Diseño y simulación de un controlador de ciclos de tiempo por PLC para controlar el ciclo de inyección en pozos petroleros

Abstract

La presente investigación se realizó en los meses de Mayo a Setiembre del 2021 y describe el diseño de un controlador de ciclos de tiempo para pozos petroleros cuyo sistema de extracción artificial es el gas lift intermitente o plunger lift asistido, programado en lenguaje FBD (Diagrama de Bloques de Funciones) en el Software ZelioLogic2 versión 5.4.0 de Schneider y modelado en el Zelio SR3261BD. Se realizaron 04 diferentes rutinas de programación, 03 casos correspondientes al sistema gas lift intermitente, y 01 caso para el plunger lift asistido. Durante la programación del caso 3, para lograr el control de 03 pozos de gas lift con un solo PLC, se logró un ahorro de memoria al reutilizar un bloque de almacenamiento para los 2 paros del sistema (manual y de emergencia). Así mismo, se realizó su simulación en el Software Zelio Soft 2 para cada casuística y además se diseñó y dimensionó la alimentación fotovoltaica aislada (off grid) para el PLC y sus accesorios, para locaciones del noroeste peruano, utilizando el método simplificado descrito por (Alonso Abella, Dimensionado de Sistemas Fotovoltaicos - Anexo I, 2005) también se recurrió a los cálculos descritos por (Pareja Aparicio, 2009); sin embargo estos conducían a un mayor tamaño de panel solar y del sistema de acumulación de energía (batería) . Los resultados evidencian que el diseño es posible de realizar, el costo del PLC, el Software y Cable de programación corresponden entre el 5% al 10% del costo total de los materiales, el costo mayor correspondió a las válvulas solenoides y el presostato, el cual fue alrededor del 50% al 70% del costo total de los mismos, debido a que, por la naturaleza de la operación (extracción de petróleo) fueron a prueba de explosión. El costo total de los materiales para una posible implementación fue de alrededor de USD 1733.80 a USD 3744.00.