bomba de fractura

Módulo 23 de JETBomba de Fractura

SPF/SPS 343 Versión provisoria 0.1

Módulo 23 de JET, Bomba de fractura SPF/SPS 343Nº de identificación de contenido InTouch 4221756 Versión: 1.0 Fecha de emisión: Octubre 30, 2006 Propietario: Well Services Training & Development, IPC

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iiiJET 23 - SPF/SPS 343 Bomba de Fractura |

Índice

1.0 Introducción 71.1 Objetivos del aprendizaje 7

2.0 Seguridad 92.1 Seguridad del sitio de trabajo 102.2 Seguridad del bombeo a presión 112.3 Seguridad personal y operativa 11

3.0 Visión General de la Unidad 133.1 Aplicaciones de la unidad 16

4.0 Sistema de Energía Eléctrica 174.1 Paneles de control 174.2 Interruptor para apagado de emergencia 174.3 Interruptor principal de energía 184.4 Interruptor de apagado para arranque/funcionamiento en cubierta 184.5 Interruptor de control de RPM en cubierta 184.6 Interruptor selector de engranaje 184.7 Interruptor del freno de la bomba 194.8 Interruptor de prueba instantánea punto muerto/en línea 194.9 Interruptor de prueba de lámparas 204.10 Módulo de presión de descarga 204.11 Módulo de caudal de bomba/velocidad del motor 204.12 Luz de advertencia del motor de cubierta 214.13 Luces de advertencia de transmisión/bomba en la cubierta 214.14 Luz de advertencia de desconexión a punto muerto 224.15 Luz indicadora de sujeción del convertidor 224.16 Luz de indicación de prueba de línea 224.17 Luces de iluminación del panel 224.18 Conector de cable PPR 224.19 Conector del cable de control remoto 234.20 Caja de empalmes principal 234.21 Interruptor para corte de combustible 234.22 Desconexión del abastecimiento principal de energía 23

iv | Índice

4.23 Panel de indicadores 244.24 Panel principal de mediciones de la unidad 244.25 Consola de control remoto de la pantalla táctil FPC del operario 25

5.0 Componentes principales 275.1 Válvulas de estallido a disco de la succión del extremo de fluidos 275.2 Otros componentes principales 28

6.0 Componentes y Clasificaciones de Bombas 296.1 Motor 29

6.1.1 Sistemadelubricacióndelmotor 316.2 Transmisión 32

6.2.1 Sistemadelubricaciónyenfriamientodelatransmisión 346.3 Extremo impulsor 346.4 Empaque de la bomba triple del extremo de fluido 356.5 Sistema de lubricación del empaque 396.6 Múltiple de succión 416.7 Estabilizador de succión 416.8 Requisitos para mangueras de succión y descarga 426.9 Extremo de fuerza motriz 436.10 Sistemas neumáticos 486.11 Sistemas hidráulicos 51

7.0 Operación de la Unidad 557.1 Colocación y armado de la unidad 567.2 Montaje a alta presión 577.3 Procedimiento de arranque 577.4 Procedimientos para arrancar y apagar en clima frío 587.5 Unidades sobre patines SPF y SPS 343 con motores auxiliares 597.6 Procedimientos adecuados de cambio de velocidades para la bomba

de fractura SPF 343 607.7 Sujeción de la transmisión 607.8 Prueba de paro por sobrepresión 617.9 Sistema de prueba instantánea punto muerto/línea 617.10 Cómo cebar la bomba triple según la Norma Cinco 5.12 y 5.12.1 627.11 Cómo probar a presión según la Norma de seguridad 5.13.2 637.12 Cómo probar a presión modelos más recientes de bombas de

estimulación (SPF/SPS 343) 647.13 Cómo bombear el producto 657.14 Cómo enjuagar y drenar la bomba triple 667.15 Procedimiento para parar 66

vJET 23 - SPF/SPS 343 Bomba de Fractura |

8.0 Referencias 699.0 Verifique su comprensión 71

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vi | Índice

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1.0 Introducción

El propósito de este módulo de JET es familiarizarlo con la teoría y los procedimientos operativos de esta unidad. Se requiere tanto entrenamiento individual e instrucción teórica para suministrar la información que usted necesita para operar apropiada y prudentemente esta parte del equipo. Existe un gran número de similitudes entre ésta y varias otras unidades de remolque/patines, por eso resulta perfectamente apropiado que usted aplique lo que aprende a aquellas unidades también.

El bombeador de fractura 343 puede venir montado en un barco o en un remolque (SPF: “stimulating pumping float” o barco bombeador para estimulación) o en una configuración tipo patín (SPS: “stimulation pumping skid” o patín bombeador para estimulación). Está diseñada y se utiliza para aplicaciones de fractura de alta potencia. La bomba triple única entrega fluidos de fractura al pozo a altas presiones y caudales.

La unidad se puede entregar con cualquiera de los extremos de fluido tipo OPI de Schlumberger, según los requisitos de caudal y presión en el mercado del usuario. Estos extremos de fluidos se pueden cambiar rápidamente si fuera necesario para obtener las presiones y caudales requeridos.

La unidad puede equiparse con un panel de control remoto (operable a hasta 125 pies de distancia), control con cable encadenado tipo margarita a pantalla táctil, o control inalámbrico a pantalla táctil. Desde este panel/pantallas táctiles se puede frenar, arrancar/parar, controlar el acelerador, seleccionar engranajes, hacer que la bomba regule instantáneamente, y parar en caso de emergencia.

Las presiones y caudales de la bomba, así como varios indicadores de advertencia, se despliegan en ambos diseños de panel. Los paneles con pantallas táctiles, a pedido, desplegarán también las lecturas para todos los componentes importantes como temperatura y presión.

1.1 Objetivos del aprendizajeUna vez concluido este entrenamiento, usted debería ser capaz de entender lo siguiente:

los requisitos de seguridad para el Departamento de Transporte (DOT), Calidad de Servicio y límites operativos de la unidad

requerimientos apropiados previos y posteriores al viaje según el Informe de viajes para conductores de STC-3039G de Schlumberger tanto para chasis como para sistemas auxiliares

las diferencias entre una unidad montada sobre un remolque y una montada sobre un patín y para qué propósito son diseñadas

las diferencias entre los motores diesel de caballaje de freno MTU/DDC Detroit y 3512B Caterpillar 2250

el proceso previo y posterior a un viaje apropiado según el DOT y los requisitos de calidad de servicio

las diferencias de aplicación de paneles entre el de control remoto y el de pantalla táctil, (configuraciones alámbricas e inalámbricas)

procedimientos de arranque del motor de cubierta y aplicaciones de calentamiento

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� | Introducción

conciencia de todos los despliegues y dispositivos de advertencia como presión en el extremo de fluidos y módulos de velocidad de la bomba, luz de sujeción del embrague, y luces de advertencia de sensores de los componentes principales

procedimientos apropiados para hacer los cambios de velocidades en la transmisión

identificación de la operación apropiada para la sujeción de la transmisión

procedimientos adecuados para cebar según la Norma de seguridad 5.12 y 5.12.1

procedimientos apropiados para pruebas de presión según la Norma de seguridad 5.13.2

reconocimiento de pérdida de cebado

reconocimiento de cavitación de una bomba

tamaños de extremo de fluidos para los extremos impulsores GD 2250 y SPT-TWS-2250

limitación de presión y caudal de todos los extremos de fluidos por diámetros de émbolo

curvas de bombas para requerimientos de presión y caudal apropiados según el diseño del trabajo

configuración de mangueras de succión y descarga correspondientes a diseños de niples y grampas según la Norma de seguridad de servicios a pozos Nº 5

limitación de caudal y presión para diámetros respectivos de tubería de tratamiento según la Norma de seguridad de servicios a pozos Nº 5.

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2.0 Seguridad

Los procesos en los pozos son muy peligrosos y requieren atención en todo momento.

El equipo de protección personal (EPP), como fue descrito en la Norma 5 del Manual de prevención de seguridad y pérdidas, se requiere mientras se está en el sitio de trabajo.

Cuando unidades montadas sobre remolque se colocan en el sitio de trabajo, se deben colocar los frenos de estacionamiento y las ruedas se deberán trabar. Los extintores de fuego deberán colocarse sobre el suelo al frente de la unidad antes de comenzar el trabajo.

El potencial de resbalones, tropezones, y caídas están presentes al subirse y bajarse de la unidad, cerca de mangueras y líneas de tratamiento sobre el terreno, y en la cabeza del pozo.

NADIE puede colocar una bomba en marcha, o comenzar una prueba de cebado o de presión sin instrucciones directas del supervisor de servicio.

Las pruebas de purga y de presurización son muy peligrosas y sólo deben ser realizadas por personal apropiadamente entrenado y cuando están dirigidas por un supervisor.

Se permiten sólo personas apropiadamente entrenadas en el área de tratamiento de alta presión. En la medida de lo posible, reduzca el tiempo al mínimo en áreas de alta presión para realizar las tareas requeridas; permanezca alejado

de estas áreas todo el resto del tiempo. Las personas en esta área deberán usar una radio de trabajo en todo momento. Esté atento a partes rotatorias tales como líneas motrices, correas motrices, y émbolos en movimiento. Todos estos son peligrosos puntos de contacto.

Advertencia:Asegúrese de que su unidad haya parado y esté desconectada antes de realizar cualquier mantenimiento.

Antes de dar servicio a válvulas, asientos, o al empaque del émbolo, la unidad deberá:

ponerse en velocidad de regular

ponerse en punto muerto

estar con el freno colocado, motor apagado

estar con las válvulas de descarga de la línea de tratamiento cerradas

estar con la presión de tratamiento purgada hacia afuera de la unidad.

Nunca use mangueras de succión en el lado de la descarga del mezclador que va a la bomba triple. Estas mangueras no cumplirán con los requisitos de presión mínima de estallido para las mangueras de descarga. Las mangueras de succión tienen un niple protuberante individual y abrazaderas individuales en cada extremo. A estas mangueras se las denomina mangueras duras.

Preste atención a fluidos y gases calientes de los sistemas de escape, enfriamiento,

10 | Seguridad

lubricación, e hidráulicos. Tocar una tubería o una manguera, o errores al acercarse y encararlas pueden provocar quemaduras químicas, quemaduras térmicas, o ambas.

Los peligros relacionados con el desmontaje del extremo de fluidos pueden ser quemaduras químicas, impacto de martillos, resbalones, tropezones o caídas, lesión a los ojos, o cortes de áreas puntiagudas sobre las cubiertas y roscas de las válvulas.

Llenar los sistemas de lubricación de los empaques puede también exponer al operario a riesgos de resbalones, tropezones, y caídas. El depósito de lubricación del empaque puede estar presurizado y deberá purgarse antes de quitar la tapa para llenarlo.

2.1 Seguridad del sitio de trabajo

Nota:La seguridad personal está descrita en la Norma 5 de Seguridad en servicios a pozos, secciones 5.8 a 5.8.2.3

Los mínimos requisitos de EPP son:

Uniformes retardadores de fuego: NOMEX-MR de manga larga, con mangas desenrol-ladas cubriendo todo el brazo (el personal de Servicios a pozos NO deberá usar los overoles Dale OFS CSE S003 porque éstos pierden propiedades retardadoras de fuego después de quedar expuestos a ciertos productos químicos).

casco

anteojos de seguridad con protectores laterales

botas con punteras de acero

protección para los oídos

EPP adicional apropiado, según el tipo de fluidos o productos químicos en uso.

Para su propia seguridad, revise toda la información en la Norma 5 de Seguridad en servicios a pozos, secciones 5.8 a 5.8.1.3 para entender su responsabilidad personal.

Entre las demás restricciones personales están:

no usar anillos en los dedos

no usar lentes de contacto

no usar pulseras en la muñeca

no tener vellos faciales sin acicalar (cuando se requiere el uso de aparatos autopor-tantes para respirar (SCBA, por sus siglas en inglés), todo vello facial deberá acica-larse para asegurar buen ajuste).

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2.2 Seguridad del bombeo a presión

Nota:Una fractura involucra presiones de hasta 20,000 psi. Estas presiones no deberán nunca ser tomadas a la ligera. Se deberán seguir riguro-samente las normas de seguridad cuando se trabaja con la bomba de fractura 343, las mangueras, y los componentes de alta presión. Los parámetros del bombeo a alta presión, componentes de hierro para tratamiento, y mangueras tanto de succión como de descarga desde el mezclador pueden encon-trarse en la Norma 5 del Manual de

Revise las secciones 5.5.4, 5.6.4, 5.7.1.1., 5.7.1.3., 5.7.4 hasta 5.8.1.3, 5.10, y 5.11 de la Norma de seguridad en el Manual de seguridad de campo para servicios a pozos para entender su responsabilidad personal para la operación segura de la bomba de fractura SPF-343.

Tabla 2-1. Norma 5 de seguridad para servicios a Pozos

Norma de seguridad Descripción

5.5.4 Responsabilidades de todos los empleados

5.6.4 H2S (gas sulfuro de hidrógeno)

5.�.1.1 Extremos de fluidos

5.�.1.3 Válvulas “hamer” de alta presión

5.�.4 Equipo de seguridad de la unidad

5.8.1.3 Requisitos adicionales de seguridad personal

5.10 Mangueras de succión y descarga para abastecimiento de fluidos

5.11 Montaje de alta presión

2.3 Seguridad personal y operativaUsted, más que cualquier otra persona, es responsable de su seguridad personal. Se requiere un entendimiento completo de todos los puntos enumerados más arriba antes de operar la bomba de fractura 343.

Los requisitos de entrenamiento de seguridad son:

entrenamiento persona por persona por parte de un operario de bomba de fractura 343 certificado

revisión personal de todos los requisi-tos de sitio enumerados más arriba para este módulo como aparecen listados en la Norma 5 en el Manual de seguridad de campo para servicios a pozos

montaje personal apropiado de la bomba de fractura 343 en el sitio de trabajo

un entendimiento cabal del propósito y fun-cionamiento del paro por sobrepresión.

operación de la bomba de fractura 343 acompañado en todo momento por un op-erario certificado, por no menos de cinco trabajos.

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12 | Seguridad



3.0 VisiónGeneraldelaUnidad

La unidad Caterpillar de la bomba de fractura SPF/SPS 343 se exhibe en Figs. 3-1 a 3-4. La versión Detroit Diesel se observa en Figs. 3-5 a 3-8.

Figura 3-1. Vista lateral izquierda de la Unidad Caterpillar

Figura 3-2. Vista lateral de la Unidad Caterpillar

Figura 3-3. Vista lateral derecha de la Unidad Caterpillar

Figura 3-4. Unidad Caterpillar

14 | Visión General de la Unidad

Figura 3-5. Vista lateral derecha de la Unidad Detroit

Figura 3-6. Vista lateral izquierda de la Unidad Detroit Figura 3-8. Vista posterior de la Unidad Detroit

Figura 3-9. Vista frontal de la Unidad Caterpillar SPS-343 sobre patines

Figura 3-7. Unidad Detroit


Las figuras 3-9 hasta 3-12 muestran la unidad Caterpillar sobre patines.

Figura 3-10. Unidad Caterpillar SPS-343 sobre patines

Figura 3-11. Vista posterior de la Unidad Caterpillar SPS-343 sobre patines

Figura 3-12. Vista lateral de la Unidad Caterpillar SPS-343 sobre patines

16 | Visión General de la Unidad

3.1 Aplicaciones de la unidadEsta unidad tiene numerosas aplicaciones, entre ellas: procesos de estimulación de pozos, tales como fracturas, acidificación, tubería continua, y servicios de CO2. También puede usarse para aplicaciones de servicio industrial.

Puede funcionar con presiones de entre 0 y 15,000 psi (103.4 MPa). También puede efectuar servicios especiales, entre ellos los de extremos especiales de fluidos y tratamiento de tuberías a presiones de hasta 20,000 psi (137.9 MPa).

La bomba de fractura puede bombear a caudales de entre 0 y 28.3 bbl/min (4.5 m3/min).

3.2 Especificaciones de la unidad

La bomba de fractura SPF/SPS 343 tiene las especificaciones enumeradas en la Tabla 3-1.

Remolque de la cubierta Patín

Caída única con suspensión a bolsa de aire No disponible

Motor:

MTU/DDC 4000 SCCC ó Caterpillar 3512 B Caterpillar 3512 B

12 cilindros, 2250 caballos de freno Ídem

Transmisión: Allison S9800M con 8º engranaje parado Ídem

Bomba triple: extremo impulsor GD 2250 ó SPM TWS 2250 Ídem

Tipo OPI del extremos de fluidos: 3.75 pulg., 4.5 pulg., 5 pulg., 5.5 pulg., 6.5 pulg., y 6.�5 pulg.

Ídem

Caballaje hidráulico nominal: 2000 hhp (1492 Kw) Ídem

Longitud: 42 pies, � pulg. (13.0 m) – remolque vacío 26 pies (�.92 m)

26 pies (�.92m)

Ancho: 8 pies, 6 pulg. (2.599 m) 8 pies (2.44 m)

Altura: 12 pies, 9 pulg. (3.98 m) 12 pies (3.� m) 12 pies (3.� m)

Peso: 82,000 lb (3�,296 Kg) 40,100 lb (22,6�9 Kg) 40,100 lb (22,69� Kg)

Batería de 24 V suministra energía al sistema de control. Se provee 12 V CC para controlar el sistema desde el centro del banco de baterías.

Ídem

Tabla 3-1. Especificaciones de la unidad


4.0 SistemadeEnergíaEléctrica

Los componentes principales en el sistema eléctrico son:

baterías

caja principal de empalmes eléctricos

consola principal de control

cable de control principal/margarita

convertidor de abastecimiento de energía de 24 V

panel de mediciones, incluyendo indicadores mecánicos, llenos con fluido, de interruptores

cable y conducto fibroso flexible

transductor de presión

sistema de paro de emergencia.

4.1 Paneles de controlHay dos tipos de paneles de control para la bomba de fractura SPF/SPS 343:

consola universal de control remoto para operarios (UORCC, por sus siglas en inglés)

consola de control remoto para operarios con pantalla táctil (FPC, por sus siglas en inglés)

Tanto la UORCC como la FPC permiten que el operador maneje y controle la bomba de fractura SPF/SPS y el motor de camión/auxiliar.

La FPC difiere de la UORCC sólo en que ésta tiene monitores y controles de pantalla táctil que permiten al operario controlar la unidad simplemente tocando el objeto rotulado, es decir, el sexto engranaje de la transmisión puede seleccionarse simplemente tocando el

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botón del 6º engranaje en el área de control de transmisión del panel. El acelerador se controla también con una barra deslizante de punto táctil y puede aumentarse o reducirse deslizando su dedo hacia arriba o hacia abajo para producir el cambio. Además, este panel puede monitorear y controlar desde una hasta ocho bombas desde un solo panel de control.

4.2 Interruptor para apagado de emergencia

El interruptor para apagado de emergencia es un interruptor de volquete con dos posiciones, que corta inmediatamente el abastecimiento de combustible y aire al motor de cubierta, haciendo que el sistema pare. Para activar este interruptor, el protector rojo del interruptor (que previene apagados accidentales) debe levantarse y el interruptor movido a la posición de arriba. El interruptor está conectado para permitir un apagado de emergencia aún si el interruptor principal de energía está apagado.

Nota:Para restaurar después de un apagado de emergencia, usted deberá abrir manualmente las válvulas de chapaleta de cierre de la toma de aire y ciclar el interruptor de energía de la caja principal de empalmes y el interruptor principal de energía de la ORCC por no menos de 15 seg.

18 | Sistema de Energía Eléctrica

4.3 Interruptor principal de energía El interruptor principal de energía es un interruptor de volquete con dos posiciones. Este interruptor es el interruptor de energía para la consola de control remoto del operario. Activando este interruptor también enciende/apaga la corriente a ciertos dispositivos auxiliares; no afecta la operación del sistema de apagado de emergencia.

4.4 Interruptor de apagado para arranque/funcionamiento en cubierta

El interruptor de apagado para arranque/funcionamiento en cubierta es un interruptor de volquete con tres posiciones, centro apagado. En la posición de arranque arriba, establece contacto momentáneamente permitiendo que el motor arranque. La posición de abajo mantiene contacto momentáneamente, permitiendo que el motor se pueda parar. Este interruptor es el control para arrancar y parar el motor de cubierta.

4.5 Interruptor de control de RPM en cubierta

El interruptor de control de RPM en cubierta es una perilla de control rotatoria usada para controlar la velocidad del motor de cubierta. Girando la perilla en sentido horario incrementará la velocidad del motor. Un interruptor para restaurar-arrancar está incluido como una parte integral del ensamble de control del acelerador. Este interruptor retorna el motor a la velocidad de regular y restaura el control del acelerador si ocurriera una condición de sobrepresión o de desenganche de engranaje de velocidad. Este proceso previene el riesgo de retornar inmediatamente a velocidad con acelerador a fondo una vez que la sobrepresión o el engranaje suelto se han corregido.

El control del acelerador deberá girarse en sentido antihorario desde la posición de regular para restaurar y luego en sentido horario para acelerar el motor y reanudar las condiciones de bombeo.

4.6 Interruptor selector de engranaje La palanca selectora de engranaje es un interruptor rotatorio, de 8 posiciones, usado para seleccionar el engranaje de transmisión de la cubierta. La perilla del actuador deberá empujarse hacia adentro para permitir la selección del engranaje de cambio. Empujando la perilla activa automáticamente el solenoide que permite (inhibiendo la sujeción) reducir engranaje de velocidad. Este solenoide hace que la transmisión vaya a una fase de convertidor, reduciendo el choque de la carga sobre la transmisión cuando ocurre el cambio de velocidad.

Nota:Alerta técnica 2000-03: Se debe evitar hacer los cambios en la transmisión en marcha. Ponga la transmisión fuera de la posición de sujeción (reduzca la velocidad del motor) antes de hacer el cambio de engranajes.

Nota:La transmisión irá automáticamente a punto muerto si hay un corte de energía eléctrica, o si ocurren condiciones de sobrepresión o si la transmisión saltó a punto muerto.


4.7 Interruptor del freno de la bombaEl freno de la bomba es un interruptor de volquete con la posición apagada (hacia abajo) trabada y mantenida. La palanca del interruptor debe levantarse y moverse hacia arriba a la posición de encendido para hacer funcionar el freno de la bomba. Este interruptor sólo está activo cuando el selector de engranajes está en punto muerto. Además, no es posible arrancar el motor de cubierta con el interruptor de la bomba en la posición de encendido.

Nota:Cuando el freno de la bomba está activado, el sistema de lubricación de los empaques de la bomba se apaga automáticamente.

4.8 Interruptor de prueba instantánea punto muerto/en línea

Este es un interruptor de volquete de tres posiciones, apagado al centro. La posición de punto muerto instantáneo hacia arriba establece contacto momentáneamente; las otras dos posiciones del interruptor mantienen el contacto. Moviendo este interruptor hacia arriba hacia la posición punto muerto instantáneo mueve inmediatamente la transmisión de cubierta a punto muerto, hace que la velocidad del motor de cubierta regule, y enciende la luz de desconexión a punto muerto.

La luz de desconexión a punto muerto permanece iluminada hasta que la condición de desconexión a punto muerto se corrige. Para restaurar a partir de una condición de desconexión a punto muerto, se debe activar el interruptor de restaurar/arrancar con el control de RPM de cubierta girando la perilla en sentido antihorario totalmente hasta que llegue a regular. Esta actividad apagará la luz de desconexión a punto muerto y permitirá que la transmisión vuelva al engranaje seleccionado.

Para restaurar una condición de paro por sobrepresión, deberá oprimirse el botón de restaurar sobre el módulo de presión y mover el control de RPM de cubierta a la posición de restaurar/arrancar.

Al mover el interruptor hacia abajo a la posición de línea activa el solenoide que posibilita la reducción de engranaje (inhibidor de sujeción). Como se mantiene la posición de prueba de línea del interruptor, ésta es una señal continua y coloca la transmisión en la fase de conversión. Esta posición se usa durante pruebas previas a un trabajo para ver si hay pérdidas en la línea de tratamiento.

Para lograr la prueba de línea, el operario coloca el interruptor en posición de prueba de línea, selecciona la posición de quinta velocidad y permite que la transmisión se pare, mueve el selector de engranajes a la posición de punto muerto, y lo mueve rápidamente de punto muerto a primera repetidamente hasta que se logra la presión de prueba de línea. Si no se puede alcanzar la presión de prueba de línea, puede ser necesario acelerar el motor de cubierta en incrementos de 100 rpm hasta que se alcance la presión de prueba de línea.


Tamaño del extremo de

fluidos

Presión máx.psi (Mpa)

Factor K de la bomba de ERAD

Caudal de la bomba

Tacómetro del motor

Factor K de FracCAT del valor de prueba de

ERAD (60Hz)6 3/4 JOPI 6,500 (44.8 Mpa) 591.8 6.08 23 1.6894�

6 1/2 UOPI �,000 (48.3 Mpa) 638.2 5.64 23 1.56664

5 1/2 IOPI 10,000 (69.0 Mpa) 891.3 4.04 23 1.12168

5.0 HOPI 12,000 (82.�Mpa) 10�8.5 3.34 23 0.92�01

4 1/2 EOPI 15,000 (103.4 Mpa) 1331.5 2.� 23 0.�5088

3 3/4 FOPI 20,000 (13�.9Mpa) 191�.3 1.88 23 0.52144

Tabla 4-1. Factores K de la bomba

4.9 Interruptor de prueba de lámparas El interruptor de prueba de lámpara es un interruptor de volquete de dos posiciones. La posición de encendido hacia arriba establece contacto momentáneamente. Moviendo este interruptor a la posición de encendido da energía a todas las luces de advertencia/indicación en el panel remoto.

4.10 Módulo de presión de descarga El módulo de presión de descarga despliega digitalmente en libras por pulgada cuadrada la presión de descarga de la bomba y provee protección de paro por sobrepresión. El usuario configura el módulo de descarga. Se puede seleccionar el punto de desconexión por sobrepresión usando este módulo. Este módulo permite también al usuario calibrar el transductor de presión del extremo de fluidos. Para más información, por favor ver los documentos técnicos de ERAD

4.11 Módulo de caudal de bomba/velocidad del motor

El módulo de caudal de bomba/tacómetro del motor despliega digitalmente la velocidad de bombeo y la velocidad del motor de cubierta.

El módulo de caudal de bomba/tacómetro del motor de velocidad de bombeo, el factor K del extremo de fluidos y el factor de calibración de RPM se pueden almacenar directamente en la memoria de los módulos. El factor K del extremo de fluidos varía según la calibración particular del extremo de fluidos/bomba de la unidad.

Ver Tabla 4-1 para obtener los factores K de la bomba. Para más información, ver los documentos técnicos de ERAD.


4.12 Luz de advertencia del motor de cubierta

Nota:La luz roja de advertencia del motor de cubierta indica que hay algo anormal con el motor de cubierta o con alguno de sus componentes. Los puntos establecidos para cada una de estas condiciones están determinados por el módulo de control electrónico (MCE).

Los puntos establecidos para cada condición de advertencia son los siguientes:

Luz de advertencia del motor de cubierta: baja presión de aceite menor que 7 psi a 600 rpm, o menor que 26 psi a 1900 rpm

Refrigerante de agua de la envoltura alta: temperatura de más de 216 grados F (102 grados C)

Refrigerante de motor alto: temperatura de más de 216 grados F (102 grados C)

Bajo voltaje de menos de 20V

Refrigerante de agua de la envoltura baja: temperatura de menos de 149 grados F (65 grados C), con promedio de carga al motor de más del 20% por los últimos 10 minutos

Velocidad excesiva: velocidad de más de 2242 (esta velocidad también hará que se pare el motor)

Restricción a la entrada de aire (filtro): más de 28 pulg. de H2O

Alta temperatura del escape: temperatura de más de 1393 grados F (756 grados C)

Alta presión diferencial: la presión a través de los filtros de aceite es de más de 15 psi

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Alta presión diferencial: la presión a través de los filtros de combustible es de más de 10 psi

Alta presión en el cárter: la presión es de más de 8 pulgadas de H2O

Nota:La luz funciona por medio de transductores de presión/temperatura que dan información al MCE. Un fusible de 1 A protege al MCE de daños eléctricos. El MCE puede abastecerse sólo de 250 mA para esta luz.

4.13 Luces de advertencia de transmisión/bomba en la cubierta

Nota:La luz de advertencia de transmisión/bomba en la cubierta indica baja presión de aceite o alta temperatura de la transmisión/bomba. Estas luces también se iluminan si los filtros de la transmisión se ponen en modo de desvío, indicando restricción de filtros.

Estas luces funcionan con interruptores de presión/temperatura sobre los mismos indicadores, conectados directamente a la transmisión y bomba. Estos interruptores no tienen puntos de referencia ajustables.

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Los puntos de referencia para esas condiciones son éstas:

Transmisión

Presión de aceite de la transmisión: 30 psi

Alta temperatura del aceite: 230 grados F

Presión diferencial de filtros: 35 psiBomba

Baja presión del aceite de la bomba: <30psi

Alta temperatura del aceite de la bomba: >151 grados F

4.14 Luz de advertencia de desconexión a punto muerto

La luz de advertencia de desconexión a punto muerto indica que la transmisión de cubierta se puso en punto muerto debido a una condición defectuosa. Esta luz se encenderá si la sobrepresión de descarga de la bomba es percibida por el módulo de descarga, el control de emergencia/control remoto es iniciado por el módulo de descarga, o el operador selecciona manualmente punto muerto instantáneo en el interruptor de volquete para punto muerto instantáneo.

Para apagar esta luz en caso de una condición instantánea de punto muerto, la perilla de control de velocidad del motor en cubierta deberá girarse de modo antihorario más allá de la posición de restaurar/arrancar. Para apagar esta luz en caso de sobrepresión, apagado de emergencia, o condiciones de apagado remoto, se deberá apretar el botón de restaurar en el ERAD y se debe ajustar el restaurar/arrancar del control de rpm de cubierta.

•

○

○

○○○○

4.15 Luz indicadora de sujeción del convertidor

La luz ámbar de sujeción del convertidor indica cuando la transmisión de cubierta se ha colocado en modo de sujeción. Esto ocurre a aproximadamente 1,400 rpm. Si la luz está apagada, la transmisión está funcionando en modo de convertidor. En el panel de la pantalla táctil, la luz indicadora es VERDE para sujeción y ROJA para la fase de convertidor.

Advertencia:Es muy importante no operar la transmisión bajo carga por más de 30 seg. en la fase de convertidor porque se dañará la transmisión.

4.16 Luz de indicación de prueba de línea

La luz de indicación de prueba de línea es una luz ámbar que indica que el punto muerto instantáneo/prueba de línea está colocada en la posición de prueba de línea. La transmisión de cubierta está funcionando en modo de convertidor continuo en este punto para la prueba de línea.

4.17 Luces de iluminación del panelDos luces de iluminación del panel en el frente de la consola de control remoto del operario dan a éste una iluminación completa del panel de control.

4.18 Conector de cable PPREl conector de cable PPR es un conector de 4 clavijas, Júpiter, al registro del trabajo (FracCAT�). El conector está ubicado en el fondo del panel de control remoto del operario junto al cable de control remoto. Este conector

� Marca de Schlumberger


se usa para registros de la velocidad de bombeo y apagado remoto.

4.19 Conector del cable de control remoto

El conector del cable remoto es un conector de 37 clavijas a un conector acoplable sobre el cable de control remoto de 125 pies (38.1 m) provisto con la unidad. El conector está ubicado sobre el costado izquierdo de la caja de empalmes principal hacia el fondo.

Unas conexiones de control del cable de control remoto de cadena tipo margarita están ubicados sobre el costado derecho de la caja de empalmes principal aproximadamente en medio del costado derecho, y se usan con el panel de control de pantalla táctil.

4.20 Caja de empalmes principalLa caja de empalmes principal alberga el punto de empalme central de cableado para relevadores para funciones lógicas de interrupción. El interior de la caja de empalmes principal también contiene lo siguiente:

El indicador de horas del motor muestra las horas totales que ha funcionado el motor.

la luz de advertencia del motor se encenderá sólo cuando hay un problema con el motor. Un técnico calificado puede usar el CAT ET para ayudar con diagnósticos del motor de cubierta.

El contador de emboladas de la bomba provee una cantidad total de emboladas o revoluciones de la bomba durante toda su vida útil para ayudar a registrar y determinar la vida útil de los empaques.

•

•

•

4.21 Interruptor para corte de combustible

El interruptor para corte de combustible cierra el paso de combustible al motor. Este interruptor puede usarse como un interruptor para apagar. Está ubicado en la caja de empalme principal aproximadamente en el medio del costado hacia la calle de la unidad.

4.22 Desconexión del abastecimiento principal de energía

La fuente de energía provista externamente de +24 V CC hace funcionar la electrónica del motor. Ésta requiere 24 V, mientras que los controles del operario requieren sólo 12 V. Los 12 V CC se suministran al sistema de control por medio de un módulo aislador de conversión de corriente.

La desconexión del abastecimiento principal de energía está ubicada en el costado izquierdo de la caja de empalmes principal, a aproximadamente ¾ de la distancia hasta el tope. Es un interruptor de dos posiciones, rotatorio, rotulado encendido/apagado, y deberá estar en la posición de encendido para que la bomba de fractura SPF/SPS funcione.

El conector de cable remoto es un conector de 37 clavijas a un conector acoplable en el cable de control remoto de 12 pies (38.1 m) provisto con la unidad. El conector está ubicado en el costado izquierdo de la caja de empalmes principal hacia el fondo.

Las conexiones de control del cable de control remoto de cadena tipo margarita están ubicadas sobre el costado derecho de la caja de empalmes principal en el medio del costado derecho, y se usan conjuntamente con el panel de control con pantalla táctil.


4.23 Panel de indicadores El panel de indicadores contiene indicadores mecánicos, llenos de fluidos, para suministrar lecturas físicas de importantes parámetros del sistema.

La Tabla 4-2 muestra los rangos para los indicadores en el panel de medición

Tabla 4-2. Rangos para los indicadores en el panel de mediciones

Parámetro Rango

Presión de aceite del motor de cubierta 0 - 200 psig

Temperatura del refrigerante del motor de cubierta 0 - 240 grados F

Presión de aceite de la transmisión 0 - 400 psig

Temperatura del aceite de la transmisión 0 - 300 grados F

Presión de aceite de la bomba 0 - 200 psig

Temperatura de aceite de la bomba 0 - 240 grados F

Sistema de aire de cubierta 0 - 300 psig

Voltímetro 24 V

4.24 Panel principal de mediciones de la unidad

El panel principal de mediciones está ubicado sobre el lado hacia la calle de la unidad, directamente en línea con la separación del motor y de la transmisión. Las Figs. 4-1 y 4-2 muestran versiones diferentes del panel. Este panel contiene entre 6 y 8 m de indicadores mecánicos analógicos y manda una señal al panel principal de control o al panel con pantalla táctil cuando los parámetros están fuera de los rangos operativos normales. Estas señales harán que se encienda una luz de advertencia o que se despliegue una señal de advertencia sobre el panel con pantalla táctil.

Figura 4-1. Sistema de panel con 8 indicadores

Refrigerante del motor

Aceite de transmisión

Temperatura del extremo impulsor

Voltímetro

Presión de aceite del motor


Lubricante del extremo impulsor

Presión de aire

Figura 4-2. Sistema de panel con 10 indicadores

Temperatura del refrigerante del motor


Temperatura del extremo impulsor

Voltímetro Contador de emboladas de bomba

Presión del refrigerante del motor

Presión de aceite de la transmisión

Lubricante del extremo impulsor

Presión de aire

Temperatura del aceite de sujeción

Contador de emboladas 1289�543

Figura 4-3. Panel de indicadores


Nota:La programación de los controles de MCE del motor controla las advertencias de presión baja de aceite del motor y de alta temperatura del refrigerante.

4.25 Consola de control remoto de la pantalla táctil FPC del operario

Este panel provee la operación y control de la bomba de fractura SPF/SPS. Desde esta consola, el operador puede controlar el motor en camión/auxiliar y la unidad de bombeo SPF/SPS 343.

El control de la bomba de fractura, fase I, es un sistema diseñado para controlar hasta ocho unidades de bomba de fractura desde una estación central de control mediante una red digital. La red puede ser con cable o inalámbrica y se controla desde un panel de pantalla táctil.

FPC usa una red de área de controlador (CAN, por sus siglas en inglés) para comunicar comandos y datos de sensores entre la estación de control y las unidades de bombeo. Los comandos se transmiten desde la estación de control hasta la bomba apropiada cuando se oprime un botón de control en la pantalla táctil. Por ejemplo, cuando se selecciona la bomba número 1 y se oprime el botón de arranque del motor, se manda un comando de arrancar al DCU principal para la bomba 1. El DCU principal activará entonces el circuito apropiado.

El DCU principal funciona de sus propias entradas, y el tablero esclavo de DCU y la interfaz acumulan datos del sensor para una bomba. Periódicamente el DCU principal

manda los datos a la estación de control para desplegar frente al usuario y para otros procesamientos. El FPC deberá saber qué equipo se instaló en cada unidad de bombeo (por ejemplo motor, transmisión). Esta información se guarda en el DCU principal cuando se construye la unidad. Si se cambia algún componente, por ejemplo tamaño del extremo de fluidos, es posible reconfigurar la unidad mediante la aplicación de FPC.

En este sistema, todos los controles de la bomba y un monitoreo completo de todos los parámetros de los componentes están disponibles simplemente seleccionando la bomba apropiada.


La Tabla 4-3 despliega los parámetros operativos normales para estos componentes. Cifras muy por encima o por debajo de estos rangos deberían considerarse anormales y encender una luz de advertencia en el UORCC o desplegarse sobre el panel con pantalla táctil.

Tipo de motor

Temp. del motor (grados F)

Presión de aceite del motor (psi)

Temperatura de la transmisión (grados F)

Presión de aceite de la transmisión (psi)

Sujeción de la transmisión

Tipo de extremo impulsor

Temp. del extremo impulsor (grados F)

Presión del extremo impulsor (psi)

149 Detroit

185 80 135 300 290 SPM2000 100 80

4000 Detroit

190 100 190 250 225 GD1800 OPI

120 �0

Cat 3512

190 �0 190 210 150 SPM2000 135 150

GD2000 140 100

OPI 1800 95 135

HD2000 110 100

Tabla 4-3. Cuadro usado para desplegar los parámetros operativos normales


5.0 Componentesprincipales

La bomba de fractura tiene los siguientes componentes principales. La Tabla 5-1 muestra los parámetros operativos de una bomba de fractura con un extremo de fluidos:

Motor: Caterpillar 3512B SCAC DITA 173-2949 ó MTU/DDC 4000 Detroit Diesel

Transmisión: Allison S9800M con embrague de etapa única y de sujeción con octavo engranaje y marcha atrás clausurados

Extremo impulsor: GD 2250 ó SPM TWS 2250, con carrera de ocho pulg. y 237,000 lb (107,501 Kg) de carga sobre el vástago.

Extremo de fluidos: Tipo Gardner Denver / SPM OPI.

Tabla 5-1. Modelo, tamaño/parámetros operativos del extremo impulsor

Modelo Tamaño Máxima presión (psi)

Máximo caudal (bbl/min)

FOPI 3.�5 in 20,000 8.�

EOPI 4.5 in 15,000 12.6

HOPI 5 in 12,000 15.5

IOPI 5.5 in 10,000 18.8

UOPI 6.5 in �,000 26.3

JOPI 6.�5 in 6,500 28.3

Cálculos de cauda

Caudal bbl/min=(bbl/rev)eje principal x rpm eje principal

rpm eje principal= MotorRelación del extremo impulsor x

Relación de transmisión

•

•

•

•

Fórmula para potencia hidráulica

Caballaje hidráulico = Presión (psi) x Caudal (bbl/min)40.8

5.1 Válvulas de estallido a disco de la succión del extremo de fluidos

Las válvulas de estallido a disco están instaladas en los asientos de succión de la bomba triple como respaldo de seguridad, para que estallen a presiones significativamente por encima de las presiones operativas normales de la bomba. Estas válvulas están diseñadas para ayudar a prevenir condiciones de inseguridad, fallas de líneas de tratamiento, y fallas de componentes principales

Una inadecuada presión en el mezclador y una pérdida de purga pueden ser factores que contribuyen a las rupturas de la válvula de estallido a disco; por lo tanto es importante reconocer cuando una de estas válvulas tiene estallido. Cuando un disco se rompe, existirá una notable pulsación en la manguera de descarga del mezclador que va a la bomba triple. La Tabla 5-2 muestra las clasificaciones del disco de estallido.

Nota:Todos los desplazamientos positivos de Schlumberger deberán tener válvulas de estallido a disco instaladas en el múltiple de succión según los parámetros en Tabla 5-2.

28 | Identification of Major Components

Tabla 5-2. Clasificaciones de extremo de fluidos/válvulas de estallido a disco

Clasificación de máxima presión de bomba

Clasificación de presión del disco de estallido

44,850 Kpa [6,500 psi] 69,000 Kpa [10,000 psi]

69,000 Kpa [10,000 psi] 103,500 Kpa [15,000 psi]

103,500 Kpa [15,000 psi] 155,250 Kpa [22,500 psi]

5.2 Otros componentes principalesLos otros componentes principales son:

radiador: Caterpillar o Masabi

remolque: Liddell/Atora

eje impulsor: spicer 1950/Aisco

filtro de aire: Caterpillar 3512 Donaldson Ebb MTU 4000 SCCc

patín: patín en dos piezas de fabricación de proceso

•

•

•

•

•


6.0 ComponentesyClasificacionesdeBombas

6.1 MotorLa bomba de fractura tiene un enfriador de aceite del motor. Hay tres enfriadores diferentes> el YTS (exhibido en Figs. 6-1 a 6-4), IEA (exhibido en Figs. 6-5 a 6-10), y enfriadores Detroit Diesel.

Figura 6-1. Radiador YTS Young Touch Stone

Figura 6-2 Vista lateral del radiador YTS Young Touch Stone

Figura 6-3. Vista lateral del radiador YTS Young Touch Stone

Figure 6-4. Vista posterior del radiador YTS Young Touch Stone

30 | Componentes y Clasificaciones de Bombas

Figura 6-5. Detalle del radiador IEA

Tanque igualador

Drenaje

Venteo AC

Salida J.W.

Venteo J.W.

Figura 6-6. Vista transversal de la disposición de enfriadores de aceite, combustible e hidráulicos del IEA

Enfriador hidráulico

Enfriador hidráulico

Enfriador de combustible

enfriador de aceite

Enfriador de aceite

Figura 6-7. Sección transversal de los puertos de enfriamiento de aceite lubricante del IEA

Puertos del enfriador de aceite lubricante (hembra)

Puertos del enfriador de aceite lubricante (hembra)

Lengüeta con orifi-cio para levantar

EntradaSalida

Entrada

Venteo

Venteo

Fig 6-8. Ventilador del radiador del IEA

Conectores (machos) hidráulicos del enfriador

Rotación

del ventilador


Figura 6-9. Sección transversal del motor hidráulico del IEA

Motor hidráulico

Puertos del motor hidráulico

Flujo de aire

Puertos de enfriamiento

Figura 6-10. Detalle del motor del IEA

Soporte del motor

Eje del motor

Acople del eje

Eje del ventilador

Perno

Figura 6-12. Radiador Hart del Detroit Diesel

6.1.1 Sistema de lubricación del motorEl motor diesel de Caterpillar tiene los requisitos de fluido y partes que se exhiben en las Tablas 6-1 y 6-2.

Principal SecundarioFiltro de aceite

2P-4005

Filtro de combustible del motor

CAT Nº1R-0�55 Parker Nº�3/1000 FG-30

CAT Nº134-630� Parker NºRK11868

Filtros de aire

CAT Nº8N-6309

Tabla 6-1. Números de partes de ensamble del filtro del motor Caterpillar

Sistema T>20 grados F (-7 grados C)

<T> 20 grados F (-7 grados C)

T, -20 grados F (-29 grados C)

Capacidad del tanque

Circuito JW y AC de enfriador del motor

Siempre mín. 3% de inhibidor

Aproximadamente 50/50 anticongelante y agua

60/40 anticongelante y agua, OK hasta -60 grados F

Aceite de motor

(EMA LRG–1) <T> 20 grados F (-7 grados C)


API CH-4 API CG-4 API CF-4 SAE 15W40 SAE 10W30

SAE 5W30 SAE 5W40

SAE 0W20 SAE 0W30 SAE 0W40

58 gal. (220 litros)

Combustible Diesel Nº 2 2X150

Tabla 6-2. Motor Caterpillar 3512B


El motor Detroit Diesel tiene requisitos de fluidos exhibidos en las Tablas 6-3 y 6-4.

6.2 Transmisión

Nota:Los requerimientos de servicio, excepto las revisiones del nivel de fluidos, son responsabilidad del departamento de mantenimiento. Si usted necesita más información, la puede encontrar en el manual de servicio de transmisión Alli-son serie 9000 o en el manual de partes para la bomba de fractura SPF/SPS

Sistema Cedazo Principal Secundario

Aceite del motor no disponible 23540000 (4 cada uno) Se le puede dar servicio

Combustible Parker Hannifn Corp. Separador P/N: �3/1000 FG-30 Agua/Combustible: �3/1000 MA-10

Detroit Diesel: 23518529 (2 cada uno)

Filtros de aire Donaldson P 181015 (4 cada uno)

Tabla 6-3. Números de parte del filtro del motor Detroit Diesel

Sistema T>20 grados F (-7 grados C)

<T> 20 grados F (-7 grados C)


Capacidad del tanque

Circuito JW y AC de enfriador del motor

Siempre mín. 3% de inhibidor

Aproximadamente 50/50 anticongelante y agua

60/40 anticongelante y agua, sirve hasta -60 grados F

Aceite de motor

API-CG-4 ACEA E2-96

SAE 15W40 SAE 5W30, SAE 5W40 SAE 0W20 SAE 0W30 SAE 0W40

58 gal. (220 litros)

Combustible Diesel Nº 2 2X150

Tabla 6-4. Motor Detroit Diesel MTU/DDC 4000 SCCC T123-7K73

La transmisión es una Allison S9800M con embrague de sujeción de etapa única con octavo engranaje y marcha atrás clausurados. Las Figuras 6-11 a 6-18 muestran la transmisión. La capacidad de llenado del fluido es de aproximadamente 25 a 30 galones y el nivel del fluido se puede ver en el tubo indicador del lado de la calle de la caja principal de transmisión justo encima del colector de aceite. El fluido deberá estar visible en el tubo indicador con el motor apagado.


Si se realizó el boletín de mantenimiento, se instaló un tubo indicador adicional en el extremo del eje de la salida de la transmisión sobre el costado de la unidad que da a la orilla de la acera. El tubo indicador está adyacente al tubo para llenar la transmisión. El fluido deberá estar visible en este tubo indicador entre las líneas de indicación con la unidad en funcionamiento.

Figura 6-11. Transmisión del motor

Figura 6-12. Soporte de la transmisión del motor

Figura 6-13. Enfriador de la transmisión del motor

Figura 6-14. Cables de transmisión del motor

Figura 6-15. Ensamble del silenciador de la transmisión del motor


Figura 6-16. Eje impulsor corto de la transmisión del motor

6.2.1 Sistema de lubricación y enfriamiento de la transmisión

La especificación del fluido para la transmisión es C-4 TCS-228 ó aceite de motor 15x40 como se especifica en la Carta Técnica de Servicio 13-TR-90 Revisión D.

6.3 Extremo impulsorEl extremo impulsor tiene una carrera de 8 pulg. con GD 2250 ó SPM TWS 2250 carga de vástago de 237,000lb (107,501 Kg). Las máximas revoluciones del eje principal son 330 rpm.

El émbolo al vástago pulido es una abrazadera de dos piezas con un tornillo de cabeza tipo Allen. La Llave Allen requerida es de 3/8 pulg. Los tornillos de cabeza deberán ajustarse con las mitades de la abrazadera igualmente espaciadas.

Nota:Émbolo a vástago pulido: verifique que ambas superficies, la del émbolo y la del vástago pulido, no estén dañadas, para asegurar un acoplamiento apropiado cuando se aprietan.

Precaución:Nunca coloque sus manos o dedos en el área del émbolo o del vástago pulido mientras haya partes en movi-miento. Éste es un punto de contacto.

La especificación del fluido para el extremo impulsor es EPSOW 90 y éste contiene aproximadamente 55 gal. de fluido.

La temperatura máxima es 180 grados F (82 grados C)


6.4 Empaque de la bomba triple del extremo de fluidoEmpacar el módulo de chorro de la bomba triple requiere un considerable conocimiento de la unidad. Los detalles del extremo de fluidos están exhibidos en las Figs. 6-17 y 6-18. La Tabla 6-5 suministra las inscripciones de la Fig. 6-17

Figura 6-17. Sección transversal del extremo de fluidos

Partes del extremo de fluidos1 Extremo de fluidos 11 Respaldo del aro2 Cubierta de la válvula de retención 12 Válvula a resorte3 Cubierta de la válvula de retención 13 Válvula a resorte4 Descarga de tapa 14 Succión del retén5 Descarga de tapa 2 pulg. 15 Empaque de la tuerca 6 Descarga de tapa 2 pulg. 16 Cubierta de válvula de adaptador� Aro de goma 1� Extractor de cubierta de tuerca8 Respaldo del aro de goma 18 Émbolo9 Retén del aro 19 Agarraderas10 Aro de goma

Tabla 6-5. Partes del extremo de fluidos

Partes del extremo de fluidos1 Extremo de fluidos 11 Respaldo del aro2 Cubierta de la válvula de retención 12 Válvula a resorte3 Cubierta de la válvula de retención 13 Válvula a resorte4 Descarga de tapa 14 Succión del retén5 Descarga de tapa 2 pulg. 15 Empaque de la tuerca 6 Descarga de tapa 2 pulg. 16 Cubierta de válvula de adaptador� Aro de goma 1� Extractor de cubierta de tuerca8 Respaldo del aro de goma 18 Émbolo9 Retén del aro 19 Agarraderas10 Aro de goma

Tabla 6-5. Partes del extremo de fluidos


Figura 6-18. Extremo de fluidos

�- se

llo de

l aro

5- E

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l buje

6- R

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l aro

3- E

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4- Li

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2- É

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1- E

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Se pueden usar dos tipos de empaque en el extremo de fluidos:

Chevron estándar (ajustable)

Aro de cabezal (no ajustable – no apretar demasiado)

Familiarícese con cada componente y su posición en el arreglo del empaque antes de intentar alguna vez empacar una bomba.

Lubrique ligeramente el arreglo del empaque; ver Fig. 6-19 para un diagrama de los puntos por lubricar. En todo tipo de empaque, el lado del reborde del empaque debe instalarse hacia la fuente del fluido (hacia el interior del extremo de fluidos).

Cuando se instala el empaque de aro del cabezal, asegúrese de rotular el extremo de fluidos como “EMPAQUE DE ARO DEL CABEZAL, NO APRETAR DEMASIADO”.

Advertencia:Nunca coloque sus manos o dedos en el área de la tuerca de empaque mientras haya partes en movimiento. Éste es un punto de contacto, use las herramientas apropiadas.

•

•


Figura 6-19. Lubricación del extremo de fluidos

Válvu

la de

reten

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Válvu

la de

bola

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Válvu

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bola

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Colec

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Cone

xión d

e aire


6.5 Sistema de lubricación del empaqueLos dos tipos de sistemas de lubricación del empaque son:

Depósito/arreglo de bomba

Depósito/presurizado (aire sobre aceite)

El sistema de lubricación de empaque presurizado, Fig 6-20, se enciende cuando el freno de la bomba está apagado. Esto se logra mediante un conjunto de contactos normalmente cerrados (en posición de freno desconectado) del interruptor de volquete del freno que activa la válvula de control a solenoide, permitiendo que aire regulado arranque el sistema de lubricación del empaque.

••

El sistema despresurizado del tanque está presurizado entre 15 y 60 psi. El regulador de aire del sistema de lubricación establece regula esta presión. La válvula de control de flujo en cada una de las tres líneas de lubricación del empaque se puede regular en las líneas individuales si fuera necesario. Por lo general, estas válvulas permanecerán totalmente abiertas a menos que ocurra una fuga por el empaque en un émbolo. Entonces será necesario restringir el flujo en ese émbolo.

Figura 6-20. Sistema presurizado de lubricación del empaque

Tapa de la caja de tomaManómetro

Válvulas de retención

Depósito presurizado

Corte principal Válvulas

reguladoras

Regulador de aire

Válvula de drenaje


Figura 6-21. Sistema de lubricación del empaque de la bomba

Bloque divisor

Tapa de la caja de toma

Manómetro

bomba de lubricación del empaque

Válvula de drenaje

Válvula del regulador

Válvulas de retención

El arreglo depósito/bomba tiene una bomba de aceite de lubricación de empaques activada con presión de aire con un bloque divisor de flujo calibrado (ver Fig. 6-21). La bomba está regulada por un regulador de aire del sistema de lubricación y se puede ajustar en cualquier posición entre 30 y 120 psi. En cuanto más alto el ajuste de presión, más rápido funcionará la bomba. La desventaja con este sistema es que si uno de los puertos de calibración se bloquea, todo el sistema de lubricación de empaques parará. Por eso es necesario prestar mucha atención al funcionamiento de este sistema u ocurrirá una falla del empaque muy rápido después de que el sistema se para.


6.6 Múltiple de succiónTodos los múltiples de succión de las SPF/SPS 343 deberán estar rotuladas “Para servicio con CO2”, ó “No para servicio con CO2”.

El estabilizador de la succión NO DEBERÁ usarse cuando se bombea CO2 ó N2.

El múltiple de CO2 no deberá usar tapas de una pieza, porque éstas no cumplirán con los requisitos de presión para servicio con CO2.

Todos los caudales del extremo de fluidos de menos de 10 bbl/min requerirán una manguera.

Todos los caudales de extremo de fluidos en exceso de 10 bbl/min requerirán dos mangueras de descarga de 4 pulg. o una manguera de diámetro más amplio tal como una de 5 ó 6 pulg.

Debe haber una válvula de cierre positivo en cada extremo de la manguera de descarga en el múltiple de succión. Las válvulas mariposa en el proyectil y en la parte de atrás del múltiple de la bomba de fractura cumplen con este requisito. Todas las mangueras de descarga tendrán un niple con protuberancia doble con dos abrazaderas rotadas a 90 grados en cada extremo. Esta rotación previene la deformación ovoide del niple cuando se apretan las abrazaderas.

Las válvulas mariposa deben removerse cuando se bombea CO2 o nitrógeno porque esas válvulas no cumplen con los requisitos de presión para servicio con CO2.

6.7 Estabilizador de succiónEl estabilizador de estimulación SPF/SPS-343 está equipado con un estabilizador de flujo, a veces llamado estabilizador de succión, para reducir pulsaciones en el extremo de fluidos y en las líneas de descarga. El estabilizador se instala en la punta de la tubería del múltiple de

succión. El cartucho interno deberá cargarse con presión de nitrógeno o de aire a entre 30 y 60 psi, (aproximadamente la mitad de la presión del mezclador).

Advertencia:No intente remover el cartucho de su caja hasta que tanto la presión del sistema la del cartucho fueron purgadas del sistema.

El estabilizador de succión suministra una presión de succión más positiva en la base de la válvula de succión en la bomba triple, previniendo así cavitaciones. Esta presión positiva se logra colocando una presión de carga, aproximadamente la mitad de la presión del mezclador, del lado de atrás de una vejiga dentro de una cavidad cerrada conectada con el múltiple de succión. Esta presión amortigua las oleadas en el flujo de fluido. También provee un llenado más positivo del área de cruce de cavidades en la que el émbolo es impulsado en el recorrido de descarga de la bomba.

El estabilizador de succión deberá cargarse con entre 30 y 60 psi, según la presión que se anticipa en el mezclador. Se prefiere nitrógeno, pero si éste no está disponible, se puede usar aire. si la cámara no se puede cargar, el accesorio está tapado o la vejiga está descolocada y se le deberá dar mantenimiento.

El estabilizador de succión deberá purgarse como en el Paso 13 del procedimiento de purga en 5.12.2 hasta que todo el aire quede expulsado. Los amortiguadores de pulsación deberán desconectarse para el servicio con CO2 y por consiguiente los componentes deberán rotularse “No para servicio con CO2”.


Advertencia:El estabilizador de succión NO deberá usarse cuando se bombea CO2 ó N2.

El procedimiento para cargar el estabilizador de succión es el siguiente:

PASO 01 Parar la bomba, cerrar la válvula de abastecimiento a la succión, y soltar la presión del mezclador.

PASO 02 Abrir la válvula para purgar el estabilizador en el múltiple de la succión. Remover el protector de la válvula para cargar y la tapa del vástago de la válvula para cargar.

PASO 03 Aflojar el vástago de la válvula para cargar dos vueltas, nada más. Cargar con nitrógeno si es posible, o con presión de aire hasta aproximadamente la mitad de la presión del mezclador, y cerrar la válvula para purgar el múltiple de succión.

PASO 04 Ajustar la tuerca en el reborde de la válvula para cargar, pero no demasiado.

PASO 05 Poner de vuelta la tapa del vástago de la válvula y el protector de la válvula para cargar.

PASO 06 Con la presión del mezclador en la línea, abrir la válvula para purgar el estabilizador de succión hasta que pase fluido limpio y todo el aire sea removido; luego cerrar la válvula para purgar.

6.8 Requisitos para mangueras de succión y descarga

Todas las mangueras para succión (duras) y descarga (blandas) deberán las especificaciones de desempeño que se detallan en el Manual de Tratamiento de Schlumberger, Versión B, sección 6: Mangueras y Accesorios, InTouch ID Nº 3013931. Usar sólo niples y abrazaderas aprobadas como se muestra en el Manual de Equipos de Tratamiento.

El requisito de manguera de succión para cada manguera de 4 pulg. es de 8 bbl/min.

El requisito de manguera de descarga para cada manguera de 4 pulg. es de 10 bbl/min.

Las mangueras de succión nunca deberán usarse en el lado de la descarga, ni las de descarga usarse en el lado de la succión del sistema.

Tanto las manguera de succión como de descarga deberán tener un cierre positivo en cada extremo.

El requisito para manguera de succión por cada 8 pulg. de manguera es de 35 bbl/min según 5.10.3.

Se deberán colocar protectores de manguera sobre todas las mangueras de descargas cuando se bombea fluidos inflamables.

Deberá haber una válvula de cierre positivo entre la manguera de succión y la fuente de fluido.

Deberá haber una válvula de cierre positivo en ambos extremos de la manguera de descarga.


6.9 Extremo de fuerza motrizEl nivel de fluido del extremo impulsor, como se exhibe en las Fig. 6-22 y 6-23, deberá mantenerse en todo momento entre las líneas señaladas en el tubo indicador. Este indicador estará al frente del extremo impulsor del otro lado del extremo del émbolo o sobre el depósito del tanque bajo el mismo extremo impulsor. La capacidad aproximada de llenado del extremo impulsor es de 55 gal. La figura 6-25 muestra la guía de lubricación.

Las superficies del radiador en el enfriador de aceite del extremo impulsor deberán estar limpias en todo momento.

Figura 6-23. Filtro y regulador hidráulico

Figura 6-22. Extremo impulsor

Reforzador del freno de la bombaFiltro y regulador

del extremo impulsor

Válvula del termostato


Figura 6-25. Lubricación del extremo impulsor

Caja de velocidades

Extremo impulsor de la tripleAjustado a 150 grados F

Drenaje

Caja

Ajustado a 100 psi

Ajustado 30 psig

Enfriador

Válvula Amot a 140 grados F

FiltroDesvío a 50 psig

Impulsor PTO de la transmission

Venteo

Cedazo

Llenado

Ajustado a 160 psi

Tanque de lubricación

Drenaje (T)


Figura 6-24. Líneas GP-hidráulicas

Vista

desd

e arri

ba

Vista

later

al izq

uierd

a

12

34

12

3

4

5

6

�8


Vista desde arriba Vista lateral izquierda

1- Radiador 1- Radiador

2- Tanque de combustible derecho 2- Silenciador

3- Tanque de combustible izquierdo 3- Transmisión

4- Bomba triple 4- Estabilizador

5- Protector del eje impulsor

6- Bomba triple

�- Panel de indicadores

8- Riel del chasis

Tabla 6-2. Partes de las líneas GP - hidráulicas

Figura 6-26. Tanque de lubricación del extremo impulsor Figura 6-27. Drenaje de la caja del tanque de lubricación del extremo impulsor


Figura 6-28. Diagrama de lubricación del extreme impulsor


6.10 Sistemas neumáticos

Figura 6-29. Sistema de tuberías de aire

Vista

desd

e arri

ba

Vista

later

al izq

uierd

a

Ver

detal

le C

Ver d

etalle

F

Ver d

etalle

H


Figura 6-30. Detalle del sistema de tuberías de aire

1

3

1

1

5

2 3

4

21 4

3

1

1

1

1

2

3

2


Sección A-A 3- Al tanque

1- Riel izquierdo del chasis 4- Al secador

2- Travesaño del chasis Sección G-G

3- Riel derecho del chasis 1- Protector de la línea impulsora

Sección B-B Detalle C

1- Manómetro 1- Riel derecho del chasis

Sección D-D 2- Travesaño del chasis

1- Riel derecho del chasis 3- Eje impulsor

2- Cámara del chasis 4- Riel izquierdo del chasis

3- Riel izquierdo del chasis 5- Calibrador del freno

Sección E-E Detalle H

1- Regulador 1- Travesaño del chasis

2- Compresor

Tabla 6-3. Secciones y detalles de esquemas de tuberías de aire

Si el sistema de aire del motor de cubierta falla por cualquier motivo, puede resultar necesario cargar el sistema con aire de camión, aire de otra unidad, o aire del equipo de perforación para terminar el trabajo. Entonces el sistema deberá ser reparado antes del próximo trabajo.

El regulador/lubricador de aire del sistema y todos los tanques deberán mantenerse apropiadamente y drenarse en todo momento. El agua en el sistema durante los meses de invierno se puede congelar, haciendo que el sistema se pare. Por lo tanto puede ser necesario dar mantenimiento a estos sistemas en climas fríos y meses de invierno con un aditivo para el sistema de aire para prevenir congelamientos invernales. Consulte con el departamento de mantenimiento para obtener instrucciones de mantenimiento de estos sistemas.


6.11 Sistemas hidráulicosLos sistemas hidráulicos están ilustrados en las Figs. 6-31 a 6-36

Figura 6-31. Tanque hidráulico y circuito hidráulico

Bomba del motor del ventilador

Figura 6-32. Tanque hidráulico y circuito hidráulico

Motor del ventilador

Motor de arranque

Figura 6-33. Motor impulsor del ventilador


Figura 6-35. Detalles del sistema de enfriamiento


Figura 6-36. Circuito hidráulico del impulsor del ventilador

Bomba

Filtro de enroscar

Manómetro

Panel local

Válvula para purgar el circuito

Motor

Radiador

Depósito de 30 gal.

Filtro

Válvula de

retención

Filtro


7.0 OperacióndelaUnidad

Antes de cualquier trabajo, la inspección previa al viaje deberá conducirse según STEM 1 DOT (STC-3039G) (ver Fig. 7-1) para un informe de viaje del conductor.

Figura 7-1. Informe de viaje del conductor

56 | Operación de la Unidad

El informe auxiliar de revisión del último viaje también debe revisarse antes este viaje (ver Fig. 7-2).

Figura 7-2. Informe auxiliar del conductor posterior al viaje

Todos los niveles de fluidos y posibles fugas deben revisarse (STC-3039G).

Todas las mangueras de succión y descarga deberán amarrarse apropiadamente según la Norma de Seguridad Nº 5, sección 5.10.

7.1 Colocación y armado de la unidadLas colocaciones de la bomba de fractura en el proyectil/baja presión deberán realizarse como sigue:

Coloque las unidades en el sitio de trabajo con suficiente espacio entre bombas para permitir los servicios al extremo de fluidos y al mantenimiento de la bomba si se requiere.

Ponga los frenos y coloque cuñas entre los neumáticos dobles. Apague todos los motores que no necesiten estar funcionando.

Remueva el extintor de fuego y colóquelo al frente de la unidad.

1.

2.

3.

Los diámetros más grandes de émbolos de bomba de fractura deberán colocarse en lados opuestos del proyectil y lo más cerca del mezclador que resulte posible, terminando así con bombas pequeñas en el extremo distante del proyectil.

Asegure de que haya una válvula de cierre positivo entre la manguera de succión y la fuente de fluido.

En trabajos de estimulación de pozos, deberá haber una válvula de cierre positivo en ambos lados de la manguera de descarga que conecta el mezclador con la succión de la bomba triple. Las válvulas de cierre positivo en cualquier unidad, tal como mezclador, múltiple de succión del camión de la bomba, o proyectiles, deberán cumplir con los requisitos para esas válvulas establecidos en el Manual de Equipos de Tratamiento, Versión B.

Cuando se trasfieren líquidos desde un tanque a otro tanque circulante, use la línea de llenado en el tanque receptor para descargar el fluido. Si no hay línea de llenado disponible en el tanque al que usted está trasfiriendo fluido, la circulación debería hacerse sobre el tope del tanque. Esta manguera deberá estar equipada con una T o codo en el extremo. Ajustar la T o el codo al extremo de la manguera en donde ésta entra en el tanque de modo que pueda sujetarse. Si la manguera no se puede ajustar, use una longitud de hierro de tratamiento conectado a la manguera en donde desciende al tanque.

Haga que la(s) manguera(s) desde el mezclador a las bombas sea(n) lo más corta(s) posible, para mejorar el flujo de fluidos a las bombas. Si hay una restricción (excesiva longitud de manguera) en el flujo de fluidos a la bomba, las bombas estarán mal alimentadas, causando cavitaciones de bomba y excesivo movimiento a la línea de tratamiento, daño potencial a las bombas, y posible falla de la línea.

4.

5.


7.2 Montaje a alta presiónSe requiere una revisión de la Norma de sitios 5 (Standard Five 5.11.4 a 5.11.4.3). Ésta tiene lo siguiente

Conexión de la bomba a la cabeza del pozo

Descarga de la bomba al suelo

Bombeo a la línea principal de tratamiento o múltiple del remolque (proyectil)

Montaje de la línea principal de tratamiento

Conexiones de la cabeza del pozo

Revisar las Figuras 5-56 a 5-68 en la Norma 5 para obtener un entendimiento completo de este proceso.

Las luces y señales de advertencia deberán probarse antes de las operaciones de bombeo.

El sistema de paro por sobrepresión deberá probarse antes de las operaciones de bombeo.

Las especificaciones de caudal y presión para el equipo de tratamiento están enumeradas en la Tabla 7-1.

Conf. de la unión

Tamaño (D.E.)

Máx. presión de trabajo

Caudal bbl/ (m3/)

1502 1.5 in 15,000 psi [103,500 kPA]

4.5 bbl/ [0.�2 m3/]

2002 2 in 20,000 psi [138,000 kPA]

4.5 bbl/ [0.�2 m3/]

1502 2 in 15,000 psi [103,500 kPA]

8.5 bbl/ [1.35 m3/]

1502 3 in 15,000 psi [103,500 kPA]

20 bbl/ [3.18 m3/]

1002 4 in 10,000 psi [69,000 kPA]

40 bbl/ [6.36 m3/]

1002 5 in

Tabla 7-1. Especificaciones de caudal y presión

•

•

•

•

•

7.3 Procedimiento de arranqueLa unidad deberá hacerse arrancar de acuerdo a este procedimiento.

PASO 01 Asegúrese de que todos los fluidos estén a niveles apropiados y que el sistema de lubricación de empaques esté lleno.

PASO 02 Con el motor del camión en marcha, conecte el sistema hidráulico de arranque y permita que se caliente (aproximadamente 10 minutos).

PASO 03 Desenrolle el cable de control remoto al FracCAT.

PASO 04 Remueva el panel de control (ver Fig 7-3) de su lugar de almacenamiento en FracCAT e instálelo.

Figura 7-3. Panel de control


Figura 7-4. Panel con pantalla táctil

PASO 05 Pida autorización al supervisor de servicio para arrancar el equipo

Advertencia:Verifique siempre con el supervisor de servicio que sea prudente proceder a arrancar el equipo. Condiciones preexistentes, tales como un pozo gasífero o personal trabajando sobre el equipo, pueden provocar riesgos al personal y al equipo.

Nota:Asegúrese de que el freno de la bomba esté desconectado y de que la palanca de cambios esté en la posición de punto muerto.

PASO 06 Accione el interruptor de arranque, con el interruptor de combustible encendido y permita que el motor gire hasta que arranque, entonces suelte el interruptor de arranque.

PASO 07 Monitoree todas las luces y señales de advertencia.

PASO 08 Acelere el motor hasta aproximadamente 900 rpm.

PASO 09 Tome nota de todas las luces de advertencia y haga que alguien lea el panel con indicadores de los principales componentes, o hágalo usted mismo.

PASO 10 Permita que el motor, la transmisión, el extremo impulsor y los sistemas hidráulicos se calientes hasta por lo menos 130 gados F ó 54 grados C antes de las operaciones de bombeo. En este punto, usted puede acelerar parcialmente.

PASO 11 Comience las operaciones de bombeo.

PASO 12 Una vez terminado el trabajo, ponga nuevamente el motor a la velocidad de regular y coloque la transmisión en punto muerto.

PASO 13 Enjuague y drene la bomba triple.

PASO 14 Permita que las temperaturas de los componentes principales se enfríen, cierre el suministro de combustible, y devuelva la consola y el cable de control a sus respectivas áreas de almacenamiento.

7.4 Procedimientos para arrancar y apagar en clima frío

Siga los siguientes procedimientos para arrancar y apagar en clima frío.

PASO 01 Antes de hacer arrancar el equipo, encienda el Wabasto, abra la circulación del enfriador, y permita que el sistema enfriador del motor de cubierta se caliente. Luego arranque la unidad.


PASO 02 Apague el Wabasto y cierre las válvulas de circulación del enfriador.

PASO 03 Maneje la unidad según las instrucciones del supervisor de servicio.

7.5 Unidades sobre patines SPF y SPS 343 con motores auxiliares

Encienda las unidades con motores auxiliares, ilustrados en las Figs. 7-5 y 7-6, de acuerdo al siguiente procedimiento.

PASO 01 Encienda el motor auxiliar, conecte el sistema de arranque hidráulico, y permita un calentamiento de aproximadamente 10 minutos

PASO 02 Si hay un Wabasto disponible, encienda el Wabasto y deje que éste caliente el sistema enfriador del motor.

PASO 03 Desenrolle el cable de control remoto al FracCAT.

PASO 04 Remueva el panel de control de su punto de almacenamiento, colóquelo en el FracCAT, y conéctelo.

PASO 05 Accione el interruptor de arranque y permita que el motor gire hasta que arranque; entonces suelte el interruptor de arranque.

PASO 06 Acelere el motor hasta aproximadamente 900 rpm.

PASO 07 Deje que la transmisión, el extremo impulsor, y los sistemas hidráulicos se calienten.

Figura 7-5. Vista lateral del motor auxiliar

Figura 7-6. Motor auxiliar en la unidad

Motor de la unidad auxiliar


7.6 Procedimientos adecuados de cambio de velocidades para la bomba de fractura SPF 343

Haga los cambios en la bomba de fractura de acuerdo a los siguientes procedimientos.

El interruptor del selector de engranajes es de tipo rotatorio con ocho posiciones y deberá empujarse hacia adentro para hacer los cambios.

Empujando el interruptor del selector hacia adentro activa automáticamente el habilitador de cambio descendente de velocidad. El interruptor se puede entonces girar en sentido horario o antihorario hasta la posición de engranaje planificada.

Una vez que la transmisión está caliente, para un cambio ascendente de velocidad, empuje hacia adentro el interruptor de control y gire el control en sentido horario hasta el engranaje deseado.

Cuando se alcanza el engranaje deseado, acelere el motor hasta que se encienda la luz de sujeción y se alcance el caudal de bomba requerido.

Si la luz de sujeción no se enciende, se deberá empujar el interruptor hacia adentro, se deberá desacelerar hasta 1400 rpm, y el interruptor deberá girarse en sentido antihorario hasta la velocidad (engranaje) inmediatamente inferior.

Acelere el motor hasta el caudal deseado de bomba. Continúe repitiendo este proceso hasta que se alcance el caudal deseado de bomba.

Continúe repitiendo este proceso hasta que se logre la sujeción

•

•

•

•

•

•

7.7 Sujeción de la transmisión

Nota:Los operarios necesitan identificar la sujeción de la transmisión y la necesidad de desacelerar para hacer los cambios

La transmisión no se deberá hacer funcionar en convertidor, bajo carga, por períodos largos porque la temperatura excesiva hará que los ensambles del embrague en la transmisión fallen.

Se provee una luz de sujeción para prevenir esas fallas y si no se puede obtener sujeción, se deberá seleccionar una velocidad inferior.

Cuando la luz de sujeción está encendida, la transmisión está en sujeción.

Las fallas menores son generalmente resultado de sobrecalentamiento. Las fallas de embrague se consideran fallas suaves y generalmente son más baratas para arreglar que las fallas duras.

Las fallas de embrague contribuyen generalmente a bombear fuera de sujeción, haciendo que los embragues patinen y se calienten demasiado.

Las fallas duras están generalmente provocadas por falta de lubricación o alta carga de choque, y consiste en fallas en el planetario, bastidores, ejes y componentes del impulsor principal.

Debido al alto índice de fallas y al costo de fallas en estas transmisiones, el nuevo procedimiento para hacer los cambios en la transmisión es el de desacelerar a 1400 rpm antes de hacer un cambio.


Este procedimiento hará automáticamente que la transmisión entre en fase de convertidor y cree una reducción de torsión para el motor, reduciendo entonces la carga de choque a la transmisión.

Las cavitaciones y los cambios duros (cambios de velocidad en estado de sujeción) son generalmente causa de fallas duras de transmisión, extremo impulsor, y extremo de fluidos; por lo tanto es sumamente importante que todos los arreglos de mangueras de succión y descarga cumplan con la Norma 5 y que se mantenga un mínimo de presión en el mezclador de 80 psi en todo momento.

La cavitación se describe mejor como aire atrapado en los fluidos de fractura que implota bajo la presión del mezclador, alcanzan la cavidad de interconexión del extremo de fluidos, y luego explotan en la embolada de succión de la bomba triple. Esta acción previene que la cámara del extremo de fluidos se llene completamente. A medida que el émbolo es llevado hacia la embolada de descarga, el aire se comprime hasta el volumen equivalente de fluido en el área hasta que esta área se desplaza. Cuando el creciente nivel de fluido ha desplazado completamente el aire, ocurre un choque muy violento en cada cámara y en cada embolada hasta que todo el aire sea desplazado.

El resultado de la cavitación es la falla de transmisiones, extremos de fluidos, y extremos impulsores. La cavitación también ha contribuido a la falla de algunas líneas, que no sólo son costosas pero pueden también ser muy peligrosas.

Recuerde que esta bomba puede estar girando a 320 rpm y tiene 3 émbolos. Esto podría ser igual a 320 X 3 = 960 picos en el sistema, y esos picos se pueden sentir por todo el trayecto hasta el tren impulsor hasta que todo el aire haya pasado por el sistema.

7.8 Prueba de paro por sobrepresiónEl sistema de sobrepresión está diseñado para prevenir situaciones y condiciones de sobrepresión inseguras para el equipo y/o componentes en el sitio del pozo.

La operación de los sistemas de paro por sobrepresión es como sigue:

PASO 01 Determine la presión máxima según los requisitos del cliente.

PASO 02 Ajuste previamente el OPS a la presión requerida en el panel de control universal con el panel ERAD usando las claves con flecha izquierda/derecha y arriba/abajo para la máxima presión de tratamiento según el diseño del trabajo.

PASO 03 Para probar el sistema, con la transmisión en punto muerto, aumente la velocidad del motor a 1,000 rpm, y luego oprima el botón TEST (PRUEBA) en el lado inferior izquierdo del panel ERAD. Esta acción elevará la lectura de presión hasta la lectura preestablecida, y una vez que ésta se alcanza el motor retornará a velocidad de regular.

7.9 Sistema de prueba instantánea punto muerto/línea

El sistema de prueba es un interruptor de volquete en la consola de operaciones o un punto táctil en la pantalla táctil del sistema de control del panel de ocho bombas. En la posición prueba en línea/punto muerto instantáneo, el sistema permite que la transmisión se maneje sólo en la fase de convertidor.

Se enciende una luz ámbar de prueba de línea o un punto de iluminación resaltada en la pantalla táctil en el panel/consola de control para indicar esta condición.


Mueva el interruptor de prueba instantáneo punto muerto/línea a la posición punto muerto instantáneo hacia arriba. Las luces indicadoras de punto muerto activado se encienden y el motor vuelve a velocidad baja de regulación.

Mueva el interruptor de prueba instantánea punto muerto/línea a la posición de apagada (centro) y mueva el control de rpm en sentido antihorario hasta la posición de restaurar. La luz indicadora de punto muerto activado se apaga. En la pantalla táctil, esto es simplemente un punto de contacto rotulado punto muerto instantáneo.

En el panel de pantalla táctil, esta prueba se logra usando el botón deslizable del acelerador para aumentar la velocidad del motor a 1,000 rpm para probar el sistema. Con la transmisión en punto muerto, oprima el botón de TEST (PRUEBA) en el panel de control. La lectura de la presión se elevará a la lectura preestablecida; una vez alcanzada esta lectura, el motor retornará a la velocidad de regular.

Precaución:Si la luz indicadora de desactivación a punto muerto no se activa como se indica en los pasos anteriores, no haga funcionar esta unidad hasta que el defecto se corrija. Este sistema de detención por sobrepresión es la única protección provista durante una condición de pantallas apagadas o sobrepresión.

7.10 Cómo cebar la bomba triple según la Norma Cinco 5.12 y 5.12.1

Cebe la bomba triple como se indica a continuación.

PASO 01 Encienda el motor de la unidad de bombeo y deje que se caliente.

PASO 02 Asegure que el sistema de paro por sobrepresión funcione bien activándolo manualmente.

PASO 03 Establezca el paro por sobrepresión a 1,000 psi.

PASO 04 Asegúrese de que las válvulas de la cabeza del pozo estén cerradas.

PASO 05 Asegúrese de que las válvulas de purga/retorno en la línea principal estén abiertas.

PASO 06 Saque el estrangulador de la línea de purga fuera de la línea de purga/retorno. Este estrangulador deberá volverse a colocar después de cebar y antes de la prueba de presión.

PASO 07 Asegúrese de que la línea de aislación desde la bomba hacia la línea principal de tratamiento esté abierta.

PASO 08 Abra las válvulas de manguera de descarga de 4 pulg. a la bomba. Si se usa más de una, asegúrese de que todas estén abiertas.

PASO 09 La presión de descarga del mezclador deberá mantenerse a una presión mínima de 80 psi.

PASO 10 Asegúrese de que el fluido fluye libremente desde el mezclador, a través de la bomba, y saliendo por la línea de retorno/purga.


PASO 11 haga funcionar el motor a velocidad de regular y seleccione el cambio de velocidad más alto. ¡NO MUEVA EL ACELERADOR!

PASO 12 Si la bomba no gira, verifique si tiene mucha arena o si alguna válvula está cerrada del lado de la descarga.

PASO 13 Permita que la bomba gire a velocidad de regular por aproximadamente 1 min. para remover aire de la línea

PASO 14 Purgue el amortiguador de pulsaciones.

PASO 15 Incremente lentamente la velocidad de la bomba mientras permanece en el cambio de velocidad más alto, y no exceda 1000 psi ó 3 bbl/ para bombas de 3 3/4 pulg., 5 bbl/ para bombas de 4 1/2 y 5 pulg., ú 8 bbl/ para todas las bombas con diámetros más amplios.

PASO 16 Continúe bombeando por 2 min. o hasta que se obtenga una consistente corriente de fluido.

PASO 17 Asegúrese de que la bomba esté cebada monitoreando la presión de descarga del mezclador y la pulsación de la manguera de succión. La presión no deberá cambiar. Si la presión cambia, continúe cebando la bomba.

PASO 18 Cuando la bomba se cebe, mueva el acelerador a la posición de regular y vuelva a poner la transmisión de la bomba en punto muerto. Mantenga la presión del mezclador.

PASO 19 Si la unidad de bombeo tiene un sistema de freno de bomba o de extremo impulsor, aplique el freno. Para otro tipo de unidades, pare el motor.

PASO 20 Cierre la válvula de aislación de la bomba. Esta válvula está conectada a la línea principal de tratamiento con una lateral, y está ubicada entre la bomba y la línea principal de tratamiento.

Cebe cada bomba usando los Pasos 1 a 20 de más arriba, hasta que todas las bombas estén cebadas.

7.11 Cómo probar a presión según la Norma de seguridad 5.13.2

Antes de probar la bomba y la línea de tratamiento a presión, revise la Norma de seguridad 5.12 a 5.13.2.1 y realice este proceso como sigue.

PASO 01 Pruebe previamente el paro por sobrepresión.

PASO 02 Establezca el paro por sobrepresión a la máxima presión requerida determinada previamente.

PASO 03 Si ocurre una fuga durante cualquier etapa del procedimiento, apague todas las bombas, purgue la línea, y resuelva las fugas.

PASO 04 Asegúrese de que la válvula principal de cabeza del pozo del cliente está cerrada.

PASO 05 Abra la válvula principal de Schlumberger en la cabeza del pozo después de que todas las bombas están cebadas. Asegúrese de que todas las válvulas en la línea de descarga estén abiertas desde las bombas hasta el pozo.

PASO 06 Traslade todo el personal a un área segura. Todas las personas que


realizan pruebas de presión deberán usar comunicaciones radiales.

PASO 07 Asegúrese de que los paros por sobrepresión de las bombas estén funcionando bien con activación manual. Los paros por sobrepresión en todas las bombas deberán establecerse a la presión de prueba requerida.

PASO 08 Aplique una baja presión de prueba a la línea (aproximadamente 25% a 50% de la presión final).

PASO 09 Revise para ver si hay fugas. Si no encuentra fugas, incremente lentamente la presión en la línea hasta la presión final de la prueba.

7.12 Cómo probar a presión modelos más recientes de bombas de estimulación (SPF/SPS 343)

Probar a presión los modelos más recientes de bombas siguiendo este procedimiento.

PASO 01 Accione el interruptor de prueba de línea en el panel de la bomba (este interruptor impide que la transmisión logre sujeción).

PASO 02 mantenga el motor en velocidad de regular.

PASO 03 Mientras mantiene el motor a velocidad de regular, lleve la transmisión a su más alto cambio de velocidad y permita que la bomba se frene hasta detenerse. Esta acción debería provocar una lectura de presión entre 2500 psi y 4500 psi, según el tamaño del extremo de fluidos.

PASO 04 Ponga punto muerto después de haber obtenido la presión correcta. Si se requiere una presión más alta, entre y

salga rápidamente de la primera velocidad a velocidad de regular del motor hasta que se logre la presión de prueba deseada. Si la presión deseada no puede obtenerse, acelerar en incrementos de 100 rpm en punto muerto y repetir pasos 4 y 5 hasta lograr la presión de prueba deseada.

Nota:Mantenga su pulgar sobre el interruptor de punto muerto instantáneo durante la prueba. Puede ser necesario activar rápidamente el interruptor si se excediera la presión de prueba deseada.

PASO 05 Si la presión baja o hay una fuga visible, haga lo siguiente:

Pare todas las bombas.

Suelte la presión usando la línea de purgar ubicada entre la válvula de retención y la cabeza del pozo.

El individuo responsable por purgar la línea deberá notificar al supervisor de trabajo que las válvulas están abiertas, y ambos deberán estar de acuerdo en que la presión en la línea está completamente purgada antes de que se puedan comenzar las reparaciones.

Haga que el supervisor de Schlumberger avise al equipo de reparaciones cuando la presión llegue a 0, para que puedan arreglar cualquier fuga.

Después de que las reparaciones están completas, las bombas se deberán cebar otra vez.

a.

b.

c.

d.

e.


PASO 06 Si la presión no cambia y no hay ninguna fuga visible, la presión de prueba estabilizada deberá permanecer en la línea y registrarse por un mínimo de 1 min.

Luego de aplicar inicialmente la presión de prueba a las líneas de tratamiento y de apagar las bombas, es posible que ocurra una disminución de la presión sin fugas visibles. Si ocurriera esta situación, el supervisor del trabajo puede retornar la presión a la presión de prueba. la prueba de línea es aceptable cuando la presión se estabiliza a la presión de prueba requerida por más de 1 minuto. Cuando la prueba de línea está completa, disminuya la presión de la línea hasta que quede igual a la presión en la cabeza de pozo y abra la válvula principal de la cabeza de pozo.

7.13 Cómo bombear el productoLas variables entre sitios, caudales, tamaños de extremos de fluidos, presiones, y tipos de fluidos que se usan hacen imposible describir apropiadamente procesos completos para bombeo de productos y terminación de trabajos.

Efectúe el bombeo como lo requiera el supervisor de servicio para los requisitos de cada pozo. Se deberá mantener una presión y un caudal constantes en todo momento para una seguridad apropiada y requisitos de calidad de servicio.

Desde este punto en adelante hasta el final del tratamiento del pozo, es su responsabilidad seguir las instrucciones del supervisor de servicio. Si algo inusual ocurriera, como luces de advertencia en el panel de control que indicaran problemas con el equipo, notifique inmediatamente al supervisor de servicio.

Nota:Cuando hace los cambios de velocidad durante operaciones de bombeo, es aconsejable reducir la velocidad del motor por debajo de la sujeción de la transmisión (aproximadamente 1,400 rpm) antes de hacer efectivamente el cambio.

Nota:Cuando se pone en línea, usted debería ser capaz de hacer que la transmisión se coloque en sujeción dentro de un máximo de 30 segundos. si ha elegido una velocidad demasiado alta, usted puede no poder lograr sujeción. Asegúrese de que usted no trate de bombear en modo de convertidor por más de 20-30 segundos antes de probar una velocidad más baja. No hacerlo así puede provocar daños a la transmisión.

Los caudales aproximados por engranaje de velocidad con el respectivo extremo de fluidos se muestran en la Tabla 7-2.

Nota:Todos los caudales son aproximados y la transmisión deberá estar en sujeción para lograr estos caudales.


Engranaje de velocidad del extremo de fluidos

FOPI EOPI HOPI IOPI UOPI JOPI

1 2.1 3 3.�5 4.5 6.25 �

2 2.�5 4.25 5.25 6.25 9 9.5

3 3.5 5.25 6.3 8 12 12.6

4 4.25 6.25 8 9.5 14.�5 15.25

5 5 �.25 9 10.5 16 1�

6 6.1 9 11 14.�5 18 20

� 8.� 12.6 15.5 18.8 26.3 28.3

Tabla 7-2. Caudal aproximado por engranaje de velocidad

Una vez terminado el trabajo, poner el motor en velocidad de regular y la transmisión en punto muerto y aplicar el freno de la bomba.

7.14 Cómo enjuagar y drenar la bomba triple

Nota:Mientras el motor se enfría, consulte con el supervisor de servicio para determinar si la bomba se debe drenar antes de pararla.

Si la bomba debe drenarse, dé los siguientes pasos:

PASO 01 Abra la válvula para purgar el estabilizador de succión.

PASO 02 Ajuste el control de rpm de cubierta a regular lento (aproximadamente 700 rpm).

PASO 03 Ponga el selector de cambios en la quinta velocidad.

PASO 04 Ajuste el control de velocidad del motor de cubierta para aumentar la velocidad del motor hasta que el medidor de barriles indique 50% del máximo caudal del extremo de fluidos.

PASO 05 Continúe haciendo girar la bomba hasta que no salga nada de fluido por el brazo de descarga. Este proceso normalmente toma menos de 1 min.

PASO 06 En climas extremadamente fríos, puede ser necesario remover las tapas late-rales del múltiple de succión y activar manu-almente las válvulas de succión en la bomba para estar absolutamente seguro de que la bomba está drenada.

Advertencia:Un brazo de descarga suelto puede provocar lesión personal o muerte. Verifique que el brazo de descarga esté bien sujeto antes de proceder.

7.15 Procedimiento para pararCuando el tratamiento está completo y la bomba se drenó si el supervisor de servicio indicó que necesitaba drenarse, dé los siguientes pasos:

PASO 01 Ajuste la velocidad del motor hasta regular (aproximadamente 700 rpm).

PASO 02 Coloque el selector de cambios en punto muerto.

PASO 03 Aumente la velocidad del motor a aproximadamente 1000 rpm por 5 a 10 min.; esto permitirá que las temperaturas se enfríen y estabilicen en los componentes principales.


Este enfriamiento permite lo siguiente:

El aceite lubricante aleja el calor de los turbo cargadores, previniendo fallas de rodamientos.

El refrigerante del motor distribuye calor parejamente a través del sistema enfriador, previniendo grietas por choque térmico en áreas del puerto de válvulas de escape de la cabeza del cilindro.

PASO 04 Desconecte la entada de combustible y vuelva a colocar la consola y cables de control en sus respectivas áreas de almacenaje.

PASO 05 Cierre con llave y sujete tanto el carrete de cable de control como la caja de almacenaje del panel de control. El costo de reparación/reposición de estos artículos es muy alto, y cuando estos artículos se desenrollan o pierden es posible que esta unidad no pueda usarse en el próximo trabajo.

PASO 06 Apague el interruptor principal de energía en la caja de empalmes principal.

PASO 07 Desarme tanto los sistemas de alta presión como los de baja presión.

PASO 08 Coloque todos los componentes de baja y alta presión en sus lugares respectivos y sujételos.

PASO 09 Reponga el extintor de fuego en su compartimiento y sujételo.

PASO 10 Vuelva a colocar las cuñas de trabar ruedas en sus lugares respectivos y sujételas.

PASO 11 Efectúe una inspección posterior a un viaje según DOT para chasis y Hoja de Revisión Auxiliar de Schlumberger (ver Fig. 7-2) procedimiento de paro 7.14.

•

•

PASO 12 Cuando corresponda, apague todas las luces de trabajo.


8.0 Referencias

Todos los empleados de Schlumberger deberán estar familiarizados con las regulaciones y precauciones relevantes de seguridad debido a los numerosos riesgos involucrados en la industria de los campos petrolíferos. Los siguientes son los documentos mínimos que ustedes deberían revisar antes de intentar realizar cualquiera de los procedimientos descritos en este documento.

Manual de seguridad de campo para servicios a pozo, Norma cinco.

STEM 1 DOT y Revisión auxiliar (STC-3039G), Informe de viaje del conductor.

JET 1, Equipos de tratamiento

Módulo Jet número dos, bombas triples

Módulo Jet número cuatro, Equipos básicos de campos petrolíferos.

Módulo Jet número cinco, Equipos de baja presión.

Manual de equipos de tratamiento.


70 | Referencias


9.0 Verifiquesucomprensión

Combine el SPF y SPS con sus tipos respectivos de unidad.

SPS RemolqueSPF Patín

Ponga una X al lado de los dos tipos de paneles de control.

Caja de empalmes principal Panel de control del extremo impulsor de la bomba Panel de control (FPC) alámbrico/inalámbrico con cadena tipo margarita a pantalla táctil Panel de control de potencia de la bomba Consola universal de control remoto para operarios (UORCC, por sus siglas en inglés) Panel de control de indicadores con cadena tipo margarita Panel de control con cable de 37 clavijas a pantalla táctil

Seleccione los dos tipos de motor usados en las bombas SPF/SPS.

Cummins Solar Caterpillar Perkins Detroit Diesel

¿Cuál de los siguientes describe mejor la descripción de la potencia de la bomba de fractura SPS/SPF?

2250 Caballos de fuerza de freno 1900 hhp 2300 Caballos de fuerza del motor

Seleccione los dos paneles de control para la bomba de fractura SPF/SPS.

Panel de pantalla táctil Caja de empalme de la bomba principal Caja principal de control de empalmes Panel universal de control de bomba

Ponga una X al lado de la función del panel principal de control

Enciende el motor de cubierta Para el motor de cubierta Enciende el sistema de liberación de empaques Controla la presión de aceite del motor Despliega la temperatura del caño de escape del motor Despliega la presión y el caudal de la bomba de fractura Acelera y desacelera el motor de cubierta Hace los cambios en la transmisión de cubierta Monitorea y despliega los parámetros operativos de los componentes principales Crea un punto muerto instantáneo Crea un paro por sobrepresión

P 01P 01

P 02P 02

P 03P 03

P 04P 04

P 05P 05

P 06P 06

72 | Verifique su Comprensión

¿Cuál de los siguientes podría ser necesario realizar en clima frío?

Remover los recubrimientos laterales y desactivar manualmente las válvulas de succión. Hacer girar la bomba dos veces Remover la manguera del múltiple de succión y abrir la válvula. Usar la presión de aire del camión para soplar por el múltiple Lavar la bomba en el muelle de lavado que hay en el distrito

¿Cuántos engranajes de velocidad se pueden usar en la transmisión de cubierta?

Cuatro Seis Siete Cinco Ocho Marcha atrás

Ponga una X al lado de por lo menos tres de las razones por las que nosotros ponemos válvulas de estallido a disco en el asiento de succión de la bomba triple.

Para prevenir exceso de velocidad del motor de cubierta Para prevenir fallas del extremo impulsor Para proteger el sistema de paro por sobrepresión Para prevenir que el extremo de fluidos se caliente demasiado Para prevenir que el múltiple de succión se llene demasiado cuando la presión del mezclador excede las 100 psi Para proteger la sarta de la línea de tratamiento para que no falle por extrema sobrepresión Para prevenir excesos de presión al pozo Para prevenir condiciones inseguras Para prevenir fallas del extremo de fluidos Para prevenir fallas de transmisión.

¿Cuál de los siguientes indican activación del embrague de sujeción de la transmisión?

Se enciende una luz verde en el panel de pantalla táctil Se enciende una luz roja en el panel de pantalla táctil Se puede alcanzar la cuarta velocidad en la transmisión El manómetro indica 40 psi en el panel universal de control remoto Se enciende una luz ámbar en el panel universal de control remoto La temperatura de la transmisión alcanza los 180 grados F.

P 07P 07

P 08P 08

P 09P 09

P 10P 10

RESPUESTAS73JET 23 - SPF/SPS 343 Bomba de Fractura |

b SPF = remolque SPS = patín

Panel de control alámbrico/inalámbrico con cadena tipo margarita a pantalla táctil (FPC) Consola universal de control remoto para operarios (UORCC) Control de indicadores a cadena tipo margarita

Caterpillar

2250 Caballos de fuerza de freno

Panel de pantalla táctil Panel universal de control de bomba

Enciende el motor de cubierta Para el motor de cubierta Despliega la temperatura del caño de escape del motor Despliega la presión y el caudal de la bomba de fractura Acelera y desacelera el motor de cubierta Hace los cambios de velocidad en la transmisión de cubierta Monitorea o despliega los parámetros operativos de los componentes principales Crea un punto muerto instantáneo Crea un paro por sobrepresión

Remover los recubrimientos laterales y desactivar manualmente las válvulas de succión.

Siete

Para prevenir fallas del extremo impulsor Para proteger la sarta de la línea de tratamiento para que no falle por sobrepresión extrema Para prevenir condiciones inseguras Para prevenir fallas del extremo de fluidos Para prevenir fallas de transmisión

Se enciende una luz verde en el panel de pantalla táctil Se enciende una luz ámbar en el panel universal de control remoto.

R 01R 01

R 02R 02

R 03R 03

R 04R 04

R 05R 05

R 06R 06

R 07R 07

R 08R 08

R 09R 09

R 10R 10


74 | Verifique su Comprensión

bomba de fractura

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