MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS
EN POLIDUCTOS
DESCRIPCIÓN
En la técnica del RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS MANUALMENTE (Robos de Gasolina y otros refinados del petróleo) sobre los Poliductos, es necesario sellar con un elemento cónico en madera el cual sirve de tapón para sellar la perforación ilícita (Ver descripción de elemento de madera - tapón), hecha con brocas sobre el tubo (Poliductos), para así evitar que el producto que se transporta por él, salga evitando derrame de combustible en la zona de trabajo y poder retirar dichas válvulas.
Este procedimiento del RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS MANUALMENTE se hace difícil ya que existen dificultades por las condiciones del terreno (accesos difíciles), para la entrada de carrotanques necesarios para los drenajes, también en los costos de operación y paro de bombeo en los Poliductos.
Eβ-ta o eja técnica, .desventajas:
El hacer posible estas reparaciones (retirar las válvulas ilícitas instaladas en los Poliductos), es un poco difícil tanto para la empresa dueña del Poliducto, como para nosotros los contratistas, ya que se debe de ejecutor el trabajo de manera manual y se requieren de muchos recursos y demasiado tiempo para realizar las labores de reparación, además que de esta manera se presentan problemas como son, los derrames de combustible ocasionando contaminación ambiental, contacto directo de las personas con el combustible, riesgos de incendio entre otros así:
• Personal necesario para manejo de mangueras, herramientas y otros.
• Carrotanques para el drenaje del Poliducto
• Mangueras para drenar hacía los carrotanques.
• Tiempos largos ( 10 - 15 horas) para la ejecución de los trabajos.
• vehículos necesarios para transporte de mangueras y herramienta necesaria. Una de las grandes desventajas en el procedimiento anteriormente conocido es el hecho que para ejecutar el retiro de la válvula ilícita se debe parar el bombeo durante periodos de tiempo de 10 a 15 horas lo que representa para la empresa unas perdidas operacionales muy grandes. Un ejemplo claro del problema es que durante un periodo de tiempo de 10 horas se han dejado de transportar alrededor de 20.000 a 30.000 barriles de combustible. Además se debe de tener en cuenta que para ejecutar un paro de bombeo se debe hacer con una programación previa (varios días), lo que permite que por la válvula ilícita se siga extrayendo producto ilícitamente.
DEFINICIÓN DE ELEMENTO DE MADERA - TAPÓN : Elemento de madera, de forma cónica, con diámetros variables dependiendo al orificio que se encuentre en la perforación de la válvula ilícita, y longitudes entre 25 y 30 cms. Se utiliza con el fin de sellar el orificio o perforación hecha a la lamina de la tubería, pasándolo dentro déla válvula ilícita abierta hasta llegar a la tubería.
En la figura 6 observamos el diagrama de un elemento de madera o tapón, para sellar la perforación ilícita. En esta esquema se muestra una vista en Planta del elemento de madera 35, es cual tiene un diámetro entre 2.54 cms y 5 cms de acuerdo a| tamaño del orificio a sellar, también se muestra un vista en perfil del mismo 36, el cual tiene una longitud (altura) entre 25 y 30 cm.
Para efectos de entender mas el problema presentamos a continuación el procedimiento para retirar una válvula ilícita con el procedimiento manual utilizado actualmente.
PROCEDIMIENTO MANUAL UTILIZADO EN EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS:
1. La empresa dueña de los poliductos, al realizar recorridos frecuentes por ellos, detecta las válvulas ilícitas instaladas, con el fin de extraer refinados del petróleo (Gasolina, ACPM, etc). Estas válvulas son reportadas al contratista encargado de hacer el retiro de ellas, para así coordinar la reparación. Veamos la figura 7
VÁLVULA ILÍCITA SOLDADA SOBRE EL POLIDUCTO. El cual nos muestra sobre el Poliducto 26, una válvula ilícito 23r roscada sobre un niple 24, que a la vez se encuentra soldado al Poliducto 26, exactamente sobre la perforacíórv 31 para extraer por aquí el producto. También observamos que sobre la válvula ilícita 3, se encuentra un niple 27, roscado a ella, con el fin de conectar las mangueras para extraer el producto.
2. Como segundo paso, la empresa dueña del Poliducto programa una fecha para ejecutor el trabajo, para esto se requiere de recursos y procedimientos toles como:
• Paro de bombeo del Poliducto por tiempos largos ( de 10 horas y muchas veces se prolonga el tiempo por imprevistos hasta 14 - 16 horas), se debe tener en cuente que para la empresa dueña del Poliducto, es sumamente costosa una hora de paro de bombeo.
• Mano de obra calificada
• Desplazamiento de personal a los sitios
• Carrotanques para el drenado del Poliducto
• Herramientas menores
• Mangueras especiales de 1" y 2" para él drenado de la Línea (Poliducto) de longitudes considerables (60 - 150 metros y en algunos casos mayores) dependiendo del acceso al sitio.
Motobombas.
Carrotelleres equipados con equipos de soldadura, pulidoras, cables y otras herramientas.
3. Un día antes del retiro de la válvula ilícita, se programan actividades preliminares como las excavaciones en el sitio, ya que la línea se encuentra enterrada a unas profundidades que van desde 1 metro hasta 4 metros.
4. Para el día del retiro de la válvula ilícita se tienen en el sitio los carrotanques necesarios para drenar el volumen que permanece en la línea en el momento del paro de bombeo, este volumen a drenar depende de la topografía del terreno. Este procedimiento se hace con el fin de llevar la presión estática de la Línea a ceros, o mínimo a un punto donde la presión permite instalar el elemento de madera - topón, mediante impacto con una porra de bronce. El procedimiento de drenado de la tubería se hace de la siguiente manera.
a. Se instala primero un manómetro 32, sobre la válvula ilícito 23, para verificar la presión estática. FIGURA B
b. Se retira el manómetro 32 de la figura 8, para así conectar las mangueras de drenaje 33, a la válvula ilícito 23, para iniciar el drenaje a los carrotanques 34. Ver figura 9.
c. En el momento en que la presión estática es baja o cero, se retiran las mangueras de drenaje 33 para continuar con el procedimiento.
5. En este momento se prosigue, verificando nuevamente con el manómetro 32 de la figura 8 la presión estática, se determina instalar el elemento de madera - tapón, tomando las medidas pertinentes de seguridad.
6. La figura 10 nos muestra el elemento de madera - tapón 25, dispuesto a ser instalado, se encuentra la válvula ilícita 23, abierta y el momento donde el elemento de madera - tapón 25 es introducido en la válvula 23, con el fin de sellar el orificio 31 , este proceso tiene como desventaja que se presento la fuga 37 del producto que está pasando en el momento por el Poliducto 26 generando contaminación en el sitio y riegos de incendio.
7. La figura 11 nos muestra la instalación del elemento de madera - tapón el momento en que es impactodo con la porra de bronce 38, (bronce con el fin de
no generar chispa, ya que podría ocasionar incendio) y pasa por el centro de la válvula ilícita 23, y el centro del niple 24 soldado sobre el Poliducto 26.
8. En este momento tenemos controlada la fuga de producto, procedemos así a retirar la válvula ilícita 23, y el elemento de madera tapón 25 sobrante, cortándola con pulidora 39, en el sector 40, donde esta soldado el niple al Poliducto 26. Ver figura 12.
9. En la figura 13 podemos observar la válvula ilícito 23, retirada del Poliducto 26, dejando parte del elemento de madera - tapón, sellando el orificio 31.
10. En la figura 14 Podemos observar el resto del elemento de madera - tapón 25, sellando totalmente la perforación 31 , del ilícito hecho sobre el Poliducto 26.
11. La figura 15 nos muestra un vista en planta del elemento de madera - tapón 25 sellando completamente la perforación 31, sobre el Poliducto 26.
12. En este momento tenemos, lista la superficie del tubo para así poder instalar la cascote 41 (soldada), la cual dejará completamente sellado el orificio.
DEFINICIÓN DE CASCOTA:
Elemento de forma circular ovalado, el cual se obtiene de hacer un corte del elemento sobre un tubo de iguales características al del Poliducto (acero al carbón), y un diámetro promedio de 12 centímetros. Ver figura 16 el cual muestra un detalle en planta 41 , y uno en perfil 42 de la cascote.
13. Se limpia la tubería con pulidora 39, con el fin de no dejar elementos sobre el Poliducto 26, como restos de soldadura de la válvula retirada, oxido, pintura, esmalte, etc, quedando el resto del elemento de madera - tapón 25, dentro del Poliducto 26 y la perforación 31. Ver figura 17. El elemento de madera - tapón sobrante dentro del poliducto se retira mas adelante mediante el paso de un raspador encargado de limpiar internamente la tubería
14. Finalmente se procede a instalar la cascote 41, sobre el orificio 31, aplicando soldadura 43, sobre ella y la tubería (Poliducto) 26, sellando completamente el orificio 31. Ver figura 18.
15. La figura 19 y 20 nos muestran un detalle de la cascote 41 en perfil y planta respectivamente y el estado final de la reparación sobre el Poliducto 26.
En este momento ha finalizado, el retiro de la válvula ilícita sellando completamente el orificio por donde se hacía la extracción ¡licite de combustible.
Objetivo cíe ía Invención, ventajas
El objetivo general de la presente invención, es retirar la válvula ilícita obviando los inconvenientes de largos periodos de tiempo que ocasiona el paro de bombeo del potiducto el cual es la actividad de mayor duración y una de las más costosas, utilizando la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POLIDUCTOS", ejecutando el trabajo del sellado de la perforación ilícita con el
poliducto en funcionamiento, disminuyendo en un alto porcentaje los riesgos de accidente (incendio), evitando la contaminación ambiental con hidrocarburos, también disminuir y evitar la cantidad de recursos utilizados en el procedimiento anteriormente conopído, evitando las perdidas económicas generadas por el paro del bombeo.
Ver Cuadro No. 1 donde se muestran diferencias entre el método Manual y el método Hidráulico para el retiro de una válvula ilícita .
Comienzo ele la descripción de la invención '
A la vista de dicho objetivo se ha buscado proporcionar un maquina según la reivindicación 1.
Para aclarar más la invención de 1a "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POL1DUCTOS" y sus ventejas comparadas con la técnica del sistema de instelación del elemento de madera - tapón de forma manual, se describen a continuación con la ayuda de los dibujos anexos, posibles formas de realización como ejemplos de aplicación de dichos principios. En los dibujos:
> La figura 1 , muestra un esquema general de la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POLIDUCTOS", sobre la válvula ¡lícita instalada sobre el Poliducto, con sus respectivas mangueras y la bomba de inyección de aceite hidráulico. La figura 2, muestra un esquema de la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POLIDUCTOS", sin mangueras y no conectado al Poliducto, solamente el sistema general del equipo con sus tres cuerpos.
> La figura 3, muestra un corte transversal del primer cuerpo (parte superior - gato hidráulico que proporciona la presión y el desplazamiento del sistema) de la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POLIDUCTOS". La figura 4, muestra un corte transversal del segundo cuerpo (Parte media - cuerpo medidor del desplazamiento del eje principal) de la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POUDUCTOS".
> La figura 5, muestra un corte transversal del tercer cuerpo (Parte inferior - soporte el elemento de madera - tapón y permite la retención del producto que existe en el poliducto en el momento de abrir la válvula ilícita, (mediante los sellos instalados en el pistón) de la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POLIDUCTOS".
> La figura No. 6, muestra un detalle del elemento de madera - tapón utilizado para sellar la perforación ilícita. Con referencia en las figuras, se observa en la figura No. 1, el diagrama de la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POLIDUCTOS", indicada globalmente por 45 en la figura 1, maquina compuesta por tres cuerpos indicados 4,5 y 6 en la figura 1 y 2. Se observa el equipo instalado sobre el Poliducto con sus respectivas abrazaderas 7 las cuales aseguran todo equipo a la válvula ilícita 23 y a la vez al Poliducto 26.
En la figura 2, se muestra la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POLIDUCTOS" mostrando los tres cuerpos 4, 5 y 6 ensamblados que conforman el equipo, es esta figura se tienen las medidas en centímetros de cada elemento del equipo. A continuación describiremos la función de cada cuerpo, así:
Primer Cuerpo : Es la parte superior del sistema indicado en la figura 2 por 4, este cuerpo es el encargado de ejercer la presión necesaria y el desplazamiento del eje principal 12 de la figura 3, la presión y desplazamiento se logra por la inyección de aceite hidráulico por medio de las mangueras 1 y 2 de la figura 1 y la bomba de inyección 3 en la figura 1.
Segundo Cuerpo: es la parte media del sistema, indicado 5 en la figura 2, aquí se puede observar el eje principal marcado con líneas cada centímetro con el fin de medir el desplazamiento del eje principal 12. Este cuerpo se amarra al primer y tercer cuerpo mediante tornillos de alta presión 31 en la figura 4.
Tercer Cuerpo: Es la parte inferior del sistema, indicado por 6 en la figura 2, éste cuerpo sostiene el elemento de madera - tapón 25, en su parte interna por medio de un pistón 10 de la figura 5, también es el encargo de hacer la función de sello para que el producto que pasa por el poliducto no se derrame en el momento de abrir la válvula ¡lícita.
En la figura 3 se observa el primer cuerpo con cada uno de sus componentes así: En este cuerpo nace el eje principal 12, el cual tiene adaptados los pistones 18 y 19 con los respectivos empaques 14,15,16 y 17 resistentes a hidrocarburos y altas presiones. En la parte inferior de este cuerpo se han instalado dos tornillos horizontales 42, los cuales sirven para permitir el buen manejo del equipo en el momento de iniciar su instelación roscándolo a la válvula ilícit . En la parte superior del sistema se encuentra un manómetro 44, instalado en un acople 43, este manómetro 44, nos indica la presión a la cual esta trabajando éste cuerpo, o sea es la presión de empuje del eje principal 12, y es por esta parte donde se conectan la mangueras 1 en el momento en que se comienza a empujar el eje 12, para la instalación del elemento de madera - tapón 25, de Ja figura 5, se hace la conexión con la manguera 2 en el acople 43 cuando se quiere regresar el sistema a su posición inicial. En la parte inferior de este cuerpo se observa un orificio 45, roscado donde se ensambla por medio de acople de igual características al 44, donde se conecta la manguera 2 , de la figura 1, en el momento en que el eje principal 12, comienza a bajar, esto con el fin de que el aceite retome a la bomba de inyección 3 en la figura 1 , se conecte a este orifico 45 la manguera 2, de la figura 1 , en el momento en que se regresa el sistema a la posición inicial, o sea el sistema tiene un comportamiento de doble acción.
En la figura 4, tenemos el segundo cuerpo indicado por 5 en la figura 2, es la parte media del sistema, aquí se puede observar el eje principal marcado con líneas cada centímetro con el fin de medir el desplazamiento del eje principal 12. Este cuerpo se amarra al primer y tercer cuerpo mediante tornillos de alta presión 31.
En la figura 5, se observa el tercer cuerpo, es la parte inferior del sistema, se observa con mas detalle en la figura 5, indicado por 6 en la figura 2, éste cuerpo sostiene el elemento de madera - topón 25, en su parte interna por medio de un pistón 10 con perforación central, el cual al igual que en el primer cuerpo indicado 4, en la figura 2 posee empaques 11 y 12 resistentes a los hidrocarburos y a las altas presiones existentes en el poliducto 26 de la figura 1. Este tercer cuerpo indicado por 6 en la figura 2 se encuentra amarrado al segundo cuerpo indicado por 5 en la
figura 2, por medio de tornillos 31 de alta presión, y amarrado a la vez a la válvula ilícita 23 por medio de un niple 27 de la figura 1 , y este a la vez a un adaptador - Reducción- 28 de la figura No.1. Este cuerpo posee un manómetro 20, el cual registra la presión del poliducto en el momento de la instalación del equipo, también podemos observar una válvula de aguja 22 la cual sirve para regular la presión en este cuerpo en el momento en que la perforación es sellada por el elemento de madera - tapón 25 y se lleguen a generar sobrepresiones , expulsando el producto presente en este cuerpo. Sobre este cuerpo se instala un dispositivo de plomo encargado de permitir la marcación del diámetro de la perforación ilícita, el cual se lleva por medio del desplazamiento del eje principal hasta la parte superior de la tubería pasando internamente por el cuerpo de la válvula ilícita y efectuando la marcación de la perforación aplicando un poco de presión sobre el sistema en el momento de llegar a la perforación. El sistema tiene en su parte inferior una reducción 47 que permite convertir el diámetro del equipo al diámetro de la válvula ilícita, a su de vez sobre la reducción 47 se encuentra una válvula 46 con el fin de ser utilizada como opción de drenar o verificar productos en el poliducto, se encuentra un niple 48 en la parte inferior de este cuerpo el cual es el encargado de adaptar el equipo a la válvula ilícita.
también para permitir mayor seguridad y mejor amarre del sistema al Poliducto, se utilizan dos platinas de amarre perforadas 29 y 30 en la figura 1 , sujetadas por medio de to illos 8 y 9 de alta presión. Todo este montaje al final es sujetado a las abrazaderas metálicas 7 amarradas al poliducto 26, dando una rigidez completa al
sistema y evitando así que en algún movimiento brusco ocurra un daño sobre la válvula ilícita 23.
El sistema comienza su operación en el momento en que se instala a la válvula ilícita 23, la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILICITAS EN POLIDUCTOS" roscando sobre el tercer cuerpo 6 en la figura 2, el cual contiene en su parte interna un pistón 10 como se observa en la figura 5, este pistón 10 también posee una perforación en su centro donde el elemento de madera 25
mostrado en la figura 5 es insertado con el fin de mantenerse sujetado dentro de este tercer cuerpo 6 en la figura 5. Se comienza a accionar la bomba de inyección 3, inyectando aceite al Primer cuerpo 4, en la figura 2, accionando el eje principal 12 que es común para los tres cuerpos que conforman el aparato. El eje principal 12 comienza a desplazarse hacia abajo en sentido perpendicular al Poliducto, iniciando así el recorrido del calajan 25 hacia la perforación, pasando por el centro de la válvula ilícita 23, y el niple 24 soldado al poliducto, hasta llegar a la perforación existente. Comienza en este momento el elemento de madera - tapón 25 a sellar el orificio de manera lenta mientras la bomba de inyección 3, en la figura 1, es accionada para que inyecte mas aceite al sistema, en el momento en que el elemento de madera - tapón, sella completamente el orificio. Se aplican esfuerzos de compresión sobre el elemento de madera - tapón 25, haste alcanzar presiones en el primer cuerpo del aparato indicadas en el manómetro 44 de la figura 3 y necesarias para dejar asegurado el elemento de madera - tapón 25 sobre la perforación.
En este momento se cumple el objetivo de nuestro invento, se retira cuidadosamente la "MAQUINA HIDRÁULICA PARA EL RETIRO DE VÁLVULAS ILÍCITAS EN POLIDUCTOS", y se procede a continuar con el procedimiento, cortando el elemento de madera - tapón 25 sobrante e instalando la cascote con soldadura sellando completamente el orificio existente.