Estudio de la falla mecánica del sello inferior de un equipo de bombeo electro sumergible (ESP).

En este trabajo de grado se llevó a cabo el análisis de una falla presentada en un eje del sello mecánico que se encuentra dentro de un sistema de levantamiento artificial llamado Equipo de Bombeo Electro Sumergible, utilizado en un pozo para la extracción y producción de petróleo. La falla se prese...

Full description

Autores:: Briñez Cortes, Juan Camilo

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2021

Institución:: Universidad de Ibagué

Repositorio:: Repositorio Universidad de Ibagué

Idioma:: spa

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description	En este trabajo de grado se llevó a cabo el análisis de una falla presentada en un eje del sello mecánico que se encuentra dentro de un sistema de levantamiento artificial llamado Equipo de Bombeo Electro Sumergible, utilizado en un pozo para la extracción y producción de petróleo. La falla se presenta a tan solo doce días de empezar el funcionamiento del sistema artificial en el campo de trabajo, esta se produjo de forma completamente inesperada y afecto seriamente de manera negativa el nivel de productividad, el tiempo y la mano de obra. Debido a lo anterior se tomó parte de la pieza (eje) y se realizó un análisis de falla, con el método de causa raíz bajo el diagrama de Ishikawa (espina de pescado), se elaboraron diferentes pruebas tanto destructivas como no destructivas tales como la fractografía, la inspección visual, prueba de dureza y demás que llevaron a conocer la verdadera causa que provoco dicha falla en el componente. Finalmente, después de determinar qué fue lo que realmente sucedió, se llega a una serie de conclusiones y recomendaciones para evitar que esta clase de daños se repita en un futuro.
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Debido a lo anterior se tomó parte de la pieza (eje) y se realizó un análisis de falla, con el método de causa raíz bajo el diagrama de Ishikawa (espina de pescado), se elaboraron diferentes pruebas tanto destructivas como no destructivas tales como la fractografía, la inspección visual, prueba de dureza y demás que llevaron a conocer la verdadera causa que provoco dicha falla en el componente. Finalmente, después de determinar qué fue lo que realmente sucedió, se llega a una serie de conclusiones y recomendaciones para evitar que esta clase de daños se repita en un futuro.In this degree work, the analysis of a failure presented in a shaft of the seal that is within a lifting system of artificial type called Electro Submersible Pumping, used in a well for the extraction and production of oil, was carried out. The failure occurs just twelve days after starting the operation of the artificial system in the work field, it occurred completely unexpectedly and seriously negatively affected the level of productivity, time and manpower. Due to the above, part of the piece (axis) was taken and a failure analysis was carried out, with the root cause method under the Ishikawa diagram (fish bone), different destructive and non-destructive tests were developed such as the fractography, visual inspection, hardness test and others that led to know the true causes that caused this failure in the component. Finally, after determining what really happened, a series of conclusions and recommendations are reached to prevent this kind of damage from being repeated in the future.PregradoIngeniero Mecánico1. Introducción.....11 1.1. Justificación.....11 1.2. Problema y finalidad.....12 1.3. Objetivos.....12 1.3.1.1. Objetivo general.....12 1.3.1.2. Objetivos específicos.....12 2. Marco teórico.....13 2.1. Método de levantamiento artificial.....13 2.1.1. Formas de levantamiento artificial.....13 2.2. Descripción general - equipo de bombeo electro sumergible.....17 2.3. Condiciones de operación e historial del sistema.....22 3. Materiales y métodos.....24 3.1. Análisis de falla.....24 3.2. Método causa raíz.....27 3.3. Material del componente – eje.....29 3.4. Pruebas de caracterización.....31 3.4.1. Inspección visual.....31 3.4.2. Prueba de fractografía.....33 3.4.3. Inspección ultrasónica.....35 3.4.4. Ensayo de dureza.....37 4. Resultados.....40 4.1. Inspección visual.....40 4.2. Prueba de fractografía – metalografía.....42 4.3. Ensayo ultrasonido.....45 4.4. Prueba de dureza.....48 5. Análisis de resultados.....53 5.1. Inspección visual.....53 5.2. Ensayo ultrasonido.....56 5.3. Prueba de fractografía.....57 5.4. Prueba de dureza.....57 5.5. Análisis de resultados y contrastarlos con las posibles opciones.....57 6. Conclusiones.....63 7. Anexos.....65 8. Referencias bibliográficas.....6976 páginasapplication/pdfBriñez Cortes, J.C. ( 2021). Estudio de la falla mecánica del sello inferior de un equipo de bombeo electro sumergible (ESO). [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4962https://hdl.handle.net/20.500.12313/4962spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería MecánicaManual de función de la BAKER HUGHES INCORPORATED: Departamento de Entrenamiento Técnico de Ascensor Artificial.RAICHEV, R., VELEVA, L., VALDEZ, B. Corrosión de Metales y Degradación de Materiales, CINVESTAV-MERIDA, 2009, pp19-21.AVALLONE, Ugene; BAUMEISTER III, Hedore,; SADEGH, Lim: Standard Handbook or Mechanical Engineers. 11TH Edition. McGraw-Hill, 1987.SHIGLEY, Joseph Edward and Mischke Charles, Diseño en Ingeniería Mecánica. Quinta edición 1999. McGraw Hill Interamericana de México, S.A. de C.V.DAS, G., SINHA, A.N., MISHRA, S.K., BHATTACHARYA, D.K. Failure analysis of counter shafts of a centrifugal pump. Engineering failure analysis. Vol. 6, p.267-276, 1999.FLOREZ, S. Y., & Vargas, S. (2019). Diagnóstico y solución de las fallas operativas presentadas durante la aplicación de un sistema de bombeo electrosumergible en un campo colombiano. Unidades Tecnológicas de Santander.BRADLEY H., Petroleum Engineering Handbook,: Society of Petroleum Engineers, Richardson, TX, U.S.A, 1987.COMMITTEE, ASTM: ASTM dictionary of engineering science and technology. Tenth Edition. ASTM International, 2005.Https://www.portaldelpetroleo.com/2012/07/bombeo-electrosumergible-diseno.htmlCABRERA, S. G. (2018). Metodología para la identificación de fallas y situaciones operacionales riesgosas en equipos de bombeo electrosumergible. Universidad Industrial de Santander. Obtenido de http://tangara.uis.edu.co/biblioweb/tesis/2018/172822.pdf.E. Santos De La Cruz, N. Cancino Vera, J. Yenque Dedios, D. Ramírez Morales, M. Palomino Pérez, “el ultrasonido y su aplicación,” Revista de la Facultad de Ingeniería Industrial- Vol. (8) 1, pp.25-28, 2005.CAMPBELL, Flake C.: fatigue and fracture: understanding the basic. ASM International, 2012.CESTARI, Manuel y DOMADOR Mildred: Information integration in electrosubmersible pump weel: Instrumentation in the Aerospace Industry, proceedings of the Internatinal Symposium.https://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn109.htmlHELLIER, Charles: Handbook of nondestructive evaluation, MCGraw-Hill, 2001.MARTÍNEZ, R. (2004). Descripción, diseño y monitoreo de una unidad de Bombeo electrosumergible. Bucaramanga: Universidad Industrial de Santander.KUTZ, Myer: Handbook of material selection. Jhon Wiley and Sons, 2002.MARTÍNEZ, R. (2004). Descripción, diseño y monitoreo de una unidad de Bombeo electrosumergible. Bucaramanga: Universidad Industrial de Santander.CORRALES Marco: Manual Didáctico de Levantamiento Artificial, Edición 2007.CEDEÑO A, López J. Detección de fallas Parte 1 (documento en línea). Consultado en http://es.slideshare.net/acpicegudomonagas/unidad-4-tema-7-equoi-dcs-deteccion-de-fallas.LIVINGSTON, AD: JACKSON, G: PRIESTLEY, K: Root causes analysis: Literature review. 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