Aplicación de la reflectometría para diagnosticar fallas en el cable de potencia del sistema de bombeo electrocentrífugo de la Empresa Schlumberger en la región Loreto

Abstract

Actualmente en todo el mundo se está utilizando nuevos sistemas artificiales de bombeo para la producción de petróleo, en específico el sistema de bombeo electrocentrífugo (BEC). Sin embargo, durante la operación del sistema BEC se han presentado problemas por la falla de sus componentes eléctricos, sobre todo del equipo instalado dentro del pozo. Las fallas han resultado con un costo elevado por la disminución en la producción. Para el mantenimiento de este sistema de bombeo artificial, se cuentan con procedimientos para realizar pruebas de verificación del estado de los equipos eléctricos de fondo. Pero en el caso de una falla eléctrica en el cable de potencia, no se puede determinar su ubicación. Dado que se instalan a grandes distancias del cabezal del pozo de producción. Las fallas en el sistema BEC se han presentado principalmente, en los componentes del equipo de fondo, como son cables de 5kV y sus accesorios (empalmes y conectores), utilizados para interconectar el transformador elevador con el motor eléctrico de fondo. En este trabajo se describe el método de la reflectometría en el dominio del tiempo como una técnica para la localización de fallas en cables de potencia. Mediante simulaciones en un paquete computacional para el análisis de transitorios electromagnéticos se muestran diferentes casos de fallas en cables de potencia. Las simulaciones pueden ser utilizadas para definir los criterios necesarios para poder identificar en la práctica los diferentes tipos de falla que pueden aparecer en un cable de potencia. Mediante simulaciones se pueden representar una gran variedad de fallas que de otra manera seria difícil poder ver en campo. Uno de los principales problemas en los cables de potencia es la localización de fallas. Existen diferentes tipos de fallas que se pueden clasificar como: fallas de baja y alta resistencia. La falla de baja resistencia se puede presentar físicamente como un corto circuito. Por otro lado, las fallas de alta resistencia son ocasionadas particularmente por fallas de interrupción (cable cortado) y fallas intermitentes.

Worldwide are currently being used new artificial pumping systems for oil production, specifically electrocentrífugo pumping system (BEC). However, during operation of the BEC system problems were presented by the failure of its electrical components, especially the equipment installed in the well. Failures have resulted in a high cost for the decrease in production. To maintain this system of artificial lift is equipped with testing procedures for checking the state of the electrical equipment in the background. But in the case of an electrical failure in the power cord, you can not determine your location. As installed at great distances from wellhead production. The BEC system failures have occurred mainly in the background computer components, such as cables and accessories 5kV (splices and connectors) used for connecting the transformer to the electric motor line. In this paper the method of reflectometry in the time domain as a technique for locating faults in power cables is described. Simulations on a software package for the analysis of transient electromagnetic different cases of power cable fault is. Simulations can be used to define the criteria to identify in practice the different types of failure that can occur in a power cable. Simulations can represent a variety of faults that otherwise would be difficult to see how in the field. One of the main problems with the power cables is troubleshooting. There are different types of faults that can be classified as low and high fault resistance. Failure of low resistance can be physically present as a short circuit. This paper will discuss the most common mathematical models of cables, ie the mathematical description of its operation (the wave propagation along the cable conductor material). These models are mainly used in computer packages to solve different problems related to transient analysis of electrical systems. Reflectometry technique involves the application of high frequency pulses and low voltage in each of the terminals of the three phases of the electric circuit of the equipment and ground line. The response of each phase is displayed using an oscilloscope suitable ix resolution. The pulse applied to the terminals of the equipment line travels through the entire installation of the electrical circuit. When you travel on your path is different applied pulse impedance to the characteristic impedance of the cable laying transmitted pulse strong reflections occur. The impedance change may be due to the equipment installed in the electrical circuit, joints, terminal or cable discontinuities or to failure. Tests that were performed to characterize the signals and their waveforms are also presented. The results demonstrate the goodness of the RDT technique to solve this kind of applications. The use of this tool could be extended to the detection of lead in the mains wiring or fault detection and other applications.