manual técnico aib ls c-114d-173-64

LS Petrochem Equipment Corp.

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APARATO DE BOMBEO MECANICO LS PUMPJACK

MANUAL TECNICO AIB C-114D-173-64


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INDICE GENERAL pág.

PARTE I: MANUAL DE MONTAJE Y MANTENIMIENTO

Sección 1: Seguridad

Practique la seguridad....................................................................3 Sección 2: Introducción Breve de la Estructura

Terminología de la unidad de bombeo...........................................4 Explicación de la designación........................................................6 Sentido de giro...............................................................................6 Elementos de Sujeción...................................................................6

Sección 3: Montaje Fundación.......................................................................................7 Instalación del patín principal........................................................7 Instalación del perno manivela.......................................................8 Instalación de la caja reductora......................................................8 Instalación de la base motor y conjunto de freno...........................9 Instalación de poste maestro y escalera..........................................9 Instalación del motor eléctrico, correa y cubrecorrea..................11

Instalación de viga igualadora, bielas y viga balancín.................11 Instalación de la cabeza de mula..................................................13 Instalación de los contrapesos......................................................14 Instalación de los cercos protectores de manivelas......................14

Sección 4: Lubricación Lubricación del reductor y cojinetes............................................15 Especificaciones de lubricación...................................................16

Sección 5: Puesta en Operación Chequeos antes de puesta en marcha...........................................19

Chequeos en primera operación...................................................19 Regulación del contrapeso...........................................................19

Sección 6: Mantenimiento Mantenimiento Preventivo...........................................................21 Repuestos.....................................................................................21 Problemas y soluciones................................................................22

PARTE II: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS AIB C-40D-89-42 1) Medidas Generales del Equipo........................................................................24 2) Cadena Cinemática API.... .............................................................................25 3) Datos Generales y Especificaciones................................................................26

4) Datos de Caja Reductora.................................................................................27 5) Plano de Base del AIB.....................................................................................28 6) Esquema de Fundación Propuesto...................................................................29 7) Tablas de Efecto de Contrabalanceo (ECB)....................................................30 8) Factores de Torque y Factores de Posición del Vástago.................................31 9) Tabla para cálculo de Torque Neto en Caja Reductora...................................32


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PARTE I: MANUAL DE MONTAJE Y MANTENIMIENTO

Esta Parte I, describe la estructura del equipo y da las instrucciones para un ensamble, operación y mantenimiento correcto. Asegúrese de leer completamente el manual antes de comenzar la instalación.

SECCION 1 SEGURIDAD PRACTIQUE LA SEGURIDAD Antes de proceder con el montaje, operación o mantenimiento de una unidad de bombeo, es esencial que se cumpla estrictamente con todas las leyes de seguridad federales, estatales y locales que correspondan. Prevenga la posibilidad de incendio cuando trabaje cerca del pozo. Esté preparado para una emergencia, incendio o mecánica, si llegara a haber un accidente. Use siempre protección adecuada en pies, cabeza, manos, ojos. Use vestimenta adecuada, de acuerdo a reglamentación del lugar. Los equipos de bombeo están formados por piezas grandes y pesadas, en movimiento. Cuando trabaje alrededor del equipo es fundamental que todo el personal involucrado tenga extrema precaución y practique la seguridad en todo momento y toda operación. El no practicar la seguridad cuando trabaja cerca de la unidad puede causar serias lesiones o muerte. Durante ensamble, debe haber un supervisor ubicado en un punto visible que supervise todas las operaciones a realizar con la grúa. Todas las personas deben tener precaución y estar lejos de todos los objetos siendo levantados o desplazados. Cuando trabaje en escaleras o plataformas, use protección y asegúrese mediante uso de arnés de seguridad, de acuerdo a reglamentación del lugar. Los equipos de bombeo tienen componentes que pueden comenzar a moverse por efecto de gravedad. Todo el personal debe estar alejado de manivelas, contrapesos en el momento en que comienzan a moverse. Tenga precaución de chequear e instalar correctamente la instalación eléctrica. La operación debe estar organizada para evitar cualquier riesgo de electrocución. El no practicar la seguridad cuando trabaja con componentes eléctricos puede causar serias lesiones o muerte. Toda labor eléctrica debe ser realizada por electricistas calificados. Los componentes eléctricos deben ser revisados regularmente y mantenidos en una condición segura. No operar la unidad de bombeo a menos que estén instaladas todas las protecciones de seguridad.


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SECCION 2 INTRODUCCIÓN BREVE DE LA ESTRUCTURA TERMINOLOGÍA DE LA UNIDAD DE BOMBEO LS

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1) Base principal: Se usa como soporte de toda la unidad. La base debe ser instalada y fijada sobre una fundación de hormigón, que a su vez debe estar bien nivelada y apoyada, para no correr riesgo de fracturas. En la parte frontal se instala el poste maestro y caja reductora, y en la parte posterior se instala el motor de accionamiento. Para detalles de la base de Hormigón Armado, referirse a la Parte II (Especificaciones Técnicas). 2) Poste Maestro: Está construido de acero soldado, y forma una estructura tipo trípode. Sirve de apoyo a la viga balancín. Se fija sobre la base principal a través de bulones. 3) Escalera: Se instala sobre poste maestro, para facilitar acceso al cojinete central y viga. 4) Estrobo y cruceta: Estrobo: El cable colgador es de alambre de acero. Respecto al largo y tipo, varían según el modelo de unidad (tamaño). Precaución: chequear el estrobo periódicamente, para asegurarse que no haya corrosión o alambres rotos. Engrasar en caso de ser necesario. Cruceta porta vástago: Se usa para conectar el vástago pulido al estrobo de una forma segura. 5) Cabeza de mula: Está construida con chapa de acero soldado. El estándar es la cabeza de mula convencional o colgadora. Se instala sobre la viga balancín y luego se fija a ésta abulonándola. 6) Cojinete Central: Contiene cojinetes de rodamiento en su interior. Se coloca por debajo de la viga balancín y apoya en el capitel del poste sansón. Antes de poner en operación, y periódicamente, debe engrasarse el mismo, de acuerdo a lo especificado en la sección Lubricación y Mantenimiento.


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7) Viga balancín: Formada por acero soldado en perfil tipo H. Está diseñada de acuerdo a Norma API 11E para cumplir con la resistencia requerida. La viga se sostiene del cojinete central. En el frente se coloca la cabeza de mula, a través de la barra de rodamiento y bulones. En la parte trasera va colocado el cojinete igualador o cojinete de cola. Tiene un cabo de vida a lo largo de toda su longitud, para mayor seguridad al realizar trabajos en altura. 8) Cojinete igualador o de cola: Contiene un cojinete de rodamiento autoalineable en su interior. Conecta la viga balancín con la viga igualadora. Antes de poner en operación, y periódicamente, debe engrasarse el mismo, de acuerdo a lo especificado en la sección Lubricación y Mantenimiento. 9) Viga igualadora: conectan el cojinete igualador con las bielas. Están construidos en acero soldado con sección H. Las de acuerdo a requerimientos de resistencia de la Norma API 11E. 10) Bielas y perno manivela: Bielas: En el extremo superior, se fija a la viga igualadora a través de un perno de conexión. En el extremo inferior se conecta con el conjunto perno manivela. Conjunto perno de manivela: Conecta la manivela con las bielas. Tiene un cojinete de rodamiento autoalineable en su interior. Antes de poner en operación, y periódicamente, debe engrasarse el mismo, de acuerdo a lo especificado en la sección Lubricación y Mantenimiento. Es fundamental el correcto ajuste y reajuste posterior del perno de manivela, para evitar daños graves en el equipo por posible rotura del mismo. 11) Manivela y contrapesos: Manivela: Construida en fundición de hierro. Está instalada en el eje lento de la caja reductora. El conjunto perno de manivela se instala en uno de los 3 agujeros, de acuerdo a la carrera deseada. Posee una escala graduada (en pulgadas, medido desde el eje) y un dentado a los costados de la misma para facilitar el movimiento y regulación de la posición de los contrapesos. Contrapesos: Deben ajustarse en la posición deseada para lograr el efecto de contrabalanceo ideal, y que el equipo esté balanceado. Para regular la posición debe posicionarse la manivela en forma horizontal, se debe quitar la traba de seguridad, se aflojan los bulones de sujeción, y se desplazan utilizando la manija provista. 12) Caja reductora: Está partida al medio para permitir un fácil mantenimiento, en caso de ser necesario. Es de doble reducción, es decir que tiene un eje rápido (entrada), un eje intermedio, y un eje lento (salida). Las especificaciones dependen del modelo particular de caja reductora. Tiene 3 agujeros: uno inferior para drenaje del lubricante y otros 2 que indican el nivel mínimo y máximo de lubricante respectivamente. Debe chequearse el nivel de lubricante periódicamente, de acuerdo a lo especificado en la sección Lubricación y Mantenimiento. En el eje de baja están montadas las manivelas. En el eje de alta están instaladas la polea conductora y la polea de freno. En la parte superior posee un respiradero, para ventilación de la caja. 13) Grampas de sujeción: Permiten el anclaje del equipo a la base de hormigón. Hay 3 grampas para la base principal y otra para la base auxiliar del motor 14) Motor eléctrico: Se instala sobre rieles, que a su vez se montan sobre la base auxiliar para el motor. De esta forma, puede ajustarse la posición del motor en las cuatro direcciones. 15) Conjunto de Freno: Está compuesto de un tambor y zapatas, accionados a través de un varillaje y una palanca. Para operar con máxima seguridad, los equipos tienen también una traba mecánica que se aplica en la polea. PRECAUCION: Debe aplicarse lentamente, ya que el equipo posee grandes componentes inerciales en movimiento. El aplicar el freno en forma brusca puede dañar los engranajes de la caja reductora. 16) Fundación: LS recomienda para sus AIBs el uso de una base continua. Las dimensiones de la base son de acuerdo al modelo de equipo a instalar, y deben verificarse con las especificaciones del equipo. En caso de instalar en zonas de terreno poco resistente, debe excavarse hasta encontrar mayor resistencia o rellenar con tosca y compactar previamente.


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La fundación debe estar nivelada correctamente, y alineada con la boca de pozo, con un error menor a 3mm. 17) Cerco protector de manivelas: Siempre deben estar instalados a fin de prevenir accidentes 18) Base para motor: Se abulona a la parte trasera de la base principal, y sobre ésta se instala el motor y palanca accionadota del freno. 19) Cubrecorreas: Siempre deben estar instalados a fin de prevenir accidentes. EXPLICACION DE LA DESIGNACION A modo de ejemplo, el modelo C-40D-89-42 se define de la siguiente manera: C: Unidad tipo Convencional, contrapesada en manivela 40: 40,000 libras-pulg. de capacidad nominal de torque D: doble reducción 89: 8,900 libras de capacidad de estructura, medido en libras de tiro del vástago pulido. 42: 42 pulg. de carrera máxima

SENTIDO DE GIRO Las manivelas deben girar en sentido antihorario preferentemente cuando se mira el aparato de costado con la boca de pozo a la derecha. Puede girar en sentido horario también. IMPORTANTE: ELEMENTOS DE SUJECIÓN Los pernos son una parte vital de su unidad de bombeo. Las superficies debajo de la cabeza de los pernos y de la tuerca, y todas las superficies de contacto deberán ser planas, estar limpias y libres de rebabas de modo tal que los miembros empernados se unan con un contacto de "metal - metal". Los pernos que son debidamente ajustados durante el montaje y reajustados una semana después retendrán su agarre bajo condiciones normales de operación. Los pernos o bulones mal ajustados se romperán por fatiga y pueden causar serias fallas al AIB y lesiones al personal. Si no son reajustados a las 24hs y a la semana de puesta en marcha, pueden perder torque y por esa causa romper más tarde por fatiga y causar serios daños al AIB. La siguiente tabla da los torques recomendados:

Ajustes de esfuerzo de torsión adecuados para tuercas y tornillos de presión con agarre “metal a metal”

3/8 -16NC 15 a 24 Pie-Iibras 20 a 32 Nm 1/2 -13NC 32 a 44 Pie-Iibras 43 a 60 Nm 5/8 -11 NC 59 a 74 Pie-Iibras 80 a 104 Nm 3/4 -10NC 99 a 116 Pie-Iibras 134 a 157 Nm 7/8 - 9NC 153 a 175 Pie-Iibras 207 a 237 Nm 1 - 8NC 225 a 256 Pie-Iibras 305 a 347 Nm

1 1/8 -7NC 320 a 360 Pie-Iibras 434 a 488 Nm 1 1/4 - 7NC 452 a 510 Pie-Iibras 612 a 691 Nm 1 1/2 - 6NC 780 a 880 Pie-Iibras 1057 a 1193 Nm

Es importante notar que es preferible sobre ajustar los pernos que ajustarlos en forma insuficiente. Los pernos o bulones mal ajustados se romperán por fatiga y pueden causar serias fallas al AIB y lesiones al personal.


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SECCION 3 MONTAJE FUNDACION Realizar la fundación de hormigón de acuerdo a las medidas indicadas en la Parte II Especificaciones Técnicas del equipo. La fundación de hormigón debe ser enterrada hasta encontrar tierra firme o una profundidad de 10-20 cm. Debe asegurarse que el valor de resistencia del suelo no sea mayor que la suma del peso del equipo, la carga en el vástago y la base de hormigón. La superficie sobre la que se instala la base de hormigón debe estar nivelada previamente. Consulte el plano de fundación, para determinar la distancia específica a la que debe ser fijada su unidad de bombeo en relación con el cabezal del pozo. Una vez colocada la base de hormigón, chequear la nivelación de la parte superior en ambos sentidos longitudinal y transversal. Chequear también la alineación de la base con respecto a la boca de pozo. Debe rellenarse alrededor de la base con tierra, de manera que quede un desnivel que prevenga que se junte agua cerca del equipo.

INSTALACION DEL PATIN PRINCIPAL

Crane

Colocar el Patín Principal sobre la base de hormigón. Chequear alineación respecto de la boca de pozo y luego chequear la distancia a la boca de pozo. Chequear la nivelación en ambos sentidos de la parte superior de la base. Esto puede hacerse desde el pedestal de la caja reductora. El desalineamiento debe ser menor de 5mm/m longitudinalmente y 2mm/m transversalmente. En caso de que sea mayor, debe corregirse. Una vez que el equipo está correctamente posicionado, ajustar todos los bulones de anclaje.


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INSTALACION DEL PERNO MANIVELA IMPORTANTE: Previo a la instalación del perno ELIMINAR TODO resto de pintura, grasa y suciedad en el agujero de la manivela a utilizar. Utilizar un trapo con solvente adecuado. Limpiar también los pernos, camisas y tuercas para eliminar todo resto de pintura, grasa y suciedad. Insertar la camisa hasta el fondo. Luego insertar el perno, y torquear a mano lo máximo posible (esto marca la posición de contacto metal-metal. Torquear luego utilizando llave de golpe, mínimo 3 caras de la tuerca o hasta que se pueda. Si se puede seguir terqueando debe continuarse. Retorquear a las 24hs y a la semana, tal cual se indica en la Sección Mantenimiento.

INSTALACION DE LA CAJA REDUCTORA

Crane

Marcar con tiza el centro de la caja reductora y el centro del pedestal, en las partes delantera y trasera. Luego colocar la caja reductora sobre la base del pedestal, y hacer coincidir las marcas, de forma que la caja quede alineada con la base. Una vez alineada, ajustar todos los bulones. ATENCIÓN: La caja reductora se entrega SIN ACEITE. Verificar que tenga aceite hasta el NIVEL MAXIMO antes del montaje. Por especificaciones del aceite, referirse a la sección LUBRICACIÓN.


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INSTALACION DE BASE MOTOR Y CONJUNTO DE FRENO

Aflojar el freno lentamente, de forma que las manivelas desciendan a una posición segura. ATENCION: Cuando se suelta el freno, no debe haber personal cerca de las manivelas, ya que podrían resultar heridos. Instalar la base auxiliar para motor, la palanca de accionamiento del freno, y luego colocar y ajustar el varillaje. Con la palanca en posición delantera, la zapata de freno no debe tocar la polea de freno. Debe quedar una luz mínima de 1mm.

INSTALACION DE POSTE SANSON Y ESCALERA

crane

Con las patas delanteras colocadas en el suelo como muestra la figura superior, se debe ensamblar la pata trasera, sin torquear los bulones.


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C ra n e

Colocar el poste en la base principal, y luego torquear los bulones inferiores de las patas. Torquear luego los bulones superiores de la pata.

C r a n e

Por último abulonar la escalera en el poste.


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INSTALACION DEL MOTOR ELÉCTRICO, CORREA Y CUBRECORREA

Instalar el motor en la base auxiliar, y luego colocar las correas. Ajustar longitudinalmente y transversalmente la posición del motor mediante los rieles de ajuste. Pre-ajustar la tensión en la correa. Chequear que el desalineamiento entre las poleas sea menor a 1mm. Luego ajustar la tensión en la correa con las guías del motor.

INSTALACION DE VIGA IGUALADORA, BIELAS Y VIGA BALANCIN Montar soportes del cojinete de cola y las bielas sobre la viga igualadora de acuerdo a la figura de abajo, y luego torquear.

Montar el cojinete central sobre la viga balancín, ajustando a mano los bulones. Chequear el alineamiento del cojinete central respecto de la viga balancín, midiendo de ambos extremos a la parte delantera de la viga balancín.

Perno superior de biela


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Montar el cojinete de cola sobre la viga balancín y torquear, como indica la figura de abajo.

crane

Montar la viga balancín (con cojinete central y cojinete de cola instalados) sobre el capitel del poste sansón. Conectar el extremo inferior de las bielas con el perno de manivela. (Ver figura en pág. siguiente). Chequear alineamiento de los componentes. Chequear la distancia biela-manivela a ambos lados. En caso de ser necesario alineamiento, puede lograrse mediante los bulones registro del cojinete central. Torquear luego todos los bulones.


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Crane

Chequeo del alineamiento de la viga balancín: Con las manivelas en punto muerto inferior, chequear que la distancia entre la manivela y la biela es igual en ambas manivelas. El error permitido es 1mm. En caso de que sea mayoe se deben ajustar los bulones registro del cojinete central. INSTALACION DE LA CABEZA DE MULA

cran

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Levantar la cabeza de mula y colocar la sobre la viga balancín como indica la figura. Instalar el perno pasante (safety pin o safety flag) que asegura la cabeza de mula a la viga balancín El espacio entre cabeza de mula y viga balancín debe ser igual a ambos lados en principio. Si hubiera un pequeño desalineamiento entre la cabeza de mula y la boca de pozo, puede ajustarse desde los bulones de registro.

INSTALACION DE LOS CONTRAPESOS Instalar los contrapesos cerca del eje de la manivela en un principio, para chequear la operación correcta de la unidad. Luego, ajustar hasta llegar a la posición óptima. Una vez lograda la posición óptima torquear y colocar la traba de seguridad. NOTA: La posición de los contrapesos queda determinada por la posición de la traba de seguridad, que es el CENTRO DE GRAVEDAD del contrapeso.

crane

INSTALACION DE LOS CERCOS PROTECTORES DE MANIVELAS Instalar el panel frontal a la base principal mediante clips y el panel trasero a la base mediante bulones “T”. Los paneles laterales se fijan a los paneles frontal y trasero.

Traba de seguridad (centro de gravedad)


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SECCION 4 LUBRICACION

LUBRICACIÓN DEL REDUCTOR Quitar la tapa de inspección del alojamiento en el reductor de engranajes y llenar con aceite hasta que el nivel del aceite esté a la par con el tapón de purga superior (NIVEL MAXIMO, ver fotografía). Colocar nuevamente la tapa asegurándose de que la junta no esté dañada para prevenir contaminación del aceite. Para información específica sobre lubricación, consultar ESPECIFICACIONES DEL ACEEITE LUBRICANTE, más adelante)

LUBRICACIÓN DEL COJINETE DEL PERNO DE LA MANIVELA Los conjuntos de cojinetes son lubricados un mínimo en la fábrica; sin embargo se deben engrasar todos los conjuntos de cojinetes antes de arrancar la unidad. Utilizando una grasa aprobada, bombear la grasa hacia adentro del conjunto del cojinete hasta que rebose por el accesorio de escape (válvula de alivio) ubicado en la tapa del cojinete. Siempre bombear la grasa lentamente para evitar daños a los sellos de aceite.

Nivel MAXIMO

Nivel MINIMO

Drenaje

Válvula de alivio

Alemite


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LUBRICACIÓN DEL COJINETE DE LA VIGA IGUALADORA Los conjuntos de cojinetes son lubricados un mínimo en la fábrica; sin embargo se deben engrasar todos los conjuntos de cojinetes antes de arrancar la unidad. Utilizando una grasa aprobada, bombear la grasa hacia adentro del conjunto del cojinete hasta que rebose por el accesorio de escape (válvula de alivio) ubicado en la tapa del cojinete. Siempre bombear la grasa lentamente para evitar daños a los sellos de aceite.

Válvula de alivio: Son 2, una en cada tapa.

Alemite

“L” de conexión a flexible

Flexible

Grampas de sujeción del flexible: Son 2, instaladas sobre la viga igualadora


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LUBRICACIÓN DEL COJINETE CENTRAL Los conjuntos de cojinetes son lubricados en la fábrica; sin embargo se recomienda verificar que todos los conjuntos de cojinetes tengan la cantidad debida de grasa antes de arrancar la unidad. Utilizando una grasa aprobada, bombear la grasa hacia adentro del conjunto del cojinete hasta que rebose por el accesorio de escape ubicado en la tapa del cojinete. Siempre bombear la grasa lentamente para evitar daños a los sellos de aceite. LUBRICACION DE LEVA DE FRENO Insertar los 2 alemites y engrasar previo a puesta en funcionamiento, para asegurar una operación eficaz del sistema de freno.

ESPECIFICACIONES DE LUBRICACIÓN Reductor de engranajes Para temperaturas hasta 0 °F use un lubricante AGMA #5 EP (1S0 VG220) suave especial para presión extrema (preferiblemente uno de tipo sulfuro-fosforoso) con inhibidores de óxido y de oxidación y un agente antiespumante. El punto de temperatura de descongelación (punto de escurrimiento) del aceite

“L” de conexión a flexible

Válvula de alivio

Alemite en la base del poste maestro


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deberá ser de 5° o menor. Para temperaturas hasta -30 °F use un lubricante AGMA #4 EP (1S0 VG150) suave especial, para presión extrema (preferiblemente uno de tipo sulfuro-fosforoso) con inhibidores de óxido y de oxidación y un agente antiespumante. El punto de temperatura de descongelación (punto de escurrimiento) deberá ser de -15°F o menor. La Capacidad de aceite del reductor está indicada en la placa de cada reductor. Cojinetes estructurales No usar nunca grasa de jabón de sodio. Para temperaturas hasta 00°F usar una grasa NLGI No.1 de litio con base de jabón con naftanato de plomo, y aditivo para extrema presión. El aceite en la grasa deberá tener una viscosidad de aproximadamente 1000 88U a 100°F. Para temperaturas hasta -30°F, usar una grasa NLGI No.0 de litio con base de jabón con naftanato de plomo, y aditivo para extrema presión. Cable de acero Limpiar siempre el cable de acero con escobilla de alambre, no usar solventes. Aplicar un lubricante para cables confiable que penetre y se adhiera al cable.


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SECCION 5 PUESTA EN OPERACION CHEQUEOS ANTES DE PUESTA EN MARCHA Verificar que el reductor tenga aceite hasta el nivel de máximo. Verificar que todos los cojinetes hayan sido llenados con grasa. Verificar el correcto alineamiento de la unidad respecto a la boca de pozo. Verificar el correcto funcionamiento del sistema de freno. Verificar si la instalación eléctrica esrá de acuerdo con los requerimientos de seguridad Verificar que todos los bulones están correctamente torqueados. Para ver los torques recomendados, referirse a Sección 2 (Elementos de sujeción). Abajo se dan las medidas y torques de los principales bulones:

CHEQUEOS EN PRIMERA OPERACIÓN Cuando se enciende el equipo, la inercia de las manivelas debe ser utilizada siempre. Luego de unas pruebas, el equipo puede ser dejado en operación continua. La revolución inicial de la manivela debe ser lo más lenta posible. Verificar que exista la separación adecuada entre la manivela y el protector de la correa, los protectores de la manivela y los miembros laterales de la biela. Durante la primera revolución se deberá verificar también la separación de la bomba de profundidad en el fondo. Ajustar los contrapesos para lograr un buen balanceo y dejar funcionar por 2 horas. Aquí se debe verificar lo siguiente:

- Vibración en cabeza de mula - Vibración en caja reductora - Pérdida de grasa en cojinetes o aceite en caja reductora - Ajuste y funcionamiento de correas - Funcionamiento del sistema de freno - Balance

Si algún problema se detectara, se debe cortar la energía eléctrica y luego aplicar el freno en alguna posición conveniente. PRECAUCIÓN: NO aplicar el freno sin que haya sido cortado primero el suministro eléctrico. Solamente en emergencia puede aplicarse el freno sin que haya sido cortado el suministro eléctrico.

REGULACIÓN DEL CONTRAPESO Determinación del contrapeso requerido Para una operación eficiente, la carga de esfuerzo de torsión y la máxima vida útil de una unidad de bombeo dependen de un contrabalance adecuado. Los requerimientos del contrapeso pueden ser determinados con exactitud o estimados mediante varios métodos: 1) Dinamómetro del vástago pulido: Un análisis de la carta del dinamómetro es el método para determinar las cargas y el contrapeso. Esto involucra utilizar un dinamómetro para registrar la carga del pozo a lo largo de un ciclo de la carrera, utilizando luego los factores de torque para determinar el esfuerzo de torsión del reductor y el contrapeso requerido para una condición balanceada. 2) Amperímetro: En unidades eléctricas, se puede utilizar una pinza amperométrica para comparar las intensidades de corrientes de las carreras ascendente y descendente. Cuando el contrapeso es regulado de manera que los picos de corriente sean iguales, la unidad estará aproximadamente balanceada.


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3) Indicador de vacío: En unidades impulsadas por motores de combustión interna, se puede instalar un indicador de vacío o vacuómetro, para comparar los picos del esfuerzo de torsión, de la misma manera que el amperímetro se usa en unidades eléctricas. La presión de vacío disminuye conforme aumenta la potencia de salida del motor. 4) Sonido del motor de accionamiento: Es posible hacer una estimación aproximada del balance escuchando el sonido característico del motor mientras impulsa la unidad. Conforme se acerca el pico de la carga, ocurrirán algunos cambios en la velocidad; los cambios en la velocidad causarán una variación en el sonido del motor. 5) Estimado en base a la instalación existente: Se considera que para lograr un equipo balanceado se deben lograr un efecto de contrabalanceo (ECB) igual al peso de las varillas en el fluido + la mitad del peso del fluido por encima del nivel dinámico. Luego, a través de la tabla de ECB se obtiene la posición de los contrapesos. Regulación del contrapeso: Rotar la unidad y poner el freno de modo que la manivela esté ligeramente hacia abajo en la dirección hacia la cual deberán moverse los contrapesos. Poner el freno, enganchar el perno de seguridad o trinquete del freno, y asegurar las manivelas para evitar su rotación. Aflojar los bulones del contrapeso sólo lo necesario para permitir su movimiento. Usar la llave de regulación de piñón para mover los pesos a la posición deseada. Después de haber ubicado los contrapesos en la posición deseada, ajustar los bulones del contrapeso a los torques de ajuste recomendados.


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SECCION 6 MANTENIMIENTO

MANTENIMIENTO PREVENTIVO Cuando se instala una unidad nueva, debe seguirse en el primer mes un control de todos los torques, de acuerdo al siguiente esquema:

- Luego de 24 hs de funcionamiento realizar el primer retorqueo. - Luego de 7 días de funcionamiento realizar el segundo retorqueo. - Luego de 30 días de funcionamiento realizar el tercer retorqueo.

El período de mantenimiento preventivo es cada 6 meses. En caso de trabajo en buenas condiciones puede extenderse a 6-12 meses. Chequear que no haya movimiento relativo entre la unidad y la base de hormigón, y entre esta última y el suelo. Chequear que el agua de lluvia no se estanque próximo al equipo. Si así fuere, hacer un drenaje adecuado. Realizar dinamometrías para asegurarse que el equipo está siendo operado según las especificaciones a las que fue diseñado. Chequear el balanceo de los contrapesos. PRECAUCIÓN: Operar el equipo por encima de las especificaciones a las que fue diseñado invalida la garantía y acorta la vida útil del equipo. Engrasar cojinetes y verificar que no haya pérdidas debidas a algún retén gastado o deteriorado. Verificar el nivel de aceite de la caja reductora. Debe enviarse a analizar una muestra de aceite, para verificar su estado y disponer el recambio. Si algún componente está fuera de especificación (%agua, % de solidos en suspensión, acidez, viscosidad, emulsión, deterioro) realizar el cambio. Chequear alineación de la unidad. Chequear estado de instalación eléctrica. Chequear el desgaste y tensión en las correas. Chequear desgaste de zapatas de freno y ajustar o cambiar en caso de ser necesario. En caso de notar algún inconveniente, la unidad debe ser parada en el momento y reparada.

REPUESTOS Use solo repuestos originales en su unidad de bombeo. No utilizar repuestos originales puede causar daños mayores a su unidad de bombeo y serios accidentes al personal que los opera. Para solicitar repuestos, realizarlo vía e-mail a la siguiente dirección: [email protected] indicando piezas requeridas, modelo, año y número de serie de la unidad.


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PROBLEMAS Y SOLUCIONES Nro. Falla Signo Razón de falla Prevención y solución

1 Equipo perdiendo estabilidad y dañándose.

Poste sansón vibrando excesivamente. Base y caja reductora vibrando excesivamente. Ruido no uniforme proveniente del motor.

1. Fundación no firme. 2. Imposibilidad de drenaje causa que la fundación apoye mal. 3. Conexión entre poste sansón y base no es firme. 4. Unidad muy fuera de balance. 5. Bulones de anclaje flojos. 6. Sobrecarga de la unidad, número de golpes por minuto excedidos. 7. Unidad desalineada respecto de la boca de pozo.

1. Construir fundación de acuerdo a requisitos de diseño. 2. Reparar drenajes para evitar que se acumule agua de lluvia. Agregar relleno cerca del equipo. 3. Ajustar bulones. 4. Regular contrapesos. 5. Ajustar bulones. 6. Bajar gpm de la unidad o cambiar a otro pozo más fácil, para que trabaje dentro de especificación. 7. Alinear la fundación y la unidad respecto de la boca de pozo.

2 Perno de manivela flojo. Ruido del perno periódicamente; perno con juego axial

1. Mal ensamblaje del perno. 2. La tuerca del perno está floja.

1. Montar correctamente de acuerdo a requerimiento. 2. Ajustar tuerca.

3 Destrucción de la junta entre manivela y eje de manivela.

Manivela saliéndose repentinamente, viga igualadora doblándose.

1. Chaveta rota. 2. Conexión entre eje y manivela aflojandose. 3. Asiento de la chaveta deteriorado.

1. Cambiar nueva chaveta. 2. Ajustar bulón del eje de maniela. 3. Reparar asiento de la chaveta o rotar 90˚ el eje y poner nueva chaveta.

4 Unidad fuera de balance hace que la caja reductora esté sobretorqueada.

Ruido cíclico del motor eléctrico, contrapesos moviéndose.

1. Bulón de ajuste del contrapeso flojo 2. Bulón de seguridad del contrapeso flojo. 3. Cabeza del bulón en la manivela en mala condición.

1. Ajustar bulones. 2. Ajustar bulones. 3. Instalar nuevo bulón en buenas condiciones.

5 Cable de acero (estrobo) se queda sin tensión.

Estrobo salta cuando la cabeza de mula sube o baja.

1. Vástago o grama de tamaño incorrecto genera movimiento relativo entre ambos. 2. Cable parcialmente roto. 3. La carrera es incorrecta, haciendo que el pistón de la bomba golpee con el barril.

1. Cambiar grampa. 2. Cambiar cable de acero. 3. Ajustar la posición relativa entre vástago y grampa.

6 No funciona el freno 1. Freno bloqueado 2. Polea de freno contaminada con aceite 3. Resorte roto 4. Ajuste del freno incorrecto.

1. Cambiar freno bloqueado 2. Eliminar el aceite de la polea 3. Cambiar resorte. 4. Ajustar correctamente el varillaje.

7 Caja reductora sobrecalentada Temperatura del aceite 1. Cantidad de aceite es excesiva. 1. Vaciar un poco de aceite del reductor


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mayor a 70˚C. 2. Viscosidad del aceite es inadecuada. hasta que llegue a nivel correcto. 2. Cambiar lubricante.

8 Engranajes o rodamientos muy corroidos.

1. Equipo parado en ambientes húmedos. 2. Agua en la caja reductora. 3. Aceite inapropiada o deteriorada. 4. Ventilación no suficiente.

1 a 3. Drenar aceite vieja y limpiar. Cambier por aceite nuevo apropiado. 4. Chequear posible obstrucción del agujero de ventilación.

9 Grave corrosión localizada en engranajes de caja reductora.

1. Caja reductora sobretorqueada. 2. Aceite lubricante no adecuada. 3. Aceite deteriorada, emulsionada o contaminada por impurezas.

1. Reducir la carga de la caja y ajustar contrapesos. 2. Cambiar aceite por otra adecuada. 3. Cambiar aceite por una nueva.

10 Rodamientos de caja reductora funcionando en forma anormal.

Rodamientos recalentados o ruido proveniente del portarodamiento.

1. Lubricación insuficiente o aceite contaminada por impurezas de metal. 2. El espacio entre el rascador de aceite y el engranaje es excesivo. 3. Caja sobrecargada, rodamientos y engranajes por romperse. 4. Rodamiento o parte sellante flojos y produce fricción.

1. Llenar con más aceite o reponer por nuevo aceite. 2. Ajustar el espacio entre 0.5 – 1 mm. 3. Reducir la carga de la caja y ajustar contrapesos. 4. Ajustar bulones de tapa de caja y cojinetes.

11 Pérdida de aceite por caja reductora.

La parte sellante pierde aceite.

1. Bulones flojos. 2. Objeto extraño en la superficie de contacto hace que no sellen bien las superficies. 3. Agujero o canal bloqueado.

1. Ajustar bulones. 2. Abrir tapa, limpiar y cambiar sellante. 3. Limpiar agujeros de retorno o canales.

12 Eje rápido con juego axial. Ruido (knock) en caja reductora.

1. Ajuste de eje y engranaje defectuoso. 2. Rodamiento desgastado o destruido.

1. Cambiar engranaje o eje. 2. Cambiar rodamiento.

13 Biela rota Previo a la rotura se observa vibración de la manivela; viga igualadora doblada.

1. Hay movimiento relativo entre eje lento y manivela, que genera manivelas no paralelas y por lo tanto tiro de las bielas no uniforme. 2. Perno de manivela roto. 3. Poste sansón torcido, que genera tiro de las bielas no uniforme.

1. Chequear desalineamiento de los agujeros de manivelas y ajustar. 2. Cambiar perno. 3. Reparar poste sansón y ajustar bulones.4. Cambiar biela.


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PARTE II: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS AIB LS C-114D-173-64

1) MEDIDAS GENERALES DEL EQUIPO.


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2) CADENA CINEMÁTICA API

(Valores en pulgadas)

Structural Unbalance (SU): 475 lb

A C P H I G R1 R2 R3

84 84 96.5 165.3 84 68.8 31.5 27 22.5


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3) DATOS GENERALES Y ESPECIFICACIONES.

Datos Generales y Especificaciones de la Unidad de Bombeo

Modelo LS C114D-173-64 Capacidad Vástago Pulido (lbs) 17300 Carreras (in) (m)

64 55 45 1.62 1.4 1.1

Golpes por minuto (min-1) 4 – 16 Modo de Balanceo Contrapesado en

manivelas Dirección de Rotación (visto de costado con el pozo a la derecha) hacia ambos lados

(preferente antihorario)Cabeza de Mula Colgante y Removible Desbalance Estructural (lbs.) 475

Modelo CYJ114 Capacidad de Torque Máximo ( lbs .in) 114000 Relación de transmisión 28.36

Caja Reductora

Capacidad de lubricante (Galón USA) (litros)

10.57 40

Peso de 4 Contrapesos Nro.8 (suministrados con el equipo) (lbs) 4860 ECB con 4 Contrapesos Nro.8 (lbs.) 11343 Dimensiones generales (Largo×Ancho×Alto）(in) (m)

150 x 71.7 x 206.7 3.810 x 1.821 x 5.250

Peso Total (con 4 contrapesos Nro.8) (lbs) (tons.)

20101 9.126


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4) DATOS DE CAJA REDUCTORA

Relación de transmisión: 28.36:1

Información relativa e partes disponible en Listado de Partes. Mayor información disponible a pedido del usuario.


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5) PLANO DE BASE DEL AIB: Se muestra abajo el esquema del patín principal del AIB, con sus dimensiones y distancia a boca de pozo. Se muestra también las posiciones de los anclajes.

Del gráfico se obtiene: - Distancia a boca de pozo: 1375mm (distancia desde el centro de la boca de pozo al frente del equipo)


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6) ESQUEMA DE FUNDACION PROPUESTO: Se muestra a continuación un equipo LS PUMPJACK instalado en PETROBRAS ENERGIA PERU, utilizando las bases de hormigón propuestas. Con el equipo se proveen los bulones necesarios que encastran con el esquema de fijación propuesto.


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7. TABLAS DE EFECTO DE CONTRABALANCEO (ECB): Con (4) contrapesos Nro.8 de 1215 lb c/u.

Gráfico de ECB en función de posición de contrapesos y carrera empleada

4 contrapesos CL, 113434 contrapesos CM, 130224 contrapesos CC, 15407

2 contrapesos CL, 74972 contrapesos CM, 85682 contrapesos CC, 10089

02000400060008000

10000120001400016000

0 10 20 30 40 50Posición de contrapesos (in)

ECB

(lb)

4 contrapesos CL 4 contrapesos CM 4 contrapesos CC 2 contrapesos CL2 contrapesos CM 2 contrapesos CC

ECB en CARRERA LARGA y (4) contrapesos en POSICION MAXIMA = 11343 lb

solo manivelas


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8. FACTORES DE TORQUE .

Ángulo manivela: 0°manivelas en posición 12hs. El ángulo crece en sentido antihorario. TF: Factor de torque. Es un factor tal que cuando se lo multiplica por la carga en el vástago (lb), se obtiene el torque en el eje lento del reductor (lb.pulg).


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9. TABLA PARA CÁLCULO DE TORQUE NETO EN CAJA REDUCTORA

)sin()( θMBWTFTn −−=

Tn: Torque Neto en la caja reductora TF: Factor de Torque (lb) B: Desbalance estructural (lb) W: Carga en el vástago (lb) θ: Ángulo de la manivela [0 corresponde a manivelas en posición 12hs, ángulo crece en sentido antihorario] M: Momento producido por los contrapesos en la posición actual (lg.pulg). Valores en gráfico pág. siguiente. ATENCIÓN: Verificar que Tn debe ser SIEMPRE MENOR a 40000 lb.pulg. Caso contrario el equipo está sobretorqueado, acortando su vida útil e invalidando la garantía.

θ Sin (θ) W B W-B TF TF（W-B） -M Sin(θ) Tn

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

195

210

225

240

255

270

285

300

315

330

345


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Del gráfico que sigue a continuación se puede obtener el momento M producido por los contrapesos en el eje de baja (máximo momento, con la manivela en posición horizontal), en función de la posición que tengan en la manivela (distancia al eje). M = TF * ( ECB – SU ) donde: M es el momento producido por los contrapesos con la manivela en posición horizontal. TF es el factor de torque SU es el desbalance estructural

Momento producido por los contrapesos

98135

335810

98135

216973

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

0 10 20 30 40 50

Posición contrapesos (pulg)

M (l

b.pu

lg)

4 contrapesos 2 contrapesos

manual técnico aib ls c-114d-173-64

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