionales con amplia experiencia en diversas disciplinas en el mbito

petrolero a escala nacional e internacional. En el proceso de conformacin de

GPA, y entendiendo la necesidad de mantener altos estndares tecnolgicos

y operativos, se estableci una Alianza con la empresa Yantai Jereh

Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd., ubicada en Laishan District,

Yantai City, Shandong Province, P.R. China para el soporte tcnico en el

rea operacional.


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25

Dicha empresa tiene como norte promover servicios a la industria

venezolana con enfoque principal en actividades de intervencin,

estimulacin, rehabilitacin de pozos petroleros mediante la utilizacin de

Sistemas de Tubera continua (Coiled Tubing Unit), bombeo de alta y baja

presin, Prueba de Pozos (Well Testing), asesora petrolera, entre otros, y de

esta manera poder brindar soluciones de alto valor a la Industria Petrolera

Latinoamericana, mediante la aplicacin de altos estndares en materia de

Servicio y Tecnologa.

Para la estimulacin y rehabilitacin de pozos petroleros grupopetroamerica pone en prctica una variedad de procesos entre los cuales se

encuentra la inyeccin de nitrgeno, actividad que se lleva a cabo en la

industria de los hidrocarburos desde antes de 1970 motivada al alto costo y

dificultad de reinyectar gas natural CO2 adems de las grandes propiedades

que brinda el nitrgeno como gas inerte; para ello la empresa cuenta con una

unidad de inyeccin de N2 de ltima tecnologa (YDQ180KHR) de

manufactura y ensamblaje chino la cual est conformada bsicamente por

un tanque de almacenamiento de nitrgeno lquido con una capacidad de

3000 galones y un sistema de inyeccin compuesto por tres etapas

(precarga a baja presin, carga a alta presin y descarga) usando una

bomba centrifuga en la fase de precarga y una bomba reciprocarte de triple

pistn para la fase de carga, accionadas por un motor diesel de 550 hp y

usando el calor producido en dicho motor para transformar el nitrgeno de

estado lquido a estado gaseoso, operando en un rango de temperatura de -

196c al inicio del proceso a 20C antes de la descarga.

En la actualidad el sistema de inyeccin de nitrgeno ha presentado fallas

que dificultan el buen desarrollo de las operaciones de bombeo, las ms

significativas son las relacionadas con fugas de lubricantes y desgastes en


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26

los componentes de las bombas que conforman la unidad, lo cual se traduce

en una prdida de la capacidad de inyeccin de 3000 galones (capacidad de

almacenamiento del tanque) a 1800 galones debido a que las presiones

descienden hasta valores menores que los admisibles de operacin, razn

por la cual se imposibilita continuar el proceso hasta agotar la totalidad del

nitrgeno almacenado, cabe destacar que la unidad YDQ180KHR es el nico

equipo con el cual la empresa cuenta para el proceso de inyeccin de

nitrgeno y por ende dicha falla hace incapaz a grupo petroamerica de

prestar ese servicio a la industria petrolera venezolana, lo que se traduce en

una prdida econmica significativa adems del deterioro de elementosconstitutivos de la unidad.

Por lo antes expuesto, en este trabajo se va a realizar una propuesta de

mejoras, basadas en la aplicacin de AMEF y ACR a los equipos crticos del

sistema de inyeccin de nitrgeno de la empresa Grupo Petroamerica, para

ello se identificar la situacin actual de los equipos del sistema de inyeccin,

se clasificaran los equipos crticos del sistema mediante un anlisis de

criticidad, se realizar un anlisis de los modos y efectos de fallas a los

equipos crticos del sistema y seguidamente se elaborar un anlisis de

causa- raz para identificar las causas que originan las fallas, para finalmente

proponer mejoras con base en lo antes mencionado.

1.7 Objetivos

1.7.1 Objetivo General

Proponer mejoras a los equipos crticos del sistema de inyeccin de

nitrgeno YDQ180KHR para la rehabilitacin de pozos petroleros de la

empresa Grupo Petroamerica ubicada en Maturn Edo. Monagas.


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1.7.2 Objetivos especficos

1. Identificar la situacin actual del sistema de inyeccin de nitrgeno de

la empresa Grupo Petroamerica.

2. Clasificar los equipos mediante la aplicacin de un anlisis de criticidad.

3. Realizar un anlisis de los modos y efectos de fallas (AMEF) a los


petroamerica

4. Aplicar un anlisis de Causa-Raz (ACR) a las fallas recurrentes de los

equipos crticos de la unidad de inyeccin de nitrgeno de Grupopetroamerica.

5. Proponer mejoras a los equipos crticos del sistema de inyeccin de

nitrgeno de la empresa Grupo petroamerica en base a los resultados

obtenidos en AMEF Y ACR.

1.8 Justificacin

Las recurrentes fallas que se han presentado en la unidad de inyeccin de

nitrgeno YDQ180KHR ha conllevado en algunos casos a detener en su

totalidad la operacin de rehabilitacin de pozos petrolero y es por ello que

Grupo Petroamerica en su constante lucha por mantener sus altos

estndares de calidad en todos los procesos que realiza se propuso realizar

un anlisis que permita mitigar la ocurrencia de dichas fallas y as, garantizar

la continuidad operacional que como institucin se han venido planteando.

La gerencia de mantenimiento de dicha empresa es la encargada de llevar

a cabo todos estos anlisis que permitan desarrollar propuestas de

actividades o mejoras tcnicas para lograr alargar tanto como sea posible


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los tiempos entre fallas y restablecer operaciones de manera rpida y precisa

al momento de la ocurrencia de una falla.

Con la elaboracin de dicho anlisis para realizar propuestas de mejoras a

los equipos que forman parte de la unidad de inyeccin de nitrgeno, no solo

se protege econmicamente el proceso sino que tambin se protegen los

equipos esto debido a que no deben ser sometidos a mltiples reparaciones

que van degradando progresivamente su vida til. Para ello se hace mayor

hincapi en los equipos crticos, es decir, se direccionan todos los esfuerzos

para enfocarnos en los euipos que causen mayor impacto productivo yambiental al momento de la ocurrencia de alguna falla en la cual estos estn

involucrados.

1.9 Limitaciones

En el desarrollo del trabajo se presentaron diversos factores limitantes los

cuales se nombran a continuacin:

Poca disponibilidad de tiempo por parte de las personas de amplia

experiencia en el proceso de inyeccin de nitrgeno a pozos petroleros.

Escasa informacin documentada de la unidad y el proceso en general

en el idioma espaol.

Inexistencia de un historial de fallas bien registrado que permita conocer

ms a fondo el comportamiento los equipos que componen la unidad.

Informacin no documentada sobre reparaciones o mantenimiento

preventivo o correctivo realizado a los equipos que conforman la

unidad.


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CAPTULO II

MARCO TERICO

2.1 Antecedentes

Para el desarrollo de un trabajo, es necesario fundamentarse en

investigaciones y estudios previos, es por ello que se ha logrado recopilar

una variedad de documentos, los cuales guardan una estrecha relacin con

el tema en estudio, de manera directa con la temtica general o algn punto

en particular que resulta relevante. Estos estudios sirvieron de gua para la

organizacin de ideas, complementar informacin y determinar puntos en los

cuales es necesario profundizar.

En el ao 2009 Gmez S.Evalu los ndices de confiabilidad de la torre

de Enfriamiento de un Sistema de Aire Acondicionado en la Sede de

Administracin PDVSA Refinacin Oriente. Donde, realizprincipalmente un diagnstico de la situacin actual de cada uno de los

equipos mediante el contexto operacional de los mismos,

posteriormente realiz un Anlisis de Criticidad mediante la metodologa

D.S para dirigir esfuerzos hacia los equipos que con una condicin de

falla, generaran un fuerte impacto sobre las actividades del sistema.

Seguidamente realiz un Anlisis de Modos y Efectos de Fallas para los

equipos crticos seleccionados, obteniendo la base para la orientacin

del estudio de los ndices de confiabilidad hacia los aspectos ms

relevantes, con lo que logro evaluar, por medio del equipo natural de

trabajo, factores como inspeccin visual, pruebas y mediciones, edad

del equipo, medio ambiente y ciclo de trabajo. Estableciendo


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comparaciones con la confiabilidad manejada por la empresa, que

permiti como conclusin sugerir actividades de mantenimiento para

aumentar la confiabilidad de los equipos. Este trabajo se utiliz como

base en la aplicacin del Anlisis de Criticidad para los equipos que

conformen la unidad de inyeccin de nitrgeno en la empresa Grupo

Petroamerica.[1].

En el ao 2009 Martnez J.Realiz una Propuesta para el incremento

de confiabilidad de equipos crticos, basado en un anlisis causa raz.

Sistema de alimentacin de agua de caldera de una planta productora

de metanol, donde el objetivo principal fue proponer mejoras para elincremento de la confiabilidad de los equipos pertenecientes al sistema

mencionado anteriormente de las calderas de la planta Metor. S.A.,

mediante la metodologa del anlisis causa raz, con el fin de reducir las

ocurrencias de fallas, incrementando la confiabilidad del sistema. Este

trabajo sirvi de aporte importante en la aplicacin de la herramienta

tcnica de Anlisis de Causa Raz (ACR) que se aplic en el desarrollo

de la investigacin.[2]. En el ao 2010 Mrquez L. Propuso Mejoras al plan de mantenimiento

de los equipos crticos del sistema de carga de urea basada en la

confiabilidad. Caso: sistema de carga de urea granular del complejo

petroqumico general de divisin Jos Antonio Anzotegui, cuyo

objetivo fundamental fue proponer mejoras al plan de mantenimiento

basado en la confiabilidad de los equipos crticos de dicho sistema, con

el fin de aumentar la rentabilidad del proceso productivo de la empresa,

permitiendo formular estrategias para mejorar la planificacin y

ejecucin del mantenimiento, minimizar la ocurrencia de fallas, disminuir

los costos de mantenimiento e incrementar la confiabilidad operacional

de la planta, mejorando as la seguridad de los trabajadores y el medio


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Figur a 2.1 Unidad de tubera flexible de Grupo Petroamerica

Fuente:Base de Operaciones Grupo Petroamerica

2.2.3 Proceso de inyeccin de nitrgeno a pozos petroleros

Proceso por el cual se inyecta nitrgeno a un yacimiento de petrleo usando

una unidad de tubera flexible (coiled tubing), ver figura 2.1, para aumentar el

factor de recuperacin petrolero, este se lleva a cabo por debajo de la

presin mnima de miscibilidad (MMP), en este proceso se incrementa la

recuperacin por hinchazn de petrleo, reduccin de la viscosidad y

vaporizacin limitada del petrleo crudo. Por encima de la MMP, la inyeccin

de nitrgeno es un drenaje de vaporizacin miscible. La miscibilidad del

nitrgeno solo puede alcanzarse con petrleos ligeros que estn a presiones

elevadas, por lo tanto, el mtodo miscible es adecuado solo para yacimientos

profundos.


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Figur a 2.2 Unidad de inyeccin de nitrgeno YDQ180KHR de Grupo Petroamerica

Fuente:Base de Operaciones Grupo Petroamerica

2.2.3 Miscibilidad

Es una condicin por la cual dos o ms fluidos pueden mezclarse en todas

las proporciones y formar una sola fase homognea.

2.2.4 Conceptos y Principios Bsicos

2.2.4.1 Sistemas

Son las principales divisiones dentro de una unidad de proceso, ejecutan una

funcin especfica dentro del proceso. En otras palabras es el conjunto de

equipos que interactan para el cumplimiento de una funcin determinada.

[6]


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2.2.4.2 Subsistemas

Unidades de subdivisin de sistemas muy complejos. [6]

2.2.4.3 Equipo

Est constituido por un grupo de partes ubicadas dentro de un paquete

identificable, el cual cumple al menos una funcin de relevancia en forma

independiente. Adems se considera como un bien econmico y tcnico

sujeto a mantenimiento (Ej. Motores, bombas, intercambiador de calor,compresores, cajas reductoras, vlvulas de control etc.). [7]

2.2.4.4 Componentes o partes

Son elementos de menor nivel y normalmente responsable de las fallas y

hacia donde estn dirigidas las tareas de mantenimiento. [6]

2.2.4.5 Falla

El trmino de falla se plantea cuando un componente o equipo ha perdido la

capacidad de satisfacer un criterio de funcionamiento deseado, ya sea en

cantidad o calidad. Las fallas son la razn de ser del mantenimiento, debido

a que a ste le corresponde prevenirlas y corregirlas para aumentar la

disponibilidad del equipo. [7]

2.2.4.6 Mantenimiento

El mantenimiento, es el conjunto de actividades orientadas a conservar o

restablecer un sistema o equipo a su estado normal de operacin, para


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cumplir un servicio determinado en condiciones econmicamente favorables,

y de acuerdo con las normas de proteccin integral, existe dos tipos de

mantenimiento, preventivo y correctivo. [6]

La figura 2.3 muestra de forma esquemtica los tipos de

mantenimiento y las actividades a las que debe ser sometido un equipo,

dependiendo si este ya sufri una falla, o aun no la ha sufrido.

2.2.4.7 Mantenimiento Preventivo

Es una actividad planificada en cuanto a inspeccin, deteccin y prevencin

de fallas, cuyo objetivo es mantener los equipos bajo condiciones especficas

de operacin. Se ejecuta a frecuencias dinmicas, de acuerdo con las

recomendaciones del fabricante, las condiciones operacionales y la historia

de fallas de los equipos.

Figur a 2.3Tipo de Mantenimiento

Fuente:Surez, D. y Bravo, D (2008)


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2.2.4.8 Mantenimiento Correctivo

Es una actividad que se realiza despus de la ocurrencia de la falla. El

objetivo de este tipo de mantenimiento consiste en llevar los equipos

despus de una falla a sus condiciones originales, por medio de restauracin

o reemplazo de componentes o partes, debido a desgate, daos o roturas,

este tipo de mantenimiento se puede planificar, pero no programar debido a

que ocurre de una forma imprevista 7.

2.2.4.9 Planificacin de mantenimiento

La Planificacin del Mantenimiento, es el diseo de programas de actividades

de mantenimiento, distribuidas en el tiempo, con una frecuencia especfica y

dinmica que permite mantener los equipos en operacin para cumplir con

las metas de produccin preestablecidas por la organizacin. [7]

2.2.4.10 Plan de MantenimientoEs un documento que indica cuales son los trabajos que se deben ejecutar

en los equipos para mantenerlos en condiciones operacionales. Incluyen

informacin acerca del nmero de la orden de trabajo, ubicacin del equipo,

frecuencia, personal, duracin y ejecucin de la actividad tanto estimada

como real, responsable de las acciones de mantenimiento y observaciones

7.

2.2.5 Equipo Natural de Trabajo (ENT)

Se define como el conjunto de personas de diferentes funciones de la

organizacin, que trabajan juntas por un perodo de tiempo determinado en


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2.2.5.2 Tcnicos y/o Supervisor de Mantenimiento (mecnicos,

electricistas e instrumentistas)

Aportan conocimientos de las causas de las fallas y maneras de evitarlas.

2.2.5.3 Especialistas en Procesos

Participan para resolver las controversias en las reuniones de trabajo.

2.2.5.4 SIAHO

Informan sobre el impacto en seguridad industrial, ambiente e higiene

ocupacional.

2.2.5.5 Planificador

Se encarga de incorporar las actividades que minimizan la ocurrencia de las

fallas en el programa de mantenimiento, con su frecuencia correspondiente.

2.2.5.6 Analista de Mantenimiento

Aportan informacin relacionado con el comportamiento del equipo en el

tiempo.

2.2.2.7 Facilitador General

Es un miembro extra del grupo, su labor consiste en fijar reuniones,

coordinarlas y verificar que el trabajo del equipo se adapte a la metodologa

del MCC.


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Este equipo tiene la responsabilidad de aportar toda la informacin el

aplicar el ACR para determinar las causas races fsicas, humanas y latentes;

mediante la construccin del rbol lgico de fallas, como lo exige la

metodologa [8].

2.2.6 Caractersticas de un ENT

Involucrar a cada miembro, para la bsqueda de solucin de problemas

con sentido de pertinencia.

Participacin de todos los miembros en las discusiones. Conscientes de

que los roles de los integrantes son diferentes, pero complementarios.

Todos tienen que aportar.

Se atiende a cada miembro y no hay temor de hacer sugerencias,

existe consenso y compromiso.

Los desacuerdos no se ocultan, se discuten, para resolverlos.

Las crticas son sinceras y frecuentes, pero sin ataques personales.

Utiliza ayuda externa cuando es requerida. Los resultados son validados por el mismo proceso de anlisis y la

implementacin de acciones debe garantizarse [9].

2.2.7 Anlisis de Criticidad

Consiste en una metodologa con la cual es posible jerarquizar sistemas,

instalaciones y equipos, en funcin de su impacto global, con el fin de facilitar

la toma de decisiones acertadas y efectivas, direccionando el esfuerzo y los

recursos en reas donde sea ms importante.

Luego de realizar el anlisis de criticidad se obtiene una lista ponderada

donde se encuentran todos los elementos del universo analizado, ordenados


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Figur a 2.5.Factores a Evaluar Aplicando la Metodologa D.S.

Fuente:Surez, Digenes (2015)

Los factores que intervienen en la metodologa D.S. se describen a

continuacin:

2.2.7.1.1 Para el rea de mantenimiento

2.2.7.1.1.1 Cantidad de Fallas Ocurrida (F)

Son las cantidades de falla que se pueden presentar en un equipo durante un

tiempo determinado.

2.2.7.1.1.2 Tiempo Promedio Fuera de Servicio (TPFS)

Son los tiempos en que el equipo no se encuentra operando por causa de

fallas funcionales.


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2.2.7.1.1.3 Disponibilidad de Repuestos (DR)

Representa la relacin existente entre la cantidad satisfecha, con respecto a

la cantidad demanda.

2.2.7.1.1.4 Cumplimiento del Mantenimiento Preventivo (CMP)

Es el indicador del cumplimiento de las actividades ejecutadas de

mantenimiento al equipo en relacin a las programadas.

2.2.7.1.1.5 Efectividad (E)

Indica el porcentaje de las horas de aprovechamiento real del equipo para la

produccin en relacin a las horas disponibles.

2.2.7.1.1.6 Backlog (B)

Indica la duracin total en semanas de las rdenes de trabajo pendientes por

realizar en un perodo determinado en funcin de las horas disponibles.

2.2.7.1.2 Para el rea de operaciones

2.2.7.1.2.1 Tipo de Conexin

Se refiere a la interconexin que poseen entre equipos para la produccin,estas pueden ser en serie, paralela o mixta.


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En la figura 2.6 se ilustra la estructura del rbol lgico, el cual es una

de las herramientas utilizada para la realizacin del Anlisis de Causa- Raz

de fallas en un equipo o sistema.

Figur a 2.6Esquema del rbol Lgico

Fuente: Confima & Consultores. (2015).

2.2.9.1 Niveles del rbol lgico en el anlisis de Causa-Raz

2.2.9.1.1 Problema o falla funcional

Representa el primer nivel del rbol lgico, es la razn por la cual se est

analizando el problema, es decir todo lo que estamos interesados en

minimizar.

2.2.9.1.2 Modo

Es el segundo nivel del rbol lgico, representan las causas por la cual

ocurre la falla funcional.


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Se presenta fallas espordicas (una vez), en procesos crticos, tales

como paradas de emergencia, incendios, explosivos o fallas graves

poco frecuentes en los equipos.

Es necesario identificar las deficiencias en los programas

entrenamiento, mantenimiento y procedimientos operativos.

Si tiene la necesidad de analizar diferencias organizacionales.[8]

2.2.10 Maquinas Generadoras o Bombas

Se les define como mquinas generadoras a aquellas que transmiten la

energa al fluido mediante el movimiento de un elemento rotatorio llamado

impelente y que obliga al fluido a moverse de forma acelerada por su

interior. Atendiendo a la trayectoria del fluido por el interior del impelente, las

mquinas dinmicas se subdividen en centrfugas, axiales, de flujo mixto, de

remolino y de discos [10].

2.2.11 Bombas Centrfugas

Las bombas centrfugas mueven un cierto volumen de lquido entre dos

niveles; son pues, mquinas hidrulicas que transforman un trabajo

mecnico en otro de tipo hidrulico.

Los elementos de que consta una instalacin son, Ver Figura 2.7.:

2.2.11.1 Carcasa

Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la funcin de convertir la

energa de velocidad impartida al lquido por el impulsor en energa de


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presin. Esto se lleva a cabo mediante reduccin de la velocidad por un

aumento gradual del rea.

2.2.11.2 Una tubera de aspiracin

Que concluye prcticamente en la brida de aspiracin.

2.2.11.3 El impulsor o rodete

Formado por un conjunto de labes que pueden adoptar diversas formas,segn la misin a que vaya a ser destinada la bomba, los cuales giran dentro

de una carcasa circular. El rodete es accionado por un motor, y va unido

solidariamente al eje, siendo la parte mvil de la bomba.

2.2.11.4 Anillos de desgaste

Cumplen la funcin de ser un elemento fcil y barato de remover en aquellas

partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la

carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando as la necesidad de cambiar

estos elementos y quitar solo los anillos.

2.2.11.5 Estoperas, empaques y sellos

La funcin de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del lquido

bombeado a travs del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo

de aire hacia el interior de la bomba.


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Figur a 2.7Partes de una Bomba CentrifugaFuente: Universid ad de Cantabria.

2.2.12 Funcionamiento de la Bomba Centrfuga

El funcionamiento es simple: dichas bombas usan el efecto centrfugo para

mover el lquido y aumentar su presin. Dentro de una cmara hermtica

dotada de entrada y salida (tornillo sin fin o voluta) gira una rueda con paleta

(rodete), el verdadero corazn de la bomba.

El rodete es el elemento rodante de la bomba que convierte la energa

del motor en energa cintica (la parte esttica de la bomba, o sea la voluta,

convierte, en cambio, la energa cintica en energa de presin). El rodete

est, a su vez, fijado al eje de la bomba, ensamblado directamente al eje de

transmisin del motor o acoplado a l por medio de acoplado rgido.

Cuando entra lquido dentro del cuerpo de la bomba, el rodete

(alimentado por el motor) proyecta el fluido a la zona externa del cuerpo-

bomba debido a la fuerza centrfuga producida por la velocidad del rodete: el

lquido, de esta manera, almacena una energa (potencial) que se


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3.3.2 Observacin directa

Se realizaron visitas al rea de operaciones de la empresa (Estado

Monagas) para realizar inspecciones directas al sistema de inyeccin y a los

equipos adicionales que intervienen en el proceso operacional, asi como las

unidades de tubera flexible, en dichas visitas se capturaron imgenes de los

equipos utilizando como instrumentos cmaras fotogrficas digitales.

3.3.3 Entrevista de Tipo No Estructurada

En esta tcnica se realizaron entrevistas no estructuradas e informales

basadas en conversaciones con especialistas en el proceso de rehabilitacin

de pozos, mecnicos, operadores, planificadores, y otros trabajadores con

amplio conocimiento del funcionamiento de la unidad de inyeccin; stas

permitieron obtener la informacin necesaria para la elaboracin del

proyecto.

3.4 Tcnicas de anlisis

3.4.1 Anlisis de Criticidad (AC)

Se utiliz esta herramienta tcnica ya que permite clasificar o jerarquizar los

equipos los equipos, orientndose en el impacto que tienen a nivel

operacional, de seguridad y ambiental. Se us la norma, se utiliz la

metodologa D.S para obtener el nivel de criticidad de cada uno de los

equipos que conforman la unidad YDQ180KHR.


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informacin se recopil mediante entrevistas al equipo natural de trabajo

(ENT), adems de la informacin que suministro el personal del taller donde

son reparados todos los equipos de la empresa que as lo requieran.

3.5.4 Aplicacin de un Anlisis de Causa Raz (ACR) a las fallas

recurrentes de la unidad de inyeccin de nitrgeno YDQ180KHR.

Se determin el origen de las fallas del sistema de inyeccin actual, a travs

del ACR, tcnica que permiti identificar las causas que originaron las fallas

recurrentes de los equipos de bombeo. Se aplic la tcnica del rbol lgicode para elevar el nivel de comprensin del problema estudiado,

determinndose as las posibles causas fsicas, humanas y latentes, con la

finalidad de atacar la raz y no la consecuencia del problema, y as poder

proponer actividades de que sirvan para mejorar el sistema.

3.5.5 Propuestas de mejoras a los equipos crticos del sistema de

inyeccin de nitrgeno YDQ180KHR con base en los resultados

obtenidos en la aplicacin del AMEF y el ACR

Una vez realizadas las etapas anteriores, se propusieron mejoras a los

equipos crticos de la unidad de inyeccin con la finalidad que sean la

solucin ms adecuada y ms viable para la empresa Grupo Petroamerica

en trminos de rendimiento que permita que el sistema sea confiable y este a

la disponibilidad cada vez que se requiera de su uso.


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CAPTULO IV

DESARROLLO

4.1 Identificacin de la situacin actual del sistema de inyeccin de

nitrgeno YDQ180KHR

Para identificar la situacin actual de la unidad de inyeccin se realiz

previamente la recopilacin de informacin por medio de manuales y

documentos relacionados al sistema en estudio; seguidamente con el apoyo

del personal de operaciones se observ en planta cada uno de los equipos

que conforman dicho sistema, adems se realizaron entrevistas no

estructuradas al personal para conocer los antecedentes y funcionamiento de

los equipos.

4.1.1 Descripcin del Sistema

La unidad de inyeccin de nitrgeno YDQ180KHR de la empresa grupo

petroamerica es un sistema de diseo y fabricacin china, la cual tiene como

funcin inyectar nitrgeno a pozos petroleros productores mediante acople a

un sistema de tubera flexible continua (coiled tubing), esto con la finalidad de

restablecer las condiciones productivas originales del pozo.

El sistema consta bsicamente de un tanque de almacenamiento de

nitrgeno lquido el cual surte el N2 necesario para llevar a cabo el proceso,

adems cuenta con cinco (5) sub-sistemas los cuales se clasifican en: Sub-

sistema de potencia, subsistema de enfriamiento, subsistema hidrulico,

subsistema neumtico y subsistema de control, cada uno de ellos estn


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constituido por equipos y componentes que cumplen funciones especficas

dentro de la unidad para hacer posible el proceso de inyeccin.

4.1.2 Descripcin de los subsistemas

4.1.2.1 Subsistema de potencia

Permite potenciar el funcionamiento de todos los equipos que as lo

requieran dentro del sistema, est compuesto por un motor diesel modelo

6063HK73 de control computarizado con una potencia mxima de salida de550 HP en el cual se genera calor que es aprovechado para usarlo en el

proceso como transformador del nitrgeno de estado lquido al gaseoso, otro

equipo perteneciente a el mencionado sub-sistema es la caja de transmisin

de potencia la cual opera con una potencia mxima de salida de 360 HP los

cuales son transmitidos a los diferentes equipos mediante cada uno de los

tres (3) puertos de salida.

En las figuras 4.1 y 4.2 se muestran las apariencias externas del motor

diesel y la caja de transmisin de potencia .


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Figur a 4.1Motor Diesel de la unidad de inyeccin de nitrgeno

Fuente: Manual de operacin Jereh (2011).

Tabla 4.1.Especificaciones tcnicas del motor diesel

Fuente:Manual de operacin Jereh (2011).

Modelo 6063HK73

Sistema de control Computarizado

Potencia 550 HP @ 2100 rpm

Estilo Cuatro cilindros en lnea, enfriado con

agua con desplazamiento de 14L

Arranque Aire comprimido

Admisin Control elctrico

Cierre Control elctrico

Enfriamiento Ventilador de enfriamiento

Otros componentes./

sustancias

Termostato, filtro de aire, aceite

refrigerante


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Figur a 4.3Vaporizador de la unidad de inyeccin de nitrgeno


4.1.2.3 Subsistema de Hidrulico

El subsistema hidrulico de la unidad de inyeccin de nitrgeno consta de

dos bombas (una de carga y otra de sobrecarga), un total de once (11)

vlvulas, tres (3) filtros, un (1) tanque almacenamiento de aceite hidrulico,

un acumulador de fluido y un total de cinco (5) manmetros.

La bomba de sobrecarga es de tipo centrifuga (AC-18) es la ms popular

en operaciones de yacimientos petroleros por su rgido diseo y estructura

compacta adems de su facilidad para transportar por su peso ligero. Esta

bomba es usada para impulsar el nitrgeno lquido buscando resolver la

succin de vaco debido a la baja presin existente dentro del

almacenamiento del nitrgeno, trabaja con una presin mxima de succin

100 Psi. En la figura 4.4 se ilustra la apariencia externa de la bomba AC-18mientras que la tabla 4.4 muestra las especificaciones tcnicas de la bomba.


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Figur a 4.5Bomba reciprocante de la unidad de inyeccin de nitrgeno


Tabla 4.5.Especificaciones tcnicas de la bomba reciprocante

Fuente:Manual de operacin Jereh (2011).

Modelo ADC 3-GUPD

Fluido especifico Nitrgeno lquido

Potencia requerida 205 HP

Velocidad angular mxima 900 rpm

Dimetro de los pistones 1.25 1.625 2

Caudal de cada pistn (gpm) 18.28 30.91 46.81

Presin de descarga (psi) 17,000 10,000 6,500

Peso 650 lb

Dimensiones (HXLXW) 14.43x 34.58x 32.20

4.1.2.4 Subsistema de neumtico

El subsistema neumtico de esta unidad consiste en un compresor de aire

acoplado a un sistema de control de distribucin y a un tanque con un

secador de aire, el sistema posee dos fuentes de aire, una proveniente del


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exterior y la otra suministrada por el compresor adems est equipada con

vlvulas, filtros reguladores, unidades de control de presin etc. (Ver

apndice C). Antes del arranque del motor, la fuente externa suministra aire

al accionador para posteriormente producirse la puesta en marcha del motor

del compresor. En la figura 4.6 y 4.7 se ilustran la apariencia externa del

compresor de aire y una vista con corte transversal del compresor donde se

sealan sus partes respectivamente mientras que la tabla 4.6 muestra las

especificaciones tcnicas del compresor de aire.

Figur a 4.6 Compresor reciprocante de la unidad de inyeccin de nitrgeno

Fuente: BendixInformacin de servicios (2010).


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Tabla 4.8.Equipo natural de trabajo del proyecto


Integrante Rol del integrante

Ivn Lozada Especialista en intervencin de pozos

Gary Cabrera Planificador de Mantenimiento

Juan Carlos Camacho Operador

Ernesto Febres Lder de operaciones

Jos Lpez Especialista en seguridad y ambiente

Luis Caguana Tcnico mecnico

Mara Teresa Gil Jefa de almacn

Carlos Ojeda Facilitador general

El resultado de las encuestas y las entrevistas realizadas al equipo natural de

trabajo arroj como resultado la serie de tablas (desde la tabla 4.9 a la tabla

4.22) que se muestran a continuacin donde se especifican los criterios de

ponderacin segn la matriz de aplicacin de la metodologa D.S, y el nivel

de criticidad obtenido una vez realizado el anlisis para cada equipo.


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Tabla 4.9.Evaluacin de Criticidad motor diesel


Grupo

Petroamerica C.A.MATRIZ DE CRITICIDAD

Equipo:Motor diesel

Subsistema:Potencia

Realizado por:Carlos Ojeda

Evento de Control:

REA DE MANTENIMIENTOFactor a Evaluar Criterios Ponderacin Criterio

SeleccionadoPuntos

1) Cantidad de Fallas en el

perodo evaluado

1a) 0 F 6 1

1a 11b) 6


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Tabla 4.10.Evaluacin de Criticidad caja de transmisin


Grupo


Equipo:Caja de transmisin de potencia

Subsistema:Potencia


Evento de Control:


SeleccionadoPuntos

1) Cantidad de Fallas en elperodo evaluado

1a) 0 F 6 11a 11b) 6


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Tabla 4.13.Evaluacin de Criticidad Bomba ACD 3- GUPD Triplex


Grupo


Equipo:Bomba ACD 3- GUPD Triplex

Subsistema:Hidrulico


Evento de Control:

Carlos Ojeda

Factor a Evaluar Criterios Ponderacin CriterioSeleccionado Puntos1) Cantidad de Fallas en elperodo evaluado

1a) 0 F 6 11b 21b) 6


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85

Tabla 4.14.Evaluacin de Criticidad Accesorios Hidrulicos


Grupo


Equipo:Accesorios hidrulicos

Subsistema:Hidrulico


Evento de Control:


SeleccionadoPuntos

1) Cantidad de Fallas en elperodo evaluado 1a) 0 F 6 1 1a 11b) 6


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Tabla 4.15.Evaluacin de Criticidad Accesorios Compresor de aire


Grupo


Equipo:Compresor TU-FLO 550

Subsistema:Neumtico


Evento de Control:


SeleccionadoPuntos

1) Cantidad de Fallas en elperodo evaluado

1a) 0 F 6 11b 21b) 6


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Tabla 4.18.Resultado de criticidad VaporizadorVWP-145-10


EvaluacinObtenida

Criticidad del EquipoSeleccionar

con X

No Crtico (32 Ponderacin Total < 50%)

Semi-Crtico (50 Ponderacin Total < 70%) X

Crtico (Ponderacin Total 70%)

La tabla 4.18 refleja que el vaporizador VWP-145-10 presenta un

porcentaje acumulado menor a 70%, por lo tanto este equipo tampoco se

considera crtico dentro del sistema de inyeccin de nitrgeno.

Tabla 4.19.Resultado de criticidad Bomba centrifuga ACD-AC-18


EvaluacinObtenida


con X


Semi-Crtico (50 Ponderacin Total < 70%)

Crtico (Ponderacin Total 70%) X

Tabla 4.20.Resultado de criticidad Bomba ACD 3- GUPD Triplex


EvaluacinObtenida


con X


Semi-Crtico (50 Ponderacin Total < 70%)

Crtico (Ponderacin Total 70%) X


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90

Finalmente la tabla 4.22 muestra el resultado de la evaluacin de criticidad

por la metodologa D.S al compresor de aire del subsistema neumtico, el

cual resulto tener una ponderacin total menor a 70% lo cual lo convierte en

un equipo no crtico, por lo tanto no ser objeto de estudios posteriores

mediante la aplicacin del (AMEF).

4.3 Realizacin de un anlisis de modo y efecto de falla (AMEF) a los


petroamerica.

Con la finalidad de identificar las posibles fallas del sistema y los efectos que

se producen con la aparicin de stas, se procedi a realizar un anlisis de

modos y efectos de falas (AMEF) el cual se realiz a los equipos que

resultaron crticos una vez culminada la jerarquizacin mediante el anlisis

de criticidad, para ello se recopilo informacin aportada por el equipo natural

de trabajo.

Es importante sealar que para la realizacin del anlisis de modos y

efectos de fallas no se hace referencia a los tiempo entre fallas (TEF) ni a

los tiempos fuera de servicio (TFS), esto se debe a que la empresa no emite

rdenes de trabajos lo cual resumi la fuente de recopilacin de informacin

a las experiencias aportadas por los miembros del equipo natural de trabajo

(ENT) y los mecnicos responsables de realizar trabajos de reparacin en

los talleres donde son llevados los equipos cuando uno de sus componentes

falla.

A continuacin se muestran los anlisis de modos y efectos de fallas de

los equipos crticos de la unidad de inyeccin de nitrgeno YDQ180KHR de

la empresa grupo petroamerica, la tabla 4.23 refleja el anlisis de la bomba


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centrifuga ACD-AC-18 mientras que la tabla 4.24 hace lo propio para la

bomba reciprocante de triple pistn.


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Tabla 4.24.Hoja 2/2 de AMEF realizado a la bomba ACD-AC-18


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Tabla 4.28.Matriz de verificacin de hiptesis

Fuente:Equipo natural de trabajo ENT

Una vez realizado el anlisis Causa-Raz se pudo corroborar cuales son

los elementos de los equipos que beben ser intervenidos, tambin se conocique aspectos organizativos de la empresa deben mejorar. Esto permiti

realizar propuestas de una serie de mejoras con la finalidad de que se pueda

generar un impacto positivo a corto y mediano plazo en todas las

operaciones donde interviene el sistema de inyeccin de nitrgeno

YDQ180KHR.

4.5 Propuesta de mejoras a los equipos crticos del sistema de

inyeccin de nitrgeno de la empresa Grupo petroamerica

El anlisis de modos y efectos de fallas y el anlisis de criticidad

proporcionaron la informacin necesaria para dar cumplimiento a la presente


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Con la implementacin de estas actividades no solo se busca mitigar

las fallas ocurridas en el sistema y prevenir la ocurrencia de otras, sino

que tambin se busca crear en los trabajadores de la empresa y, en

especial de la gerencia de mantenimiento un sentido de conciencia en las

labores de inspeccin y supervisin de dichas labores.

Los integrantes del equipo natural de trabajo ENT, en representacin

de todo el personal que labora en Grupo Petroamerica mostraron al final

de la realizacin del proyecto muy buena disposicin a dar cabal

cumplimiento a las actividades propuestas y sugerencias aportadas por

todo el equipo multidisciplinario.


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CAPTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Conclusiones

1. El sistema de inyeccin de nitrgeno est conformado por 5

subsistemas de los cuales cuatro fueron objeto de estudio un vez

identificada la situacin actual y comprobada el buen funcionamiento

del subsistema de control.

2. Actualmente la unidad de inyeccin de nitrgeno esta presentado fallas

asociadas a la perdida de la capacidad de bombeo de nitrgeno para

las operaciones de rehabilitacin de pozos petroleros.

Por la naturaleza de las fallas recurrentes el equipo natural de trabajo

ENT busca direccionar todos los esfuerzos a los equipos asociados

con el subsistema hidrulico.

Mediante el anlisis de criticidad realizado utilizando la metodologa D.Sse pudo comprobar que las bombas ACD-AC-18 de tipo centrifuga y la

bomba ACD-3-GUPD de tipo reciprocante pertenecientes al

subsistema hidrulico presentan alto grado de criticidad.

La realizacin del anlisis de modos y efectos de fallas AMEF permiti

conocer el efecto de la las potenciales asociadas a los equipos crticos,

gracias a la experiencia aportada por los miembros del ENT, lo que

permiti tener informacin para la realizacin del anlisis Causa-Raz.

El anlisis Causa-Raz arroj fallas asociadas a ruptura en el rodete

impulsor y desgaste en los sellos mecnicos en la bomba centrifuga

ACD- AC-18 mientras la bomba reciprocante present problemas con

rodamientos y Estoperas.


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Las propuestas de actividades de mantenimiento estn orientadas a

brindar una notable mejora en los problemas operacionales que

actualmente presenta la unidad de inyeccin, estas fueron realizadas

por el equipo natural de trabajo en dos partes, las actividades que

requieren de una ejecucin inmediata y otras actividades las cuales se

espera que causen un impacto positivo a corto-mediano plazo.

5.2 Recomendaciones

Ejecutar las actividades propuestas segn su prioridad para as poder

obtener resultados inmediatos en las mejoras propuestas a los equipos

crticos del sistema.

Documentar las fallas, tiempos entre fallas (TEF) y/o tiempos fuera de

servicios (TFS) para de esa manera contar con un registro que permita

facilitar una planificacin de mantenimiento orientada a las fallas

documentadas.

Aunque se pudo comprobar el buen funcionamiento del subsistema decontrol se encontr un instrumento de medicin daado, el cual fue

sustituido de inmediato por su existencia en el stock de repuesto, por

ello se recomienda realizar pruebas peridicas con frecuencia semestral

a los instrumentos de medicin y al subsistema de control en general.

Se recomienda realizar inventarios de almacn con frecuencia y dar a

conocer al personal de operaciones sobre la existencia en stock de

repuestos de cada uno de los equipos que intervienen en el proceso.

PROPUESTA DE MEJORAS BASADAS EN LA APLICACIÓN DE AMEF Y ACR DE LOS EQUIPOS CRÍTICOS DEL SISTEMA DE...

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