Análisis e implementación de motor de imán permanente para producción de petróleo con sistema de bombeo mecánico

Abstract

Este trabajo se centra en uno de los métodos más antiguos de extracción de hidrocarburos, el Aparato Individual de Bombeo o AIB, el cual puede operar a más de 2500 metros de profundidad. Poseen un motor eléctrico asíncrono alimentado por energía de la red que luego es convertida a energía mecánica mediante un sistema de transmisión de potencia. Este estudio consiste en evaluar las ventajas y desventajas técnicas y operacionales de un motor de imán permanente (MIP) respecto a su competencia directa, el motor asíncrono. En primer lugar, se presentará un resumen de las instalaciones y operaciones en el yacimiento de Golfo San Jorge. Se describirán los componentes y el funcionamiento de un aparato individual de bombeo. En el segundo capítulo veremos el marco teórico de los motores asíncronos y síncronos para centrar el análisis en el motor síncrono de imán permanente. Con el avance de la tecnología de procesamiento digital y la electrónica de potencia se accedió al variador de frecuencia idóneo para este motor permitiendo tener un control preciso y confiable ya que impide que el motor salga de sincronismo. Este control es el denominado “control vectorial” y permite aprovechar la potencia suministrada eficientemente ya que varía la tensión y frecuencia de alimentación para obtener un factor de potencia unitario independientemente de la carga. En el capítulo 3 se muestra el análisis de proyecto usando los datos aportados por el fabricante y proveedor del MIP e información de la empresa respecto a los motores asíncronos pudiendo definir la rentabilidad del proyecto ya sea para pozos nuevos o pozos existentes que requieran cambiar la tecnología del motor. Definido el análisis de proyecto se muestra el desarrollo de este empezando por el montaje hasta la toma de mediciones. En el cuarto capitulo se presenta los resultados de las mediciones realizadas en ambos motores para un mismo pozo productor pudiendo lograr ver las diferencias de consumo de potencia, inyección de armónicos y factor de potencia de cada tecnología. Por último se realiza la conclusión mostrando las principales ventajas del motor de imán permanente frente al motor asíncrono y sus puntos más débiles que deben ser tenidos en cuenta.