Conceptos aplicativos principales al equipo de perforación

Metrología

Ciencia que estudia los sistemas de unidades, métodos y normas de los instrumentos de uso más común.

Este tipo de metrología es aplicable en forma generalizada dado que su estudio abarca áreas como: tiempo, temperatura, electricidad, etc.

 Metrología Científica, es la parte de la metrología que se desarrolla en los laboratorios primarios ó de referencia nacionales y tiene, como misión fundamental, la actividad de investigación y mejora de la medida, patrones y sistemas de medición..

- Metrología Industrial, es la parte de la metrología dirigida a la industria, con objeto de mantener la medida trazada a patrones Nacionales ó Internacionales, de forma que se pueda mantener así la comunicación e intercambio de las tecnologías y las ciencias. Esta se desarrolla a través de laboratorios de calibración especializados en las diversas áreas metrológicas.Esta aplicación de la metrología podemos decir que desde el punto de vista de cumplimiento que es voluntaria. Toda industria es libre de calibrar y controlar sus equipos según normatividd vigente.

- Metrología Legal, es la parte de la metrología que tiene como misión fundamental el correcto funcionamiento de todos los instrumentos de medida que se empleen en actividades diversas y que un mal uso de ellos puedan provocar daños.

Gestión de la calidad

Es el producto que puede satisfacer las necesidades o deseos del cliente.

Un sistema de gestión de la calidad es una estructura operacional de trabajo, bien documentada e integrada a los procedimientos técnicos y gerenciales, cuyo objetivo es encausar las condiciones de trabajo, en los equipos y sus componentes, mecánico, eléctrico y electrónico.

Hablar de la Gestión de la Calidad es una serie de actividades coordinadas que se llevan a cabo sobre un conjunto de elementos Recursos, Procedimientos, Documentos, Estructura organizacional y Estrategias a fin alcanzar la calidad de los productos o servicios que se ofrecen al cliente, es decir, planear, controlar y mejorar aquellos elementos de una organización que influyen en satisfacción del mismo y en el logro de los resultados deseados por la organización.

Código de colores

Su objetivo principal es establecer en forma precisa, el uso de diversos colores de seguridad, identificar lugares y objetos, a fin de prevenir accidentes y riegos en todas las actividades humanas, desarrolladas en ambientes industriales.

El sistema de aplicación de los colores funcionales debe reducir los riesgos de accidentes y acelerar el uso de los dispositivos de auxilio.

Dentro del proceso de la formación de Ingeniería de Mantenimiento Equipos de Perforación se requiere tener conocimiento de los aspectos mínimos de identificación y señalamiento de los sistemas inherentes al equipo como son: , , electricidad, mecánica, electrónica y diversas areas inherentes

Los señalamientos tienen como función identificar todos aquellos objetos o situaciones que pueden provocar accidentes, así como para indicar el emplazamiento de dispositivos y equipos que tengan importancia desde el puntos de vista de seguridad en el área de trabajo.

Vibraciones mecánicas

Las optimas condiciones de los equipos rotativos en el área de perforación es un fenómeno que amerita implementar un plan eficaz de mantenimiento, cuando contamos con un equipo altamente crítico en el que su falla implica pérdidas económicas en la empresa, es importante y vital aplicar el mantenimiento predictivo, predecir una falla es sinónimo de programación oportuna de eventos que permite tomar una correcta decisión e indicar el momento adecuando para detener la maquinaria y aplicar el mantenimiento.

El análisis de vibraciones juega un papel importante en el mantenimiento predictivo, este consiste en tomar medidas de vibraciones en diferentes puntos clave de la máquina para analizar su comportamiento y detectar posibles fallas.

Una vibración mecánica es el movimiento de una partícula o cuerpo que oscila alrededor de una posición de equilibrio. La mayoría de las vibraciones en maquinas y estructuras son indeseables debido al aumento de los esfuerzos y a las pérdidas de energía que las acompañan. Por lo tanto, es necesario eliminarlas o reducirlas en el mayor grado posible mediante un estudio apropiado.

• CAUSAS DE VIBRACIONES MECANICAS

Básicamente las vibraciones se encuentran estrechamente relacionadas con intolerancias de mecanización, desajustes, movimientos relativos entre superficies en contacto, desbalances de piezas en rotación u oscilación, etc.; es decir todo el campo de la técnica. Los fenómenos anteriormente mencionados producen casi siempre un desplazamiento del sistema desde su posición en equilibrio o estable, originando un vibración mecánica.

• CONSECUANCIAS DE LAS VIBRACIONES

La mayor parte de vibraciones en maquinas y estructuras son indeseables porque aumentan los esfuerzos, las tensiones por las pérdidas de energía que las acompañan. Son fuente de desgaste de materiales, de daños por fatiga, de movimientos y ruidos molestos. "todo sistema mecánico tiene características elásticas, de amortiguamiento y de oposición al movimiento.

Alineamiento de ejes

La deficiente alineación de ejes y sus consecuencias son cusas del 50% de averías en maquinas rotativas. Aumentan los periodos de inactividad no programados y se producen perdidas en la producción. Aumentando los costos de mantenimiento generales.

Los ejes mal alineados aumentan las vibraciones y la fricción, lo que incrementa considerablemente el consumo energético, provocando daños prematuros en los cojinetes y las juntas.

Que precisión debe tener una alineación

La estabilidad depende sobre todo del tipo de máquina y de la velocidad. Se considera un valor de desviación de 0,05mm (1.500-3.000 rpm). Sin embargo, en este sentido, es importante consultar las especificaciones del fabricante de la maquina o del componente. Que el fabricante del acoplamiento especifique que este admite una tolerancia de unos pocos milímetros no significa nada, en principio, en cuanto a la precisión de la alineación. Esta flexibilidad se refiere a la compensación de la desalineación y las fuerzas que se producen durante la fase de arranque. Cuando la maquina gira a la velocidad y temperaturas correctas, debe seguir bien alineada. De lo contrario, las fuerzas de desalineación someterán a esfuerzo las juntas y los cojinetes se desgastaran rápidamente, aunque los acoplamientos duren más tiempo. Cada acoplamiento admite mejorar o empeorar el alineacionto, dependiendo de su diseño.

Daños que afectan los tipos de mediciones, no hay nada mejor que las condiciones que se realicen, independientemente del tipo de sistema de medición empleado. Factores externos como la temperatura, el desplazamiento del aire, el polvo, las vibraciones y las distancias de medición afectan a la exactitud. Es, por tanto, fundamental que el trabajador que realice la medición sea consciente de estos factores para poder interpretar los resultados correctamente.

Ventajas de la tecnología laser frente a la tradicional

El laser es considerablemente más sencillo y rápido que un indicador para cuadrantes. Estas suelen requerir personal experto y, a veces, la realización de cálculos complejos, un sistema de medición laser puede compensar automáticamente la dilatación térmica e indicar una buena alineación, es decir una alineación que se encuentre dentro de las tolerancias de la maquina correspondiente, la operación de alineación no lleva más tiempo del que es necesario. Configura un sistema laser para realizar mediciones en una maquina lleva menos tiempo que si se usa un indicador de cuadrantes, y es mucho más confiable. Por ejemplo, los accesorios de un indicador siempre mienten un poco, lo que afecta a la exactitud del valor que muestra el dispositivo. En los montajes es fácil que haya un cierto juego y holguras entre los componentes. Otro factor que puede influir en el resultado de la alineación es el hecho de que un medidor a menudo tiene escalas pequeñas que son difíciles de leer cuando la iluminación es deficiente.

Seguridad y salud industrial

Conceptos:

• Seguridad del trabajo es un conjunto de técnicas cuyo objetivo es establecer conductas individuales y colectivas adecuadas al buen funcionamiento de la maquinaria, herramientas, personal y equipos necesarios para reducir los riesgos, minimizar las pérdidas económicas y daños a la maquinaria, evitando las lesiones a los trabajadores. Promoviendo el más alto grado de bienestar físico, mental y social del personal.

• Salud (higiene) industrial: es el arte y ciencia dedicada a prever, reconocer, evaluar y controlar factores que rodean el ambiente de trabajo, que pueden originar, incomodidad deterioro de la salud, ineficiencia en el desarrollo de las labores de los activos de la comunidad.

• Medio ambiente: Es el conjunto de enunciados cuyo objetivo es proteger al medio que rodea las condiciones de trabajo.

• Prevención de accidentes: Mantener el interés, y creatividad en la seguridad.

CAUSAS BASICAS

CAUSAS INDIRECTAS

• 1. Actitudes inseguras

• 2. Desatender

• 3. Usar equipo, vestimenta y calzado inadecuado

• 4. Usar ropa inadecuada

• 5. Laborar en áreas y con equipos energizados

• 6. Usar equipo y herramientas en malas condiciones

• 7. No usar equipo de protección personal

• 8. Inoperancia en dispositivos de seguridad

• 9. Falta de orden y limpieza personal

• 10. Falta de orden y limpieza en área de trabajo

• 11. Trabajar con iluminación defectuosa

• 12.  Trabajar en áreas peligrosas

• 13.  Trabajar en atmosferas toxicas

• 14.  Trabajar con ruidos excesivos

• 15.  Usar en forma inadecuada las manos

• 16.  Falta de avisos de seguridad preventivos

• 17.  Falta de equipo vs incendio

Es conveniente incluir un control administrativo que refiera a las 5 funciones básicas de la seguridad industrial siguientes:

• Dirección

• Organización

• Prevención

• Planeación

• Control

Metodología para evitar y prevenir accidentes

Es conveniente identificar aquellos riesgos que pudieran dañar la salud por la exposición a los agentes inherentes del medio ambiente de trabajo que influyan de manera adversa sobre el personal que labora. Este reconocimiento es básicamente de manera sensorial, es decir a través de la observación.

Es necesario evaluar la magnitud del riesgo mediante la elaboración cualitativa y cuantitativa de su intensidad; comparando estos dos valores nos indican el valor real de referencia.

Se requiere minimizar los niveles de exposición a través de métodos de ingeniería o administrativos, a fin de controlar los mismos.

Terminología de seguridad

Accidente: proceso no deseado que produzca daños a bienes, lesiones a personas que interrumpan el proceso de producción o que ocasionen pérdidas económicas a la empresa.

Control de la actividad: la acción para mantener la actividad dentro los parámetros especificados.

Normas de operación y organización: definidas las cuales deberán cumplirse según reglamentos de la empresa.

Higiene Industrial: mantener un ambiente de trabajo en condiciones apropiadas involucrando temperatura, niveles de ruido, polvo, visibilidad, así como los sentidos corporales.

Inspección: actividades propias que involucran pruebas, análisis, medición, o más características a fin de comparar resultados para los requerimientos especificados.

Organización: entidad corporativa que opera dentro de especificaciones dentro de la empresa.

Peligro: cualquier acción que pueda causar daños a los bienes de la empresa o lesiones físicos al personal.

Prueba: procedimiento para verificar un método o proceso.

Reglamento de seguridad y salud (higiene): procedimiento documentado para la realización de actividades que involucran en su totalidad a la empresa.

Riesgo: la probabilidad que ocurra un accidente con daños al personal y empresa.

DATOS TECNICOS

ESCALA DE UNIDADES BASICAS EN EL MANTENIMIENTO

En las actividades del manejo de parámetros de medidas que se aplican al mantenimiento mecánico es necesario la estandarización de los sistemas inglés y métrico decimal, que involucran escalas diferentes como son: longitud, presión, temperatura, volumen, potencia y peso.

La mezcla de sistema nos conduciría a errores en las medidas ya que no es lo mismo hablar de presión de aceite (kg/cm2), que temperatura de aceite (oC), lo cual son dos escalas para un mismo elemento.

El sistema métrico decimal nos incluyen las nomenclaturas básicas:

TABLAS DE EQUIVALENCIAS

En el mantenimiento mecánico las equivalencias más comúnmente usadas se anotan en la tabla a continuación.

Mantenimiento

Su definición

Es la actividad humana que nos proporciona la calidad y cantidad de servicio, que brindan las unidades de los equipos de perforación en condiciones seguras económicas y eficientes.

Sus conceptos

El mantenimiento es una cultura en los países a la vanguardia de esta actividad en todos los ángulos de la industria, ya que es la mejor manera de conservar las unidades de servicio en forma eficiente durante periodos más largos. Por esto la reparación o un reemplazo de partes resulta costoso y ponen en riesgo la operación continua, ya que la suspensión del proceso productivo es lo más importante para la empresa.

Su clasificación

Actualmente se clasifica el mantenimiento en 3 conceptos principales a continuación:

• mantenimiento predictivo

• mantenimiento preventivo

• mantenimiento correctivo

Mantenimiento predictivo:

El mantenimiento predictivo es el conjunto de técnicas que permiten; reducir los costos del programa de mantenimiento tradicional, preventivo y correctivo, asegurar la disponibilidad y rendimiento de los elementos que componen los equipos. Este tipo de mantenimiento se basa en la realización de un seguimiento del estado del equipo mediante el monitoreo que permiten realizar cambios y reparaciones cuando estos no se encuentren en buen estado, sin necesidad de realizar ciertas inspecciones, y reducir los fallos imprevistos por medio de un programa de detección de anomalías.

Una de las tareas más importantes que el mantenimiento preventivo lleva, es el planeamiento adecuado de las supervisiones que deben realizarse en el equipo. Si esto se consigue se podrá reducir el problema antes que éste se presente. Será importante que se acompañe al mantenimiento con un historial que indique cuánto tiempo y cuanto personal son necesarios para llevar a cabo las tareas, de manera que el programa mejore a medida que se lleve a cabo.

Este tipo de programas de mantenimiento reporta un gran ahorro de costos ya que además de detectar las anomalías que permite programar el tiempo de reparación y los suministros y mano de obra que requerirá la tarea. Dado además que el mantenimiento predictivo se basa en la monitorización de los parámetros que están relacionados con fallos en los equipos pueden identificarse a medida que se opera la maquinaria, de manera que los fallos repetitivos deberán evitarse.

Estas técnicas requieren que los elementos tengan instalados indicadores suficientemente relacionados con el estado del equipo, además de la posibilidad de que estos sean vigilados y medidos, durante su vida útil. Su principal inconveniente es la dificultad que lleva a obtener una respuesta clara y segura ya que no existe ningún parámetro ni conjunto de parámetros que revele a la perfección el estado del equipo. La vigilancia continúa no es viable, tampoco, en la mayoría de elementos y solo supone una ventaja realizarla en elementos muy críticos por lo que en general la vigilancia resulta periódica. 

Mantenimiento preventivo:

El mantenimiento preventivo es un conjunto de técnicas que tiene como finalidad disminuir y/o evitar las reparaciones de los equipos con  tal de asegurar su total disponibilidad y rendimiento al menor costo posible. Para llevar a cabo esta práctica se requiere rutinas de inspección y renovación de los elementos dañados y deteriorados.

Las inspecciones son los procesos por el cual se procede al desmontaje total o parcial del equipo a fin de revisar el estado de sus elementos. Durante la inspección se reemplazan aquellos elementos que no cumplan con los requisitos de funcionamiento de la máquina. Los elementos también pueden ser sustituidos tomando como referencia su vida útil o su tiempo de operación con tal de reducir su riesgo de fallo.

Los periodos de inspección son importantes para que el mantenimiento preventivo tenga éxito, ya que un periodo demasiado corto resultara en costos innecesarios mientras que un periodo demasiado largo lleva a un aumento del riesgo de fallo.

El principal inconveniente del mantenimiento preventivo es el costo de las inspecciones. En algunos casos el paro en la máquina puede resultar en grandes pérdidas y realizar un desmontaje e inspección de un equipo que funciona correctamente puede rer innecesaria. El riesgo de fallo siempre existirá y un periodo de inspección corto ayuda a reducirlo. 

El mantenimiento preventivo también está comprendido por el mantenimiento rutinario, conjunto de técnicas que sin llegar al desmontaje de los equipos los conserva en el mejor estado posible por medio de engrases, limpiezas, sustituciones periódicas, etc.

El mantenimiento preventivo se aplicará en aquellos casos en que éste sea económicamente rentable frente a un programa de reparaciones de tipo correctivo. En algunos casos es posible que se dé la situación contraria, pero es frecuente que una avería en algún componente presente deterioros y fallos en otros elementos de la maquinaria. Los programas de mantenimiento preventivo requieren también que exista una prioridad en función de la vida esperada de algunos componentes y de su importancia pa-ra el funcionamiento del conjunto. De igual manera los elementos más utilizados pueden ser almacenados para ser restituidos en caso de fallo de manera sistemática.

Mantenimiento correctivo:

El mantenimiento correctivo es aquel en que solo se interviene en el equipo después de su fallo. Este tipo de mantenimiento, aplicado en muchas situaciones, tiene como principal ventaja la reducción de costos de inspecciones y reparaciones.

Sólo se aplicará en aquellas situaciones en que los elementos sean de bajo costo y funcionamiento. Este mantenimiento por tanto resulta ideal en casos en que la restitución o reparación no afecte en gran medida a la producción llevada a cabo por la empresa o cuando la puesta en marcha de un sistema más complejo resulte menos rentable que una práctica correctiva. El mantenimiento correctivo, sin embargo, no debe estar exento de tareas rutinarias de engrase, lubricación y/o sustitución de componentes que permitan alargar la vida útil del equipo, a menos que se trate de una instalación o componente en las fases finales de su vida útil.

Los principales inconvenientes están relacionados con la imprevisibilidad de las averías y fallos que resultan inoportunas. Debido a que las tareas no están programadas, que cuando se produzca el fallo se tarde más y se necesite mayor mano de obra para corregirlo que en caso de tener un programa de mantenimiento que planee esta situación. Otro grave inconveniente que presenta este tipo de mantenimiento son los fallos repetitivos en la máquina sin aumentar su fiabilidad es por ello que el mantenimiento correctivo normalmente viene acompañado de un acortamiento de periodos de reparación en la misma máquina. 

Elaboración de formatos

Las actividades de mantenimiento se deben ejecutar a cada unidad para lo cual deberán elaborarse cartas ya establecidas en el Manual de Procedimiento de Mantenimiento y de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Para cada unidad las cartas de mantenimiento deberán registrar datos tales como, consumo de materiales y refacciones, tiempo de aplicación de los trabajos y fecha de ejecución. El registro de estos datos permite llevar un historial de los mantenimientos efectuados así como los tiempos y costos de cada intervención.

El programa de mantenimiento deberá constar de formatos como:

• procedimiento de mantenimiento

• cartas de mantenimiento

• ordenes de trabajo

• hojas de revisión

Los cuales deberán estar firmados por el personal responsable.

Uno de los grandes objetivos de la industria petrolera es la optimización de los recursos para obtener los resultados adecuados a sus mejoras de la misma, en términos de la gestión de la calidad de sus servicios. Disponer de un Sistema de Gestión de la Calidad que permita a una productividad  que garantice y sustente los planes a largo plazo, esto resulta ventajoso, ya que la forma más expedita de mantener cubiertos los requisitos y expectativas.

El presente proyecto se refiere al Diseño de un Sistema de Gestión de Mantenimiento cumpliendo con la Norma ISO 9000 de los Requisitos del Sistema de Gestión de la Calidad, el cual podemos definir como todas aquellas estrategias, objetivos,  políticas,  estructuras, recursos, procesos, procedimientos, reglas e instrucciones de trabajo, mediante el cual la dirección de la empresa planifica, ejecuta y controla todas sus actividades, en logro de los objetivos preestablecidos.

Un sistema de gestión de la calidad es una estructura operacional de trabajo,

bien documentada e integrada a los procedimientos técnicos y gerenciales, para guiar las acciones de la fuerza de trabajo, la maquinaria o equipos, y la información de la organización de manera práctica y coordinada y que asegure la satisfacción del cliente y bajos costos para la calidad.

En otras palabras, un Sistema de Gestión de la Calidad es una serie de actividades coordinadas que se llevan a cabo sobre un conjunto de elementos (Recursos, Procedimientos, Documentos, Estructura organizacional y Estrategias) para lograr la calidad de los productos o servicios que se ofrecen al cliente, es decir, planear, controlar y mejorar aquellos elementos de una organización que influyen en satisfacción del cliente y en el logro de los resultados deseados por la organización.

ELEMENTOS O MECANISMOS PRINCIPALES

GOBERNADORES

Son mecanismos comúnmente usados para el control hidráulico o mecánicos de moto- generadores. La operación de gobernador sirve para controlar un moto-generador simple o un grupo de moto-generadores, su operación requiera trabajar en paralelo, y sus técnicas a usar son más complicadas. Trataremos de explicar brevemente los principios y prácticas de los gobernadores como una ayuda para el operador. Algunos tipos de combinaciones de gobernadores electro-hidráulicos y electrónicos se verán en forma simple, fundamentalmente los generadores de corriente eléctrica se le denominan alternadores y operan en unidades en paralelo.

TIPOS DE GOBERNADORES Y SUS CARACTERISTICAS

Algunas máquinas moto-generadoras son suministradas con tipos de gobernadores a continuación:

Mecánicos: aproximadamente con 3% de caída de velocidad (speed droop). Woodward UG8 hidráulico: con caída de velocidad ajustable de 0 a 4% Woodward PSG hidráulico: con caída de velocidad de 0 a 4% aproximadamente (speed droop).

Tipos de gobernadores electro-hidráulico y electrónicos

Los cuales su caída de velocidad es ajustable de 0 a 4% aproximadamente (speed droop).

Caída de velocidad (speed droop):

Es el porcentaje en el cambio de velocidad de la maquina a cero carga (no load)-(high idle) y plena carga (full load). Y puede ser calculada usando la siguiente ecuación abajo anotada.

Autor:

Pedro Zamora Moreno