CÓDIGO: IN-GI-SPCO-002

GESTIÓN DE INSTALACIONES INDUSTRIALES

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FECHA: 2019/03/13
INSTRUCTIVO PARA ARRANQUE DE VARIADORES

TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETIVO ......................................................................................................................... 2
2. ALCANCE .......................................................................................................................... 2
3. RESPONSABILIDAD Y AUTORIDAD ................................................................................... 2
4. DEFINICIONES .................................................................................................................. 2
5. CONDICIONES GENERALES .............................................................................................. 3
6. DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES ....................................................................................... 4
7. REGISTROS ..................................................................................................................... 19
8. CONTROL DE CAMBIOS ................................................................................................. 19

Nombre Cargo Fecha

Elaboración Andrea Garavito / Coordinador HSEQ /
27/11/2018
María Paula Olaya Auxiliar HSEQ
Revisión Rafael Meneses Coordinador de Servicios 27/11/2018
Aprobación Rafael Meneses Coordinador de Servicios 27/11/2018

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1. OBJETIVO

Establecer los lineamientos a seguir para el arranque de variadores para el levantamiento

artificial, optimizando la funcionalidad y productividad del pozo a través de la implementación de
las buenas técnicas.

2. ALCANCE

Este procedimiento aplica para todos los trabajadores y subcontratistas de Smart Process
Colombia que realicen actividades de arranques para pozos con equipos de marca TRIOL.

3. RESPONSABILIDAD Y AUTORIDAD
Coordinador de Servicios: Persona responsable de Coordinar la logística para realizar la
instalación según los requerimientos del cliente.

Técnico Soporte de Campo: Persona encargada de realizar la instalación de acuerdo a los

requerimientos del cliente y cumpliendo con las responsabilidades HSEQ.

Auxiliar HSEQ: Persona encargada de realizar el ingreso del técnico soporte de campo a la
locación donde se va a realizar la instalación.

4. DEFINICIONES

ATS: Análisis de trabajo seguro. Herramienta en la que se identifican los riesgos a los que están
expuestas las personas que realizan el trabajo y los posibles controles que se pueden tener frente
a esos riesgos.

EPP - EPPS: Elementos de protección personal

Arranque normal: Es aquel arranque exitoso a frecuencia de operación y en el giro correcto que,
en este caso, después de la primera puesta en marcha de los equipos, es por default “Forward”.

Arranque en reversa: Siempre y cuando la situación lo amerite, este giro es utilizado para
realizar procedimiento de bomba pegada y para identificar giro correcto. Este cambio de giro se
puede realizar mientras el equipo se encuentre operando, ya que instantáneamente, baja su
frecuencia y toma el cambio de giro.

Arranque de bomba pegada: Es un arranque anormal que se da cuando hay problemas

operacionales en pozos con condiciones difíciles, para ello se debe verificar la configuración del
variador de velocidad, chequear el histórico de eventos, confirmar cual es la causa y continuar
con el procedimiento de arranque adecuado.

PIP: Pressure Intake Pump, presión que se mide la entrada de la bomba que pasa a través del
intake.

PD: Pressure Discharge, presión que se mide en la descarga del equipo BES (Bomba Electro
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Sumergible)

VSD: Variable Speed Drive, dispositivo necesario para el control de la frecuencia del motor del
equipo BES.

OVERLOAD: Corriente Límite de Motor

OVERCURRENT: Sobre corriente instantánea

5. CONDICIONES GENERALES

Traslado al área de trabajo: El coordinador de servicios informa al técnico de campo la locación

donde se debe realizar el arranque para que proceda a desplazarse al sitio. El transporte del
técnico es asumido por SmartProcess y los medios de transporte usados para esto son
Camioneta, Bus o Avión dependiendo de la ubicación del campo.

Ingreso a la locación: Previo al ingreso el auxiliar HSEQ debe enviar la información al área HSEQ
del cliente para validar su ingreso a campo. Al llegar a la locación el técnico se presenta a la
autoridad del taladro en el siguiente orden:

- Medico: Revisión de Parafiscales, vacunas al día, prueba de alcoholemia y creación de ficha

medica del técnico.
- Supervisor HSEQ: Revisión de parafiscales e inducción HSEQ del área.
- Company Manager: Presentación y descripción del trabajo que se va a realizar para
obtener autorización.
Permisos de Trabajo y ATS: Los permisos de trabajo y ATS se sacan directamente con la
operadora del campo debido a que la zona en donde se realiza es controlada directamente por
ellos Se debe diligenciar el análisis de trabajo seguro y el permiso de trabajo, el cual debe ser
aprobado por el dueño del área o autoridad competente. Se debe divulgar el análisis de trabajo
seguro a todos los involucrados en la actividad e implementar medidas de control establecidas
para esta.

Inspección del área y Condiciones de Trabajo: Verificar que las condiciones de seguridad de
trabajo estén dadas para el desarrollo de este, inspeccionando el área de trabajo, los EPPs,
herramientas, equipos de medición y/o mecánicos, etc. Igualmente se debe verificar las
condiciones de salud de las personas involucradas en la actividad. Cualquier novedad debe
notificarse de forma inmediata al coordinador de servicios. Inspeccionar los equipos e
instrumentos de medición los cuales deben contar con su certificación de calibración vigente.

Utilizar adecuadamente los EPPS, herramientas y equipos durante el desarrollo de la actividad,

cumplir con las normas de seguridad establecidas y suspender la actividad si las condiciones de
seguridad no están dadas, reportando inmediatamente al dueño del área, coordinador HSEQ y/o
de servicios.

La toma de datos eléctricos no se debe realizar cuando este lloviendo debido al riesgo existente

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que se puede tener con esta tarea. Una vez culminada la actividad se procede recoger la
herramienta y equipos utilizados durante la actividad, se verifica el orden y aseo del área y se
asegura el área según corresponda.

Elementos de protección personal:

 Gafas de seguridad.
 Tapa oídos tipo inserción.
 Guantes de lona, vaqueta y nitrilo.
 Guantes dieléctricos.
 Botas dieléctricas con punteras de seguridad.
 Cascos dieléctricos.
 Careta dieléctrica

Materiales y Equipos:

 Herramienta Manual
 Multímetro Digital (Modelo 87V)
 Termómetro infrarrojo o Pistola para medir temperaturas
 Pinza Amperimétrica
 Analizador de energía
 Computador Portátil
 Divisor de tensión

6. DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES

6.1. PRUEBAS EN VACÍO AL VARIADOR

El objetivo de la prueba en vacío al variador es comprobar la integridad del equipo y verificar que
esté operando en condiciones ideales como salió de bodega SmartProcess en Bogotá y que en el
viaje e instalación no se comprometió la integridad de éste. Se utiliza el Formato de instalaciones
industriales, puesta en marcha y lista de chequeo para chequeo de partes, medidas eléctricas y
señales de entrada y salida. (FR-GI-SPCO-002 Puesta en marcha y Lista de Chequeo). Con este
formato se chequea cada módulo del VSD, sus puntos de conexionado y sus placas, para confirmar
que son los adecuados y están en buen estado.

- El técnico verificará la acometida eléctrica y todas las conexiones de alimentación de VSD

empezando por el transformador desfasador si se cuenta con éste, chequeando puntos de
conexionado y voltajes de entrada para definir si los voltajes son los apropiados para
energizar el equipo.
- Al energizar el equipo el técnico verifica que la versión del software y algoritmo sean las
adecuadas para el tipo de trabajo que va a realiza. Solicita los datos de los equipos
instalados en fondo (programa de instalación) para parametrizar el controlador con datos
correctos y sacar cálculos de tap necesarios como se explica en el paso a paso de arranque.
- Se toman los parámetros eléctricos que se pide en el formato de instalaciones industriales:
Voltajes de entrada Fase-Fase y Fase-Tierra en los dos Breaker de entrada al VSD.
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- Se inspecciona el transformador elevador, puntos de conexión y se selecciona el Tap

solicitado por el cliente y se socializa con el cliente en caso de que exista alguna sugerencia
sobre el cambio de este.
- Si hay personal externo al trabajo se le informa que se va a energizar un equipo y se solicita
que paren actividades si se considera necesario por el técnico.
- Al energizar el equipo se toman medidas de voltaje de entrada y salida del variador y del
transformador elevador a diferentes frecuencias 30 y 60 Hz para confirmar que el Tap sea
el adecuado.
- Si el cliente lo requiere se configura comunicación vía RS-485 y se integra al sistema SCADA
del campo.
- Seleccionar Protocol TRIOL AK, Por default el Baud Rate viene a 9,6kB (Otras velocidades
pueden ser ajustadas).
- Ajustar el Node Address de acuerdo a la dirección requerida por el Scada
-

- Al terminar las pruebas se des energiza el equipo y se bloquea con lockout para evitar que
personal ajeno a la operación energice el equipo.

6.2. PROGRAMACIÓN Y ARRANQUE DE EQUIPO PARA MOTORES

A. GENERALIDADES:

- Verificar versión del Software

Antes de utilizar este manual para programar el Variador de Frecuencia

PRECAUCIÓN AK06 deberá verificar la versión del Software, este manual ha sido
desarrollado basado en la versión de software 33.33.

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- Identificación de estados en la pantalla del VFD

- Identificación de comandos HMI UMKA

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- ESC: Tecla escape para regresar a

pantalla principal.

- ENTER: Tecla Enter para editar y

confirmar parámetros.

- START: Tecla de arranque.

- STOP: Tecla de parada.

- Teclas de navegación

B. PROGRAMACIÓN RÁPIDA

- Parámetros de Instalación

INSTALLATION PARAMETERS
PARAMETRO MOTOR MOTOR2 MOTOR3 MOTOR4 UNID COMENTARIOS
1
POTENCIAS DE 45kW 80kW 150kW 180kW
MOTORES >
Clúster No. 113 113 113 113 N/N Nombre del Clúster en
caso que aplique
Well No. 620 620 620 620 N/A Nombre del Pozo
ESM rated current 19,4 29,7 40,1 43 A Corriente nominal del
motor
Motor Rated PF 0,99 0,99 0,99 0,99 N/A Factor de Potencia del
Motor
Step-ip tr. Power * * * * kW Potencia Nominal SUT
ESP Head * * * * ft Profundidad de la ESP
ESP rated voltage 1869 2160 3000 3360 V Voltaje Nominal del Motor
Motor rated freq. 60 60 60 60 Hz Frecuencia máxima a
trabajar del motor
Work voltage 480 480 480 480 V Voltaje de trabajo de la
red eléctrica

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Power system 60 60 60 60 Hz Frecuencia de la red

eléctrica
*Datos a ser ingresados dependiendo de la instalación

- Calc of Step- up transf.tap voltaje

Calc.of step-up transf.tap voltage

PARAMETRO VALOR UNID COMENTARIOS
Reference Voltage 430 V Voltaje máximo de salida del VFD a 480V, la
caida de tensión 50V
Cable cross section 2 AWG Calibre del cable de fondo
Setting deph 3000 ft Profundidad del Pozo
Reservoir temp. 90 °C Temperatura del yacimiento
Prim winding voltage 480 V Voltaje nominal al primario del SUT
K. Transform 7,1 N/A Relación de transformación calculada por el
VFD
Step-up tr. Tap U 3409 V TAP buscado en la placa del SUT por
encima del recomendado

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Valores Referenciales para Motor de 150kW y valores de un pozo ejemplo.

Para el cálculo del uso del TAP:

𝑈 𝑈
𝑡𝑎𝑝= 𝑛𝑜𝑚.𝑚
0.85 +𝑈𝑙𝑖𝑛𝑒𝑑𝑟𝑜𝑝

Utap: Tensión preferible del TAP

Unom.m: Tensión nominal del motor
Ulindrop: Caida de tensión en la línea larga. Para el cable 2 AWG-3.33V/100ft

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C. CONFIGURACIÓN Y CÁLCULO DE CURVA U/F

- Características U/F

PARAMETRO VALOR UNID COMENTARIOS

Starting frecuency 1.50 Hz Frecuencia de arranque
Point 1 frequency 15 Hz Punto 1 de referencia de frecuencia
Point 1 voltaje 120 V Punto 1 de referencia
Point 2 frequency 30 Hz Punto 2 de referencia de frecuencia
Point 2 voltaje 240 V Punto 2 de referencia
Point 3 frequency 45 Hz Punto 3 de referencia de frecuencia
Point 3 voltaje 360 V Punto 3 de referencia
Point 4 frequency 60 Hz Punto 4 de referencia de frecuencia
Point 4 voltaje 480 V Punto 4 de referencia
Min. Freq. Limit 30 Hz Máxima frecuencia de salida del VSD
Max. Freq. Limit 60 Hz Mínima frecuencia de salida del VSD
Rectifier U/F / / Rectificación de la curva completa

- PMM Vector Mode

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Drive Settings / PMM Vector Control Mode

PARAMETRO MOTOR1 MOTOR2 MOTOR3 MOTOR4 UNID COMENTARIOS
Set. vector control
POTENCIAS DE 45kW 80kW 150kW 180kW
MOTORES >
Starting frequency 5 5 5 5 Hz Frecuencia de arranque
Voltage Start 110 120 140 160 Volts Voltaje de Arranque
Time start 4 4 4 4 Sec
Max. torque forming 40 60 80 86 A 2*corriente nominal
current
Nominal frequency of 60 60 60 60 Hz Frecuencia máxima a la que
motor operará el motor
Nominal Speed of 60 60 60 60 Hz
Motor
Maximum speed of 60 60 60 60 Hz
motor
Count poles 1 1 1 1 N/A Pares de Polos, Motor SLB
PMM es 2 Polos por esto 1 Par
Cutoff frequency 100 100 100 100 Hz
ID ref 0,03 0,03 0,03 0,03 A Factor de ajuste de corriente
(0,02A min - 0,08A max)

Pantalla set. Vector control/ Drive settings

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- Alarms

PARAMETRO VALOR UNID COMENTARIOS

Overload
Overload set value in percent 57.2 % Ajuste de Protección en % de la Corriente del
Motor
Overload setpoint 22.0 A Ajuste de Protección en Amperes
Starting time 10 Seg Tiempo de espera para disparo únicamente
durante el arranque
Overload trip delay 1 Seg Tiempo de disparo por Olverload
Protection Lockout N/A Lockout (Activada) / Off

PARAMETRO VALOR UNID COMENTARIOS

Underload
Underload set value in percent % Ajustar de acuerdo a los valores requeridos por
el cliente
Underload setpoint A Ajustar este valor de acuerdo al requerimiento
del cliente
Starting time 120 Seg Valor que el VFD esperará durante el arranque
Underload trip delay Seg Tiempo para activar la protección
Protection Off Off: Desactivado / Lockout: Activado

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D. ECUACIÓN DE CÁLCULO DEL TAP

Variables:

 Voltaje Nominal del Motor - VNM

 Voltaje Nominal del Motor Extra – VNME (Cuando se trabaja por encima de la Nominal
VNM)
 Frecuencia Nominal del Motor - FNM
 Frecuencia Máxima Operativa - FMO
 Voltaje Máximo a la Salida del VFD - VMV
 Caída de Tensión en el Cable – CTC (Ver tabla a continuación)
 Factor K del SUT - K
 Voltaje Primario SUT – VPS (Normalmente 480V)

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 TAP – Valor de Voltaje a ser ajustado en el secundario del SUT

Tabla 1 – Calculo de Caída de Tensión por cada 1000ft (305m) de cable

 Verificar la corriente nominal del motor y el calibre del cable AWG para buscar el factor de
pérdida en Voltaje según el eje Y para proceder a incluir en la formula

Ecuación para el cálculo del TAP:

(𝑉𝑁𝑀 + 𝐶𝑇𝐶) TAP= 𝐾 ∗ 𝑉𝑃𝑆

𝐾=
𝑉𝑀𝑉
𝑉𝑁𝑀
𝑉𝑁𝑀𝐸 = 𝐹𝑁𝑀 ∗ FMO

E. CONFIGURACIÓN Y CONEXIÓN PANEL DE SUPERFICIE SENSOR

- Verifique que las conexiones están correctamente realizadas

- Dirigirse al Menú Downhole measure equipment/Downhole tool/ Protocol DME

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- Se selecciona la marca del sensor que ya está precargada en el controlador.

F. CONFIGURACIÓN DE HORA Y FECHA

Se recomienda ajustar la Hora y Fecha antes de comenzar pruebas y/o dar arranque a un VFD a
fin de contar con el Data Logger ajustado, este se ajusta en el parámetro Time como se muestra en
la siguiente imagen.

G. CONFIGURACIÓN DE NÚMERO DE SERIAL DEL VFD

Se recomienda verificar el serial del VFD e introducirlo en el parámetro VSDC serial No. A fin de
que cuando sea descargado el Log File aparezca este número de serial y poder llevar un mejor
control.

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H. CONFIGURACIÓN DE ENTRADAS DIGITALES

Opciones disponibles para seleccionar la activación de Entradas Digitales.

Ejemplo de configuración de falla por High pressure, se observa que fue seleccionada la entrada
Digital Cero del UMKA denominada “DIN 0 UMKA”

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6.3. PASO A PASO PARA DESCARGAR DE LOG FILE EN VARIADORES TRIOL:

- El tecnico debe ubicar el puerto USB que está ubicado al lado del display del VSD.
- Al introducir la USB en el puerto el controlador inicia automaticamente la descarga de
datos mostrando al usuario una barra con el porcentaje de carga de 0 a 100%.

Display Umka y puerto USB.

- Cuando finaliza la descarga de datos a la USB aparece un recuadro confirmando el

nombre con el que el archivo se guardó.

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Display Umka.
- El controlador crea una carpeta en la USB llamada UMKA-3 en la cual se almacena el
archivo y todas las posteriores datas que se descarguen en ésta.
- El computador identifica el software instalado y todas las datas se ejecutarán con éste
predeterminadamente.

Datas VSD Triol.

1 2
3

Pantalla principal Sofware Umka.

En la sección Event log señalada con la flecha roja se encuentra la sección principal de eventos.
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Se encuentran los mensajes generados por el controlador al grabar datos de telemetría, cambio
de datos directamente por un operador, eventos destacados en el variador como por shutdown.

- Opciones de selección del tipo de histórico que desea ver en específico; en esta parte se
pueden seleccionar un solo tipo de histórico como Shutdown o todas las opciones.
- Selección de tiempo específico en el que se quiere ver el histórico de eventos. “El usuario
puede definir una fecha y hora exacta hasta otro punto exacto de tiempo y se verán los
eventos sucedidos en este lapso.
- Histórico con fecha, hora y descripción del evento. En el histórico del log file se puede
desplazar hacia la derecha con la barra de navegación para poder observar todos los datos
operativos que registra el variador como corrientes, voltajes y datos de fondo si se tienen
integrados.
- En la barra superior de esta sección se encuentra el nombre de cada parámetro que es
grabado por el controlador y debajo de este se despliegan los valores correspondientes de
cada uno con su orden de fecha/ hora
- Información configurada en el VSD como Campo, Clúster, pozo, Serie número de VSD, fecha
de creación del log file y otros datos que nos facilitan la identificación del equipo.

7. REGISTROS

FR-GI-SPCO-002 Puesta en marcha y Lista de Chequeo

8. CONTROL DE CAMBIOS

Fecha de
Versión Descripción del cambio Solicitado por
aprobación
1 27/11/2018 Emisión del documento N/A
Coordinador de
2 13/03/2019 Modificación del paso a paso
Servicios

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