Estructura Robótica Pre-Tensada para Robot en Tuberías Petroleras

María Alejandra Urdaneta, Cecilia García, Roque Saltarén, Gustavo Contreras, Rubén Ugarte

Resumen

En este trabajo se presenta el desarrollo de un robot basado en la estructura Pre-Tensada con el fin de realizar tareas de inspección y mantenimiento en tuberías petroleras. Este tipo de estructura mecánica se caracteriza por su bajo peso y su alta capacidad de adaptación a los diferentes diámetros.

La aplicación requiere que el dispositivo desarrollado se desplace verticalmente y a alta velocidad por las tuberías utilizadas en la extracción del petróleo. Cabe destacar que en dichas instalaciones se cuenta con Bombas Electro Sumergibles (BES) y Bombas de Cavidad Progresiva (BCP), ambas muy sensibles a las condiciones adversas del entorno; por lo tanto, la importancia de esta investigación radica en que el robot incorpora una red de sensores específicos para medir aquellas variables que puedan interferir en el funcionamiento normal de las bombas. Además, este robot permite automatizar la recuperación de objetos que pueden caer al pozo durante la instalación y mantenimiento del mismo, actualmente este proceso es manual.

En este artículo se describen detalladamente las hipótesis de diseño realizadas y la metodología utilizada para el desarrollo del primer prototipo. Finalmente se presentan los resultados obtenidos de dicho desarrollo a través de los cuales se ha podido validar la potencialidad de la aplicación.


Palabras clave

Pre-Tensada; Robot Tubería Vertical; Bombas Electro Sumergible; Bomba de Cavidad Progresiva

Texto completo:

PDF

Referencias

Aldrich JB., Skelton R., 2005. Time-energy optimal control of hyper-actuated mechanical systems with geometric path constraints... IEEE Conference on Decision and Control and the European Control Conference. pp. 8257- 8256.

Aldrich JB., Skelton R., K. Kreutz-Delgad., 2003. Control Synthesis for a Class of Light and Agile Robotic Tensegrity Structures. American Control Conference Denver. Colorado. pp. 5245-5251.

Baghani A., Ahmadabadi M., Harati A., 2005. Kinematics Modeling of a Wheel-Based Pole Climbing Robot (UT-PCR). IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 2099-2104.

Baker A., 2005. Analysis of Three degree of Freedom 6x6 Tensegrity platform, CIMAR, Tesis.

Bayat J., Crane III C., 2006. Closed-Form Equilibrium Analysis of Planar Tensegrity Mechanisms, Florida Conference on Recent Advances in Robotics. FCRAR, volumen 2, pp.31-37.

Bayat J., Crane III.C. 2007. Kinematic Analysis of a Planar Tensegrity Mechanism, Florida Conference on Recent Advances in Robotics. FCRAR.

Bram J., Skelton R... 2001. Input/output selection for planar tensegrity models. IEEE Conference on Decision and Control Orlando, Florida USA. pp. 4280-4285.

Burkhardt R., 2008. A Practical Guide to Tensegrity Design. Cambridge USA.

Chandana P., Francisco J. Valero-Cuevas, Hod Lipso, 2006. Design and Control of Tensegrity Robots for Locomotion. IEEE Transactions on Robotics. VOL. 22. NO. 5. pp 944-957.

Choi H., Roh S., 2005. In pipe Robot with Active Steering Capability for moving Inside of Pipelines. Bioinspiration Robotics: Walking and Climbing Robots, pp. 375-393.

Connelly. R 2009. Tensegrities and Global Rigidity. Department of Mathematics. Cornell University Ithaca USA. pp. 1-29

Hirschfeldt M., 2008. Manual de Bombeo de Cavidades Progresivas. OilProduction.net.

Grand Ch., Bidaud, N., Jarrasse, 2006. Design of innovative unfoldable Wheel with contact surface adaptation mechanism for planetary rovers. III Proceeding of the ESA workshop on Advanced Space Technologies for Robotics and automation. Astra p p.1-8.

Grand Ch., Bidaud Ph., Jarrasse N., 2007. Innovative concept of unfoldable Wheel. World Congress. Besant. pp. 18-21.

Fuller R., Tensile-Integrity Structures¨U.S. Patent 3,063,521.1962.

Schenk M., Herder J., Guest S., 2006. Design of statically Balanced Tensegrity Mechanism, ASME. International Design Engineering Technical Conferences &Computers and Information in Engineering Conference. Pennsylvania USA.

Shai O., Tehori I., Bronfeld A., Slavutin M., Ben-Hanan U.2009. Adjustable Tensegrity Robot based on Assur Graph Principle. ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, November 13-19, Lake Buena Vista, Florida, USA, pp 1-5

Shibata M., Saijyo F., Hirai S., 2009. Crawling by Body Deformation of Tensegrity Structure Robots. IEEE International Conference on Robotics and Automation Kobe International Conference Center Kobe, Japan. pp. 4375-4380.

Ocaña L., 2008. Análisis de Técnicas y equipos de pesca usados con mayor frecuencia en la perforación de pozos de Petróleo. Tesis de grado Facultad de Ciencias de la Ingeniería Quito ecuador, pp.146

Urdaneta M. y Saltaren, R, (2008). Estudio del Sistema de tracción de una estructura robótica para tuberías en Sistemas de Extracción Petrolera con BES y BCP. XXIX Jornadas CEA. Septiembre 2008.

Valentín Gómez Jauregui. (2007). Tensegridad: Estructuras Tensegricas en Ciencia y Arte. Universidad Cantabria, Santander, p.p. 103.

Vásquez. R.E. (2000). Sistemas tenségricos. Medellín: Escuela de Ingeniería Estructuras. Stockholm.

Vásquez R., Correa J., 2005. Sistemas Tenségricos: Alternativas para la robótica. IEEE Colombia Workshop on Robotics and Automation ICRA.

Weimin Shen, Jason Gu and Yanjun Shen. (2005). Proposed Wall Climbing Robot with Permanent Magnetic Tracks for Inspecting Oil Tanks. IEEE International Conference on Mecatronic and Automation, July 2005, p. 2072-2077.

Xingru Wang, Zhengyao Yi, Yongjun Gong and Zuwen Wang. (2009). Optimum Dynamic Modeling of Wall Climbing Robot for Ship Rust Removal, ICIRA, pp. 623-631.

Xu F., Wang. 2008. Design and Experiments on a New Wheel-Based Cable Climbing Robot. IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. pp 418-422.

Xu, F., Wang X., y Xie, Q.,2008. Obstacle Crossing Ability of a New WheelBased Cable Climbing Robot. 15 th International conferences on Mechatronics and Machine Vision in Practice. pp.545-549.

Young-Sik Kwon, Eui-Jung, Lim H., Byung-Ju Yi. 2007. Design of A reconfigurable Indoor Pipeline Inspection Robot. International conference on Control, Automation and Systems. pp. 712-716.

Abstract Views

431
Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


 

Citado por (artículos incluidos en Crossref)

This journal is a Crossref Cited-by Linking member. This list shows the references that citing the article automatically, if there are. For more information about the system please visit Crossref site

1. Sistema de Monitoreo Electrónico de Desplazamiento de Tubos de Extensión para Junta Expansiva
J. Campuzano-Cervantes, F. Meléndez-Pertuz, B. Núñez-Perez, J. Simancas-García
Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI  vol: 14  num.: 3  primera página: 268  año: 2017  
doi: 10.1016/j.riai.2017.03.002



Creative Commons License

Esta revista se publica bajo una Licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial-CompartirIgual 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)

Universitat Politècnica de València     https://doi.org/10.4995/riai

e-ISSN: 1697-7920     ISSN: 1697-7912