UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA GRAN MARISCAL DE AYACUHO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA DE MANTENIMIENTO NÚCLEO EL TIGRE COORDINACIÓN DE PASANTÍAS Diseño de un Plan de Mantenimiento a los Sistemas del Taladro de servicios PRV-2, ECM Perforosven S.A. Campo de Morichal, del Estado Anzoátegui. Autor(a) Br. Patricia Fabiola Guzmán Torrealba CI N° 27.992.163 El Tigre, Enero 2023 UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA GRAN MARISCAL DE AYACUHO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA DE MANTENIMIENTO NÚCLEO EL TIGRE COORDINACIÓN DE PASANTÍAS Diseño de un Plan de Mantenimiento a los Sistemas del Taladro de servicios PRV-2, ECM Perforosven S.A. Campo de Morichal, del Estado Anzoátegui. Tutor Industrial: Tutor Académico: Ing. Yusmary Camacho Ing. Flor Sanchez C.I.: 22.703.335 C.I.: 5.380.835 Autor(a) Br. Patricia Fabiola Guzmán Torrealba CI N° 27.992.163 El Tigre, Enero 2023 iii Dedicatoria. Este trabajo especial de pasantías se lo dedico a mi Madre por su paciencia, por enseñarme de dónde vengo, mis raíces, mi presente, lo que valgo y luchar conmigo para vencer todas mis inseguridades. A mi adorada hermana Marga por esperarme y prepararme el camino. A mi hermano Nacho por inspirarme a seguirlo en el camino de la ingeniería. Abuelita, tío Pedro, tía Marga, gracias por llenarme de amor y proveerme todos mis gustitos. Ustedes han sido mi guía todo el tiempo; de ustedes aprendí todo, así como yo les enseñé solo un poquito. iv Agradecimientos. Agradezco a mi Padre por su constancia; a mi querida Universidad por formarme; a mis profesores, a mi Tutora Académica Ing. Flor Sánchez que me brindaron la oportunidad y las herramientas necesarias para buscar ser un buen ingeniero en Mantenimiento. Agradezco a mi tío Simonsito por enseñarme lo valiosa que es mi carrera, el mejor Ingeniero de Mantenimiento que conozco. A Perforosven, por aceptarme a formar parte de ellos durante doce semanas, que me enseñaron la práctica que necesito. A su departamento de operaciones y mantenimiento, maravillosas personas que me aceptaron y cobijaron, y sobre todo a mi tutora industrial Ing. Yusmary Camacho, que con toda generosidad sació mi curiosidad y perdonó mi ignorancia. Gracias a todos. v Resumen. En el presente informe de pasantía se elaboró un Plan de Mantenimiento para los sistemas más críticos del taladro PRV-2 perteneciente a Perforosven S.A, empresa con cinco años dedicada al servicio a pozos petroleros ubicado en el Campo Morichal, del Estado Anzoátegui. Para conseguirlo, la investigación se diseñó bajo un modelo de Campo de tipo Cuantitativo Descriptivo, aplicando como técnicas de recolección de datos, la observación directa, la recopilación documental, y entrevistas estructuradas con el Equipo Natural de Trabajo del Departamento de Operaciones y Mantenimiento de la Empresa Perforosven S.A. Se realizó un listado de los sistemas, su condición actual, y se elaboró un contexto operacional de cada sistema. Se determinó la disponibilidad y confiabilidad del Taladro PRV-2. Posteriormente se analizaron las fallas del periodo de enero 2021 a diciembre 2021, y se determinaron frecuencias de fallas y los criterios de evaluación, para así realizar un análisis de criticidad, determinar el sistema más crítico, resultando ser, el Sistema de Potencia. Posteriormente se realizó un Análisis de Modo y Efecto de Fallas en el sistema que resultó más crítico, para tener una lista de las posibles razones de falla de los componentes de este sistema. Obteniendo como resultado un Plan de Mantenimiento que tienen como objetivo disminuir las fallas que pudieran presentarse en los componentes, y esto traería como beneficio la disminución de tiempos improductivos y aumento de la rentabilidad del Taladro PRV-2. Finalmente se evaluó la factibilidad económica de este proyecto, a través de un análisis de Beneficio – Costo, obteniendo resultados favorables de 3,74 y un análisis de sensibilidad que determinó que el valor presente tiende a fortalecerse, por consiguiente, el proyecto presenta beneficios futuros. vi Índice. Dedicatoria. ......................................................................................................... iii Agradecimientos. ................................................................................................ iv Resumen. ............................................................................................................ v Introducción......................................................................................................... 1 CAPITULO I ........................................................................................................ 3 Planteamiento del Problema............................................................................ 3 Objetivos.......................................................................................................... 4 Objetivo General. ......................................................................................... 4 Objetivos Específicos. .................................................................................. 4 Alcance ............................................................................................................ 5 Justificación ..................................................................................................... 5 Diagrama de Gantt .......................................................................................... 7 CAPITULO II ....................................................................................................... 8 Información de la empresa. ............................................................................. 8 Ubicación Geográfica ...................................................................................... 8 Visión, Misión y Objetivos. ............................................................................... 9 Visión ........................................................................................................... 9 Misión........................................................................................................... 9 Objetivos.......................................................................................................... 9 Reseña Histórica ........................................................................................... 10 Estructura Organizativa ................................................................................. 11 Descripción del departamento donde se desarrolló la práctica profesional. .. 12 Descripción de la actividad productiva de la empresa. .................................. 13 CAPITULO III .................................................................................................... 14 Tipo de Investigación. .................................................................................... 14 Diseño de la Investigación. ............................................................................ 14 Población y muestra. ..................................................................................... 15 vii Población ................................................................................................... 15 Muestra ...................................................................................................... 15 Técnicas e instrumentos de recolección de datos ......................................... 15 Técnicas de Análisis de datos ....................................................................... 16 Análisis de Criticidad .................................................................................. 15 Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF) ......................................... 15 Técnicas estadísticas ................................................................................. 15 Antecedentes de la investigación. ................................................................. 18 Bases Teóricas. ............................................................................................. 19 Taladros de servicios a pozos.................................................................... 19 Sistemas Básicos de un Taladro de Servicio a Pozos. .............................. 20 Análisis de Criticidad (AC). ........................................................................ 23 Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF). ........................................ 24 Indicadores de Mantenimiento. .................................................................. 25 Indicadores Económicos. ........................................................................... 25 Análisis de Sensibilidad. ............................................................................ 25 Conceptos Básicos. ....................................................................................... 27 Mantenimiento. .......................................................................................... 27 Tipos de Mantenimiento: ............................................................................ 27 CAPITULO IV ................................................................................................... 31 Objetivo 1: Diagnosticar las condiciones Operativas del taladro PRV-2 ... 31 Actividad N°1 Conformar el Equipo Natural de Trabajo ................................. 31 Actividad N°2 Determinar las condiciones del Taladro PRV-2....................... 32 Actividad N°3 Detallar los Sistemas del Taladro PRV-2¡Error! Marcador no definido. Actividad N°4 Realizar Entrevistas estructuradas al equipo Natural de Trabajo .......................................................................................................... 42 Actividad N°5 Calcular los Indicadores de Gestión de Mantenimiento del Taladro PRV-2 ............................................................................................... 45 Objetivo 2: Realizar el análisis de criticidad a los sistemas pertenecientes al Taladro de Servicio a Pozos PRV-2. .......................................................... 50 viii Actividad N°1 Seleccionar los criterios relacionados con los factores de frecuencia y consecuencia de fallas .............................................................. 50 Actividad N°2 Determinar los factores de Ponderación para el Análisis de Criticidad y formulación del modelo matemático. .......................................... 52 Actividad N°3 Aplicar Análisis de Modos y Efectos de Falla. ......................... 64 Actividad N°4 Analizar los Modos y Efectos de Fallas................................... 71 Objetivo 3: Determinar Análisis de Modos y Efectos de fallas (AMEF) al sistema, o sistemas más críticos del Taladro PRV-2. .................................. 58 Actividad Nº1 Describir la Matriz AMEF......................................................... 58 Actividad N°2 Establecer Criterios de Severidad, Ocurrencia, Detección y cálculo del NPR. ............................................................................................ 60 Actividad N°2 Definir los Modos de Falla. ...................................................... 63 Actividad N°3 Describir los efectos de falla y la elaboración y la Matriz. ....... 64 Actividad N°4 Evaluar el Nivel de Riesgo de Cada Modo de Falla. ............... 71 Objetivo N°4: Efectuar un Plan de Mantenimiento al sistema más crítico del taladro de servicio a pozos PRV-2................................................................. 71 Actividad Nº1 Definir criterios de selección de tareas ................................... 72 Actividad N°2 Elaborar actividades de mejora del plan de mantenimiento. ... 77 Actividad N°3 Elaborar estudio económico. ................................................... 83 Actividad N°4 Calcular la Relación Beneficio Costo. ..................................... 84 Actividad N°5 Realizar un análisis de la sensibilidad. .................................... 86 Conclusiones..................................................................................................... 92 Recomendaciones. ........................................................................................... 93 Bibliografía. ....................................................................................................... 91 Anexos. ............................................................................................................. 96 Anexo A (Historiales). .................................................................................... 96 Anexo B (Planes de Mantenimiento Preventivo llevados por la empresa. ... 100 Anexo C (Componentes del Taladro PRV-2). .............................................. 102 ix Índice de tablas Tabla 1: Frecuencia de fallas por Taladro de PERFOROSVEN S.A.. ............... 32 Tabla 2: Ficha del Taladro PRV-2.. ................................................................... 35 Tabla 3: Componentes del Sistema de Izamiento. ............................................ 37 Tabla 4: Componentes del Sistema de Potencia. ............................................. 39 Tabla 5: Componentes del Sistema de Circulación........................................... 40 Tabla 6: Componentes del Sistema de Seguridad. ........................................... 41 Tabla 7: Componentes del Sistema de Rotación. ............................................. 42 Tabla 8: Entrevista Estructurada con el equipo naturla de trabajo. .................. 43 Tabla 9: Tiempos de Operación del Taladro PRV-2.......................................... 45 Tabla 10: Horas de Mantenimiento del Taladro PRV-2 (2021).......................... 46 Tabla 11: Probabilidad de Falla......................................................................... 50 Tabla 12: Ponderación de Factores para criticidad. .......................................... 53 Tabla 13: Matriz de Criticidad............................................................................ 55 Tabla 14: Analisis de Criticidad. ........................................................................ 56 Tabla 15: Matriz de Criticidad de los sistemas del Taladro PRV-2.................... 57 Tabla 16: Matriz AMEF. .................................................................................... 59 Tabla 17: Criterios de Severidad. ...................................................................... 61 Tabla 18: Criterios de Ocurrencia. .................................................................... 62 Tabla 19: Criterios de Detección. ...................................................................... 63 Tabla 20: Rangos para evaluar el Número Prioritario de Riesgo (NPR) ........... 64 Tabla 21: Modos de Fallas del Sistema de Potencia. ....................................... 65 Tabla 22: AMEF de Motor de Malacate............................................................. 66 Tabla 23: AMEF de Generadores. .................................................................... 67 Tabla 24: AMEF de Casa de Fuerza. ................................................................ 68 Tabla 25: AMEF de Motores de Generadores................................................... 69 Tabla 26: AMEF de Motor de Bomba de Lodo. ................................................. 70 Tabla 27: Plan de Mantenimiento de Motores. .................................................. 73 Tabla 28: Plan de Mantenimiento de Generadores. .......................................... 75 x Tabla 29: Plan de Mantenimiento de la Casa de Fuerza. ................................. 76 Tabla 30: Plan de Mejora de Motor de Malacate............................................... 78 Tabla 31: Plan de Mejora de los Generadores. ................................................. 79 Tabla 32: Plan de Mejora de la Casa de Fuerza. .............................................. 80 Tabla 33: Plan de Mejora del motor de los Generadores. ................................. 81 Tabla 34: Plan de Mejora del Motor de Bomba de Lodo. .................................. 82 Tabla 35: Presupuesto del Plan de Mantenimiento de la Propuesta ................. 83 Tabla 36: Flujo Neto de Efectivo ....................................................................... 84 Tabla 37: Calculo de Flujo Actual Neto ............................................................. 84 Tabla 38: Periodo Fijo vs TMAR variable .......................................................... 87 Tabla 39: VP Variable vs TMAR Fija ................................................................. 89 xi Índice de Figuras Figura 1: Ubicación Geográfica de ECM Perforosven S.A. ................................. 8 Figura 2: Estructura Organizacional. Nivel Estratégico de Perforosven S.A ..... 11 Figura 3: Estructura Organizacional. Gerencia de Primera Línea de Perforosven S.A .................................................................................................................... 12 Figura 4: Equipo Natural de Trabajo ................................................................. 31 Figura 5: Taladro PRV-2 ................................................................................... 33 xii Índice de Gráficos Gráfico 1: Frecuencia de Fallas por Taladro ..................................................... 33 Gráfico 2: ¿Qué tipo de Mantenimiento se sigue en el taladro PRV-2? ............ 44 Gráfico 3: En caso de avería, ¿Qué tipo de respuesta tiene para corregirla? ... 44 Gráfico 4: Tiempos de Operación del Taladro PRV-2 ...................................... 46 Gráfico 5: Estadísticas de Fallas del Taladro PRV-2 ........................................ 51 Gráfico 6: Análisis de Sensibilidad ................................................................... 90 1 Introducción. Las operadoras petroleras a nivel mundial establecen sus esquemas de inversión y desarrollo, considerando la capacidad de extracción y manejo de crudo con que cuentan, constituyendo los taladros de perforación y reparación de pozos uno de los principales activos dentro de la cadena de valor para obtener la cantidad necesaria de barriles de crudo, que permitan apalancar el desarrollo de un campo. El campo petrolero Morichal, ubicado en la zona de Soledad del Estado Anzoátegui, de Venezuela, presenta un gran potencial de crecimiento para los años futuros, empleándose los taladros de rehabilitación de pozos para alcanzar la meta de producción establecida según la planificación. Perforosven S.A, empresa de Capital Mixto Ruso – Venezolana, posee diferentes taladros de Servicio a pozos, entre los cuales, el Taladro PRV-2 se ha visto afectado por el incremento de tiempos no productivos (TNP), desde el año 2021, producto de la ocurrencia de diversos tipos de fallas y eventos no deseados que condicionan su eficiente operación, es por ello que se decidió realizar un estudio con el fin de evaluar la criticidad de cada uno de los sistemas principales que lo componen, para así establecer una jerarquización de estos, según su nivel de criticidad, que permita direccionar los recursos y esfuerzos hacia los activos críticos y proponer acciones que permitan reducir sustancialmente los tiempos no productivos asociados a las fallas operacionales. Una eficiente Gestión de Mantenimiento constituye la base fundamental en una empresa para la conservación y buen funcionamiento de sus equipos, durante períodos de tiempos estipulados. En ella se garantiza que los activos cumplan con la acción de funcionar eficientemente según el requerimiento de la empresas y la productividad de la misma quede garantizada, es por ello que el siguiente Informe de Pasantía presenta la elaboración de un programa de 2 Mantenimiento para los sistemas del Taladro PRV-2 perteneciente a la empresa Perforosven S.A. y éste disminuya sus tiempos no productivos por fallas no programadas y aumente su rentabilidad. La presentación del trabajo está distribuida en cuatro (4) capítulos, conclusiones y recomendaciones, anexos y referencias bibliográficas. Los cuatro capítulos están distribuidos de la siguiente manera: Capítulo I: Presenta el Planteamiento del Problema, Objetivo General y Objetivos específicos; alcance, justificación y el cronograma de actividades o plan de ejecución del proyecto. Capitulo II: El segundo capítulo se refiere a la descripción de Perforosven S.A, Empresa donde se realizó la investigación, definiendo su razón social, ubicación geográfica, visión, misión, objetivo. Siguiendo con una breve reseña histórica de Perforosven S.A, su estructura organizativa en departamentos, siendo el departamento de operaciones y mantenimiento donde se realizó el presente trabajo de pasantías. Para finalizar el capítulo con la descripción de la actividad productiva de la empresa. Capitulo III: Describe la metodología y las técnicas de recopilación de información para el desarrollo del trabajo, donde se presenta el tipo y diseño de la investigación, población y muestra, las técnicas e instrumentos utilizados en el procesamiento y análisis de datos. Continúa con los antecedentes que se tomaron en cuenta para la elaboración del proyecto, se establecen las bases teóricas y se definen los conceptos básicos. Capitulo IV: En este capítulo se desarrolla el proyecto, en la siguiente forma: se señalan los objetivos y se desarrollan por actividades donde se especifica el procedimiento y se analizan los resultados. 3 CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Planteamiento del Problema La gestión del mantenimiento es un componente importante del buen funcionamiento de la producción. Ayuda a las empresas a mantener sus recursos mientras controla el tiempo y los costos para garantizar la máxima eficiencia del proceso de fabricación, los servicios públicos y las instalaciones relacionadas. Es una herramienta que ayuda a asegurar una calidad confiable y satisfactoria de la producción, seguridad para los empleados y protección del medio ambiente. El mantenimiento es un factor tan importante que en algunos casos determina el éxito a largo plazo de una empresa. Los recursos mal mantenidos pueden causar inestabilidad y pausar parcial o completamente la producción. Las máquinas que funcionan mal o las averías completas pueden convertirse en un proceso costoso para la mayoría de las empresas. Cuando ocurren averías, el costo de mano de obra por unidad aumenta a medida que pasa el tiempo hasta que las máquinas vuelven a funcionar con normalidad. Ocasionando gastos inesperados para reparar los problemas, que incluyen costos adicionales por instalaciones de reparación, personal técnico de reparación, inspecciones de mantenimiento preventivo y piezas de repuesto. Éstos son algunos ejemplos de lo que una empresa puede afrontar con el tiempo si no se instala una solución de gestión de mantenimiento fiable, incluso para empresas con máquinas nuevas en su producción. Tal es el caso de la empresa Perforosven S.A, la cual en su departamento de mantenimiento se plantea la necesidad de elaborar un plan de mantenimiento para uno de sus taladros de servicio a pozos PRV-2, el cual ha presentado una alta frecuencia de fallas en comparación con sus otros taladros, haciendo que 4 salga de servicio temporal de manera no programada, debido a reparaciones y/o reemplazo de sus equipos. Presentando fallas mecánicas y eléctricas en sus sistemas que han generado que se eleve su tasa de mantenimiento correctivo y reemplazo de equipos por fallas recurrentes en sus sistemas eléctricos. Con la consecuente disminución de su rentabilidad operativa, atrasos en la planificación de producción y las consecuentes pérdidas económicas. Es por ello que se decidió diseñar un Plan de Mantenimiento a los sistemas del Taladro de Servicio a Pozos PRV-2, que permita direccionar los recursos y efectos hacia sus sistemas más críticos y reducir sustancialmente los tiempos no productivos asociados a las fallas mecánicas y eléctricas presentadas por estos. Objetivos Objetivo General. Diseñar un Plan de Mantenimiento a los Sistemas del Taladro de servicios PRV-2, perteneciente a la Empresa de Capital Mixto Perforosven S.A ubicado en el Campo de Morichal, del Estado Anzoátegui. Objetivos Específicos. • Diagnosticar las condiciones operativas del Taladro PRV-2. • Realizar el análisis de criticidad a los sistemas pertenecientes al Taladro de Servicio a Pozos PRV-2. • Determinar Análisis de Modos y Efectos de fallas (AMEF), al sistema, o sistemas más críticos del Taladro PRV-2. • Efectuar un Plan de Mantenimiento al Sistema más crítico del taladro de Servicio a Pozos PRV-2. 5 Alcance El alcance del proyecto se limita únicamente al desarrollo del plan de mantenimiento y no a su implementación en dicha empresa, teniendo en cuenta el taladro PRV-2 ubicado en el Campo Morichal del Estado Anzoátegui, durante un periodo de 12 semanas, Iniciando el 19 de septiembre del 2022 y culminando el 12 de diciembre del año 2022. Para el desarrollo del proyecto se utilizó la base de datos de la empresa Perforosven S.A, con la cual se aplicaron las metodologías y teorías de mantenimiento vistas a lo largo de la carrera que se encuentran implícitamente en los objetivos específicos. Justificación El desarrollo de este proyecto de investigación busca elaborar una propuesta de mejora confiable y eficaz de Mantenimiento; su fin es optimizar los programas de Mantenimiento actuales del taladro PRV-2, minimizar pérdidas de producción, disminuir costos de mantenimiento, aumentar la confiabilidad y disponibilidad e implementar procedimientos que prevengan fallas y causas de éstas en cualquiera de los sistemas, representando una solución a la problemática de estudio y asegurándose de que cualquier activo del mencionado taladro continúe cumpliendo su función para la cual fue diseñado. Al mismo tiempo hará más segura la unidad y mejorará la relación existente entre mantenimiento y operaciones dentro de la empresa. El presente trabajo aporta información académica a investigadores de la especialidad de Mantenimiento y sirve como antecedente para que otras empresas del sector sigan los mismos pasos e inicien mejoras en sus procesos de mantenimiento. 6 Por otra parte, le permite al autor cumplir con el requisito exigido por la Universidad “Gran Mariscal de Ayacucho”, para obtener el título de Ingeniero de Mantenimiento mención Industrial. 7 Diagrama de Gantt 8 CAPITULO II IDENTIFICACIÓN DE LA ORGANIZACIÓN. Información de la empresa. PERFOROSVEN, S.A. es una empresa dedicada al desarrollo y a la prestación de servicios de mantenimiento y reparación de pozos de petróleo y gas. PERFOROSVEN tiene su sede principal en la Zona Industrial de El Tigre, Municipio Simón Rodríguez, del estado Anzoátegui, donde se llevan a cabo las actividades administrativas, mantenimiento de los taladros y de equipos de apoyo, así mismo almacenamiento de insumos, piezas y herramientas relacionadas con las operaciones. Ubicación Geográfica En el Parque Industrial El Tigre, entre la calle 3 y 5 de la zona Industrial de El Tigre, Municipio Simón Rodríguez del Estado Anzoátegui. Figura 1: Ubicación Geográfica de ECM Perforosven S.A. Fuente: Google Maps (2022). 9 Visión, Misión y Objetivos. Visión Consolidarse en el corto plazo como una empresa de servicios de reconocimiento prestigioso nacional por su excelencia y calidad en la presentación de servicios a nuestros clientes. Misión Ser una empresa autosustentable, que impulse a sus clientes a maximizar la rentabilidad de sus negocios, garantizando la disponibilidad de servicios confiables y de la más alta calidad posible, con costos razonables y competitivos, ejecutados en el cumplimiento de lo más estrictos estándares nacionales e internacionales, operando bajo una visión absoluta de responsabilidad social y ambiental. Objetivos • Desarrollar capacidades propias que permitan la eficiencia en sus operaciones y el apalancamiento de la soberanía productiva nacional. • Asegurar la eficiencia operativa en los servicios de reparación, rehabilitación, mantenimiento y servicios a pozos petroleros, reduciendo los tiempos operacionales no productivos, garantizando la producción temprana, cumpliendo con la entrega del número de pozos planificado. • Garantizar que las operaciones se realicen con seguridad y respeto por el medio ambiente. 10 • Mantener la calidad, garantizando la confiabilidad de los servicios a pozos, a través de innovación y respuesta oportuna al cliente. • Impulsar el incremento de la producción nacional de hidrocarburos a través de rehabilitación y servicios a pozos. • Generar rentabilidad a los accionistas por medio de la prestación de servicios altamente eficientes. Reseña Histórica. La Empresa de Capital Mixto PERFOROSVEN, S.A, fue legalmente conformada en fecha 1O de diciembre de 2015, ante el registro Mercantil Segundo de la Circunscripción Judicial del estado Miranda, quedando anotada bajo el No 23, tomo 403-A-SDO, amparado en el convenio de cooperación entre Rusia y Venezuela, con una participación de 49% PDVSA y 51% Rosneft. La empresa PERFOROSVEN, está constituida por diversas Gerencias tales como, procura, recursos humanos, DSI, SIAHO, planificación, servicios generales, legales, finanzas y operaciones, esta última esta a su vez está dividida en tres departamentos, transporte, mantenimiento y operaciones. El funcionamiento de cada gerencia, mediante su desempeño garantiza la operatividad de la empresa. Inicios: • 2011-2012: Entendimiento de constitución de una ECM entre PDVSA (CVP) y ROSNEFT para Servicios Petroleros. • 2013: CVP cede derechos a PSPSA para el contrato. 11 Constitución: • 2014-2015: Se suscriben los estatutos de la ECM y la participación accionaria entre PSPSA y ROSNEFT, y el modelo económico, consolidando el registro mercantil el 10 de diciembre de 2015. • 2016: Se avalúan y aprueba la designación de los 4 taladros de PSPSA a la ECM. Se celebra acta de asamblea a de accionistas. Consolidación: • 2017: Se consolida la Empresa de Capital Mixto Perforosven S.A. para iniciar actividades de servicios petroleros con la participación accionaria de 49% PSPSA y 51% ROSNEFT. • Actualmente la Empresa desarrolla sus actividades administrativas en El Tigre, Edo. Anzoátegui y sus labores operativas en el Campo de Morichal, geográficamente influye las zonas de Anzoátegui y Soledad, con el funcionamiento de 4 taladros. Estructura Organizativa Figura 2: Estructura Organizacional. Nivel estratégico de Perforosven S.A. Fuente: Perforosven S.A (2022). 12 Gerencia de primera línea: Figura 3: Estructura Organizacional. Gerencia de Primera Línea de Perforosven S.A. Fuente: Perforosven S.A. (2022). Descripción del departamento donde se desarrolló la práctica profesional. La práctica profesional fue desarrollada en la Gerencia Operaciones de la empresa PERFOROSVEN, S.A, la cual está conformada por tres departamentos, transporte, mantenimiento y operaciones, y está ubicada en el Municipio Simón Rodríguez, Edo Anzoátegui. La Gerencia de Operaciones de la empresa PERFORSVEN, S.A, está dirigida por el Gerente: Luis Flores. Este departamento es el encargado de planear, organizar y hacer seguimiento para que se cumplan los procedimientos de rehabilitación de pozos de acuerdo con los requerimientos establecidos por el cliente y la empresa dentro de los costos acordados. De igual manera este departamento define y prioriza las 13 inversiones, que cada una de las divisiones dependientes de la Gerencia requieran para mejorar sus procesos operacionales y administrativo. Descripción de la actividad productiva de la empresa. La empresa mixta Perforosven, constituida entre Petróleos de Venezuela (Pdvsa) y la estatal rusa Rosfnet, tiene como actividad productiva la realización de negocios consistentes en prestar servicio a las otras empresas mixtas rusovenezolanas de producción que operan en el país para "poder llevar adelante todos los trabajos que son necesarios acometer en los pozos, optimizando los costos, aumentando la eficiencia". Sus taladros de Servicios a Pozos, son equipos portátiles habilitados para efectuar trabajos en pozos: productivos, de inyección de vapor, de inyección de agua salada y pozos inactivos; con el fin de mantener o restaurar las condiciones productivas de los mismos, Actualmente prestan sus servicios a Petromonagas, específicamente en El Campo Morichal de la zona de Soledad, en el estado Anzoátegui. 14 CAPITULO III METODOLOGÍA Tipo de Investigación. La investigación realizada es de tipo cuantitativa – descriptiva, “Para obtener los resultados el investigador recolecta datos numéricos de los objetos, fenómenos o participantes, que estudia y analiza mediante los procedimientos estadísticos” (Sampieri, 1997, p.5). Se demostró que el proyecto se dirigió a mejorar el mantenimiento del Taladro PRV-2, se realizó un seguimiento especial utilizando como fuente de información los datos registrados en los departamentos de Operaciones y Mantenimiento de PERFOROSVEN S.A. y se analizaron de forma ordenada los números de eventos de falla y los tiempos perdidos que pertenecen a los sistemas más críticos objeto de este trabajo. Diseño de la Investigación. El diseño de investigación presentado en este proyecto es de campo, puesto que se trabajó con datos extraídos directamente de la realidad del objeto de estudio, en su ambiente cotidiano para posteriormente analizar e interpretar los resultados de las indagaciones. El diseño, “Es aquel en que los datos se recogen directamente de la realidad por lo cual lo denominamos primarios, su valor radica en que permite cerciorarse de las verdaderas condiciones en que se han obtenidos los datos” (Tamayo M y Tamayo, 1997, P. 71). 15 Población y muestra. Población El autor Arias (2006, p. 81) define población como “un conjunto finito o infinito de elementos con características comunes para los cuales serán extensivas las conclusiones de la investigación. Esta queda delimitada por el problema y por los objetivos del estudio”. La población de activos, está representada por el Taladro PRV-2, conformado por los siguientes sistemas: • Sistema de Potencia. • Sistema de Izamiento. • Sistema de Seguridad. • Sistema de circulación. • Sistema de Rotación. Muestra. Según el autor Arias (2006, p. 83) define muestra como “un subconjunto representativo y finito que se extrae de la población accesible”. La muestra de activos, vino dada por aquellos equipos pertenecientes al sistema más crítico. Técnicas e instrumentos de recolección de datos • Observación directa: Se indagó sistemáticamente, objetos, hechos, situaciones sociales en el contexto donde se desarrollaban las actividades del taladro PRV-2 buscando por este medio interpretar el medio que se debe planear el Plan de Mantenimiento aplicado al mismo. 16 • Recopilación documental: “El análisis documental consiste en describir de forma exhaustiva los elementos de un documento.” (Arias, 2006, p. 62) Consistió en efectuar la revisión de registros, historial de equipos, historial de fallas, historial de mantenimiento y demás documentos de la empresa PERFOROSVEN S.A. relacionadas con el funcionamiento y la inspección de los elementos en estudio, para así extraer la información y los datos que constituyen la base de este proyecto de investigación. • Entrevista: Se trata de un diálogo, una conversación, entre entrevistado y entrevistador de manera abierta, relajada, flexible que facilita la interacción y la comunicación entre ambos sobre un aspecto central para el investigador (Vallés, 2002, p.33) Se realizaron entrevistas al equipo natural de trabajo, a los operadores del área de Mantenimiento, al personal de Mantenimiento mecánico y eléctrico de la empresa, a partir de eso se pudo conocer el funcionamiento de cada uno de los sistemas y equipos del área y se establecieron las posibles fallas que pudieron presentar. Técnicas de Análisis de datos Para llegar a las conclusiones de este trabajo de investigación, se hizo un análisis de los procedimientos implementados en el área de Mantenimiento de la empresa PERFOROSVEN S.A. en función de los resultados obtenidos por el tipo de entrevistas aplicado en dicho Departamento. 17 Con respecto al análisis de los datos, las herramientas utilizadas fueron las siguientes: Análisis de Criticidad El Análisis de Criticidad, se define según norma el Manual de Mantenimiento “Definiciones de Mantenimiento y Confiabilidad” vigente en PDVSA como: “La metodología que permite establecer la jerarquía o prioridades de instalaciones, sistemas, equipos y dispositivos, de acuerdo a una figura de mérito llamada “criticidad”, creando una estructura que facilita la toma de decisiones acertadas y efectivas, que permita direccionar el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante o necesario mejorar la confiabilidad operacional, basada en la realidad actual”. Este permitió comprobar cuál era el sistema más crítico del taladro PRV2, tomando en consideración la frecuencia de fallas, impacto operacional, Flexibilidad Operacional, Costos de Mantenimiento, Impacto en la seguridad y ambiente. Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF). La información para se obtuvo de los históricos de fallas del Taladro PRV2, los cuales fueron extraídos del departamento de mantenimiento de PERFOROSVEN S.A, así como también de los catálogos de fallas que poseen cada uno de los equipos, estos indican las posibles fallas que pueden ocurrir, pero que el equipo no ha presentado, garantizando de esta forma el mantenimiento para todas las fallas que puedan presentar los equipos. Este 18 análisis arrojó como resultado que tipos de fallas se presentan dependiendo del grado de aparición. Además, se utilizaron gráficos circulares, tablas, necesarios para el desarrollo del proyecto. Técnicas estadísticas. Para el procesamiento y análisis de los datos se realizó un estudio detallado de toda la información obtenida y los datos fueron clasificados y tabulados a través del programa Microsoft Excel. Antecedentes de la investigación. A continuación, se presenta un breve resumen de las investigaciones que sirvieron como base, ya sea por su contenido o metodología, para el desarrollo de este trabajo de pasantía: Rojas, J. (2020). “Optimización de mantenimiento preventivo en equipos eléctricos de planta concentradora de minerales número 2 de Sociedad Minera Cerro Verde S.A.A.” Trabajo de Suficiencia Profesional para optar el título profesional de Ingeniero Industrial, Escuela Académico Profesional de Ingeniería Industrial, Universidad Continental, Arequipa, Perú. tuvo como objetivo asignar o crear planes de mantenimiento en la planta C2 para todos los equipos; se optó por un diseño de investigación del tipo preexperimental; se tuvo como resultado un plan de mantenimiento diseñado en las fallas que se presentaron a lo largo del año. Este antecedente fue utilizado como referencia porque fue diseñado en base a las fallas que presentaba el equipo, se diferencia de este estudio en que fue aplicado en una planta de perforación minera, no petrolera, como la presente investigación. 19 Naranjo M (2018). “Proyecto de Diseño de un Plan de Mantenimiento de Tanques de Almacenamiento: Techo de Domo Geodésico.”, para la obtención de Doctorado en Ingeniería Industrial. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador. El objetivo principal de este trabajo fué incluir un plan de mantenimiento acorde con las nuevas tecnologías de mantenimiento como parte de la modernización de la Refinería Estatal Esmeraldas de Ecuador, utilizando las tablas de actividades de la empresa, frecuencias de tiempos, personal, herramientas, material y equipos para el desarrollo y mejoramiento de sus tanques petroleros. Este antecedente fue de relevancia porque utilizando el historial de los equipos de la refinería sugiere un mantenimiento de Clase Mundial, al igual que nosotros nos basamos en la base de datos de la empresa PERFOROSVEN S.A. para realizar nuestros estudios. Y se diferencia en que la utilizó en equipos de perforación y no en equipos de servicio a pozos. Bases Teóricas. A continuación, se presentan los fundamentos teóricos que soportaron el estudio realizado. Taladros de servicios a pozos. Son equipos portátiles habilitados para efectuar trabajos en pozos productivos; inactivos, de inyección de vapor y de inyección de agua salada, a fin de mantener o restaurar las condiciones productivas de los mismos, también son utilizados en la instalación de la completación original en aquellos pozos que han 20 sido perforados sin completar. Su actividad, puede abarcar una amplia variedad de trabajos, tales como: • Extraer e introducir las cabillas o tuberías de producción, (reemplazo de tuberías rotas, con fisuras, etc.) • Reemplazo del equipo subterráneo (bombas de fondo) • Cambio de empacaduras • Limpieza de pozos (remover ceras, efecto scale, problemas de arena) • Pruebas de presión • Estimulación de pozos (swabbing) Sistemas Básicos de un Taladro de Servicio a Pozos. Sistema de Izamiento. Este sistema es el entarimado de la torre y sus accesorios en un equipo de perforación rotatoria. La torre, también llamada cabria o mástil, domina el complejo moderno de perforación, de tal manera que donde se vea una cabria, se está dando a conocer que hay operaciones de perforación rotatoria en cualquier parte del mundo que se encuentre. La silueta de una cabria de perforación es como un símbolo de la industria petrolera. La estructura de la torre, de hecho, representa el sistema de izamiento de un equipo moderno de perforación y es probablemente, el más reconocido de todos los sistemas componentes. Sin embargo, la importancia del sistema de izamiento además de simbólico, es un sistema indispensable en cualquier complejo moderno de perforación rotatoria. Su primera función consiste en servir de soporte al sistema pesado de rotación en la perforación de un pozo, proveyendo el equipo apropiado y las áreas de trabajo necesarias para levantar, bajar y suspender los pesos tan grandes 21 requeridos por el sistema de rotación. El sistema de izamiento consta de dos subcomponentes principales que son: la estructura de Soporte (Cabria) y los Equipos de Izamiento. Equipos de Izamiento: Son equipos especializados que levantan, bajan y suspenden la sarta de perforación (tubería de perforación, las trabarrenas, barrenas, tubería de revestimiento, etc.) en un pozo en perforación. Están localizados en áreas específicas dentro de la estructura de soporte e incluye: • Malacate. • Bloque Viajero. • Bloque Corona. • Hook (Gancho) • Mástil. • Ancla de Línea Muerta. • Winchet. Sistema de Rotación. Está formado por un conjunto de elementos provistos para distribuir el aceite hidráulico a altas presiones a través de un circuito a lo largo de la estructura del taladro, con la finalidad de accionar diferentes mecanismos que transforman la energía hidráulica en mecánica. Equipos de Rotación: • Llave hidráulica de Cabilla. • Llave hidráulica de tuberías. Sistema de Circulación. El sistema de circulación del fluido de perforación es parte esencial del taladro. Sus dos componentes principales son: el equipo que forma el circuito de 22 circulación compuesto por bombas de embolo y el fluido propiamente llamado “Lodo”. Bombas de circulación: La función principal de la(s) bomba(s) de circulación es mandar determinado volumen del fluido a determinada presión, hasta el fondo del hoyo, vía el circuito descendente formado por la tubería de descarga de la bomba, el tubo de paral, la manguera, el sistema de rotación, la sarta de perforación (compuesta por la tubería de perforación y la sarta lastrabarrena) y la barrena para ascender a la superficie por el espacio anular creado por la pared del hoyo y el perímetro exterior de la sarta de perforación. El Sistema de Circulación está compuesto por los siguientes equipos: • Bomba de Lodo. • Agitadores de lodo. • Tanque Activo. • Bomba Centrífuga. Sistema de Potencia. Genera la potencia primaria requerida en el sitio para operar casi todos los componentes del taladro. Consiste generalmente de dos o más motores para mayor flexibilidad de intercambio y aplicación de potencia por engranaje, acoplamientos y embragues adecuados a un sistema particular. El sistema de Potencia está compuesto por los siguientes equipos. • Cuatro (4) Motores. • Dos (2) Generadores eléctricos. • Casa de Fuerza. 23 Sistema de Seguridad. El sistema de seguridad está compuesto por un arreglo de impide reventones (Blow Out Preventors, BOP, por sus siglas en inglés), el múltiple de ahogo o línea de matar el pozo y un acumulador. El propósito de tener un arreglo de BOP’s es de evitar que flujo incontrolado de fluidos de la formación perforada lleguen a la superficie. Si la presión en el hoyo de perforación es menor que la presión contenida en los fluidos de la formación, éstos podrían fluir hacia el hoyo. Si este fluido llegase a fluir hacia la superficie, la situación se puede tornar peligrosa. Equipos que lo componen: • Acumulador de presión. • Choke Manifold. • BOP de Cabilla. • BOP Anular. • BOP Simple. • BOP Doble. Análisis de Criticidad (AC). El Análisis de Criticidad es una metodología “semicuantitativa” para dimensionar el riesgo que permite establecer jerarquías o prioridades de activos, de acuerdo a una Figura de mérito llamada “Criticidad”; que es proporcional al “Riesgo”. La Criticidad se calcula mediante la siguiente ecuación: 𝑪𝒓𝒊𝒕𝒊𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 = 𝐹𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐹𝑎𝑙𝑙𝑎 ∗ 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 A su vez el riesgo es un término de naturaleza probabilística, que se define como “egresos o pérdidas como consecuencia de la probable ocurrencia de un 24 evento no deseado o falla”. El modelo matemático del riesgo asociado a una decisión o evento está dado por la expresión: 𝑹𝒊𝒆𝒔𝒈𝒐 = 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 La Frecuencia de Falla es proporcional a la probabilidad de falla y el Impacto es proporcional a la Consecuencia de una falla; en consecuencia; criticidad será proporcional al riesgo. Con base en lo descrito anteriormente de la teoría de Riesgo y según lo indicado en las ecuaciones, el equipo natural de trabajo definió acorde a las premisas establecidas cada uno de los criterios (factores) y sus respectivas ponderaciones para la evaluación de la Probabilidad de Fallas y Consecuencia de Fallas en taladros, los cuales se indican a continuación: • Frecuencia de Falla. • Impacto Operacional • Flexibilidad Operacional. • Costos de Mantenimiento. • Impacto de seguridad y ambiente Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF). Es un método de análisis de confiabilidad que permite identificar las razones de la posible falla de un equipo. El AMEF, mediante la identificación de las causas de una falla y sus frecuencias, genera un insumo para las tareas de mantenimiento; suministra una lista de las razones que generan las fallas y que podrían prevenirse mediante acciones de mantenimiento. Para el desarrollo del AMEF se utiliza el número Prioritario de riesgo (RPN) el cual consiste en evaluar las fallas mediante tres (3) grandes criterios: 25 severidad, ocurrencia y detección, estos criterios tienen asociados a ellos factores que permitirán identificar de mejor manera el modo y efecto de la falla, así como las posibilidades que se tienen para detectarlas, la metodología utilizada para el desarrollo del AMEF fue suministrada por el Departamento de Mantenimiento de PERFOROSVEN S.A. El número prioritario de riesgo obtenido, es un valor numérico el cual será el punto central y de partida para evaluar cada caso y saber que fallas son posiblemente las más críticas. De esta manera se enfocan los recursos en plantear soluciones y acciones correctivas que disminuyan este riesgo. Se elaboran las tablas de efectos de fallas, probabilidades de fallas y factores de riesgo en los cuales se deben tomar en cuenta los criterios establecidos por el Análisis de Criticidad. Indicadores de Mantenimiento. • Disponibilidad: Es la medida de la capacidad del equipo para cumplir con la función para la cual está destinado en un tiempo dado. aumenta si el tiempo fuera de servicio del mismo disminuye, lo cual se logra mejorando la operación, el entrenamiento de los operadores, los procedimientos mantenimiento, calidad de repuestos utilizados, la dotación de herramientas y los sistemas administrativos. 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝐷𝐼𝑆𝑃) = • 𝑀𝑇𝐵𝐹 𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅 Confiabilidad: Es la probabilidad de que un producto realizará su función prevista sin incidentes por un período de tiempo especificado y bajo condiciones indicadas. 26 𝐶𝑜𝑛𝑓𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝐶𝑂𝑁𝐹) = 1 − 𝑒 (−𝛌𝐭) Para llevar a cabo los indicadores que se mencionan anteriormente es requerido conocer el tiempo medio entre fallas (MTBF) y el tiempo medio para reparar (MTBF), el cálculo de estos factores se obtiene mediante el número de fallas, el tiempo de operación y el tiempo de mantenimiento. • Tiempo medio para reparar (MTTR). Hace referencia al tiempo de mantenimiento utilizado para reparar las fallas 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑅𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑟 (𝑀𝑇𝑇𝑅) = • 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑀𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 # 𝐹𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 Tiempo medio entre fallas (MTBF). Hace referencia al tiempo que transcurre entre una falla y otra 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑜 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑒 𝐹𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 (𝑀𝑇𝐵𝐹) = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 # 𝐹𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 Indicadores Económicos. • VAN (Valor Actual Neto): El VAN es un parámetro de valoración dado en tiempo presente respecto a los resultados de una inversión, permitiendo conocer el rendimiento estimado, considerando el flujo del dinero a través de actualizar cobros y pagos. 27 • B/C (Beneficio Costo): El análisis de beneficio-costo es un proceso que se realiza para medir la relación que existe entre los costes de un proyecto y los beneficios que otorga. Su objetivo es determinar si una próxima inversión es rentable o no para una empresa Análisis de Sensibilidad. El análisis de sensibilidad es una herramienta a través de la cual se estudia los cambios que se producen en una variable cuando se introducen ciertas variaciones en el modelo financiero. Conceptos Básicos. Mantenimiento. Para Suárez, D (2008), el Mantenimiento es “Conjunto de actividades que permiten mantener un equipo, sistema o instalación en condición operativa, de tal forma que cumplan las funciones para las cuales fueron diseñados y asignados o reestablecer dicha condición cuando ésta se pierde.” Tipos de Mantenimiento. Para la norma COVENIN 3049-93 (1993), el mantenimiento consta de 6 diferentes tipos, entre los cuales se encuentran: mantenimiento rutinario, mantenimiento programado, mantenimiento correctivo, mantenimiento mantenimiento preventivo y mantenimiento predictivo. por avería circunstancial, o reparación, mantenimiento 28 Mantenimiento Rutinario. El mantenimiento rutinario según la norma COVENIN 3049-93 (1993), es aquel que abarca diferentes tipos de actividades, tales como: lubricación, limpieza, ajustes, calibración, entre otras, todas estas realizadas generalmente por los operadores del SP (sistema productivo), incluso con una frecuencia de ejecución semanal, teniendo como objetivo mantener la vida útil de los SP, evitando su desgaste. Mantenimiento Programado. La norma COVENIN 3049-93 (1993) establece que el tipo de mantenimiento programado es aquel que se basa en las recomendaciones o instrucciones técnicas de los fabricantes, constructores, diseñadores, usuarios e incluso experiencia conocida, con el único fin de obtener los ciclos de revisión más importantes para un sistema productivo, estableciendo de esta forma la carga de trabajo que es necesario programar. Su frecuencia de ejecución suele ser desde quincenal hasta periodos de años, y es realizado por cuadrillas de la organización, las cuales deberán dirigirse al lugar para realizar las labores programadas en un calendario anual. Mantenimiento Por Avería o Reparación. El mantenimiento por avería o reparación, la norma COVENIN 3049-93 (1993) lo considera como aquel que debe ser ejecutado cuando ocurre la falla en los sistemas productivos, reduciendo así los tiempos de parada, y este deberá ser ejecutado por el personal de mantenimiento de la organización. Por tratarse de un mantenimiento de reparación, su atención a las fallas debe ser inmediata, por lo cual no puede ser programada ya que se daría un 29 incremento en los costos y una parada innecesaria, tanto del personal como de los equipos. Mantenimiento Correctivo. Para este tipo de mantenimiento, la norma COVENIN 3049-93 (1993) indica que es aquel que busca corregir las fallas presentadas en los equipos a mediano plazo y de forma integral. Las acciones más comunes que realiza son: modificación de elementos de máquinas, alternativas de proceso, cambios de especificaciones, ampliaciones, revisión de los elementos básicos del mantenimiento, revisión, entre otros. Este tipo de mantenimiento deberá ser ejecutado por el personal de mantenimiento y/o por entes foráneos, todo esto dependiendo de la magnitud, especialización necesaria e incluso de los costos. Su intervención deberá ser planificada y programada en el tiempo para que su ataque evite paradas de plantas injustificadas. Mantenimiento Circunstancial. Seguidamente, la norma COVENIN 3049-93 (1993), establece que este mantenimiento se caracteriza por ser una mezcla entre el mantenimiento rutinario, el mantenimiento programado, el mantenimiento por avería y el mantenimiento correctivo, ya que en él se realizan actividades rutinarias pero no tienen un punto fijo en el tiempo para dar inicio a su ejecución, debido a que los sistemas operan de manera alterna. De igual forma se realizan acciones programadas, pero sin un punto fijo en el tiempo por la razón anterior; se ejecuta por avería cuando un sistema se ha detenido, habiendo otro en función; y con el estudio de falla se logra la 30 programación de su corrección, eliminando de esta forma la avería a mediano plazo. Su ejecución depende de otros entes del Sistema Productivo, los cuales han de sugerir aumentos en la capacidad de producción, disminución de ventas, cambios de procesos y/o reducción de personal y turnos de trabajo. Mantenimiento Preventivo. La norma COVENIN 3049-93 (1993) considera que un estudio de fallas de los sistemas productivos arroja dos diferentes tipos de avería: aquellas que generan la atención de los sistemas productivos mediante mantenimiento correctivo y las que se presentan con regularidad las cuales ameritan su prevención. El mantenimiento preventivo se caracteriza por emplear todos los medios que estén a su alcance, incluso los estadísticos, para determinar de esta forma la frecuencia de las inspecciones, sustitución de piezas claves, vida útil, u otras, teniendo como propósito prevenir las fallas. Mantenimiento Predictivo. La norma COVENIN 3049-93 (1993), define el mantenimiento predictivo como el mantenimiento enfocado en las estadísticas de los historiales de fallas en los sistemas productivos de los mantenimientos anteriores. 31 CAPITULO IV DESARROLLO DEL PROYECTO Dentro de este capítulo se presentan los resultados obtenidos durante la investigación a través de las técnicas seleccionadas. Objetivo 1: Diagnosticar las condiciones Operativas del taladro PRV-2. Actividad N°1: Conformar el Equipo Natural de Trabajo Se conformó un equipo multidisciplinario de trabajo (ENT) por personal de los departamentos de Operaciones, Transporte y Mantenimiento de la empresa PERFOROSVEN S.A., quienes realizaron la consolidación y revisión de los registros históricos de fallas de los equipos, la estimación de consecuencias, los registros de ejecución de actividades de mantenimiento en taladros llevados en el año 2021 por la empresa del Taladro PRV-2. Figura 4: Equipo Natural de Trabajo. Fuente: La autora (2022). 32 La conformación de este equipo permitió profundizar en el análisis de fallas presentes en el Taladro PRV-2 y la realización de entrevistas estructuradas. Actividad N°2: Determinar las condiciones del Taladro PRV-2. Para la realización de esta actividad se utilizó la recopilación documental llevado por la empresa PERFOROSVEN S.A. y sus resultados son los siguientes: Cuenta con cuatro (4) taladros activos en la actualidad, de los cuales, el taladro PRV-2 fue seleccionado como objeto de este proyecto por ser el que presenta mayor frecuencia de fallas en sus sistemas en comparación con los otros taladros, tal y como se evidencia en el siguiente gráfico proporcionado por la empresa. Tabla 1: Frecuencia de fallas por Taladros de PERFOROSVEN S.A. Frecuencia de Fallas por Taladros Unidad Operacional Ocurrencias % Frecuencia PRV-1 6 27% PRV-2 9 41% PRV-3 4 18% PRV-4 3 14% TOTAL 22 100% Fuente: PERFOROSVEN S.A (2022) 33 Gráfico 1: Frecuencia de fallas por taladros. 14% 18% PRV-1 27% 41% PRV-2 PRV-3 PRV-4 Fuente: PERFOROSVEN S.A. (2022) El Taladro de Servicios a Pozos PRV-2 es un Taladro de Tipo Pulling, autopropulsado que disponen de malacate, motor, y torre o cabria, montados en un remolque, siendo equipos más versátiles para realizar actividades en las locaciones. Figura 5: Taladro PRV-2 Fuente: La autora (2022) 34 Tiene como funciones las siguientes operaciones: • Reemplazo de bomba (bombeo mecánico, BCP y Electrosumergible). • Pesca de cabillas. • Espaciado de pozo. • Reemplazo de cabillas. • Reemplazo de barra pulida. • Realizar prueba de hermeticidad por el tubing. • Realizar pruebas de arenamiento en pozos. • Flushing, reemplazo de sección “C”. • Recuperación de material. • Reemplazo de válvulas del cabezal. • Asegurar pozo. • Controlar pozo. • Reemplazo de sarta de tuberías. Para esto dispone de una potencia de 350 HP. Sus operaciones abarcan un tiempo promedio de 3,03 días/pozo, (operando 24 horas/día) por lo que, continuamente el taladro es mudado de un pozo a otro en los campos que comprende los taladros pertenecientes a Petromonagas, en el Campo Morichal en la zona de Soledad del Estado Anzoátegui. 35 Tabla 2: Ficha del Taladro PRV-2 Fuente: PERFOROSVEN S.A (2022). 36 Actividad N°3: Detallar los Sistemas del Taladro PRV-2. Para la realización de esta actividad, se utilizó la observación directa y revisión documental del historial de los equipos de PERFOROSVEN S.A. Y los resultados obtenidos fueron: Este taladro está constituido por cinco (5) sistemas principales: Sistema de izamiento, Sistema de Potencia, Sistema de Rotación, Sistema de Circulación, y Sistema de Seguridad. Los mismos se encargan de llevar a cabo una función diferente dentro del contexto operativo. La descripción de cada sistema se presenta a continuación. Sistema de Izamiento. Proporciona la estructura de soporte y el equipo de izamiento, empleado para desplazar y suspender la sarta de producción a fin de realizar las operaciones en el pozo. La Tabla 3 presenta la descripción de cada equipo que conforma este sistema 37 Tabla 3: Componentes del sistema de Izamiento. Componente Marca Modelo Malacate Descripción Es un sistema que sirve como centro de control de fuerza del conjunto elevador, está formado por un tambo elevador controlado por frenos de alta potencia. SJ MACHINERY JC350 Bloque Viajero SJ PETROLEUM MACHINERY CO LTD YG110-3 Características: • Potencia: 350 HP • Capacidad: 102 TON • Diámetro: 1 plg • Tipo de Freno: BANDA Es un sistema de poleas móviles que permiten bajar, subir, y suspender cargas. Dispone de tres (3) poleas, las cuales están guarneadas con la guaya proveniente de las poleas del bloque corona (que a su vez viene desde el carreto principal del malacate) estableciéndose así la conexión Características • Capacidad: 150 TON • 3 poleas • Diámetro de Guaya: 1” Bloque Corona SJ PETROLEUM MACHINERY CO LTD JJ102/31.7-W Características: • 4 poleas • Diámetro de Guaya: 1” SJ PETROLEUM Hook (Gancho) MACHINERY CO LTD Es un conjunto de poleas localizadas en la cima del mástil. Este sistema de poleas permite el deslizamiento del cable a través de las mismas y con ello el progreso y el avance de las operaciones de reacondicionamiento. Su función es conectar al bloque viajero con la unión giratoria y de esta manera conseguir la subida o bajada de la sarta. S/I Características • Capacidad: 110 TON. Mástil Es la Torre de reacondicionamiento, consiste en un armazón de acero el cual se erige sobre el piso del taladro y permite el funcionamiento del equipo de elevación. SJ PETROLEUM MACHINERY CO LTD Z07130000002AA Características: • Altura: Entre 96’ y 110’. • Capacidad: 230.000 lbs Ancla Línea muerta SJ PETROLEUM MACHINERY CO LTD Su función es Fijar el cable, y medir la tensión del cable en la “línea muerta” JZB-15A Características: • Capacidad Tensión: 225.000 LBS Winche XIAN HUNG-HE ELECTRONICMACHINERY Su función es subir o bajar materiales de un nivel a otro. YJ-5T-2A Característica: • Capacidad: 5 TON (10.000 lbs) Fuente: La autora (2022). 38 Sistema de Potencia. Genera la potencia primaria requerida en el sitio para operar casi todos los componentes del taladro. Dispone de un motor de combustión interna y un generador, transfiere la energía en forma eléctrica a todos los sistemas del taladro que la requieren para realizar sus funciones. A continuación, la Tabla 4 desglosa los equipos que conforman dicho sistema. 39 Tabla 4: Componentes del sistema de potencia. Componente Marca Modelo Descripción CATERPILLAR C-15 Motor de 500 HP compatible con la bomba (500 gal/min max), 120 rpm max Motor de Bomba de Lodo C-9: Presentan una potencia de 280 kW, su par máximo es de 1668 Nm a 1400 rpm. Su potencia Motor de Generador mínima es de 205 Kw CATERPILLAR C-9 y C-13 C-13: Proporcionando una potencia fiable para aplicaciones que requieren de 287-388 bkW (385-520 bhp). Generadores CATERPILLAR C-9 y C-13 Transforman energía mecánica en Eléctrica Motor del Hoist Proporcionando una potencia fiable para aplicaciones CATERPILLAR C-11 que requieren de 242 a 242-336 bkW (325-450 bhp) Casa de Fuerza S/I S/I Son órganos mecánicos que, montados en las cajas de cambios de los vehículos industriales, cumplen la función de tomar la fuerza para transmitirla a otros accesorios como son; Bombas de engranajes o de pistones. Fuente: La autora (2022) 40 Sistema de circulación. Bombea fluidos de variadas composiciones, usados en la estimulación, limpieza y pruebas de presión de pozo, también bombea un tapón hidrostático de seguridad al pozo al momento de realizar las diversas operaciones. En la tabla 4 se presentan la descripción de los equipos que conforman estos sistemas: Tabla 5: Componentes del sistema de Circulación. Componente Bomba de Lodo Marca Modelo Descripción Permiten el bombeo de los lodos y agua para reducir todo lo posible el desgaste de tareas abrasivas. SJ PETROLEUM MACHINERY CO NBQ25-380 LTD Características: • TRIPLEX • Camisa: 5” • Válvula de alivio de 0-5000 psi. • Galonaje: hasta 350 GAL/MIN, • Presión Máxima de trabajo 5000 PSI Tanque Activo S/I S/I Almacena el fluido que será bombeado hasta el pozo Agitadores de Lodo MCM MA-75 Separa los detritos del líquido de perforación haciéndolo pasar por una zaranda vibratoria, lo cual permite bombear el fluido nuevamente Bombas Centrifugas (2) XB5X6J-12 XBSY y Convierte la energía accionada (mecánica) en hidráulica. Características: 32P Fuente: La autora. (2022) Energía: 2,2 KW 41 Sistema de Seguridad. Tiene como función principal controlar mecánicamente una arremetida (Entrada de fluido de alta presión en el interior del pozo), que puede convertirse en un reventón (Flujo incontrolado desde la formación hasta la superficie). Tabla 6: Componentes del sistema de seguridad. Componente Marca Modelo FKQ-320 Su operación está basada en el principio de expansión del gas. Primero las tres botellas acumuladoras se precargan con gas nitrógeno, luego el fluido hidraulico se bombea dentro de la cámara de almacenamiento mediante las bombas neumáticas del equipo, comprimiendo el gas a 1000 psi, el fluido se transmite hasta la válvula impide reventones mediante una red de tuberías y mangueras de alta presión proporcionando un cierre en pocos segundos. S/I Es un juego de válvulas usado para controlar la presión desde la cabeza del pozo hasta la línea de flujo de producción Acumulador SJ PETRO MACHINERY Descripción Choke Manifold SJ PETRO MACHINERY BOP Anular BOP Doble S/I S/I (blowout preventer / preventor de reventones) Es una válvula de operaciones preventivas, que se utiliza para sellar, controlar y monitorear pozos de petróleo y gas para evitar reventones. Fuente: La autora (2022) 42 Sistema de Rotación. Está formado por un conjunto de elementos provistos para distribuir el aceite hidráulico a altas presiones a través de un circuito a lo largo de la estructura del taladro, con la finalidad de accionar diferentes mecanismos que transforman la energía hidráulica en mecánica. La descripción de cada equipo se presenta en la Tabla 6. Tabla 7: Componentes del sistema de rotación. Componente Llave de Cabilla (3) Marca Modelo XQ114/6YB TEDA XQ114/6 Llave Hidráulica de Descripción Son utilizadas para el enrosque y desenrosque de tubería en la boca del pozo. Características: • Enrosque y Desenrosque de Cabillas desde ¾” hasta 1-1/2 • Capacidad: 10000 lbs/pie torque. Se usan para el enrosque y desenrosque de cabillas en boca tubería del pozo. MCCOY 80-0421-13 / T 5500-6250-CBU Características: • • Enrrosque y Desenrosque de tuberia desde 1.9” hasta 5-1/2”. Capacidad 25000 lbs/pie torque. Fuente: La autora. (2022) Actividad N°4: Realizar entrevistas estructuradas al equipo Natural de Trabajo. Una vez determinada las condiciones del Taladro PRV-2 y sus componentes se procedió a realizar una entrevista al Equipo Natural de Trabajo para conocer qué tipo de mantenimiento se le sigue al taladro PRV-2. En la tabla 8 se evidencia el resultado de esta actividad. 43 Tabla 8: Entrevista estructurada con el Equipo Natural de Trabajo. Pregunta 1: ¿Qué tipo de Mantenimiento se sigue en el Respuesta Porcentaje Mantenimiento Predictivo 0 0% Mantenimiento Preventivo 0 0% Mantenimiento Correctivo 0 0% Todas las anteriores 0 0% Mantenimiento Preventivo y Correctivo 6 100% Mantenimiento Predictivo y Correctivo 0 0% 4 66,66% 2 33,33% 0 0% taladro PRV-2? Pregunta 2: En caso de avería, ¿Qué tipo de respuesta tiene para corregirla? Rápida: Cuenta con Personal Capacitado y Stock Moderada: Cuenta con Personal capacitado, pero tiene fallas de stock Lenta: No posee ni personal ni stock Fuente: La autora (2022). El siguiente gráfico muestra el resultado de la primera pregunta de la entrevista realizada al equipo Natural de Trabajo. 44 Gráfico 2: ¿Qué tipo de Mantenimiento se sigue en el taladro PRV-2? 0% 100% Mantenimiento Predictivo Mantenimiento Preventivo Mantenimiento Correctivo Todas las anteriores Mantenimiento Preventivo y Correctivo Mantenimiento Predictivo y Correctivo Fuente: La autora (2022) El graficó reveló que el tipo de mantenimiento que se le sigue al taladro PRV-2 es el Mantenimiento Preventivo y Correctivo. Gráfico 3: En caso de avería, ¿Qué tipo de respuesta tiene para corregirla? 0% 33% 67% Rápida: Cuenta con Personal Capacitado y Stock Moderada: Cuenta con Personal capacitado, pero tiene fallas de stock Lenta: No posee ni personal ni stock Fuente: La autora (2022). 45 El gráfico mostró que la respuesta en caso de avería puede variar, dependiendo del stock que posean en el almacén en el momento que se presente una falla. Actividad N°5: Calcular los Indicadores de Gestión de Mantenimiento del Taladro PRV-2. Para la realización de esta actividad se utilizó el análisis documental llevado por la empresa PERFOROSVEN S.A, en su historial de fallas e historial de mantenimiento del Taladro PRV-2, en el año 2021. Se calculó la disponibilidad del Taladro PRV-2 y sus variables: Tiempo medio entre fallas (MTBF), Tiempo medio de reparación (MTTR), y su Confiabilidad. Los resultados fueron: Tabla 9: Tiempos de operación del Taladro PRV-2. Horas Promedio Tiempos de Operación 5424,5 horas 61,94% Tiempo de espera 2767,5 horas 31,59% Fuerza Mayor 425 horas 4,85% Tiempo no Productivo 142,5 horas 1,62% Total 8760 horas 100% Fuente: La autora (2022) 46 Gráfica 4: Tiempos de operación del Taladro PRV-2. 5% 2% 31% 62% Tiempo Operativo Tiempo de Espera Fuerza Mayor Tiempo no Productivo Fuente: La autora. (2022) Se realizó paso a paso el cálculo de la Disponibilidad del taladro PRV-2. Para ello se calculó el Tiempo Medio entre Fallas (MTBF), y el tiempo de operación que es requerido en la fórmula (tabla 9), y del historial de fallas se contabilizaron 54 fallas de consideración en el año 2021 distribuidas de la siguiente manera, como se evidencia de la Tabla 10 de las horas de mantenimiento correctivo del taladro PRV-2. Tabla 10: Horas de Mantenimiento del Taladro PRV-2. (año 2021). Sistema Fallas Horas de Reparación Porcentaje Izamiento 4 50hr 9,8% Potencia 24 204hr 40% Circulación 4 50hr 9,8% Seguridad 9 101hr 19,8% Rotación 13 105hr 20,5% TOTAL 54 510hr 100% Fuente: La autora (2022) 47 Cálculo del Tiempo Medio Entre Fallas (MTBF) del Taladro PRV2: 𝑀𝑇𝐵𝐹 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑁° 𝐹𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 (𝑃𝑎𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎) 𝑀𝑇𝐵𝐹 = 5424,5 ℎ𝑟𝑠 54 𝑴𝑻𝑩𝑭 = 𝟏𝟎𝟎, 𝟒𝟓𝟑 𝒉𝒓 Posterior a esta operación se procedió a calcular el tiempo medio de reparación (MTTR): 𝑀𝑇𝑇𝑅 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑀𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑁° 𝐷𝑒 𝑅𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑀𝑇𝑇𝑅 = 510 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 54 𝑴𝑻𝑻𝑹 = 𝟗, 𝟒𝟒𝟒 𝒉𝒓 Una vez obtenidos los valores de MTTR y MTBF se calculó el valor porcentual de la Disponibilidad (Disp) y la Confiabilidad (C) del Taladro PRV-2: 𝐷𝑖𝑠𝑝 = 𝑀𝑇𝐵𝐹 𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅 48 𝐷𝑖𝑠𝑝 = 100,453 ∗ 100 = 91,406% 100,453 + 9,444 𝑫𝒊𝒔𝒑𝒐𝒏𝒊𝒃𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 = 𝟗𝟏, 𝟒𝟎𝟔% El taladro PRV-2 posee una disponibilidad del 91,406%, esto quiere decir, que en el año 2021 el taladro PRV-2 operó normalmente cerca del 91,4% del tiempo que estuvo en operación. Patrones de Clase Mundial determinan que una buena disponibilidad es aquella que está por encima del 90%. En este caso el Taladro tiene una buena disponibilidad de 91,4%. Para calcular la Confiabilidad, primero se obtuvo el valor de λ usando la ecuación: λ= 1 𝑀𝑇𝐵𝐹 Se obtiene el valor de λ: λ= 1 = 0,009954 100,453 Posteriormente se busca la confiabilidad del Taladro utilizando la siguiente ecuación: 49 𝐶 = 𝑒 −λt Siendo la confiabilidad: 𝐶 = 𝑒 −0,009954 ∗ 24ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∗ 100 𝑪 = 𝟕𝟖, 𝟕𝟒% El taladro presentó una confiabilidad de 78,74% para las próximas 24 horas, esto quiere decir que tendrá esa probabilidad de operar normalmente sin fallos. Con la confiabilidad determinó la probabilidad de fallas del Taladro PRV-2 con la siguiente formula: 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 = 1 − 𝐶𝑜𝑛𝑓𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 La probabilidad queda de la siguiente manera: 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 = 1 − 0,78 = 0,21 Según la tabla de probabilidad de falla de la National Training Center el valor de la probabilidad de falla se ubicó en la casilla 3, como se observa en la tabla siguiente. 50 Tabla 11: Probabilidad de falla. Categoría Probabilidad Rango (%) 1 0,00 – 8,00 2 8,01 – 19,00 3 19,01 – 35,00 4 35,01 – 65,00 5 65, 01 – 100,00 Fuente: National Training Center (2003). Objetivo 2: Realizar el análisis de criticidad a los sistemas pertenecientes al Taladro de Servicio a Pozos PRV-2. La metodología que se utilizó para realizar el análisis de criticidad comprende la conformación de un equipo natural de trabajo, y la definición de los equipos y sistemas a evaluar (previamente señalados en el objetivo 1). Se siguió el Modelo de la Teoría del Riesgo, en donde la criticidad se determina cuantitativamente, multiplicando la frecuencia de una falla por la suma de las consecuencias de la misma, estableciendo rasgos o valores para homologar los criterios a evaluar. Y se llevó a cabo de la siguiente forma: Actividad N°1: Seleccionar los criterios relacionados con los factores de frecuencia y consecuencia de fallas. Para la determinación de la frecuencia de fallas en los sistemas del taladro de servicio a pozos PRV-2 se utilizó el historial llevado por la empresa 51 Perforosven S.A, la cual posee un historial de sus taladros digitalizados en el programa Microsoft Excel. Obteniéndose los siguientes resultados. El año de estudio que se tomó para este proyecto, es el año 2021, en el cual el taladro PRV-2 tuvo el siguiente comportamiento, siendo el de mayor impacto el sistema de potencia: Gráfico 5: Estadística de Fallas del Taladro PRV-2 año 2021 12 10 8 6 4 2 0 Fuente: PERFOROSVEN S.A. (2021) Para la selección y clasificación de las consecuencias de fallas, se tuvo en cuenta la metodología de la teoría del riesgo, así como el modelo de criticidad total por riesgo, en base a ello el Equipo Natural de Trabajo seleccionó 4 ítems o Factores a evaluar para cada sistema. • Impacto Operacional. • Flexibilidad Operacional. • Costos de Mantenimiento. • Impacto de Seguridad y Ambiente. 52 Actividad N° 2: Determinar los factores de Ponderación para el Análisis de Criticidad y formulación del Modelo Matemático. Para la determinación de la criticidad se definieron los cinco Factores que se evaluaron en los equipos y sistemas de la empresa PERFOROSVEN S.A. los cuales son: • Frecuencia de Fallas: hace referencia al lapso en el que puede tener una falla el equipo. • Impacto Operacional: hace referencia a qué tanto se puede ver afectada la operación debido a la falla del equipo que se esté evaluando. • Flexibilidad Operacional: hace referencia a qué tan fácil (en cuestión de tiempo y dinero) es conseguir repuesto de ese equipo. • Costos de Mantenimiento: hace referencia al impacto económico que puede generar la falla de ese equipo (costos monetarios). • Impacto en Seguridad y Ambiente: hace referencia al daño que se puede ocasionar (Ambiente y Humano) por la falla de ese equipo. Los factores de ponderación para la criticidad son tomados en base a una metodología ya estipulada, los valores mostrados en la descripción ya están definidos por el modelo de criticidad total por riesgo, por lo cual se desarrolló el análisis de criticidad en base a este método. 53 Tabla 12: Ponderación de factores para criticidad. Factores de la Matriz Descripción Ponderación Mayor de 13 Fallas al año. 4 Frecuencia de De 9 a 12 fallas por año 3 Falla. De 4 a 8 fallas por año 2 Menor a 3 Fallas por año 1 Pérdida Total de la Operación 10 Impacto Parada del Sistema 7 Operacional. Impacta Niveles de Inventario 4 No afecta la Operación. 1 No hay Producción sin repuestos 4 Flexibilidad Hay Opción de repuestos 2 Operacional. compartidos de Criticidad Repuesto Disponible 1 Costos de Mayor o igual a 1000$ 2 Mantenimiento Menor a 1000$ 1 Afecta la seguridad Humana 8 Externa e Interna Afecta el Ambiente / Instalaciones. 7 Impacto de seguridad Afecta instalaciones, daños 5 y amiente severos Provoca daños menores 3 No provoca ningún daño 1 Fuente: La autora (2022) 54 La determinación de estos Factores se basa en un método semicuantitativo que se soporta en la teoría del riesgo en donde se deben utilizar además de la tabla de ponderación de Factores para Criticidad dos Ecuaciones matemáticas, Consecuencias (C) y Criticidad Total (CT) de la siguiente manera: Consecuencia: (𝐶) = (𝐼𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜 𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 ∗ 𝐹𝑙𝑒𝑥𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑) + 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑀𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 + 𝐼𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑆𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑦 𝐴𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 Criticidad Total: (𝐶𝑇) = 𝐹𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐹𝑎𝑙𝑙𝑎 ∗ 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠 En la ecuación de consecuencias se tomó el valor ponderado de los factores incluidos en ella y se efectuó la operación, así como en la ecuación de criticidad total se tomó el valor ponderado de la frecuencia de fallas y valor de las consecuencias, una vez ésta es operada y se obtuvo el valor de criticidad en donde se tuvo como máximo 200. Para obtener el nivel de criticidad de cada sistema se deben tomar los valores totales individuales de cada uno de los factores principales: Frecuencia y Consecuencias, luego de esto se deben ubicar en la matriz de criticidad (Tabla 13), en donde la frecuencia está ubicada en el eje Y, y la consecuencia en el eje X. 55 Tabla 13: Matriz de Criticidad. Frecuencia 4 MC MC C C C 3 MC MC MC C C 2 NC NC MC C C 1 NC NC NC MC C 10 20 30 40 50 Consecuencia Fuente: La autora (2022) Actividad N°3: Seleccionar los sistemas críticos. Para la selección de los sistemas críticos se realizó la ponderación de los factores de criticidad, la operación de las ecuaciones de consecuencias y criticidad total y por último se utilizó la matriz de criticidad. Con estos 3 elementos se realizó la siguiente tabla en donde se listan los equipos y sistemas del Taladro de Servicio a Pozos PRV-2 obteniendo la criticidad total en valor numérico y del mismo modo en nivel cualitativo. Para realizar el análisis respectivo de criticidad se aplicó la ecuación de consecuencia, como resultado se obtuvo un valor numérico, el cual se multiplicó por la frecuencia de falla y se obtuvo el valor numérico de la criticidad total de los sistemas. Para determinar el tipo de criticidad se utilizó el valor numérico de la frecuencia de falla y de la consecuencia, en la Tabla 13 (matriz de criticidad) se realizó una intersección de estos dos valores y de esta manera se determinó su categoría de criticidad. 56 La ponderación de los factores se realizó de manera semicuantitativo, lo que requirió una serie de reuniones con el personal encargado del departamento de Mantenimiento, Operación, procesos y seguridad de la empresa, con el fin de determinar de manera específica cada una de las ponderaciones. Para la tabla 14, se utilizaron las siguientes abreviaciones: • FF = Frecuencia de Fallas. • IO = Impacto Operacional. • FO = Flexibilidad Operacional. • CSM = Costos de Mantenimiento • SAH = Impacto de Seguridad y Ambiente. • CT = Criticidad Total (Valor numérico) Tabla 14: Análisis de Criticidad. Factores de Criticidad FF IO FO CSM SAH CT Tipo de Criticidad Sistema Izamiento 2 4 2 1 3 24 NC Circulación 2 4 2 1 3 24 NC Seguridad 3 4 2 1 3 36 MC Rotación 4 4 2 1 1 40 MC Potencia 4 7 4 1 7 144 C Fuente: La autora. (2022) 57 Actividad N°4: Analizar los Resultados de la Matriz de Criticidad. Con la aplicación del análisis de criticidad se determinó: • Crítico: Sistema de Potencia. • Semi crítico: Sistema de Seguridad y Rotación. • No crítico: Sistema de Izamiento y Circulación. Tabla 15: Matriz de Criticidad de los sistemas del Taladro PRV-2. 4 MC MC SISTEMA C C DE POTENCIA 3 Sistema de MC MC C C NC MC C C NC NC NC MC C 10 20 30 40 50 Seguridad y Frecuencia Rotación 2 Sistema de Izamiento y Circulación 1 Consecuencia Fuente: La autora (2022). Con el fin de mejorar el mantenimiento, disminuir las paradas no programadas y tiempos muertos que se ocasionan por fallos inesperados, se tomaron los equipos del sistema de potencia que bajo el estudio de criticidad tuvieron un resultado considerable para estar dentro de la categoría de críticos. 58 En el sistema de potencia se tendrá un enfoque prioritario para la realización del plan de mejora de mantenimiento. Los equipos listados a continuación pertenecientes al sistema de potencia tuvieron un estudio específico en donde se consideraron las variables de funcionamiento, descripción operativa, fallas que pueden llegar a ocurrir (AMEF) y planes de mejora que permitan mejorar el tiempo de funcionamiento de los mismos: • Motor de bomba de lodo. • Motores de generadores. • Motor de Malacate. • Generadores. • Casa de Fuerza. Objetivo 3: Determinar Análisis de Modos y Efectos de fallas (AMEF) al sistema, o sistemas más críticos del Taladro PRV-2. Con el objeto de sentar las bases para la realización del AMEF se fijó el nivel de detalle a utilizar, el equipo de trabajo tomó la decisión de aplicar el AMEF a cada equipo perteneciente al Sistema más Crítico. Seguidamente se presentan los pasos llevados a cabo en esta etapa: Actividad N°1: Describir la Matriz AMEF. El equipo de trabajo se encargó de recopilar y analizar esta información la cual fue obtenida por investigación documental del historial de fallas y mantenimiento de los equipos del sistema de potencia en el año 2021, los cuales se vaciará en las siguientes tablas. 59 Descripción de la Matriz AMEF. Tabla 16: Matriz AMEF. Equipo Hace referencia al equipo a estudiar Marca Hace referencia a la marca a estudiar Modelo Descripción breve del equipo a estudiar Función Modelo del equipo asignado en este documento Fallas Funcionales Modo de Falla Efecto de Sev Ocu Det RPN Falla Acción a Responsable Tomar Hace referencia a las Hace referencia Se refiere a Puntuación Puntuación Puntuación Multiplicación Acción Encargado fallas históricas a las diferentes la de los de los de los de Sev – Ocu teniendo de realizar la presentadas en los formas por las repercusión criterios de criterios de criterios de - Det en cuenta acción. equipos (las fallas cuales se que tiene la severidad Ocurrencia Detección el modo históricas fueron presenta la falla falla (Tabla 17) (Tabla 18) (Tabla 19) de falla suministradas por la funcional funcional base de datos de la en el empresa) equipo Fuente: La autora (2022) 60 En éstas tablas se listan las fallas que posiblemente pueden ocurrir y han ocurrido en estos equipos, así como las posibles causas o modos en los que pudieron ocurrir y el efecto o repercusión que tienen; del mismo modo se da un valor a tres (3) casillas: Gravedad, Ocurrencia y Detección, para obtener el RPN y de ese modo clasificar la fallas. Finalmente se da una acción recomendada y la persona encargada de ejecutarla. Para entender de mejor manera estas tablas se debe considerar lo siguiente: • Fallas Funcionales: Son las fallas que puede tener o que ha tenido el componente. • Modo de Falla: Son las causas de cada una de las fallas funcionales. • Efecto de Falla. Son las consecuencias que se producen o pueden producirse cuando ocurre una falla. • Severidad (Sev): Es la gravedad producida por el efecto del fallo. • Ocurrencia (Ocu): Es la probabilidad de que una causa específica resulte en un modo de falla. • Detección: Referida a la dificultad de identificar la falla por los controladores. Actividad N°2: Establecer Criterios de Severidad, Ocurrencia, Detección y cálculo del NPR. Para el desarrollo del AMEF se utiliza el número Prioritario de riesgo (NPR) el cual consiste en evaluar las fallas mediante tres (3) grandes criterios: severidad, ocurrencia y detección, estos criterios tienen asociados a ellos factores que permitirán identificar de mejor manera el modo y efecto de la falla, así como las posibilidades que se tienen para detectarlas, la metodología 61 utilizada para el desarrollo del AMEF fue suministrada por el Departamento de Mantenimiento de PERFOROSVEN S.A. Ponderados de la siguiente manera: • Severidad: Debe entregar un numero según los siguientes criterios: Tabla 17: Criterios de severidad. Efecto Efecto de Severidad Valor Peligroso Valor de severidad muy alto cuando un modo de falla 10 sin alerta potencial afecta la operación del sistema sin alerta Peligroso Valor de severidad muy alto cuando un modo de falla con alerta potencial afecta la operación del sistema con alerta Muy alto Sistema inoperable con pérdida de función primaria 8 Alto Sistema inoperable con equipo dañado 7 Moderado Sistema inoperable con daños menores 6 Bajo Sistema inoperable sin daños 5 Muy bajo Sistema operable con una significante degradación de 4 9 rendimiento Menor Sistema operable con una degradación de rendimiento 3 Muy Sistema operable con mínima interferencia 2 No hay efectos 1 menor Ninguno Fuente: La autora. (2022) 62 • Ocurrencia (Ocu). se debe entregar un numero según los siguientes criterios: Tabla 18: Criterios de Ocurrencia. Descripción Valor 1 falla al mes 10 1 falla entre 1 a 6 meses 8-9 1 falla entre 6 meses y 1 año 6-7 1 falla cada 1 año 4-5 1 falla cada 2 años 2-3 1 falla cada 3 años 1 Fuente: La autora. (2022) • Detección (Det). Se debe entregar un numero según los siguientes criterios: 63 Tabla 19: Criterios de Detección. Detección Probabilidad de la DETECCIÓN Valor Absoluta El control del diseño no puede detectar una causa 10 incertidumbre potencial/mecanismo y modo de fallo subsecuente Muy remota Muy remota la probabilidad del control de diseño para detectar 9 causas potenciales/mecanismos y modos de fallos subsecuentes Remota Remota la probabilidad del control de diseño para detectar 8 causas potenciales/mecanismos y modos de fallos subsecuentes Muy baja Muy baja la probabilidad del control de diseño para detectar 7 causas potenciales/mecanismos y modos de fallos subsecuentes Baja Baja la probabilidad del control de diseño para detectar causas 6 potenciales/mecanismos y modos de fallos subsecuentes Moderada Moderada la probabilidad del control de diseño para detectar 5 causas potenciales/mecanismos y modos de fallos subsecuentes Muy moderada Muy moderada la probabilidad del control de diseño para 4 detectar causas potenciales/mecanismos y modos de fallos subsecuentes Alta Alta la probabilidad del control de diseño para detectar causas 3 potenciales/mecanismos y modos de fallos subsecuentes Muy alta Muy alta la probabilidad del control de diseño para detectar 2 causas potenciales/mecanismos y modos de fallos subsecuentes Casi seguro Control de diseño detectará causas potenciales/ mecanismos y modos de fallos subsecuentes Fuente: La autora (2022) 1 64 Finalmente se calcula el NPR de la siguiente manera: 𝑁𝑃𝑅 = 𝑆𝑒𝑣 ∗ 𝑂𝑐𝑢 ∗ 𝐷𝑒𝑐. De acuerdo con los resultados del cálculo del NPR, se determinaron los valores para obtener el nivel de riesgo de cada modo de falla. Estos se muestran en la siguiente tabla: Tabla 20: Rangos para evaluar el Número Prioritario de Riesgo (NPR) Rango Criterios 231 – 600 Alto riesgo de falla 81 – 230 Riesgo de falla medio 1 – 80 Riesgo de falla bajo 0 No existe riesgo de falla Fuente: La autora (2022) Actividad N°3: Aplicar Análisis de Modos y Efectos de Falla. Para la realización de esta actividad se utilizó el historial de fallas del taladro PRV-2 por el Equipo Natural de Trabajo de la siguiente manera: Se listaron las fallas funcionales que presentó el sistema de potencia durante el año 2021; se definieron cuáles son los modos de falla, se establecieron criterios para la escogencia de estos, por lo que se estudiaron aquellos que se han presentado con anterioridad en el equipo o en equipos similares, igualmente aquellos que son objetos de tareas de mantenimiento, por último, se estudiaron los modos de fallas que no han ocurrido con anterioridad en el equipo o en equipos similares, pero existe la probabilidad de ocurrencia del mismo. Se presentaron los siguientes modos de falla: 65 Tabla 21: Modos de Fallas del sistema de potencia. Componente Modo de Falla No enciende el switch de emergencia Motor de Batería descargada Malacate. Fallas en el arranque Falla en el rotor principal Fuga de aceite por esteperas dañadas Generadores Cortocircuitos en los cables del capacitor Sobrecarga en el alternador por falla en los rodamientos Deficiente Luminosidad en el área Fallas eléctricas en los reflectores, Lampara Mar 800 y kit Casa de fuerza de vapor de sodio Corto circuito en cables. Falla en Generador por rodamientos. Motores de Desgastes de los Rodamientos Generadores Fuga de aceite del motor por estoperas Fallas en el radiador Motor de Fallar en el arranque del motor Bomba de lodo Fallas frecuentes en la batería Fuente: La autora. (2022) Finalmente se calculó el NPR con la multiplicación de criterios de severidad, ocurrencia y detección, los cuales fueron valorados según las tablas respectivas y totalizados en cada equipo. Y los resultados fueron: 66 Tabla 22: AMEF de Motor de Malacate. Equipo Motor de Malacate Brinda la Potencia necesaria para poner en funcionamiento el Función Marca CATERPILLAR Modelo C11 Fallas Funcionales Modo de Falla malacate. Efecto de Falla Sev Ocu Det RPN Acción a Tomar Responsable Reemplazo del No enciende el switch de 8 3 3 72 emergencia switch de Mecánico emergencia No se suministra la El malacate no puede Batería descargada carga necesaria realizar su función por para su fallas en el motor. funcionamiento, Reemplazo de 8 8 3 192 Mecánico batería o no enciende el motor. Fallas el arranque Reemplazo de 8 Fuente: La autora (2022) 3 5 120 Arranque Mecánico 67 Tabla 23: AMEF de Generadores. Equipo Generadores Marca CATERPILLAR Modelo C-9 y C-13 Fallas Funcionales Modo de Falla Función Efecto de Falla Falla en el eje rotor principal El generador no cumple su Parada por presencia de alto voltaje. Daños en los siguientes elementos: Estator principal, estator de excitatriz, rotor de excitatriz por fallas en el eje rotor principal Transforma energía mecánica en Eléctrica. Sev Ocu Det RPN Acción a Tomar Responsable 7 4 3 84 Reparación de eje de rotor Mecánico 5 3 6 90 preventivo a estopera Mecánico 4 2 4 32 Reemplazo Mecánico 6 3 5 90 Reemplazo Mecánico función Mantenimiento Fuga de aceite por estopera dañada Pérdida de hermeticidad Cortocircuito en los cables del capacitor Sobrecarga en el alternador por falla en los rodamientos Se generan aristas vivas en las paredes de los canales por la pérdida del material produciendo incisiones en la superficie del cable. Se presenta una rotación inadecuada que genera un déficit de funcionamiento en el alternador Fuente: La autora (2022). 68 Tabla 24: AMEF de Casa de Fuerza. Equipo Casa de Fuerza Marca S/I Modelo S/I Fallas Funcionales Modo de Falla Efecto de Falla Transmite energía eléctrica a otros accesorios del taladro que lo requieran. Función fallas eléctricas de los reflectores, Poca luminosidad en lampara Mar 800 y kit de vapor de el área limitando el sodio. uso de la Casa de Problemas de luminosidad y Sev Ocu Det RPN Acción a Tomar 4 8 2 64 elementos dañados Responsable Reemplazo de Mecánico Fuerza Potencia, produciendo cortos circuitos en la Casa de Fuerza que hacen deficiente su No permite recibir Daños en el receptáculo mismo funcionamiento. alimentación de 110 Reemplazo de 7 6 2 84 elementos dañados 7 6 2 84 elementos dañados Mecánico VAC Se generan aristas vivas en las paredes Corto circuito en los cables de los canales por la Reemplazo de pérdida del material produciendo incisiones en la superficie del cable. Fuente: La autora (2022) Mecánico 69 Tabla 25: AMEF de Motores de Generadores Equipo Motores de Generadores Marca CATERPILLAR Modelo C-9 y C-13 Fallas Funcionales Modo de Falla Efecto de Falla Sev Ocu Det RPN Acción a Tomar Responsable Falla del Generador por Produce desgaste 6 4 2 48 Reemplazo del Mecánico Rodamientos en el rodamiento, Función Brinda la Potencia necesaria para poner en funcionamiento de los generadores., Rodamiento. vibraciones y ruido. Los Generadores No reciben la potencia Desgastes de los Rodamientos suficiente para Transformar Sobrecarga del 6 4 4 96 motor Reemplazo de Mecánico Rodamientos energía mecánica en Eléctrica Fuga de aceite del motor por las Pérdida de estoperas hermeticidad Fallas en el radiador Sobrecalentamiento 5 3 6 90 Mantenimiento Mecánico preventivo a estopera. 8 del motor Fuente: La autora (2022) 4 6 192 Mantenimiento correctivo al radiador Mecánico 70 Tabla 26: AMEF de Motor de Bomba de Lodo Equipo Motor de Bomba de Lodo Marca XBSY Modelo YB2-2255-4 Fallas Funcionales Modo de Falla Brinda la Potencia necesaria para poner en funcionamiento de la Bomba de Lodo. Función Fallas en el Arranque del motor Efecto de Falla Sev Ocu Det RPN Acción a Tomar Responsable Paro del sistema 8 4 6 192 Mantenimiento Mecánico Correctivo La Bomba de Lodo no puede cumplir con su función, pues el motor presenta fallas. Fallas frecuentes en la batería. Paro del sistema 8 Fuente: La autora. (2022) 8 4 256 Reemplazo de Batería Mecánico 71 Actividad N°4: Analizar los Modos y Efectos de Fallas. El análisis de modos y efectos de falla realizado a los equipos del Sistema de Potencia del Taladro PRV-2, posibilitó conocer los parámetros de ocurrencia, severidad, detección, identificando las distintas acciones de mantenimiento que fueron usadas posteriormente para mitigar o eliminar la recurrencia de las fallas detectadas, predominantemente ocurridas en el Motor de la Bomba de Lodo. Las fallas con mayor número de prioridad de riesgo (NPR), es decir, que representan un alto riesgo de falla, fueron las causadas por fallas frecuentes en la batería del motor de bomba de lodo, seguido con NPR con valor de 192 en el mismo equipo debido a problemas con el arranque. Como consecuencia de lo anterior, notamos que solo un equipo, se encuentra con un alto riesgo de falla, que es el Motor de la Bomba de Lodo, por lo tanto, era fundamental realizarle mejoras operacionales para que se pudieran disminuir las fallas e incrementando la confiabilidad de la unidad. Objetivo 4: Efectuar un Plan de Mantenimiento al Sistema más crítico del taladro de Servicio a Pozos PRV-2. Tomando como base los resultados del análisis de criticidad y el AMEF, se elaboró el Plan de Mantenimiento de los equipos del sistema de potencia, por horas. Como se lleva en el departamento de Mantenimiento de la empresa PERFOROSVEN S.A, de Mantenimiento Preventivo, y por día, semana, mes y año, tareas de Mantenimiento Predictivo que mejoren o eviten las fallas funcionales determinadas en el AMEF y los resultados de las actividades fueron: 72 Actividad Nº1: Definir criterios de selección de tareas De cada causa se eligieron aquellas con Número prioritario de riesgo más alto (Causas vitales), y se tomaron en cuenta para emprender acciones que mejoren o eviten las fallas ocasionadas; y las de menor valoración (Causas triviales), se tomaron en cuenta para establecer acciones de control y evitar que se transforme en vitales. De todos los equipos del sistema de potencia, se respetó el Plan de Mantenimiento Preventivo de la Empresa Perforosven S.A, el cual es en términos generales, el siguiente: 73 Tabla 27: Plan de Mantenimiento de motores. PLAN DE MANTENIMIENTO DE MOTORES Frecuencia Componente Motores Diesel 250hr 500hr 1000hr Sacar fuera de servicio el equipo: Drenar Aceite del Motor, Cambiar aceite del Motor, Realizar servicio al filtro de aire Limpiar/Cambiar, Verificar nivel de refrigerante en tanque de expansión o radiador, Reemplazar filtros de aceite, Mecánico Reemplazo de filtros de gasoil, Purgar porta filtro de gasoil, Realizar limpieza Básico del filtro del respiradero, Inspeccionar motor de arranque, Servicio de engrase, Realizar limpieza externa del motor y panel de radiador. Encender el motor: Inspección de los parámetros de funcionamiento, Verificar Vibraciones y ruidos. Sacar fuera de servicio el equipo: Agregar aceite al motor, Inspeccionar correas del ventilador, Realizar limpieza al matachispa, Inspeccionar Mecánico Turbocompresor, Inspeccionar Bomba de agua, Realizar limpieza externa del Básico motor y panel de radiador. Encender el motor: Inspección de los parámetros de funcionamiento, Verificar Vibraciones y ruidos. Sacar fuera de servicio el equipo Verificar funcionamiento de las paradas automáticas del motor. Mecánico Encender el motor: Inspección de los parámetros de funcionamiento, Verificar Básico Vibraciones y ruidos. 3000hr 10000hr 74 PLAN DE MANTENIMIENTO Frecuencia Componente Motores Diesel 250hr 500hr 1000hr 3000hr 10000hr Sacar fuera de servicio el equipo Limpiar/Probar el núcleo del Post-enfriador Inspeccionar amortiguador de vibraciones del cigüeñal Inspeccionar/Ajustar inyectores Comprobar / Limpiar / Calibrar sensor de velocidad y sensor de sincronización Mecánico del motor. intermedio Calibrar válvulas de admisión y escape del motor. Reemplazar/Agregar refrigerante o prolongador en sistema de enfriamiento del motor. Reemplazar termostato del agua del sistema de enfriamiento. Encender el motor. Encender el motor: Inspección de los parámetros de funcionamiento, Verificar Vibraciones y ruidos. Verificar funcionamiento de las paradas automáticas del motor. Mantenimiento Mayor a Motor (Overhaul). Fuente: PERFOROSVEN S.A (2022). Mecánico Mayor 75 Tabla 28: Plan de Mantenimiento de Generadores. PLAN DE MANTENIMIENTO Frecuencia Componente Generadores 250hr 500hr 1000hr Sacar fuera de servicio el equipo; Verificar condiciones físicas del equipo; Verificar corrosión; Verificar tornillos de la base Verificar obstrucción en rejillas de enfriamiento Eléctrico Chequear la protección de los cables de salida básico Revisar sello y tornillos de la caja de conexiones Verificar conectores CBG de los cables de salida. Chequear conexión a tierra. Verificar el buen funcionamiento del equipo. Sacar fuera de servicio el equipo. Verificar condiciones físicas del equipo. Verificar corrosión Verificar tornillos de la base Verificar obstrucción en rejillas de enfriamiento Chequear la protección de los cables de salida Eléctrico Verificar conectores CBG de los cables de salida. intermedio Chequear conexión a tierra. Realizar servicio a cajera de conexiones. Realizar servicio a excitatriz y estator. Medir aislamiento Engrasar equipo. Realizar servicio a actuador (si aplica) Realizar servicio a sensor de velocidad (si posee) Reparación General de Generador Fuente: PERFOROSVEN S.A (2022). Mecánico Mayor 3000hr 10000hr 76 Tabla 29: Plan de Mantenimiento de Casa de Fuerza. PLAN DE MANTENIMIENTO Frecuencia Componente Generadores 250hr 500hr Chequeo del tablero de interruptores/ tablero de distribución Chequear atascamiento en contactores. Eléctrico Accionar los breakers para evitar atascamientos. básico Chequear borneras para evitar sulfatacion por inactividad. Chequeo eléctrico del tablero de interruptores/ tablero de distribución Chequear ajuste en conexiones. Eléctrico Chequear contactores. básico Chequear solturas en los tornillos y cables de contactores. Chequear lámparas de señalización (si aplica). Probar el relay térmico (si aplica) Fuente: PERFOROSVEN S.A. (2022). 1000hr 3000hr 10000hr 77 Actividad N°2: Elaborar actividades de mejora del plan de mantenimiento. En las tablas que se presentaran a continuación se describe el plan de mejora de Mantenimiento Predictivo para cada uno de los equipos que se obtuvieron como críticos, y se incluyen pruebas especiales que serán llevadas a cabo fuera de la empresa y que buscan prevenir fallas en las causas vitales, y otras tareas básicas muy sencillas para controlar que las causas triviales se conviertan en vitales. La estructura del plan de mantenimiento tiene como características principales la descripción de la actividad, el tipo de mantenimiento que se realizara, la persona encargada de realizar la actividad, la frecuencia o el intervalo de tiempo con la que se debe realizar la actividad, los parámetros limites que puede tener y las observaciones que se deban tener en cada actividad. 78 Tabla 30: Plan de mejora del Motor de Malacate. Nombre Plan de Mejora del Motor de Malacate Marca CATERPILLAR N° Actividades 8 Modelo C-15 N° Actividad AMEF Descripción Personal Frecuencia Parámetro Examinar interruptor del switch Mecánico Semanal Visualización subjetiva Revisiones periódicas al selenoide del switch Mecánico Semanal Visualización subjetiva Desconectar baterías cuando se haga mantenimiento o se dé servicio al sistema eléctrico. Mecánico Mensual - 4 Desconecte los cables a tierra una vez apagado el equipo. Mecánico Mensual - 5 Recubra los cables con cinta aislante para impedir las chispas Mecánico Mensual - Apretar las conexiones sueltas antes y después de su uso Mecánico Mensual - 7 Inspeccionar rodamientos en caso de vibración o ruido Mecánico Mensual Audición subjetiva 8 Realizar prueba de bobinado del motor. Mecánico Mensual Frecuencia fundamental de la máquina 1 No enciende el switch Observaciones de emergencia 2 3 Batería descargada 6 No funciona el arranque Fuente: La autora (2022). Este equipo debe presentar problemas en el sistema de arranque y carga puesto que en un año se cambiaron dos veces las baterías y el switch y el arranque. 79 Tabla 31: Plan de mejora de los Generadores. Nombre Generadores Marca CATERPILLAR N° Actividades 11 Modelo C-9 y c-13 N° Actividad 1 2 3 4 5 6 AMEF Parada por presencia de alto voltaje por falla en el eje rotor principal Daños en los siguientes elementos: Estator principal, estator de excitatriz, rotor de excitatriz por fallas en el eje rotor principal Fuga de aceite por estopera dañada 7 8 Cortocircuito en los cables del capacitor 9 10 11 Sobrecarga en el alternador por falla en los rodamientos Descripción Personal Frecuencia Parámetro Observar ruidos o vibraciones anormales Mecánico Cada vez que se ponga en funcionamiento Tensión Medición de aislación Mecánico Semanal Temperatura y humedad Limpieza externa del dispositivo. Ayudante Mecánico Antes y después de ponerlo en marcha Eliminar suciedad y partículas Comprobar el estado de la ventilación y el calentamiento. Mecánico Diariamente. Temperatura. Verificación y ajustes de correas auxiliares Mecánico Mensual - Verificar si cuenta con suficiente lubricación Mecánico Diariamente Lubricante Verificar el estado de la lubricación y los cojinetes. Mecánico Mensual Lubricante Cambiar los ductos una vez al año. Mecánico Anual - Inspección del sistema de refrigeración Mecánico Trimestral Visualización subjetiva Realizar una limpieza interior para eliminar partículas Ayudante Mecánico Anual Eliminar suciedad y partículas Reemplazar escobillas y comprobar su estado de deterioro Mecánico Anual - Fuente: La autora (2022). Observaciones La medición de la resistencia del aislamiento permite detectar los daños invisibles de los cables y de la instalación por daños mecánicos del cable, humedad y suciedad. 80 Tabla 32: Plan de Mejora de la Casa de Fuerza. Nombre Casa de Fuerza Marca S/I N° Actividades 8 Modelo S/I N° Actividad AMEF 1 2 3 4 5 Deficiente Iluminosidad del area, por fallas eléctricas de los reflectores, lampara Mar 800 y kit de vapor de sodio El receptáculo no emite Potencia 110 VAC por daño en el punto caliente y en el receptáculo mismo 6 7 8 Corto circuito en los cables Descripción Personal Frecuencia Parámetro Inspección de la iluminación Ayudante Mecánico Diariamente. Visualización subjetiva Inspección del sistema de enfriamiento Mecánico Trimestral Probar el equipo Inspección de sistema turbocargador Mecánico Trimestral Probar el equipo Revisión del sistema de Combustible Mecánico Mensual Probar el equipo Realizar Corte de aire de emergencia. Mecánico Semestral Probar el equipo Inspección de las empaquetaduras terminales de los cables Ayudante mecánico Mensual. Probar el equipo. Inspección del aislamiento térmico Mecánico Mensual Visualización subjetiva Detectores de fuego Mecánico Mensual Probar el equipo Fuente: La autora (2022). Observaciones La casa de Fuerza requiere inspecciones de todos los ítems y actividades a realizar. 81 Tabla 33: Plan de Mejora de los Motores de los Generadores. Nombre Motores de Generadores Marca CATERPILLAR N° Actividades 9 Modelo C-9 y C-13 N° Actividad AMEF Descripción Personal Frecuencia Parámetro 1 Falla del Generador por Rodamientos Observar ruidos anormales, vibraciones, roces Ayudante mecánico Diario Audición subjetiva. Observar aspectos de colector, así como escobillas. Ayudante mecánico Mensual Observar el estado de los cojinetes Mecánico Mensual. Análisis de Aceite Mecánico Semestral Lubricante 5 Revisiones de pérdidas de aceite Ayudante mecánico semanal Lubricante 6 Análisis de vibraciones Mecánico Semestral Revisión de niveles y fugas Mecánico Cada 1000 horas 8 Comprobar el estado de la ventilación y el calentamiento Ayudante Mecánico Diario. 9 Comprobar cargas con los aparatos de medición Mecánico Mensual 2 3 4 7 Desgastes de los Rodamientos Fuga de aceite del motor por las estoperas Sobrecalentamiento del motor por fallas del radiador Fuente: La autora (2022). Observaciones Minimizar al máximo el polvo y la suciedad en los dispositivos de seguridad, las rendijas de ventilación y la carcasa del motor. Almacenar el generador en un espacio seco y protegido del polvo o suciedad. 82 Tabla 34: Plan de Mejora del Motor de la bomba de lodo. Nombre Motor de Bomba de lodo Marca XBSY N° Actividades 9 Modelo YB2-2255-4 N° Actividad AMEF 1 2 3 Fallas en el Arranque del motor. 4 Descripción Frecuencia Parámetro Análisis Vibraciones Semestral - Pruebas de Ultrasonido Semestral - Mecánico Mensual - Mecánico Mensual Audición subjetiva Apretar las conexiones sueltas antes y después de su uso Inspeccionar rodamientos en caso de vibración o ruido Personal 5 Realizar prueba de bobinado del motor. Mecánico Mensual Frecuencia fundamental de la máquina 6 Desconectar baterías cuando se haga mantenimiento o se dé servicio al sistema eléctrico. Mecánico Mensual - 7 Desconecte los cables a tierra una vez apagado el equipo. Mecánico Mensual - 8 Recubra los cables con cinta aislante para impedir las chispas Mecánico Mensual - Reemplazo frecuente de la batería. Fuente: La autora (202 Observaciones El análisis de vibraciones y las pruebas de ultrasonido son sugeridas por la recurrencia de falla en las baterías del equipo que meritaron el reemplazo en varias oportunidades 83 Actividad N°3: Elaborar Estudio Económico. Este estudio se realizó mediante un estimado de presupuesto, tomando en cuenta aquellas actividades sugeridas que no se llevan a cabo dentro de la empresa. Se utilizó la técnica del Valor Actual Neto, y el B/C para demostrar la factibilidad económica del plan. A continuación, en la tabla 35 se presentan los costos de mantenimiento de la propuesta presentada de Mantenimiento del sistema de potencia del taladro PRV-2. Tabla 35: Presupuesto del Plan de Mantenimiento Propuesto. Costo de Equipos Mantenimiento Propuesta Motor de 120.000 Bs D Malacate Motores de 58.195,65 Bs D Generadores Generadores 80.000 Bs D Casa de Fuerza 90.000 Bs D Motor de Bomba 150.000 Bs D de Lodo Total 498,195,65 Bs D Fuente: La autora (2022) 84 Actividad N°4: Calcular la Relación Beneficio Costo. A fin de calcular la relación Beneficio sobre Costo, se calculó el Valor Actual Neto (VAN), siendo necesario realizar estimaciones como la tasa inflacionaria promedio haciendo una proyección lineal por cinco años de la siguiente manera como una tasa progresiva, siendo este el Flujo Neto de Efectivo (FNE): Tabla 36: Flujo Neto de Efectivo. Año 2023 2024 (5%) 2025 (10%) 2026 (15%) 2027 (20%) Inflación 172089,38 302374,16 498234,98 752858,15 1.118.194,16 Fuente: La autora. (2022) Se calculó el Flujo Actual Neto, también proyectado a cinco años: Tabla 37: Cálculo de Flujo Actual Neto. Año Flujo Actual Neto Calculo Flujo Actual Neto Proyectado 2022 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 𝐹𝐴𝑁 ∗ (1 + 𝐼)0 𝐹𝐴𝑁𝑃 = −498.195,65 ∗ (1 + 0)0 -498.195,65 2023 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 𝐹𝐴𝑁 ∗ (1 + 𝐼)1 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 172.089,38 ∗ (1 + 5%)1 163.894.65 Bs D 2024 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 𝐹𝐴𝑁 ∗ (1 + 𝐼)2 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 302.374,16 ∗ (1 + 5%)2 274.262,28 Bs D 2025 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 𝐹𝐴𝑁 ∗ (1 + 𝐼)3 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 498.234,98 ∗ (1 + 5%)3 460.394,11 Bs D 2026 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 𝐹𝐴𝑁 ∗ (1 + 𝐼)4 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 752.858,15 ∗ (1 + 5%)4 619.378,65 Bs D 2027 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 𝐹𝐴𝑁 ∗ (1 + 𝐼)4 𝐹𝐴𝑁𝑃 = 1.118.194,16 ∗ (1 + 5%)5 876.134,38 Bs D 85 Fuente: La autora (2022). Para determinar el VAN. 𝑉𝐴𝑁 = 𝑉𝐴𝑁 = 172.089,38 (1 + 5%)1 + 302.374,16 2 (1 + 5%) ∑ 𝐹𝐴𝑁 − 𝐼0 (1 + 𝐼)𝑛 + 498.234,98 3 (1 + 5%) + 752.858,15 4 (1 + 5%) + 1.118.194,16 (1 + 5%)5 − 498.195,65 En base a los criterios de aceptación del plan propuesto, el proyecto es factible, y genera una ganancia de: 𝑽𝑨𝑵 = 1.865.868,03 𝐵𝑠 𝐷 Según los indicadores de VAN, el proyecto es viable cuando VAN > 0, en este caso el resultado fue mayor a cero. Con esto y el presupuesto estimado de la propuesta, se calculó el B/C de la siguiente manera: 𝐵 = 𝑉𝐴𝑁/𝑉𝐴𝐶 𝐶 𝐵/𝐶 = 1.865.868,03 = 3,74 498.195,65 86 Cuando la relación costo beneficio es mayor a 1 (B/C > 1) representa que el proyecto es factible. En este caso, cada Bolívar invertido genera una ganancia de 3,74 Bs D y al ser mayor que 1 resulta rentable. Actividad N°5: Realizar un análisis de la sensibilidad. Para realizar esta actividad se calculó el valor presente del proyecto, así como la TMAR variable con años fijos y la TMAR fija con años variables, luego se realizó la comparación del valor presente con TMAR variable y fija, con la finalidad de calcular y mejorar las estimaciones iniciales del proyecto en el caso de que esas variables llegaran a cambiar o existieran errores de apreciación por parte del equipo natural de trabajo. El análisis de sensibilidad arroja la aproximación de riesgo de la inversión, ya que identifica aquellos elementos que son más sensibles ante una variación. Cálculo del Valor Presente El Valor Presente se calculó mediante la siguiente fórmula: VP𝑇𝑀𝐴𝑅 = − Inv Inicial + FNE (P/A, %, N) La relación del valor presente (VP) se aplicó a cada una de las variaciones de la TMAR y de los años (n). Luego, se estableció un nivel probable de variación de la TMAR entre 10 % y 30%, en un periodo de 5 años y los resultados se presentan en la siguiente tabla: 87 Tabla N°38: Periodo fijo Vs TMAR Variable. Inv. TMAR Años Inicial (Bs.) FNE (Bs.) P/A TMAR vs VP 10% -498.196 568.750 3,7908 1.657.823 15% -498.196 568.750 3,3522 1.408.368 -498.196 568.750 2,9906 1.202.708 25% -498.196 568.750 2,6893 1.031.343 30% -498.196 568.750 2,4356 887.052 20% 5 Fuente: La autora (2022) VP10% = − 498.196 + 568.750 (P/A, 10%, 5) VP10% = − 498.196 + 568.750 (3,7908) VP10% = − 498.196 + 2.156.018 𝐕𝐏𝟏𝟎% = 𝟏. 𝟔𝟓𝟕. 𝟖𝟐𝟑 𝐁𝐬. 𝐃 VP15% = − 498.196 + 568.750 (P/A, 15%, 5) VP15% = − 498.196 + 568.750 (3,3522) VP15% = − 498.196 + 1.906.564 𝐕𝐏𝟏𝟓% = 𝟏. 𝟒𝟎𝟖. 𝟑𝟔𝟖 𝐁𝐬. 𝐃 VP20% = − 498.196 + 568.750 (P/A, 25%, 5) VP20% = − 498.196 + 568.750 (2,9906) VP20% = − 498.196 + 1.700.904 𝐕𝐏𝟐𝟎% = 𝟏. 𝟐𝟎𝟐. 𝟕𝟎𝟖 𝐁𝐬. 𝐃 88 VP25% = − 498.196 + 568.750 (P/A, 35%, 5) VP25% = − 498.196 + 568.750 (2,6893) VP25% = − 498.196 + 1.529.539 𝐕𝐏𝟐𝟓% = 𝟏. 𝟎𝟑𝟏. 𝟑𝟒𝟑 𝐁𝐬. 𝐃 VP30% = − 498.196 + 568.750 (P/A, 45%, 5) VP30% = − 498.196 + 568.750 (2,4356) VP30% = − 498.196 + 1.385.248 𝐕𝐏𝟑𝟎% = 𝟖𝟖𝟕. 𝟎𝟓𝟐 𝐁𝐬. 𝐃 Luego se variaron los años para realizar el análisis de sensibilidad, determinado nuevos valores y se dejó la TMAR fija de 20%. Para fundamentar este cálculo se aplicó la siguiente ecuación: VP𝑇𝑀𝐴𝑅 = − Inv. Inicial + FNE (P/A, %, N) Se fija un rango de periodos de 2, 4, 6, 8 y 10 años como parámetros de variación, mostrándose los resultados en la tabla 31. VP Vs N Variable. 89 Tabla 34: Periodo Variable Vs TMAR Fija. Inv TMAR Años Inicial (Bs.) 20% FNE (Bs.) P/A VP vs N 1 -498.196 568.750 0,8333 24.256 2 -498.196 568.750 1,5278 370.740 3 -498.196 568.750 2,1065 699.876 4 -498.196 568.750 2,5887 974.127 5 -498.196 568.750 2,9906 1.202.708 Fuente: La autora (2022) VP1 = − 498.196 + 568.750(P/A, 30%, 2) VP1 = − 498.196 + 568.750 (0,8333) VP1 = − 498.196 + 522.452 𝐕𝐏𝟏 = 𝟐𝟒. 𝟐𝟓𝟔 𝐁𝐬. 𝐃 VP2 = − 498.196 + 568.750 (P/A, 30%, 4) VP2 = − 498.196 + 568.750(1,5278) VP2 = − 498.196 + 868.936 𝐕𝐏𝟐 = 𝟑𝟕𝟎. 𝟕𝟒𝟎 𝐁𝐬. 𝐃 VP3 = − 498.196 + 568.750 (P/A, 30%, 6) VP3 = − 498.196 + 568.750 (2,1065) VP3 = − 498.196 + 1.198.072 𝐕𝐏𝟑 = 𝟔𝟗𝟗. 𝟖𝟕𝟔 𝐁𝐬. 𝐃 VP4 = − 498.196 + 568.750 (P/A, 30%, 8) 90 VP4 = − 498.196 + 568.750 (2,5887) VP4 = − 498.196 + 1.472.323 𝐕𝐏𝟒 = 𝟗𝟕𝟒. 𝟏𝟐𝟕 𝐁𝐬. 𝐃 VP5 = − 498.196 + 568.750 (P/A, 30%, 10) VP5 = − 498.196 + 568.750 (2,9906) VP5 = − 498.196 + 1.700.904 𝐕𝐏𝟓 = 𝟏. 𝟐𝟎𝟐. 𝟕𝟎𝟖 𝐁𝐬. 𝐃 Cuando la TMAR es constante y los años se incrementan en el tiempo el VPN tiende a fortalecer su valor, es decir que el dinero se fortalecerá en el tiempo; por consiguiente, el proyecto presentará beneficios futuros. A continuación, se presentan gráficamente los valores calculados Gráfico 6: Análisis de Sensibilidad. Análisis de Sensibilidad 1200000 1000000 VP (Bs.D) 800000 600000 400000 200000 0 10 1 (10%) 15 N 2 (15%) 20 TMAR Variable 3 (20%) 25 TMAR Fija 4 (25%) Fuente: La autora (2022) 5 (30%) 30 91 En el gráfica se muestra una inflexión entre el VPN y la TMAR apreciándose un punto de equilibrio en el año tres (3) con una TMAR del 20% donde se recupera la inversión inicial del proyecto y una pendiente ascendente para todos los valores donde se comienza a obtener ganancia y una descendente formada por una tendencia negativa la cual determinará la sensibilidad del proyecto a partir del año cinco (5) con una TMAR del 30%, aproximadamente el riesgo ocurre en el año 8, por tal motivo se hace necesario tomar medidas estratégicas para prevenir posibles riesgos económicos. 92 Conclusiones • El Taladro PRV-2 está estructurado en cinco (5) sistemas principales, que son, el sistema de Sistema de Potencia, Sistema de Izamiento. Sistema de Seguridad, Sistema de circulación, Sistema de Rotación. A los cuales se le sigue un mantenimiento preventivo y correctivo y su rapidez de respuesta en caso de fallas varía de rápida a moderada dependiendo del stock en almacén. Los indicadores de Gestión de Mantenimiento del taladro presentan un 91,406% de disponibilidad y 78,74% de Confiabilidad en un día. • A través del análisis de criticidad se logró jerarquizar los sistemas del taladro PRV-2, siendo el sistema de potencia el más crítico, con una criticidad total de 144 puntos. Los equipos que constituyen el sistema de potencia son: Motor de bomba de lodo, Motor de Malacate, Motores de generador, Casa de fuerza, y los Generadores. • El Análisis de Modos y Efectos de Falla realizado a los equipos del Sistema de Potencia del Taladro PRV-2, determinó que las fallas con mayor número de prioridad de riesgo (NPR), fueron las causadas por fallas frecuentes en el motor de bomba de lodo con un NPR de 256, por lo cual es fundamental realizarle mejoras operacionales para que se pudieran disminuir las fallas e incrementar la confiabilidad de la unidad. • El plan de Mantenimiento propuesto es rentable, siendo su relación Beneficio Costo de 3,74 Bs D, (cuando B/C > 1 el proyecto es factible). Y en el análisis de sensibilidad se demostró que la inversión sería recuperada en el año 3. 93 Recomendaciones. • Aplicar las mejores de Mantenimiento Propuestas en el presente trabajo de Informe de Pasantía a los equipos críticos del Sistema de Potencia del taladro PRV-2. • A fin de mejorar la gestión de Mantenimiento y tener un mayor control de las tareas se recomienda la modernización del software utilizado (Microsoft Excel) en un programa informático de mantenimiento preventivo, a fin de agilizar los flujos de trabajo, aumentar la productividad y aprovechar al máximo el ciclo de vida de los activos. • Realizar actualizaciones frecuentes del inventario de cada taladro, para así evitar incongruencias entre la base de datos de la oficina del Dpto. de Mantenimiento y los equipos que se encuentran en los taladros. • Hacer actualizaciones periódicas al plan de mantenimiento, en miras de ingresar nuevos equipos o nuevas posibles fallas funcionales y así no dejar que caiga en obsolescencia el implementado plan. • Al efectuarse modificaciones al plan de Mantenimiento planteado se sugiere utilizar técnicas de valoración económica para constatar que dichos cambios son económicamente rentables. 94 Bibliografía Baldin A (1982). Manual de mantenimiento de instalaciones industriales. Barcelona. España. Editorial Gustavo Pili, S. A. Baumester T,. Avallone E y Baumester T III, (1978). Mark’s Standard Handbook for Mechanical Engineers. Eighth Edition. New York, U.S.A. McGrawHill Book Company. Drucker, P. (1999). Gerencia del Siglo XXI. Bogotá, Colombia. Editorial Norma Foncied (2001). El Pozo Ilustrado. 5ta Edición. Caracas. Fondo Editorial del Centro Internacional de Educación y Desarrollo Hernández S., Fernández C. y Baptista L. (2001). Metodología de la Investigación. México. Editorial McGraw-Hill Mobley, R. K. (Ed). (2008). Maintenance Engineering Handbook. Nueva York, Estados Unidos. McGraw Hill. Naranjo M (2018) “Proyecto de Diseño de un Plan de Mantenimiento de Tanques de Almacenamiento: Techo de Domo Geodésico.” Trabajo de Grado, Ingeniería Industrial. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador. Parra C y Crespo A (2012) técnicas de mantenimiento y fiabilidad en el proceso de gestión. Sevilla, España. Petróleos de Venezuela S.A. PDVSA. (2004). Guía para Evaluar el Sistema de Control Interno. Caracas Venezuela. 95 Rivas E. (1979) Estadística General. Sexta Edición. Universidad Central de Venezuela. Ediciones de la Biblioteca. Caracas, Venezuela. Rojas, J. (2020) “Optimización de mantenimiento preventivo en equipos eléctricos de planta concentradora de minerales número 2 de Sociedad Minera Cerro Verde S.A.A.” Trabajo de Grado, Ingeniería Industrial, Escuela Académico Profesional de Ingeniería Industrial, Universidad Continental, Arequipa, Perú. Tamayo M y Tamayo (1997) Metodología formal de la investigación científica. 2da Edición. Mexico. Editorial Limusa. 96 Anexos Anexo A (Historiales). Para la búsqueda de información sobre ordenes de mantenimiento del taladro PRV-2, se analizaron carpetas, actividades e inspecciones personales sobre el taladro desmontado. Carpetas de reportes y órdenes de mantenimiento del taladro PRV-2. 97 Orden de Trabajo de Malacate 98 Orden de Trabajo de BOP de Cabilla 99 Orden de Trabajo de Bomba de Lodo 100 Anexo B (Planes de Mantenimiento Preventivo llevados por la empresa) Plan de Mantenimiento Preventivo (Bomba de Lodo) 101 Mantenimiento de (Malacate) 102 Anexo C (Componentes del Taladro PRV-2) Choke Manifold Llave de Tubería Bomba de Lodo y su Motor 103 BOP Doble Casa de Fuerza desde el exterior. Casa de Fuerza desde el interior. 104 Generadores. Interior del Generador Rig Carrier o Hoist
