Bomba profunda para la extracción del petróleo almacenado en el subsuelo (fuente de la imagen: Kokhanchikov@shutterstock.com)

Solución de control y monitorización para sistemas de bombeo

  • Conceptos de funcionamiento intuitivos para aplicaciones industriales
  • PC industriales con protección IP65 para su uso en condiciones ambientales difíciles
  • PC industriales configurables de forma personalizada para aplicaciones exigentes

El proyecto de un vistazo

  • La empresa colombiana Variadores desarrolla bombas eléctricas sumergibles y de inyección de agua para la industria petrolera.
  • Los usuarios plantean en este caso exigencias especiales de flexibilidad y disponibilidad para los sistemas.
  • La solución de control integrada en las bombas basada en un PC industrial con Linux es potente, abierta a nuevas tecnologías como ML o AI y fácil de programar con Python.
  • Gracias a la presencia internacional de Variadores y Phoenix Contact para ofrecer suministro y asistencia, la demanda de los innovadores sistemas de bombeo está creciendo en todo el mundo.
Edificio de la fábrica de Variadores en Medellín

Variadores tiene unos 300 empleados en Colombia

Expertos en el sector del petróleo y el gas

Variadores SAS, con sede en Medellín (Colombia), ofrece soluciones para la transmisión de potencia, la regulación de la velocidad y el control del movimiento que se basan en convertidores de frecuencia, así como en motorreductores. La empresa, que opera en Sudamérica y en el Caribe, se centra en el sector del petróleo y gas, además de la industria, el comercio, la minería y la energía solar.

Sistema HPS de inyección de aguas residuales

Las aguas residuales se inyectan en los depósitos de petróleo con sistemas de bombeo hidráulicos

Tecnología de control para bombas profundas

En más del 90 % de los pozos de todo el mundo, la presión de los depósitos no es suficiente para que el petróleo alcance la superficie por sí solo o en una cantidad suficiente. Para lograrlo se utilizan bombas profundas, que pueden ser de varilla, de tornillo excéntrico, hidráulicas o eléctricas sumergibles (ESP). En los sistemas ESP, se utilizan convertidores de frecuencia con PLC integrados para controlar la velocidad de manera que las bombas funcionen con la máxima eficiencia. Además, los convertidores de frecuencia se encargan de controlar las inundaciones en el eje enrollador.

En Colombia, desde 2010 está prohibido verter al alcantarillado aguas residuales no domésticas que contengan hidrocarburos. Por ello, las compañías petroleras locales inyectan las aguas residuales en los depósitos con sistemas de bombeo horizontales (HPS). De este modo, no solo se eliminan los residuos, sino que también se estimulan los depósitos, lo que aumenta el volumen de producción. En los sistemas HPS también se utilizan convertidores de frecuencia con sistema de control incorporado.

Preparados para el futuro y con alta disponibilidad

Variadores lleva casi diez años desarrollando sistemas de control para bombas ESP y HPS, diseñados para alcanzar una vida útil de diez a quince años. La empresa comenzó a diseñar una nueva generación de sistemas de control en 2018. En este contexto, los requisitos eran los siguientes:

  • Minimizar riesgos como la obsolescencia tecnológica anticipada, el uso de hardware inmaduro y la falta de flexibilidad y apertura del software
  • Garantizar que la CPU tenga capacidad para realizar operaciones matemáticas complejas
  • Crear un sistema de predicción que admita el aprendizaje automático (ML) y la inteligencia artificial (AI)
  • Programación en lenguaje de alto nivel, así como la posibilidad de que varios desarrolladores creen un código para un proyecto de manera simultánea
  • Portabilidad del programa de control a otro hardware
  • Uso de software especializado en Data Science
  • Arquitectura modular y ampliable, como opción
  • Alta disponibilidad del sistema a pesar de las corrientes transitorias y las sobretensiones.
PC industrial de la familia de productos Valueline

Las bombas se controlan a través del PC industrial Valueline y monitorizan, por ejemplo, la aparición de posibles sobrecargas, cargas insuficientes y vibraciones

Para cumplir estas condiciones, el equipo de desarrollo de Variadores puso en marcha los proyectos Quantum ESP y Quantum HPS y se espera que sus productos estén listos dos años después del inicio del proyecto. Phoenix Contact participó como socio tecnológico y suministró los PC industriales de la familia de productos Valueline, además de otros equipos. Los PC industriales, que se basan en el sistema operativo abierto Linux, son compatibles con Python, entre otros. Se trata de un lenguaje de programación de alto nivel que resulta ideal para el aprendizaje automático, la IA, la ciencia de los datos o la visualización y que permite además integrar el sistema de manera intuitiva. Los acopladores de bus Ethernet y los componentes de E/S del sistema modular Axioline también se adaptan con flexibilidad a los requisitos. Las fuentes de alimentación Quint y la protección contra sobretensiones Trabtech garantizan un funcionamiento fiable y la protección contra sobretensiones y corrientes transitorias, mientras que los equipos de medición controlan el consumo de energía.

Servicio en todo el mundo

La experiencia y la creatividad del equipo de desarrollo de Variadores, combinadas con la apertura, la flexibilidad y la fiabilidad de los componentes y sistemas de Phoenix Contact, han permitido crear una solución innovadora para los requisitos especiales de la industria del petróleo y el gas. Las variantes de Quantum ESP y HPS desafían incluso las condiciones ambientales más duras, como las altas temperaturas, la humedad y el polvo. Además, la solución es compatible con varios sistemas de comunicación industriales y con los equipos de otros fabricantes. Gracias al posicionamiento internacional de ambas empresas, se garantiza el suministro en todo el mundo y el servicio adecuado.