TECNOLOGIA EFICIENTE Y ECONOMICA PARA EL BOMBEO DE CRUDO PESADO EN OLEODUCTOS Ing. Manuel Giménez P. Trienergy S.A. (4284266) Lider Tècnico de Proyectos (315-371-1997) m.gimenez@grupotrienergy.com Junio 28,2017
BOMBEO EFICIENTE DE CRUDO PESADO EN OLEODUCTOS Agenda 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Tendencias recientes Concepto Tecnológico: Bombas de Tres Tornillos Impacto de la mayor Viscosidad Desempeño comparativo en un Oleoducto de Crudo Viscoso Impacto de la Confiabilidad Impacto del TCO Analisis del TCO Comparado Impacto en el Ambiente Ejemplos Sumario
Secciรณn 1
โ ข Tendencias Recientes
Produccion de Crudo KBPD 1200
1000
800
600
400
200
0 2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
Tendencias: • • • •
Más producción asociada a Crudos Pesados (55%). Incremento en Viscosidad del crudo (600 Cstk). Cambio en la Hidraúlica de los Oleoductos (Fricción) Mayor sensibilidad al Costo de Transporte (hasta 50%)
Red de Oleoductos
Paradigmas del Cambio
• Muchos de nuestros Oleoductos fueron concebidos para manejar Crudos Livianos. • El uso de diluyentes como alternativa es costoso. • Hay poca divulgación sobre Tecnologías Alternas de Bombeo. • El Costo de la Energía deja de ser Irrelevante • El TCO gana como Criterio para la selección de los equipos de bombeo
• El Costo Ambiental ya no es simple retórica
Hay que responder a:
• Cómo Reducir el Costo de bombeo en los oleoductos existentes • Cómo Reducir/Eliminar el sobrecosto de los Diluyentes • Cómo Mantener/Mejorar la Confiabilidad de la red existente • Cómo Usar a su Máxima Capacidad los oleoductos existentes • Cómo Aplicar esto en el diseño de los Futuros oleoductos
• Cómo Reducir el Impacto Ambiental
Estructura Actual del Costo de Bombeo:
Costo Medio de Bombeo por Barril (USD 7.80) Mantenimiento 0,30% (Solo Bombas) Energia 3,00%
Otros OPEX 70,20%
Diluyentes 26,50%
Componente del Costo
Ahorro por Mejora Tecnológica
Mantenimiento
Probable
Energía
Posible
Diluyentes
Posible
Otros
Improbable
Oleoducto para 350,000 BPD (3) Estaciones – (4+1) Unidades/Estación Fuente: Varios – Prensa, Jornadas ACIEM 2014
Una tecnología de Bombeo diferente:
• Para bombear altas viscosidades naturalmente. Hasta 5,000 Cstk. sin diluyentes. • Manejando presiones hasta 2200 psi con Crudos Viscosos y flujos hasta 85 KBPD por bomba. • Con Alta Eficiencia para Menor consumo de Energía que en las otras tecnologías de bombeo. • Desempeño Predecible en instalaciones con bombas múltiples. • Confiabilidad comparable o mejor a las de otras tecnologías de bombeo. • Bajas frecuencias y costos de mantenimiento. Largos Ciclos de Vida. • Servicio con bajo Nivel de Especialización, inferior al requerido por otras tecnologías.
Secciรณn 2
โ ข Bombas de Tres Tornillos (Concepto Tecnolรณgico)
Funcionamiento
1.
El fluido entra a la bomba por efecto de la diferencia de presión creada en la cámara posterior de los tornillos (Lado de succión);
2.
El fluido llena los espacios que quedan entre el fondo de los tornillos y las superficie de las carcazas en donde están las perforaciones que las alojan
3.
A medida que avanza por efecto del movimiento, el fluido aumenta su presión con cada giro de los tornillos
4.
Finalmente al llegar al extremo de descarga, el fluido abandona la bomba con la presión de descarga que le pide el sistema hidraúlico
Características
• Solo 3 piezas móviles
Succión
• (1) Tornillo de Potencia • (2) Tornillos Flotantes
• Balances Internos
Descarga
• Hidrodinámicos (Flotación) • Hidrostáticos (Equilibrio)
• Otras Piezas para Servicio: • (1) Rodamiento HD • (1) Sello Mecánico Direccion del Fluido
Balance Radial (Hidrodinámico)
Sentido de Rotacion
2
1 Las películas de fluido desarrollan fuerzas hidrodinámicas sobre los rotores y los mantienen girando sin contacto entre ellos o las carcazas. (Puntos A y B)
A B C
A
C
B
Pelicula de Fluido A
Carcaza de Rotores
A
La simetría de los rotores produce fuerzas iguales y opuestas sobre el Rotor de Potencia manteniendo un contacto de rodadura virtual con los Rotores Flotantes. (Puntos C)
Principio Hidrodinámico
Un Cojinete de Longitud Infinita: L = f (Presión, Area, Fricción) E = Excentricidad del Eje & Cojinete
“Aplicación de la Capa Límite”
Fortaleza de L es función del Indice de Sommerfeld S: K = Constantes de Diseño D = Diámetro del Eje
Aplicación del Principio Hidrodinámico La Aplicación correcta de la Tecnología requiere maximizar el valor de S Variable
Impacto
Viscosidad
S aumenta con la viscosidad
RPM
S aumenta con las RPM (Flujo)
Presión
S disminuye con el aumento de la presion diferencial.
K, E, D
Caracteristicas Dimensionales propias del diseño del fabricante
Una buena Aplicación requiere Operar siempre con S > Valor de Diseño
Balance Axial (Hidrostático)
Rotación Horaria
Pistón de Balance
Placas de Balance
(Rotor de Potencia)
(Rotores Flotantes)
Zona deBaja Presión
Zona de AltaPresión
Zona deBaja Presión
(Presión de Succión)
(Presión de Descarga)
(Presión de Succión)
FLUJO
Fuerzas Iguales y Opuestas (Presión x Area)
Fuerzas Iguales y Opuestas (Presión x Area)
DesempeĂąo (1): 100
Flujo y PresiĂłn
Teorico 90
El deslizamiento aumenta cuando: 1. Aumenta la PresiĂłn 2. Disminuye la Viscosidad 3. Existe Desgaste
80
Baja Viscosidad 70
CAUDAL - GPM
En Bombas de Desplazamiento Positivo: 1. Flujo aumenta con las RPM 2. Existe un deslizamiento
Alta Viscosidad
60
50
40
30
đ??¸đ?‘“. đ?‘‰đ?‘œđ?‘™đ?‘˘đ?‘šĂŠđ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘Ž = 1 −
đ??ˇđ?‘’đ?‘ đ?‘™đ?‘–đ?‘§đ?‘Žđ?‘šđ?‘–đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘œ đ?‘‰đ?‘œđ?‘™đ?‘˘đ?‘šđ?‘’đ?‘› đ?‘‡đ?‘’Ăłđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?đ?‘œ
20
0
10
20
30
40 50 60 70 PRESION DIFERENCIAL - PSI
80
90
100
DesempeĂąo (2): BHP 4500
Potencia Requerida:
đ??ľđ??ťđ?‘ƒ = đ??ľđ??ťđ?‘ƒ đ??ťđ?‘–đ?‘‘đ?‘&#x;. +đ??ľđ??ťđ?‘ƒ đ??šđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘?.
Deslizamiento [GPM]
En Bombas de Desplazamiento Positivo:
Alta Viscosidad
Potencia Requerida
3000
Baja Viscosidad
1500
FricciĂłn
La FricciĂłn aumenta cuando: 1. Aumenta la Viscosidad 2. Aumentan las RPM (Flujo)
Potencia Hidraulica
0
300
600
900
1200
1500
1800
PresiĂłn Diferencial [PSI]
2100
Desempeño (3):
100%
En Bombas de Desplazamiento Positivo:
90%
[GPM] Deslizamiento % Eficiencia Total
Eficiencia:
80%
70%
1. La Eficiencia Volumétrica aumenta con la viscosidad 2. La Eficiencia Mecánica se reduce con la mayor fricción.
60%
50%
0
300
600
900
1200
1500
Viscosidad [Cstk]
1800
2100
DesempeĂąo (4): NPIR [Psi]
Equivale al NPSHr usado en bombas centrifugas. Define las condiciones que debe tener el fluido para entrar en la bomba por el lado de succiĂłn
El NIPR aumenta con: 1. RPM (afecta la velocidad axial del fluido) 2. Viscosidad (tiempo de llenar cavidades) NPSHr = Net Positive Suction Head required NIPR = Net Inlet Pressure required
100
Vel. 2 > Vel. 1
50
Deslizamiento [GPM]
El NIPR
20
15
10 Velocidad Axial 2
5 Velocidad Axial 1
0
300
600
900
1200
1500
Viscosidad [Cstk]
1800
2100
Otras Características
• • • • • •
Diseño y Construcción simples Virtualmente libres de Mantenimiento Rutinario No requieren Herramientas de Servicio Especial Un técnico puede ensamblarlas “intuitivamente” Servicio y Reparación pueden hacerse en el Sitio Un solo sello mecánico simple
Otras Ventajas
• • • • • • • • •
Versatiles: Un equipo, distintos fluidos Indiferentes a los cambios de gravedad especifica Estabilidad: Flujos estables y predecibles bajo cualquier presión Operación en paralelo con menor reducción de flujo Optima relación Potencia vs Densidad Compactas: Bajo “footprint” para Instalaciones más económicas Gran eficiencia: Mejores a mayor viscosidad. Motores de menos HP Bajo NPSHr Larga Vida Util
Sección 3
• Bombas Centrífugas con Fluidos Viscosos (Comportamiento)
Funcionamiento
• Cada etapa se comporta como una bomba. • Operan como bombas en serie: • Mueven el mismo caudal a traves de cada etapa • Incrementan el mismo diferencial de presión en cada etapa
Bombas Centrífugas en Oleoductos
• El tipo más conocido: • ¾ de los fluidos son acuosos • Son standard en pensums de Ingenieria
• El flujo y la presión que transmiten al fluido varían. • Alta eficiecia manejando fluidos livianos y no viscosos.
Desempeño de las Bombas Centrífugas 120%
D3 – pulg.
RPM1
D2 – pulg.
100%
CABEZA/PRESION – (PSI)
D1 – pulg. 80%
HP3 – HP 60%
HP2 – HP
Ef. XX%
HP1 – HP
40%
20%
`
NPSHR – psi
0%
0
0,2
0,4
0,6 FLUJO – (GPM)
0,8
1
1,2
Efecto de la Viscosidad en las Bombas Centrífugas
Curvas Standard de Desempeño están dadas para Agua. Cuando el fluido es Viscoso hay que ajustar el desempeño. El Instituto Hidraulico recomienda:
Qvis = Cq x Qw Hvis = Ch x Hw Nvis = CN x Nw Bhpvis = Qvis x Hvis x SG 3960 x Nvis
Fuente: Hydraulic Institute
Efecto de la Viscosidad en las Bombas Centrífugas
Bomba con Agua:
La misma Bomba con Crudo:
Q = 1500 GPM H = 1000 PSI (2310 ft) SG = 1.0 Ef = 75 % 6 etapas Visc = 1 Cstk
Q = 1350 GPM H = 880 PSI (2033 ft) SG = 0.97 Ef = 37.5% 6 etapas Visc = 660 Cstk
BHP = 1167 HP
BHP = 1793 HP
(Aplicación de Nomogramas ddel Hydraulic Institute)
Efecto de la Viscosidad en las Bombas Centrífugas
0.88
0.90
0.50
Qvis = Cq x Qw = (0.90) x 1500 = 1350 GPM Hvis = Ch x Hw = (0.88) x (2310/2.31) = 880 PSI Nvis = CN x Nw = (0.50) x (75%) = 37.5% Bhpvis =
Qvis x Hvis x SG (1350 x 880 x 0.97) = = 1793 HP 3960 x Nvis (3960 x 0.375)
El menor desempeño demanda mayor potencia. Los puntos de Operación Hidraulica no se Cumplen. Debe sobredimensionarse la Bomba 1 psi = 2.31 Ftw Fuente: Hydraulic Institute
Efecto de la Viscosidad en las Bombas CentrÃfugas
Bomba con Crudo:
La misma Bomba con Agua:
Q = 1500 GPM H = 1000 PSI (2310 ft) SG = 0.97 Ef = 37.5 % 6 etapas Visc = 660 Cstk
Q = 1667 GPM H = 1136 PSI (2625 ft) SG = 1.00 Ef = 75% 6 etapas Visc = 1 Cstk
BHP = 1793 HP
BHP = 1473 HP
Efecto de la Viscosidad en las Bombas Centrífugas
0.88
Qw = Qvis/Cq = (1500 /0.90) = 1667 GPM Hw = Hvis/Ch = (1000 x 2.31)/(0.88) = 2625/2.31 = 1,136 PSI Nw = Nvis x CN = (0.50) x (75%) = 37.5%
0.90
Bhpw =
Qw x Hw x SG (1667 x 2625 x 1.0) = 1473 HP = 3960 x Nw (3960 x 0.75)
0.50
En un proceso Inverso al caso anterior:
Se busca la bomba de agua equivalente para cumplir con los puntos de Operación Hidraulica cuando se bombea el crudo viscoso. La bomba de agua requerida en este caso pide una potencia adicional del 22% respecto a la operación con Agua Fuente: Hydraulic Institute
Efecto de la Viscosidad en las Bombas Centrífugas SUMARIO DEL CASO:
• Las Centrífugas están diseñadas para manejar agua y fluidos de baja viscosidad. • El manejo de crudos viscosos (visc > 100 Cstk) penaliza el desempeño: • • • •
Reduce el Desplazamiento (Flujo) Reduce la Presión que desarrollan Castiga la eficiencia y desplaza el punto de Operación de Mejor Eficiencia. Incrementa la Potencia requerida para su accionamiento
• Los factores de corrección estipulados por el Hydraulic Institute son aproximados
• Típicamente a 650 Cstk una bomba demanda entre 20-30% de potencia adicional sobre su rateo con agua para las mismas condiciones hidraulicas.
Sección 4
• Desempeño Comparado en Ductos con Crudo Pesado (Centrífugas vs Tres Tornillos)
Curvas Comparadas Tres tornillos
800
800
700
700
600
600
500
500
PRESSURE - PSI
PRESSURE - PSI
Centrifugas
Nominal = Agua
400 300
Viscoso
200
Viscoso
Nominal
400 300 200
100
100
0
0 0
500
1000 FLOW - GPM
1500
2000
0
500
1000 FLOW - GPM
(Desempeño de una bomba frente a cambio en viscosidad
1500
2000
Curvas Comparadas en un Sistema
Centrifugas
Tres tornillos
Sistema con Alta Viscosidad
Sistema con Baja Viscosidad
B1x1
B1x2
B1x3
B1x1
Sistema con Alta Viscosidad
B1x2
(DesempeĂąo de tres bombas en paralelo frente a cambio en viscosidad
B1x3
Sistema con Baja Viscosidad
Efecto de la Viscosidad en la Eficiencia 120%
Tres Tornillos` 100%
80%
EFICIENCIA
Dos Tornillos
60%
Centrifuga
40%
20%
0% 0
0,2
0,4
0,6 VISCOSIDAD
0,8
1
1,2
Curvas en el Sistema • Centrífugas
• Tres Tornillos
• FLUJO: 2 bombas < 2 x 1 bomba 3 bombas << 3 x 1 bomba
• FLUJO: 2 bombas ≈ 2 x 1 bomba 3 bombas ≈ 3 x 1 bomba
• PRESION: Varía (dependiendo del Sistema)
• PRESION: • La que requiera el sistema
Efecto de la Viscosidad en los dos Sistemas
SUMARIO DEL CASO • El flujo de cada bomba de Tres Tornillos virtualmente se suma aritméticamente para dar la capacidad total. • La presión de descarga de las bombas de Tres Tornillos esta dada por el sistema y cada bomba puede desarrollar la presión total del sistema. • El flujo de cada bomba centrífuga es inferior al de la bomba individual. En algunos sistemas agregar bombas no agrega flujo al total. • La presión de descarga de las bombas Centrífugas esta igualmente dada por el Sistema pero la presion del conjunto es inferior a la que puede desarrollar una sola bomba.
Secciรณn 5
โ ข Confiabilidad en las Bombas de Tres Tornillos
Elementos del Desempeño en Campo
• Metodologia OREDA (ISO 14224) • Medidas de Referencia:
1 - CONFIABILIDAD
MTBF = Tiempo Operativo entre Fallas MTTR = Tiempo Operativo en Reparaciones DISP = (MTBF)/(MTBF+MTTR)
2 - DISPONIBILIDAD
3 - MANTENIBILIDAD
• Evaluación sobre 50% población activa (2013) • 25 Unidades (no smart) • 281,000 horas de operación • Introducción de Tecnología
4 - VULNERABILIDAD
Desempeño de Campo
Indicador
Valor
MTBF
9,995 hr
MTTR
25.3 hr
DISP.
99.8%
Fuente: Estudio de Confiabilidad – Jornada de Ductos ACIEM 2014
Desempeño Comparado
Fuente: Estudio de Confiabilidad – Jornada de Ductos ACIEM 2014
Desempeño Comparado
• Actualmente no existe registro OREDA o similar para las bombas de tres tornillos. • La medición hecha sobre bombas standard indica: • MTBF comparable (± 5%) con promedios de Bombas Reciprocantes • MTBF de bombas centrifugas (± 15%) major que Bombas de Tres Tornillos • MTTR de las Bombas de Tres Tornillos puede ser hasta 50% mayor al de Bombas Centrifugas • Disponibilidad de Bombas Centrifugas (99.9%) es 0.1% mejor a la de Bombas de Tres Tornillos (99.78%)
• La nueva generación de Bombas de Tres Tornillos, que incorpora tecnologías “smart pump” cerrará esas brechas
Fuente: Estudio de Confiabilidad – Jornada de Ductos ACIEM 2014
Tecnología “Smart Pump”
• • • • • • • •
Vibración (Acelerómetros) Balance Axial (RTD) Temperatura de Rodamiento (RTD) Fugas de Sello Mecánico (Colector) Cavitación (Presion diferencial) Nivel de Desgaste (Proximidad) Presión de Succión Presión de Descarga
Funciones Nivel 1
PLC
Funciones Nivel 2
Tecnología “Smart Pump”
(Funciones de Nivel 1) • • • • • •
Monitoreo de Variables en Tiempo Real Autoajuste de la Operación Protecciones Avanzadas Telemetría con Múltiples Protocolos Registros Históricos Servicio Autoprogramado
• • • • • •
Activar Protecciones Computar, Validar & Registrar Parámetros Monitorear Eficiencia Volumétrica Autodiagnósticar Condición Programar Eventos de Servicio Transmitir Registros
(Funciones de Nivel 2) • • • • •
Monitorear Viscosidad Monitorear BSW Medir Flujo Real Autoajuste del punto de Operación Optimizar RPM & Energía
Secciรณn 6
โ ข El TCO como Criterio (TCO = Total Cost of Ownership)
TCO: Total Cost of Ownership
VISIBLE VALOR DE ADQUISICION
CALIDAD ENERGIA CONSUMIDA
COSTO DE OPERACION & MANTENIMIENTO
COSTO DE PRODUCCION PERDIDA COSTO DE INSTALACION
COBERTURA DE GARANTIA
APOYO TECNICO
INVISIBLE
VALOR DE DISPOSICION & RESCATE
TCO para el mismo Equipo Carga = 350 Kw Energia = 24 GPH Horas = 50/Año Vida/Ciclo = 13,000 h Cost.Inicial = USD 53K
Carga = 250 Kw Energia = 18 GPH Horas = 2500/Año Vida/Ciclo = 13,000 h Cost.Inicial = USD 53K
M-1 = USD 0 M-2 = USD 0 M-3 = USD 105 M-4 = USD 0 M-5 = USD 0
Adquisicion 76%
Emergencia TCO5 = 65.217
Carga = 250 Kw Energia = 18 GPH Horas = 6000/Año Vida/Ciclo = 13,000 h Cost.Inicial = USD 53K
M-1 = USD M-2 = USD M-3 = USD M-4 = USD M-5 = USD
Adquisicion 8%
Mant. 1%
18900 37000 33000 20700 35900
TCO
TCO
TCO
Energia 23%
M-1 = USD 8350 M-2 = USD 7700 M-3 = USD 26300 M-4 = USD 7800 M-5 = USD 6700
Adquisicion 3% Mant. 9%
Mant. 8%
Energia 84%
Intermitente TCO5 = 669.642
Energia 88%
Continuo TCO5 = 1.534.090
Diferenciadores en TCO Ahorro o Sobrecosto
CAPEX
OPEX
LUCRO
• Adquisición & Traslado • Instalación • Puesta en Marcha
(Propio de los Fabricantes) (Footprint/Peso/Complejidad) (Similares)
• Energía • Mantenimiento • Reacondicionamiento (Overhaul)
(Eficiencia) (Simplicidad/Confiabilidad) (Simplicidad)
• Indisponibilidad • Acondicionamiento del Fluido
(Confiabilidad) (Requisito de Diseño)
Secciรณn 7
โ ข TCO Comparado
Datos (1) Tres Tornillos
Centrífuga
NPSHr - Ft
Flujo - GPM
Potencia Requerida - HP
Presión Diferencial - PSI
Potencia Requerida - HP
Flujo y Potencia vs Presión
Flujo - GPM Presión Diferencial - PSI
Datos (2) Proyecto:
Estación 250 KBPD – Crudo 600 Cstk – 1500 psi
Configuración
3+1 Centrifugas - API610
Tres Tornillos – API 676
2430 GPM @ 1500 psi
2388 GPM & 1500 psi
55%
80%
3750 HP
2493
3 x 4000 HP
3 x 3,000 HP (**)
Costo Energia/Kwh
USD 0.12
USD 0.12
Costo Perdido/Barril
USD 6.00
USD 6.00
99.9%
99.0%
USD 350,000
USD 400,000
Horas entre Overhaul
36,000
24,000 (*)
Costo Mantenimiento
USD 60,000
USD 70,000
8,000
8,000 (*)
USD 1.00/BBL
USD 0.00
Rateo/Bomba @ BOP Eficiencia @ BOP Potencia (BHP) Motor (HP)
Disponibilidad
Costo Overhaul/Bomba
Horas entre Mantenimiento Diluyentes & Acondicionadores
Datos (2)
Proyecto:
Estación 250 KBPD – Crudo 600 Cstk – 1500 psi
Configuración
3+1 Centrifugas
Tres Tornillos
Bomba 5 etapas Motor 4000 HP (***) VF Drive MT 4000 HP
Bomba Motor 3000 HP VF Drive MT 3000 HP
Costo Estimado/unidad
USD 1,500,000
USD 2,000,000
Factor de Importación
1.20
1.20
Paquete (4)
Datos (3)
Proyecto:
Estación 250 KBPD – Crudo 600 Cstk – 1500 psi
Tiempo vida util
10 años
Tasa de Descuento
12% anual
Depreciación
10 años – Linea Recta
Valor de Rescate
25%
Tasa de Impuestos
33%
Incremento costo de Energia
0% anual
Incremento costo Diluyentes
0% anual
Incremento costo de Partes
5% anual
(Horizonte de Evaluación)
(20 años es vida util normal)
TCO Abreviado – Bombas de Tres Tornillos Costo /Bomba $ BFC Bombas Operando Bombas Redundantes Costo Diluyente/Bl
2,000,000 1.20 3 1
$
Flujo (GPM) Flujo (BPD) Flujo (BPH)
2,388 81,874 3,411
Horas Anuales Disponibilidad Horas Indisponibles Costo Barril Bombeado $ Incremento
8,760 99.8% 19.272 5.00 0%
Potencia Real (kw) Costo Kwh $ Incremento
1890 0.14 0%
Int. OVHL (hr) Int. MANT(hr) Costo OVHL $ Costo MANT $ Incremento
24,000 8,000 400,000 70,000 3%
-
Año 0
Año 1 8741
Horas Acumuladas CAPEX (USD)
TCO ABREVIADO Año Año 3 4 26222 34963
Año 5 43704
Año 6 52444
Año 7 61185
Año 8 69926
Año 9 78667
Año 10 87407
9,600,000
OPEX Energia Mantenimiento Overhaul TOTAL OPEX
$ $ $ $
LUCRO Indisponibilidad TOTAL LUCRO
$ $
CASHFLOW PARA EL OPERADOR Valor Presente @ 12% TCO TOTAL PARA EL OPERADOR
Año 2 17481
$
9,600,000 $ 9,600,000 52,714,639
ACONDICIONAMIENTO Diluyentes y Modificadores de Viscosidad TOTAL ACONDICIONAMIENTO CASHFLOW PARA EL PRODUCTOR Valor Presente @ 12% TCO TOTAL PARA EL PRODUCTOR
$
TCO TOTAL POR TECNOLOGIA TRES TORNILLOS Valor Presente @ 12% TCO TOTAL - TRES TORNILLOS
$
-
6,939,565 70,000 7,009,565
$ 6,939,565 $ 6,939,565 $ 6,939,565 $ 6,939,565 $ 74,200 $ 78,589 $ 83,175 $ 87,965 $ $ 424,360 $ 7,013,765 $ 7,442,514 $ 7,022,739 $ 7,027,529
328,725 $ 328,725 $
328,725 $ 328,725 $
328,725 $ 328,725 $
328,725 $ 328,725 $
$ 6,939,565 $ 6,939,565 $ 6,939,565 $ 92,967 $ 98,191 $ 103,644 $ 503,059 $ 7,535,591 $ 7,037,755 $ 7,043,209
328,725 $ 328,725 $
328,725 $ 328,725 $
328,725 $ 328,725 $
$ 6,939,565 $ 6,939,565 $ 109,336 $ 115,276 $ 592,705 $ 7,641,605 $ 7,054,841
328,725 $ 328,725 $
328,725 $ 328,725 $
328,725 328,725
7,338,290 $ 7,342,490 $ 7,771,239 $ 7,351,465 $ 7,356,255 $ 7,864,316 $ 7,366,481 $ 7,371,934 $ 7,970,331 $ 7,383,566 7,338,290 $ 5,853,388 $ 5,531,414 $ 4,671,989 $ 4,174,136 $ 3,984,307 $ 3,332,222 $ 2,977,400 $ 2,874,181 $ 2,377,311
$ $
-
$ $
-
$ $
-
$ $
-
$ $
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$ $
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$ $
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$ $
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-
$ $
-
$ $
-
$ $
-
$ $
-
9,600,000 $ 9,600,000 52,714,639
7,338,290 $ 7,342,490 $ 7,771,239 $ 7,351,465 $ 7,356,255 $ 7,864,316 $ 7,366,481 $ 7,371,934 $ 7,970,331 $ 7,383,566 7,338,290 $ 5,853,388 $ 5,531,414 $ 4,671,989 $ 4,174,136 $ 3,984,307 $ 3,332,222 $ 2,977,400 $ 2,874,181 $ 2,377,311
TCO Abreviado – Bombas Centrifugas Costo /Bomba $ BFC Bombas Operando Bombas Redundantes Costo Diluyente/Bl
1,500,000 1.20 3 1
$
Flujo (GPM) Flujo (BPD) Flujo (BPH)
2,430 83,314 3,471
Horas Anuales Disponibilidad Horas Indisponibles Costo Barril Bombeado $ Incremento
8,760 99.9% 8.76 5.00 0%
Potencia Real (kw) Costo Kwh $ Incremento
2798 0.14 0%
Int. OVHL (hr) Int. MANT(hr) Costo OVHL $ Costo MANT $ Incremento
36,000 8,000 350,000 60,000 3%
1.00
Año 0
Año 1 8751
Horas Acumuladas CAPEX (USD)
Año 5 43756
Año 6 52507
Año 7 61259
Año 8 70010
Año 9 78761
Año 10 87512
7,200,000
OPEX Energia Mantenimiento Overhaul TOTAL OPEX
$ 10,283,796 $ 10,283,796 $ 60,000 $ 63,600 $ $ $ 10,343,796 $ 10,347,396
LUCRO Indisponibilidad TOTAL LUCRO
$ $
CASHFLOW PARA EL OPERADOR Valor Presente @ 12% TCO TOTAL PARA EL OPERADOR
TCO ABREVIADO Año Año 3 4 26254 35005
Año 2 17502
$
ACONDICIONAMIENTO Diluyentes y Modificadores de Viscosidad TOTAL ACONDICIONAMIENTO
152,049 $ 152,049 $
$ 10,283,796 $ 10,283,796 $ 67,362 $ 71,292 $ $ 10,351,158 $ 10,355,089
152,049 $ 152,049 $
152,049 $ 152,049 $
$ 10,283,796 $ 10,283,796 $ 10,283,796 $ 10,283,796 $ 75,398 $ 79,686 $ 84,163 $ 88,837 $ 393,928 $ 10,753,123 $ 10,363,482 $ 10,367,960 $ 10,372,634
152,049 $ 152,049 $
152,049 $ 152,049 $
152,049 $ 152,049 $
152,049 $ 152,049 $
$ 10,283,796 $ 10,283,796 $ 93,716 $ 98,808 $ 492,811 $ 10,870,324 $ 10,382,605
152,049 $ 152,049 $
152,049 $ 152,049 $
152,049 152,049
7,200,000 $ 10,495,845 $ 10,499,445 $ 10,503,207 $ 10,507,138 $ 10,905,171 $ 10,515,531 $ 10,520,008 $ 10,524,683 $ 11,022,372 $ 10,534,653 7,200,000 10,495,845 $ 8,370,093 $ 7,475,975 $ 6,677,476 $ 6,187,887 $ 5,327,495 $ 4,758,718 $ 4,250,743 $ 3,974,778 $ 3,391,876 68,110,886
$ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914
CASHFLOW PARA EL PRODUCTOR Valor Presente @ 12% TCO TOTAL PARA EL PRODUCTOR
$
$ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 $ 91,137,914 91,137,914 $ 72,654,587 $ 64,870,167 $ 57,919,792 $ 51,714,100 $ 46,173,303 $ 41,226,164 $ 36,809,075 $ 32,865,245 $ 29,343,969 524,714,315
TCO TOTAL POR TECNOLOGIA CENTRIFUGAS Valor Presente @ 12% TCO TOTAL - CENTRIFUGAS
$
7,200,000 $ 101,633,759 $ 101,637,359 $ 101,641,121 $ 101,645,051 $ 102,043,085 $ 101,653,445 $ 101,657,922 $ 101,662,596 $ 102,160,286 $ 101,672,567 7,200,000 101,633,759 $ 81,024,680 $ 72,346,142 $ 64,597,268 $ 57,901,987 $ 51,500,799 $ 45,984,881 $ 41,059,818 $ 36,840,023 $ 32,735,845 592,825,202
TCO Comparado – (Tasa del 12%) AHORRO
Centrifugas [A]
Tres Tornillos [B]
Ahorro o (Sobrecosto) [A] – [B]
CAPEX
USD
7,200,000
USD 9,600,000
USD (2,400,000)
OPEX
USD 60,035,487
USD 42,644,482
USD 17,391,005
LUCRO CESANTE
USD
USD 1,892,592
USD (1,017,192)
875,399
NETO AL OPERADOR DEL TUBO DILUYENTES Y AGENTES NETO AL PRODUCTOR DE CRUDO
USD 13,973,813 USD 524,714,315
USD
0
USD 524,714,315 USD 524,714,315
Valor Presente del Ahorro al Operador equivale a 582% de la diferencia en el CAPEX requerido por Tres Tornillos Valor Presente del Ahorro al Productor equivale a 7287% del CAPEX requerido por Tres Tornillos NOTA: El Ahorro Neto al Operador es por cada Estación del Oleoducto !!!
Secciรณn 8
โ ข El Componente Ecolรณgico
Consideraciones Ambientales
• Colombia suscribió y ratificó el Acuerdo COP21 en Paris. • COP21 es un Tratado Vinculante: “Reducir emisiones 20% en 2030” • Hay beneficios tributarios para ese fin. • Hay Lineas de Crédito “blandas” asociadas a esta meta. • La mayor eficiencia (menor consume de energía) reduce la Huella de Carbono
• Los bonos de Carbono son bienes transables.
Cuantificación del Beneficio Ambiental
CARBON FOOT PRINT SAVING…. (According to EPA greenhouse calculator) Greenhouse Gas Equivalencies Calculator /Clean Energy/ US EPA
EQUIVALENCY RESULTS The information you entered above is equivalent to one of the following statements:
Reduced Metric Tons Greenhouse gas emissions from Equivalent to complete shut down Equivalent to complete shut down Equivalent to complete shut down Equivalent to complete shut down Equivalent to complete shut down
166.785 64.748 49,1 5,6 23,4 24,4 1,0
CO2 - Carbon Dioxide in 10 years passenger vehicles Monteria days Bogota days Quito days Lima Days Mexico days
Savings …
Saving CO2 tons Saving CO2 tons Saving CO2 tons
0,00018 46 16.678
per pumped barrel / per day per day per year
Secciรณn 9
โ ข Ejemplos en Operaciรณn
Unidades de Media presión – 600 psi – 25 KBPD (1984)
Unidades de Alta presión – 1500 psi – 30 KBPD (2005)
Unidades de Alta presión – 1600 psi – 20 KBPD (1988)
Unidades de Alta presión – 1500 psi – 10 KBPD (2005)
Unidades de Alta presión – 1800 psi – 85 KBPD (2013)
Unidades de Alta presión – 1500 psi – 12 KBPD (2007)
Unidades de Alta presión – 1800 psi – 85 KBPD (2013)
Unidades de Alta presión – 1500 psi – 30 KBPD (2009)
Secciรณn 10
โ ข Conclusiones
Sumario
• Tecnología adecuada para el manejo de Crudos de 600 Cstk y mas viscosidad • Desempeño más predecible en instalaciones múltiples • Confiabilidad y Disponibilidad comparables a la de Bombas Centrifugas • Avances en la Tecnologia sugieren Vida Util incrementada en 50% • Costo de Mantenimiento es similar al de las Centrifugas • Substancial diferencia en Eficiencia que aumenta con la viscosidad
• CAPEX pierde peso en los TCO con el aumento de las horas de operación • Ahorro en Energia para el Operador del Oleoducto duplica el CAPEX invertido • Ahorro en Acondicionamiento de Fluido al Productor excede en más de 70 veces el CAPEX requerido
Gracias