FUNDAMENTOS ELÉCTRICOS DE EQUIPOS DE PERFORACIÓN

ROSS-HILL / IDM

GENERADORES

Reglas básicas

ActuadoresAjuste = En caliente el consumo nominal sin carga es alrededor de 45-50mA, en frió estos valores pueden variar 10mA. Para ajustar se puede empezar con el 35 DEG a partir de la posición perpendicular al cuerpo del actuador, cada vuelta a la varilla son – 0 + 2.5 mA. El consumo máximo debe estar en turno a los 200mA (unos 10 VDC) NO UTILIZAR REFERENCIA DE VOLTAJE PARA EL AJUSTE SINO CORRIENTE. La resistencia de la bobina debe estar en 35 Ohms. Asegurarse que los brazos estén suaves y engrasados para evitar inestabilidad de rpm. Otra razón por inestabilidad en vació puede ser un coupling (boots) en mal estado. Las diferencias entre maquinas no debe superar los 10 mA, verificar también el valor de R58: 3512=220K, 3516=240K, 398=68K, 399=100K, verificar también C46 que no puede exceder 0.1μF si el modulo trabaja en TACH o menos de 0.1μF si el modulo trabaja en DEMOD

Mag pick-upAl montarlo full-3/4 de vuelta = 20-30 VAC, resistencia=150-200 Ohms, si esta utilizado como accesorio de regulación por el modulo, CB-8 esta conectado a AUX CB-15 (regulación de velocidad) y CB-9 esta conectado a AUX CB-17 (disparo por Tach loss). Si se utiliza el circuito de desmodulación DEMOD CB-8 esta conectado a AUX CB-14 y CB-9 esta conectado a AUX CB-16.

Circuito maestro-esclavoLas regletas 544 hasta 537 del modulo AC están destinadas a este circuito. Cuando el modulo tiene nada mas al punto 544 con -16 V es el maestro. Si además un punto de 543-537 tiene -16 V es que este generador es esclavo. Cuando varios generador están en la barra el de la cifra más pequeña estará siempre el líder, vice-versa para los esclavos.

Power LimitGeneralmente el proposito de la Power Limit es la protección del motor en KW (I real, 534) para no exceder los 95% del nominal de la maquina (ej: CAT 3516=1325 HP o 1775 KW CAT 3512 = 993 HP) al igual que la protección del generador para no exceder 95% de la corriente máxima admisible o I total, 525. La limitación empieza cuando la salida 12 de la tarjeta PL se vuelve mas positiva > 0.5 V y empieza a mandar la señal al modulo DC en el punto 115.

Voltajes del modulo AC

501: 0V / tierra, 502: +16V y 503: -16V presente tan pronto U gen = 250V, 507: -160V y 508: +160V, de donde se derivan los demás voltajes, presente cuando U gen = 600V. 546: +11V utilizado por referencia max de U y rpm. En regla general Todos los voltajes internos al modulo AC (+ 9V, +/-11V, +/- 15V, +/- 16V, - 39V, + 62V) están presente tan pronto llegamos al mínimo (idle), la única excepción es con +/- 160 V, cual debe encontrarse en mas o menos 90 V al mínimo (idle).

IndicadoresSon todos de tipo 1mA = full escala (+/- 50 Ohms) menos el de VAC, este se gradúa mejor con otro voltímetro de precisión, los galvanómetros se calibran haciendo un puente entre bornes y ajustando el 0.

BreakerAF= Amps frame breakerAT= Amps trip breaker (normalmente adjustable)KAIC= capacidad de interrupción en KAmpsAjustes: short trip = +/- 150% In, Long trip = +/- 100% In El breaker trip por 7 razones, gracias a la bobina UV: Overspeed = 64 Hz, Underspeed = 56 Hz, Overvoltage > 1.3 Un, reverse voltaje = -7% por una duración de 8-12s, si se saca el RUN, si se pierde la señal mag pick up y parada de emergencia. La bobina UV 24 VDC esta designada para abrir el breaker cuando el voltaje cae por debajo de 21 VDC

Sacar el modulo AC-bajar el breaker H.O.C o aislar 510, 511, luego aislar 525, 534, 543 hasta 537: circuito maestro/esclavo

Fallas

ANTES TODO, EN LA BÚSQUEDA DE FALLA, SE DEBE HACER PREGUNTAS A TODOS LOS INTERESADOS Y TESTIGOS EN EL MOMENTO EN QUE SE PRODUZCA UNA AVERIA. MEJOR PERDER 10 MN ANTES QUE DOS HORAS BUSCANDO DONDE NO ES

-Si el voltaje oscila en vació o con carga, verificar F30-35, señal de 11V y 551, tarjeta PC11 excitatriz, modulo AC, puente de diodos generador, etc...-Si la carga varia mucho y esta desbalanceada de un generador al otro, chequear también la fdbk de corriente 519-524 (entre 0 y 3 V dependiendo de la carga) y luego el circuito maestro / esclavo con sus respectivos asegurándose de que se trata de un maestro o de un esclavo. Tomar en cuenta que si se identifica una anomalía allí, al apagar el maestro se puede generar un BO, así que mosca.-Si el generador no genera voltaje, proceder a un flash start: colocar una batería (max 12 V) entre PC11-10 neg. y PC11-1 pos, sacarla cuando se oye el rele cerrar. -Si no se puede alcanzar 1200 rpm y que la velocidad se mantiene estable, chequear las resistencias entre +/- 160V y +/- 16V del modulo. R1 entre 503 y 507, neg; R2 entre 508, 528 y 502 pos a veces estas resistencias se encuentran escondidas en un cubículo de SCR.

SCRVrms = 600V > Vpeak = Vrms.√2 = 848V > Vpp = 1 696V, Vrms: es +/- el voltaje eficaz, es decir el valor que tuviera si fuera corriente DC para generar la misma potencia útil. Con los SCR los valores de picos están limitados por los filtros RC (snubber). Los thyristores están disparados por dos pulsos, el segundo es de seguridad y se llama pulso de retroceso, llegan vía el transformador de pulso que rebaja el voltaje por la mitad para duplicar la corriente de compuerta y elevar hasta 1 Amp. El transformador actúa también como un aislador para proteger a la electrónica de estar directamente en contacto con la parte de potencia. De los 360 grados que tiene la forma de la sinusoide de cada fase tenemos, por ser un puente trifásico de onda completa solamente 120 grados donde el ánodo es carga positivamente con respecto al cátodo. IDM y Ross Hill por seguridad disparan el SCR nada mas por 110 deg, dejando 10 grados de atraso al inicio de ciclo para asegurar que cuando el SCR recibe el disparo ese estará positivamente cargado y evitar que por falla de timing del modulo, se excite el gatillo cuando el SCR esta todavía negativamente cargado, caso que puede ocurrir si se disparara desde 0 grado.Medición de los SCRs: Se deben sacar los fusibles del ventilador (F71-73), desconectar la tarjeta PC2, voltaje fdbk y ambos cables de compuerta para evitar lecturas erróneas. Dejar el thyristor en su puesto ya que necesita una presion de contacto. Las medidas se toman entre ánodo y cátodo y se debe conseguir resistencia en Mohms, por lo menos todos los valores deben estar dentro de un mismo promedio. Tomar los valores de cátodo a ánodo, cuales deben estar también por encima del Mohm. En ambos casos esperar que se estabilice los valores si no se desconecto previamente el filtro snubber. Con el osciloscopio (en I fdbk) se ve bien si hay problema de disparo (misfire) o SCR en corto. En caso de un SCR en corto, se puede medir a ese entre las fases y las barras – y +, el SCR fallo presentara entonces voltaje AC y no DC. El switch de prueba de los módulos DC permite comprobar los disparos de SCRs. Si no hay falla ese se va al principio en negativo para subir a 1000v y estabilizarse en 830V, si un thyristor presenta problema de disparo (misfire) el indicador de voltaje no podrá superar unos 900V max. Para comprobar que ninguno esta abierto (misfire) se necesita del osciloscopio a menos que se disparan individualmente con una batería y colocando un multimetro entre ánodo / cátodo Por eso asegurarse que el breaker este abierto. El sistema este protegido contra un calentamiento excesivo gracias a unos switch de temperatura que se abren a 165 deg F o 74 deg C, al igual que si se quema un fusible de potencia, se abre un contacto. En ambos condiciones se disparara el breaker SCR NOTA: OJO, EL OSCILOSCOPIO NE DEBE ESTAR ATERRADO EN NINGÚN CASO YA QUE EN MEDICIÓN DC SE PODRÁ COLOCAR EL DC- A TIERRAModulo DCUna herramienta muy buena (cuando funciona) es el galvanómetro del mismo modulo, cual en amarillo indica los valores fijos de -14V de CONT, cuales confirman el permisivo y en azul los valores variables que son las referencias de aceleración (throttle). Ambos señal deben estar presente en una asignación para que el modulo manda a disparar los SCRs.

-OJO: En el modulo DC los puntos de mediciones negros de U y I fdbk aparecen a veces dibujado ambos como tierra pero U fdbk tiene un potencial distinto a la tierra ya que representa la fase negativa (-) del DC.

Sacar el modulo DCSacar los fusibles F20-22, aislar el cable de Power Limit, 115 y tomar precauciones con los cables 127, 135, 137, 138, 139 ya que pueden tener voltaje debido a que correspondan al freno dinámico.

Motores DCLos motores del malacate no están calibrados de la misma manera, El DWA está configurado para agarrar mas carga que DWB. La velocidad sigue siendo la misma por compartir un eje común pero si por ejemplo DWA tiene 1000 A, DWB tendrá solo 950-975 A, esto debido a las resistencias adicionales de 4.1 K que se encuentran el los SCR #1 y #3. La velocidad o el torque de los motores DC no están valores lineales que aumentan proporcionalmente a la corriente o a la rpm, tienen tendencia a caerse un poquito al llegar a su maximo. RPM = V ARMADURA / FIELD FLUX x TORQ

Tarjeta PCI Es la tarjeta que genera las alimentaciones entre otro de la lógica contactor +60 / +108V y del famoso -14V en conjunto con el modulo DC.

Freno dinámicoAl colocar los 5 fusibles del freno dinámico se energizan de forma instantánea K2 y al asignar el malacate, un contacto auxiliar del blower cerrara y MS1 será energizado, aplicando un campo minino al motor DWA. Cuando el perforador saca el pies del acelerador, la referencia DWFT vuelve a 0 V, hay voltaje en la barra DC, señal de velocidad pero y el puente de thyristor no esta disparando. Entonces empieza un timing de alrededor de 2, 3 segundos, en caso que el perforador se haya quedado corto y necesita reacelerar, al final se cerran los contactos 127 / 135 del modulo, energizando tanto el contacto K1, cual coloca las resistencias en la armadura del motor y el contactor MS2 para colocar full campo al motor y frenar así el motor disipando la energía producida en el banco de resistencia. Notar que en // con K1 se energiza también RL1, cual indica que los contactos de K1 no están soldados porque en caso contrario, al energizar K1, K2 abre para impedir que se colocan el banco de resistencia mientras se utiliza el motor.-La falla la mas común si el perforador es bien guevon, es que siempre se queda corto, y reacelera después de 2-3 s cuando el freno ya se acciono y en este momento tiene su carga máxima, en este caso K1 se abre con toda la carga y a lo largo puede quedar pegado con los contactos soldados.

Tarjeta Sprocket slipEsta protección se acciona con un mínimo de velocidad de bombas, +/- 200 V y entonces manda a disparar el sistema si se supera 50 Amps de diferencia entre ambos motores. Por los HED, 100 Amps son 35 mV, es decir que la diferencia de 50 A son 17.5 mV

-Si la bomba se dispara sistemáticamente al llegar a +/- 200V, verificar las conexiones de los HEDs y asegurarse que no se invirtieron los cables. Otra razón puede ser un lodo liviano o agua, en tal caso arrancar las bombas con más suavidad y ambas al mismo tiempo.

Tarjeta Field lossEsta tarjeta, al igual que la sprocket slip, tiene como propósito la protección del motor DC - si el campo viene a fallar, provocando el overspeed del motor o si la diferencia de corriente entre ambos motores supera los 200 Amperos (se parte la cadena, etc…). En cualquier caso se abre un contacto para desactivar el rele FL y la lógica de CONT -14 hacia el modulo, provocando a su turno la desasignacion de la bomba.

Fallas-La falla la mas común y casi inevitable con intercomunicación en Vac son las interferencias en los teléfonos Gai-Tronics. Para reducir estas interferencias, nacidas del tiempo de conmutación de un SCR al otro (notch) se utiliza los filtros RH / IDM de capas o varistores. En todo caso nunca se logra inhibir por completo las interferencias en intercom sino con un auto transformadores y capacitores al segundario o aun mejor un sistema DC-Si el acelerador de pies no funciona, antes de desarmarlo verificar que el switch S10 al final de acelerador de mano están funcionando porque es este switch que da el permisivo a la foot throttle-Si no arranca el motor DC, verificar que el acelerador de mano ha vuelto a 0, en el modulo DC cuando esta en 0 se incendie el diodo Zero throttle interlock. Si sigue la falla asegurarse de que la señal CONT -14V a vuelto al modulo, esto no garantiza que teóricamente los permisibles están todos listos (switches, contactos, contactores…)

INFOS:

LATCHING = retención de una determinada condición

RECUÉRDENSE, LAS CLAVES DE UN BUEN EQUIPO SON LA CONFIANZA EN SI MISMO Y EN LOS DEMÁS, INTEGRARSE A SU EQUIPO. PONER LA SEGURIDAD DE PRIMERO Y NO DEJARSE LLEVAR POR LA PRESION. ORGANIZAR EL TRABAJO Y SIEMPRE MANTENER UNA ACTITUD POSITIVA. REPORTAR A SU JEFE DIRECTO, UNA BUENA COMUNICACIÓN ES INDISPENSABLE

ELMAGCO

PRINCIPIOS

El panel del freno (PWM-CL brake controler) recibe una corriente trifásica de 186 V a través del transformador de10 (6032) o 25 KVA (7838). Este voltaje transformado en corriente DC para luego pasar por transistores accionados por el mando colocado en la consola del perforador. Este voltaje variable (250 VDC max) esta aplicado a las 4 bobinas del freno para generar un torque opuesto al giro del rotor. El freno tiene dos canales independiente para siempre tener un torque de frenado si un problema ocure en uno de ellos. El freno 7838 tiene un torque maximo de 117 Klbs-ft @ 150 rpm o 96 Klbs-ft @ 50 rpm y una capacidad de aguantar 30 000 ft de tubería de 20lbs / ft. El freno 6032 tiene un torque maximo de 55 Klbs-ft @ 150 rpm o 45 Klbs-ft @ 50 rpm y una capacidad de aguantar 15 000 ft de tubería de 20lbs / ft.

COMPONENTES ELECTRÓNICOS PRINCIPALES

Tarjeta PWM control PC borrad: Es la tarjeta madre, la que recibe la señal de la palanca y la que controla a los transistores.Tarjeta current limit: trabaja en conjunto con los dos HED para proteger el equipo de una sobre carga el caso que por ejemplo haya un corto entre cables.Tarjeta drill assist: es +/- un timer, cual permite recortar por la mitad la potencia del freno si se deja la palanca accionada en mas que la mitad de su recogido. En cualquier momento, volver a menos de la mitad de la palanca reinicia el timing de 10mn.

MEDICIONES GENERALES

TB1, 1-2: Alimentación de la palanca: entre 8 y 12 VACTB1, 3-4: Señal de retorno de la palanca en OFF = > 15 VAC; ON = < 5 VAC, así que por seguridad si se interrumpe el flujo eléctrico en unos de esos cables se aplicara full potencia al frenoTB30: salida DC hacia el freno 0-250 VDCLos valores de resistencias de cada bobinas son de >13 Ohms (7838) a <6 Ohms (6032) MODELO 6032Corriente: @ 20 deg C = 42.4 Amps / Potencia = 10.6 KWValores de cada una de la bobinas = < 6 OhmsEnfriamiento: Flor mini = 75 gal / min, PH del agua = 7-7.5, max temp = 165 F o 74 CPeso = 12 130 Lbs GAP = 0.040 – 0.050 “

MODELO 7838Corriente: @ 20 deg C = 74 Amps / Potencia = 18.5 KW, max rpm = 600Valores de cada una de la bobinas = > 13 Ohms (> 11 Ohms si modelo > 1985)Enfriamiento: Flow mini = 150 gal / min, PH del agua = 7-7.5, max temp = 165 F o 74 CPeso = 28 000 Lbs GAP = 0.055 – 0.065 “

ALL DC VOLTAGE MEASURED BETWEEN PC BOARD 28380-3 TB2 TERMINAL 10 (NEG. OF METER) AND POINTS LISTED BELOW