Analisis de tendencia

ANALISIS DE TENDENCIA TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCION Prop—sitos del M—dulo_______________________________________________ 1

SECCION 1 - TENDENCIAS Introducci—n _______________________________________________________ 3 Definiciones _______________________________________________________ 4 Grado de Tolerancia_________________________________________________ 4 Uso de Tendencias: Modelo Para la Toma de Decisiones____________________ 6 Gr‡ficas de Tendencia Disponibles _____________________________________ 7 Repaso 1__________________________________________________________ 15

SECCION 2 - TENDENCIAS ESPECIFICAS Introducci—n _______________________________________________________ 17 Empaquetamiento y Drenaje __________________________________________ 18 Cambio de Bache___________________________________________________ 23 Separaci—n de Columna26 Cierre de la V‡lvula Principal de la L’nea _______________________________ 30 Fuga Peque–a______________________________________________________ 34 Fuga Grande_______________________________________________________ 37 Repaso 2__________________________________________________________ 41

SUMARIO _______________________________________________________ 48 GLOSARIO ______________________________________________________ 50 RESPUESTAS _____________________________________________________ 51 APENDICE A: Modelo Para la Toma de Decisiones ____________________________________ 52

ATENCION El personal de operaciones usa tecnolog’a para alcanzar metas espec’ficas. Un objetivo clave del programa de entrenamiento es promover la comprensi—n de la tecnolog’a que el personal operativo, usa en su trabajo diario. Este programa de entrenamiento refuerza la relacion trabajo-habilidades mediante el suministro de informaci—n adecuada de tal manera que los empleados de oleoductos la puedan aplicar in mediatamente. La informaci—n contenida en los m—dulos es te—rica. El fundamento de la informaci—n b‡sica facilita el entendimiento de la tecnolog’a y sus aplicaciones en el contexto de un sistema de oleoducto. Todos los esfuerzos se han encaminado para que reflejen los principios cient’ficos puros en el programa de entrenamiento. Sin embargo en algunos casos la teor’a ri–e con la realidad de la operaci—n diaria. La utilidad para los operadores de oleoductos es nuestra prioridad mas importante durante el desarrollo de los temas en el Programa de Entrenamiento para el Funcionamiento de Oleoductos.

ANALISIS DE TENDENCIA Técnicas Avanzadas de Operación

©1995 IPL Technology & Consulting Services Inc. Prohibida la Reproducci—n (Octubre, 1995)

IPL TECHNOLOGY & CONSULTING SERVICES INC. 7th Floor IPL Toser 10201 Jasper Avenue Edmonton, Alberta Canada T5J 3N7

Telefono Fax

+1 - 403 - 420-8489 +1 - 403 - 420-8411

Referencia: 8.2 IPL Análisis de Tendencia - Marzo, 1998

TECNICAS DE ESTUDIO Para que el aprendizaje de los m—dulos sea m‡s efectivo, se sugiere tener en cuenta las siguientes recomendaciones. 1. Trate de que cada periodo de estudio sea corto pero productivo (de 10 a 45 minutos). Si usted ha establecido que estudiar‡ durante los cinco dias de la semana un total de dos horas por d’a, separe los tiempos de estudio con periodos de descanso de dos a cinco minutos entre cada sesion. Recuerde que generalmente una semana de auto estudio reemplaza 10 de horas de asistencia a clases. Por ejemplo si usted tiene un periodo de tres semanas de autoestudio, deber‡ contar treinta horas de estudio si quiere mantener el ritmo de la mayor’a de los programas de aprendizaje. 2. Cuando usted estŽ estudiando establezca conexiones entre cap’tulos y tareas. Entre m‡s relaciones logre hacer le ser‡ m‡s f‡cil recordar la informaci—n. 3. Hay cuestionarios de auto-evaluaci—n al final de cada secci—n del m—dulo. Habitualmente al completar a estos cuestionarios incrementar‡ su habilidad para recordar la informaci—n. 4. Cuando estŽ leyendo una secci—n o un m—dulo, primero de un vistazo r‡pido a toda el material antes de comenzar la lectura detallada. Lea la introducci—n, conclusiones y preguntas al final de cada secci—n. A continuaci—n como una tarea separada estudie los encabezados, gr‡ficos, figuras y t’tulos. DespuŽs de Žsta excelente tŽcnica de revision previa, usted estar‡ familiarizado con la forma como est‡ organizado el contenido. DespuŽs de la lectura r‡pida continue con la lectura detallada. Su lectura detallada, refuerza lo que ya usted ha estudiado y adem‡s le clarifica el tema. Mientras usted este realizando Žsta lectura detŽngase al final de cada sub-secci—n y pregœntese ÒÀQue es lo que he acabado de leer?Ó

5. Otra tŽcnica de estudio œtil es escribir sus propias preguntas basadas en sus notas de estudio y/o en los t”tulos y subtitulos de los m—dulos. 6. Cuando estŽ tomando notas en el sal—n de clases considere la siguiente tŽcnica. Si usa un cuaderno argollas escriba solo en las p‡gina de la derecha. Reserve las p‡gina de la izquierda para sus propias observaciones, ideas o ‡reas en las que necesite aclaraciones. Importante: escriba las preguntas que su instructor hace, es posible que usted las encuentre en el cuestionario final. 7. Revise. Revise. Revise, El revisar el material aumentar‡ enormemente su capacidad de recordar. 8. El uso de tarjetas para notas, le ayudar‡ a identificar r‡pidamente ‡reas en las cu‡les usted necesita repasar antes de un ex‡men. Comience por ordenar a conciencia las tarjetas despuŽs de cada sesi—n de lectura. Cuando aparezca una nueva palabra, escr’bala en una cara de la tarjeta y en el reverso escriba la definici—n. Esto es aplicable para todos los m—dulos. Por ejemplo, s’mbolos qu’micos/que representan; estaci—n terminal/definici—n; una sigla (acronismo)/que significa. Una vez haya compilado sus tarjetas y se estŽ preparando para una prueba, ordŽnelas con el lado que contiene las palabras hacia arriba; pase una tras otra para verificar si usted sabe que hay en el reverso. Se ha preguntado usted por quŽ gastar tiempo innecesario en significados o conceptos? Porque las tarjetas que no pudo identificar, le indican las ‡reas en las cu‡les necesita reforzar su estudio. 9. Adicionalmente Žstos m—dulos tienen mŽtodos identificados de ense–anza espec’fica para ayudar a la comprensi—n del tema y su revisi—n. Los tŽrminos (palabras, definiciones), que aparecen en negrilla est‡n en el glosario. Para relacionar la informaci—n de los tŽrminos y su significado, los nœmeros de las p‡ginas aparecen en las definiciones del glosario con el objeto de identificar donde apareci— el tŽrmino por primera vez en el tŽxto. Las definiciones que en el glosario no tienen ningœn nœmero de p‡gina es importante de igual manera entenderlas, pero est‡n completamente explicadas en otro m—dulo.

ANALISIS

DE TENDENCIA

La tendencia es un proceso que suministra al operador la informaci—n del de los datos del oleoducto. La tendencia ayuda al operador a entender el estado pasado del oleoducto, analizar el estado actual, as’ como predecir el estado futuro. La primera secci—n de este m—dulo define la tendencia, explica su importancia e indica el uso de las tendencias en el modelo para la toma de decisiones. La segunda secci—n ilustra las tendencias asociadas con los eventos del oleoducto tales como el empaquetamiento y el drenaje, cambio de bache y los incidentes en el oleoducto tales como la separaci—n de columna, el cierre de una v‡lvula principal de la l’nea y las fugas.

INTRODUCCION

En Žste m—dulo se muestran representaciones gr‡ficas de un sistema real de oleoductos. Por este motivo, las variables contenidas en dicoas gr‡ficas se encuentran en inglŽs.

Este m—dulo contiene informaci—n sobre los siguientes objetivos: ¥ Identifica las tendencias. ¥ Relaciona el grado de tolerancia de las tendencias en las condiciones de operaci—n. ¥ Presenta gr‡ficas de las tendencias disponibles. ¥ Indica el empleo de las tendencias en el modelo para la toma de decisiones. ¥ Presenta las tendencias especificas para los eventos e incidentes del Oleoducto.

Todos los m—dulos dentro de las siguientes fases: Introducci—n al Comportamiento de Fluidos Equipo del oleoducto Representaci—n Gr‡fica del Sistema Sistemas de Control del Oleoducto Comportamiento Avanzado del Fluido Programaci—n TŽcnicas de Operaci—n B‡sica

PROPOSITOS DEL MODULO

PREREQUISITOS

1

ANALISIS

DE TENDENCIA

SECCION 1

TENDENCIAS

Los datos del oleoducto tales como presiones, tasa de flujo, propiedades del fluido, consumo de energ’a y temperatura, deben ser continuamente observados y analizados debido a sus cambios. Dependiendo de la operaci—n, el cambio puede ser deseable ( durante el arranque de un oleoducto), o inaceptable (durante la operaci—n en estado estable). La tendencia suministra informaci—n acerca de los cambios de los datos del oleoducto.

INTRODUCCION

Mediante el entendimiento de los cambios, el operador puede responder generando los comandos apropiados para continuar el curso normal de acci—n, para prevenir cambios futuros, o corregir una situaci—n que no cumple con los requerimientos operacionales/organizacionales. Con el prop—sito de determinar si los cambios son o no significativos, es necesario escoger un grado de tolerancia. Los dos componentes del grado de tolerancia, magnitud y tiempo, son las claves para analizar cualquier tendencia. DespuŽs de esta secci—n podr‡ llevar a cabo siguiente. ¥ Definir el tŽrmino tendencia en lo que concierne a las operaciones del oleoducto. ¥ Identificar los tipos de tendencias. ¥ Relacionar el grado de tolerancia de las tendencias en las condiciones de operaci—n. ¥ Explicar c—mo el uso de las tendencias se relaciona con el modelo para la toma de decisiones. ¥ Enumerar las gr‡ficas de las tendencias disponibles y el empleo de cada una.

OBJETIVOS

3

PROGRAMA

VALORES DE LOS DATOS

DEFINICIONES

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Cualquier valor que permanece igual, se incrementa constantemente, o decrece constantemente con el tiempo es considerado una tendencia. Los datos que se comportan de manera aleatoria con el tiempo no son considerados una tendencia; pueden ser la indicaci—n de una condici—n de trastorno o eventos cr’ticos que requieren la atenci—n inmediata. Las tendencias pueden ser de corto plazo - durando minutos o pocas horas - o largo plazo. Ellas pueden ser graduales, donde los cambios progresivos son peque–os y se acumulan lentamente, o r‡pidos, donde los cambios se acumulan r‡pidamente. Las tendencias pueden tambiŽn extenderse observandose en un punto bien espec’fico o bien afectando a todo el oleoducto. Aleatoria Incremental Estable Descendente

TIEMPO Figura 1 Datos aleatorios y tres tendencias: incremental, estable y descendente

GRADO DE TOLERANCIA

Todas las tendencias caen en una de dos categor’as: aquŽllas en que el cambio en la gr‡fica es significativamente progresivo y aquellas en que permanece estable. Con el prop—sito de identificar si los cambios constituyen una tendencia significativa de incremento o disminuci—n, usted debe primero escoger el grado de tolerancia. Grado de tolerancia es uno medida de la magnitud del cambio y tiempo que toma en ocurrir cambio. El grado de tolerancia se escoge de acuerdo al estado real del oleoducto y al cambio previsto. Cuando se opera en estado estable, por ejemplo, el grado de tolerancia para la presi—n y el flujo ser‡n peque–os en magnitud y m‡s prolongada que el arranque de una l’nea (ver Figura 2).

4

ANALISIS

Grado de Tolerancia baja magnitud largo tiempo

Utilice para analizar • estado estable

gran magnitud corto tiempo

DE TENDENCIA

No lo utilice para analizar • incidente

• incidente

• estado estable

• arranque • cierre • incidente

baja magnitud corto tiempo

• estado estable

Figura 2 Tabla que indica el grado de tolerancia de la presión y el flujo con el análisis de las operaciones del oleoducto

El impacto que un cambio en un punto de datos tiene en un oleoducto depende del estado de la operaci—n real (es decir, condiciones de estado estable o transientes), y del tama–o y del tiempo de duraci—n del cambio. Los cambios pueden ser grandes y sœbitos o peque–os sobre un largo per’odo de tiempo. Por esta raz—n el operador escoge el grado de tolerancia que refleje el cambio y el estado de operaci—n del oleoducto. Cuando el cambio ocurre fuera de la magnitud y el tiempo esperado, la soluci—n del problema puede ser utilizada para asistir en la interpretaci—n del cambio en el punto de datos.

PUNTO DE DATOS

ESTADO ESTABLE Magnitud

Tiempo

TRANSIENTE Magnitud

Tiempo

SOLUCION DEL PROBLEMA Magnitud

Tiempo

Presión

Baja

Largo

Alta

Corto

Baja/Alta

Corto

Tasa de Flujo

Baja

Largo

Alta

Corto

Baja/Alta

Corto

Propiedades del Flujo

Baja

Largo

Baja

Corto

Baja

Corto

Consumo de energía

Baja

Corto

Alta

Corto

Baja

Cort

Temperatura

Baja

Largo

Alta

Corto

Baja

Corto

Figura 3 Relación de los puntos de datos y magnitud/tiempo durante una operación en condiciones de estado estable y transiente (tales como arranque y parada total, y durante la solución de un problema)

5

PROGRAMA

USO DE TENDENCIAS: MODELO PARA TOMA DE DESICIONES

RECONOCIMIENTO DE LA SITUACION

INTERPRETACION DE LA SITUACION

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Usted recordar‡ que en el modelo para la toma de decisiones, indicado en el m—dulo Perspectiva Integral del Oleoducto se presentaron una serie de pasos para analizar una situaci—n, decidir e implementar una soluci—n, y despuŽs monitorear y evaluar la soluci—n. Este modelo se presenta nuevamente aqu’ en el ApŽndice A. Las tendencias son parte integral del an‡lisis de una situaci—n (reconocimiento, interpretaci—n y dar prioridad a la situaci—n), de la soluci—n del problema y los pasos de evaluaci—n/monitoreo. El empleo de herramientas anal’ticas tales como las gr‡ficas de l’nea, gr‡ficas de tendencia, gr‡ficas de cambios, gr‡ficas de balance de materia e informaci—n hist—rica son esenciales en la implementaci—n del modelo para la toma de decisiones. Si un cambio est‡ dentro del grado de tolerancia escogido, no es relevante. Sin embargo, si el cambio est‡ m‡s all‡ del grado de tolerancia escogido, como es indicado en la Figura 2, entonces el operador procede con el pr—ximo paso en el modelo para la toma de decisiones, ÒÀactivador de fuga ?Ó Como se indica en el modelo, si la situaci—n no presenta un activador de fuga, el operador procede con el paso de interpretaci—n del modelo. Cuando la situaci—n presenta 1 o 2 activadores de fuga, el operador procede con la regla de los 10 minutos para definir y verificar la posible causa de la situaci—n. Cuando la situaci—n presenta 3 o m‡s activadores de fugas, el operador procede directamente al paro total. Los pasos del modelo para la toma de decisiones debido a activadores de fuga, deben ser realizados completamente antes de intentar una soluci—n. La interpretaci—n del cambio en un punto de datos se basa en la relaci—n entre el grado de tolerancia, el estado de operaci—n y el punto de datos donde el cambio observado ha ocurrido. Esta relaci—n se indica en la Figura 3 y puede ser utilizada para asistir en la selecci—n de una herramienta anal’tica, la gr‡fica de tendencia, gr‡fica de cambio o gr‡fica de balance de material, para analizar mejor el cambio en el punto de datos. Para interpretar los datos, el operador debe preguntar: ¥ ÀquŽ tanto han cambiado los datos? ¥ Àes una tendencia aparente? ¥ Àse est‡ incrementando o decreciendo la tendencia? ¥ ÀquŽ tan r‡pido han cambiado los datos? ¥ Àcu‡l es la magnitud del cambio? ¥ Àc—mo se relaci—na el cambio al grado de tolerancia escogido?

6

ANALISIS

DE TENDENCIA

Con el prop—sito de determinar la prioridad de un cambio o cambios que ocurren en un punto de datos, el operador debe primero determinar la magnitud y duraci—n del cambio y su impacto en todo el oleoducto. Analizando el cambio mediante las gr‡ficas de tendencia, el operador puede evaluar el alcance del impacto en el oleoducto completo y proceder al paso de decision del modelo para la toma de decisiones para determinar los pasos necesarios que corrigan o resuelvan la situaci—n. Una vez la situaci—n ha sido analizada mediante los primeros tres pasos del modelo para la toma de decisiones, el problema puede ser definido. Entonces, teniendo el grado de tolerancia escogido y entendiendo el tipo de operaci—n, el operador puede utilizar las diferentes gr‡ficas de tendencia disponibles para enumerar todas las causas posibles de la situaci—n. La causa m‡s probable puede ser determinada y verificada, utilizando nuevamente las gr‡ficas de tendencia disponibles. Luego el operador puede decidir si la situaci—n requiere de paro total, o si Žl puede proceder al paso de decisi—n del modelo. Muchos de los modelos previos tratan con situaciones œnicas y rese–an una soluci—n sugerida o respuesta. Si el operador ha tomado acci—n en respuesta al cambio en el punto de datos, el cambio establecido debe ser evaluado para ver si la situaci—n se resuelve. Un monitoreo minucioso por medio de las gr‡ficas de tendencia ser‡ necesario para determinar si se requiere acci—n futura o si el oleoducto ha vuelto a un estado estable aceptable. El operador puede encontrar que una situaci—n no garantiza un cambio en las operaciones. El cambio en el punto de datos puede ser normal a la operaci—n y puede solo requerir monitoreo para confirmar que esto no continœe. Dependiendo del sistema (SCADA) en uso, hay varias herramientas anal’ticas disponibles para asistir a un operador en la tarea de aislar y seguir las tendencias segœn ocurran, o revisarlas para informaci—n hist—rica. Con el prop—sito de ilustrar, nos enfocarŽmos en cuatro gr‡ficas normalmente disponibles en algunos sistemas SCADA: ¥ gr‡ficas de l’nea ¥ gr‡ficas de cambios ¥ gr‡fica de tendencia ¥ gr‡fica de balance de materia

DAR PRIORIDAD A LA SITUACION

SOLUCION DEL PROBLEMA

MONITOREO Y EVALUACION

GRAFICAS DISPONIBLES DE TENDENCIAS

7

PROGRAMA

GRAFICA DE LINEA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

La gr‡fica de l’nea es una herramienta valiosa de operaci—n. Aunque la gr‡fica de l’nea puede ser utilizada para indicar tendencias, este no es su prop—sito primordial. En la gr‡fica de l’nea, las lecturas de presi—n y flujo con altas tasas de cambio resaltan para llamar la atenci—n del operador. No todos los cambios constituyen tendencias. De la gr‡fica de l’nea recae en el operador la responsabilidad de aislar los datos que se est‡n incrementando o decreciendo progresivamente. La gr‡fica de l’nea contiene una gran cantidad de informaci—n y como resultado, el operador puede tener dificultad en determinar las tendencias especif’cas.

Figura 4 Grafica de Línea del Sistema SCADA El oleoducto está en estado estable. El punto crítico está localizado en el punto inicial, debido a que las unidades están operando en ese sitio. La tasa de flujo es aproximadamente 32960 Bbl/hr (5240 m3/h).

GRAFICA DE CAMBIOS

8

Una gr‡fica de cambios ayuda al operador a identificar las tendencias a medida que ocurren a lo largo de todo el oleoducto. Con la gr‡fica de cambios, el operador puede determinar la magnitud y tiempo del cambio e identificar si el cambio ha excedido un grado de tolerancia especificado para el oleoducto. Solo se muestran los datos que est‡n cambiando en el tiempo. Los dem‡s datos no aparecen. El operador puede ajustar el intervalo de tiempo pero no la magnitud de los cambios. Seleccione intervalos cortos de tiempo cuando usted espera numerosos cambios, tales como durante el arranque o paro total de un oleoducto. Los intervalos largos de tiempo son utilizados durante la operaci—n en estado estable y cuando se anticipa un cambio muy peque–o.

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figura 5A Dos Gráficas de Línea y Gráfica de Cambios Para un Intervalo de Corto Tiempo. Gráfica de línea de un oleoducto en estado estable a las 00:05:00

Figura 5B Gráfica de línea de un oleoducto en estado estable a las 00:07:00, dos minutos después de la figura 5A. Durante el período de los dos minutos entre la Figura 5A y la Figura 5B, se arrancaron tres bombas, una en la Estación GA (Unidad 3), una en la GC (Unidad 3) y otra en la Estación GD (Unidad 2). Observe el cambio en las presiones y el flujo entre las dos gráficas de línea.

9

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

GRAFICA DE CAMBIOS SUC THR DISC Salida

GA

0 130

Actualizado

GB

3

GC

-31

Tiempo 00:07:00 Actualizado 00:07:00 Siguiente Actualización 00:09:00

1 2 3 4 5 6 7

PMP STN LOS

26

156

26

23

GA

0

3

0

0

34

GB

2

83

116 114

80

GC

GD

3 242

4

243

1

4

GD

GE

0

0

1

1

1

0

GE

GF

1

0

2

1

1

2

GF

GG

0

GG

Figura 5C Gráfica de cambios que resalta los cambios en los parámetros claves (SUC succión, THR estrangulación, DISC presión de descarga, PMP salida de la bomba, STN diferencial de la estación y LOS pérdida en la línea) en cada estación de bombeo, dentro del período de tiempo de los dos minutos. En este ejemplo, ocurrieron cambios notables en la columna PMP que refleja el arranque de dos bombas. Este cambio es típico y es esperado en un estado transiente donde la magnitud es alta y el intervalo de tiempo es corto.

Figura 6A Dos gráficas de líneas y gráfica de cambios para un intervalo largo de tiempo. Gráfica de línea de un oleoducto en estado estable a las 00:05:00.

10

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figure 6B Gráfica de línea de un oleoducto en estado estable a las 00:35:00, treinta minutos más tarde. Durante el período de los treinta minutos, no hubo operaciones. Hay cambios muy pequeños en un período largo de tiempo. Esta es una característica de una operación en estado estable. GRAFICA DE CAMBIOS SUC THR DISC

1 2 3 4 5 6 7

PMP STN LOS

Salida

GA

0

1

-1

0

-1

12

GA

Actualizado

GB

-13

1

-14

0

-1

7

GB

GC

-21

1

-21

1

0

-8

GC

GD

-13

0

-12

1

1

-5

GD

GE

-7

28

-29

6 -22

-9

GE

GF

-20

1

-18

3

2 -18

GF

GG

0


GG

Figura 6C Gráfica de cambios que resalta los cambios en los parámetros claves en cada estación de bombeo. En este ejemplo, ocurrieron cambios relativamente pequeños en todos los parámetros. Este cambio pequeño es típico de un oleoducto en estado estable y refleja el movimiento de diferentes baches a través del oleoducto. La magnitud de los cambios es baja y el intervalo de tiempo es largo.

11

PROGRAMA

GRAFICA DE TENDENCIA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

La gr‡fica de tendencia permite al operador aislar datos espec’ficos e imprimirlos cuando est‡n ocurriendo. Esta es una herramienta valiosa puesto que presenta los datos gr‡ficamente y suministra el medio para escoger y observar un par‡metro especifico. Dependiendo del sistema SCADA, hay muchos tipos diferentes de datos que pueden ser impresos, incluyendo los puntos de ajuste de succi—n y descarga, y presiones, espacios disponibles de las presiones de succi—n o descarga m‡ximas, as’ como la potencia, temperaturas, flujo, estrangulamientos y densidad.

PRESION DE CARCAZA P.S.I.

700

600

500

400

300

200 00:05:00

00:05:20

00:05:40

00:06:00

00:06:20

00:06:40

00:07:00

TIEMPO

UN PEQUENO OLEODUCTO GENERICO Tendencias Críticas Figura 7A Gráfica de Tendencia Para Cambios en un Intervalo Corto de Tiempo y Cambios Para un Intervalo Largo de Tiempo Gráfica de tendencia para el intervalo corto de tiempo mostrada en la Figura 5 (00:05:00 a 00:07:00). Esta gráfica ilustra las presiones de carcazas de la estación para cada una de las estaciones de bombeo en el oleoducto. Observe que la tendencia de incrementos para las dos estaciones donde las bombas fueron arrancadas, Estaciones GA, GC y GD. Una estación, la Estación GD utilizó el control, mientras que las otras estaciones GA y GC no lo utilizaron. El pequeño cambio en la estación GE es un reflejo del uso de control, cuando las bombas están arrancando en la estación GD.

12

■ Estación GA

■ Estación GD

◆ Estación GB

◆ Estación GE

▲ Estación GC

▲ Estación GF

ANALISIS

DE TENDENCIA

UN PEQUENO OLEODUCTO GENERICO Tendencias Críticas 600

PRESION EN P.S.I.

500

400

300

200

00:05:00

00:10:00

00:15:00

00:20:00

00:25:00

00:30:00

00:35:00

TIEMPO

Figura 7B Gráfica de tendencia para cambios en un intervalo largo de tiempo mostrado en la Figura 6 (00:05:00 a 00:35:00). Esta gráfica ilustra las presiones de descarga de la estación para cada una de las estaciones de bombeo en el oleoducto. Observe los cambios durante el intervalo de 30 minutos. Algunas estaciones han permanecido relativamente constantes, mientras que otras han cambiado la presión ligeramente. Estos cambios ligeros normalmente reflejan los cambios en la diferencial de la bomba y en la pérdida de la línea para los oleoductos que tengan servicio para diferentes crudos.

La gr‡fica de balance de materia es una herramienta œtil para determinar si el oleoducto se encuentra empaquetado o en drenaje. En asociaci—n con las otras herramientas de an‡lisis de tendencia, esta gr‡fica puede proveer informaci—n del impacto de una tendencia en el oleoducto. El gradiente hidraœlico que es mostrado en la gr‡fica de balance de materia indica la cabeza en la salida de cada estaci—n y tambiŽn indica gr‡ficamente cualquier punto de alta elevaci—n que puede estar sujeto a columnas separadas. El prop—sito primordial de la gr‡fica de balance de materia es el de indicarle al operador las pŽrdidas en volœmen que est‡n ocurriendo. El operador puede utilizar la gr‡fica de balance de materia para revisar r‡pidamente el gradiente de flujo y gradiente hidr‡ulico y ver donde puede haber un problema potencial.

GRAFICA DE BALANCE DE MATERIA

13

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Figura 8 Gráfica de Balance de Material La gráfica de balance de material es similar a la gráfica del perfil hidraúlico. La característica clave es la secuencia de los baches en la parte inferior de la gráfica, la cual indica los movimientos de los baches de crudo en el oleoducto.

14

ANALISIS

1.

DE TENDENCIA

Una tendencia se define como _____ .

a) cualquier valor que permanece igual, que se increo menta constantemente o decrece constantemente en el tiempo b) incremento en la magnitud de un cambio, en un cierto per’odo de tiempo c) un incremento continuo en la presi—n de descarga d) un incremento continuo en la presi—n de succi—n 2.

REPASO 1

Grado de tolerancia es _____ .

a) una medida de la magnitud de un cambio y la cantidad de tiempo que toma para que el cambio ocurra b) escogido de acuerdo con el estado actual del oleoducto c) escogido de acuerdo con el cambio previsto en el oleoducto d) todas las anteriores 3.

Durante una operación en estado estable, el grado de tolerancia escogido para la presión sería _____ .

a) b) c) d) 4.

Durante una operación en estado estable, el grado de tolerancia escogido para el consumo de energía podría ser_____ .

a) b) c) d) 5.

baja magnitud, corto tiempo baja magnitud, largo tiempo alta magnitud, corto tiempo alta magnitud, largo tiempo


Durante el arranque del oleoducto, el grado de tolerancia escogido para la taza de flujo podría ser._____

a) b) c) d)


15

PROGRAMA

6.

DE

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Durante el paro total del oleoducto, el grado de tolerancia escogido para la temperatura podría ser _____ .

a) b) c) d) 7.

ENTRENAMIENTO PARA


Los pasos en el modelo para la toma de decisiones donde se utilizan las tendencias son _____ .

a) reconocer, decidir, resolver el problema, implementar, monitoreo/evaluaci—n b) reconocer, interpretar, dar prioridad, decidir, implementar, monitoreo/evaluaci—n c) reconocer, decidir, implementar, dar prioridad, interpretar, resolver el problema d) reconocer, interpretar, dar prioridad, resolver el problema, monitoreo/evaluaci—n 8.

En la gráfica de cambios el operador seleccionará _____ .

a) intervalos largos de tiempo cuando se preveen numerosos cambios b) intervalos cortos de tiempo cuando se preveen numerosos cambios c) baja magnitud cuando se preveŽ un cambio peque–o d) alta magnitud cuando se preveŽ un cambio peque–o Las respuestas se encuentran al final del m—dulo.

16

ANALISIS

DE TENDENCIA

SECCION 2

TENDENCIAS ESPECIFICAS

El prop—sito de esta secci—n es el de dar a conocer al operador las tendencias asociadas con situaciones espec’ficas del oleoducto que le permitan reconocer r‡pidamente e interpretar las tendencias que afectar‡n a todo el oleoducto. En cada situaci—n, el grado de tolerancia es discutido.

INTRODUCCION

Las gr‡ficas de tendencia ilustran: ¥ el empaquetamiento o drenaje en oleoductos con o sin un punto cr’tico definido ¥ el cambio de bache a productos de mayor o menor densidad ¥ separaci—n de columna ¥ cierre de v‡lvula de la l’nea principal y ¥ fugas peque–as y grandes DespuŽs de esta secci—n usted podr‡ completar lo siguiente: ¥ Reconocer e interpretar las tendencias asociadas con las siguientes situaciones: - empaquetamiento y drenaje - cambio de bache - separaci—n de columna - cierre de la v‡lvula principal de la l’nea principal - fugas peque–as - fugas grandes

OBJECTIVOS

17

PROGRAMA

EMPAQUETAMIENTO Y DRENAJE

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

En el m—dulo BALANCE, se present— el concepto de tasa de flujo singular a lo largo de todo el oleoducto. Cuando el empaquetamiento o drenaje ocurre, se pierde esta tasa de flujo singular. Una operaci—n en estado estable, por definici—n, es un oleoducto balanceado y por lo tanto los l’mites aceptables de la magnitud del cambio y el per’odo del tiempo en el cual ocurrieron estos cambios son peque–os. El empaquetamiento ocurre cuando se crea un flujo desbalanceado; la tasa de flujo corriente arriba es mayor que la tasa de flujo corriente abajo. En un oleoducto que esta empaquetado, las presiones corriente arriba se incrementar‡n.

Figura 9A Un oleoducto Empaquetado Gráfica de línea de un oleoducto en estado estable realizada a las 03:16:49

18

Figura 9B Perfil hidraúlico del mismo oleoducto realizado a las 03:15:04 En las Figuras 9A y 9B, observe el gradiente de flujo estable y el cambio relativamente menor en el empaquetamiento de la línea (LNPK). Estos son signos característicos de un oleoducto balanceado.

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figure 9c Gráfica de línea de un oleoducto en condición de empaquetasnientorealizada a las 03:26:05. Observe el cambio significativo en el empaquetamiemto de línea de la Estación GD. Esta es una indicación de un cambio en la tasa de flujo balanceada

Figura 9D Perfil hidraúlico del mismo oleoducto, realizado a las 03:25:25. Observe la inestabilidad del gradiente de flujo. Este indica una tasa de flujo más alta de la fuente Estación GA 32708 Bbl/hr (5200 m3/h) que más en el sitio de entrega, Estación GG 29877 Bbl/hr (4750 m3/h). La condición que se presenta en las Figuras 9C y 9D se conoce como empaquetamiento y fue causada al elevar la presión de retención en la Estación GG en 100 psi (689 kPa). Observe que el intervalo de tiempo entre las dos gráficas de línea, Figuras 9A y 9C, es aproximadamente de 10 minutos (03:16:49 a 03:26:05) y refleja un cambio de gran magnitud en un intervalo corto de tiempo. Esta es la indicación de un oleoducto que cambia de estado estable a una condición transiente.

19

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

GRAFICA DE CAMBIOS SUC THR DISC

1 2 3 4 5 6 7

PMP STN LOS

Salida

GA

0

4

5

4 -21

5

GA

Actualizado

GB

0

4

0

4 -46

5

GB

GC

-5

-4

-8

1

-5 -10

GC

GD

2

4

31

2 -20 -18

GD

GE

49

88

53

39 -73 -81

GE

GF

134 190

2

56 -187

GF

GG

100


2

GG

Figura 9E Gráfica de cambios en el intervalo de tiempo de 03:16 a 03:26. Observe como las presiones están incrementando desde el sitio de entrega disminuyendo a través de cada estación mientras que la reducción en el flujo incrementa las presiones de las estaciones aguas arriba.

El drenaje ocurre cuando se crea un desbalance en el flujo; la tasa de flujo aguas abajo es mayor que la tasa de flujo aguas arriba. En un oleoducto en drenaje, la presi—n aguas abajo disminuir‡.

Figura 10A Oleoducto En Drenaje Gráfica de línea de un oleoducto en estado estable, realizada a las 03:16:49

20

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figura 10B. Perfil hidraúlico del mismo oleoducto, realizado a las 03:15:04. En las Figuras 10A y 10B, observe el empaquetamientogradiente de flujo estable y el cambio relativamente menor en el empaquetamiento de línea (LNPK). Estos son los signos característicos de un oleoducto balanceado.

Figura 10C Gráfica de línea de un oleoducto en condición de drenaje, realizada a las 03:20:28. Observe los cambios continuos en el empaquetamiento de la línea de línea en las Estaciones GE y GF, una indicación de un cambio la taza de flujo balanceada.

21

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Figura 10D Perfil hidraúlico del mismo oleoducto, realizado a las 03:20:01. Observe la inestabilidad del gradiente de flujo. Esto indica una tasa de flujo menor de la fuente, Estación GA 32865 Bbl/hr (5225 m3/h) que la tasa de flujo en el sitio de entrega, Estación GG 34280 Bbl/hr (5450 m3/h). Esta condición de drenaje fue iniciada al bajar la presión de retención en la Estación GG en 100 psi (680 kPa). Observe que el intervalo de tiempo entre las dos gráficas de línea es aproximadamente de 4 minutos (03:16:49 a 03:20:28). El cambio tiene una gran magnitud en un intervalo corto de tiempo, como indicación de un oleoducto que cambia de estado estable a condición transiente. GRAFICA DE CAMBIOS SUC THR DISC

PMP STN LOS

Salida

GA

0

0

0

0 -26 -30

GA

Actualizado

GB

0

0

0

0 -46

4

GB

GC

1

0

1

-2

-4

GC

GD

0

0

0

0 -49

-5

GD

GE

0

11

-21

11 -98

29

GE

GF

-35

-63

-18

-28 -38 -73

GF

GG

-65


22

1 2 3 4 5 6 7

-1

GG

Figura 10E La Gráfica de cambios en el intervalo de tiempo 03:15 a 03:20. Observe que las presiones están disminuyendo desde el sitio de entrega través de cada estación a medida que el incremento en el flujo disminuye las presiones en las estaciones aguas arriba.

ANALISIS

DE TENDENCIA

En el sistema de un oleoducto que no est‡ operando a su m‡xima capacidad, el empaquetamiento y el drenaje son un reflejo de los volœmenes inyectados y entregados en un per’odo de tiempo definido. El empaquetamiento y el drenaje son dif’ciles de detectar en un oleoducto operando por debajo de su m‡xima capacidad, debido a que las diferencias en volœmen pueden ser muy peque–as. Un cambio de bache ocurre cuando un producto de diferente densidad y/o viscosidad entra a la estaci—n de bombeo. Si el balance es mantenido, las pŽrdidas de la l’nea aguas abajo deben permanecer sin cambio. El cambio en la densidad, sin embargo, afecta la salida de las bombas en la estaci—n. Una explicaci—n de la relaci—n entre la densidad del producto y la salida de la bomba se encuentra en los modulos GRADIENTES DE FLUJO y GRADIENTES DE BOMBEO. Para una discusi—n completa de las tendencias hidraœlicas durante los cambios de bache, vea el m—dulo SECUENCIA DE BACHES.

CAMBIO DE BACHE

Si se incrementa la densidad del producto que est‡ siendo bombeado, la salida de presi—n de la bomba se incrementar‡. Las tendencias que el operador debe observar son: ¥ Si la presi—n de succi—n permanece igual, la presi—n de la carcaza aumenta y la presi—n de descarga quiz‡ tambiŽn aumente (control de succi—n solamente). ¥ Si la presi—n de succi—n permanece igual, la presi—n de la carcaza aumente y la presi—n de descarga permanece igual (aplicadoel control de succi—n y descarga). ¥ Si las presiones de la carcaza y descarga permanecen iguales, la presi—n de succi—n disminuye ( control de descarga). ¥ El consumo de energ’a aumenta. Si se disminuye la densidad del producto que est‡ siendo bombeado, la salida de presi—n de la bomba disminuye. Las tendencias que el operador debe observar son: ¥ Si la presi—n de succi—n permanece igual, las presiones de la carcaza y descarga disminuyen (solo control de succi—n). ¥ Si las presiones de la carcaza y descarga permanecen igual, la presi—n de succi—n aumenta (control de descarga). ¥ El consumo de energ’a disminuye.

23

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Figura 11A Cambio de bache debido a un producto de menor densidad Gráfica de línea de un oleoducto en estado estable, realizada a las 00:10:02.

Figura 11B Perfil hidraúlico del mismo oleoducto, realizado a las 00:09:31.

24

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figura 11C Gráfica de línea del mismo oleoducto 20 minutos más tarde, a las 00:30:14, después que ocurrió el cambio de bache.

Figura 11D Perfil hidraúlico del mismo oleoducto a las 00:29:44. En las Figuras 11C y 11D, observe el inicio del empaquetamiento, evidente por el cambio en la taza de flujo en el sitio de entrega. Observe el cambio en la cabeza en la Estación GF y la disminución progresiva, de cabeza de la estación inmediata mentecorriente abajo.

25

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

GRAFICA DE CAMBIOS SUC THR DISC Salida Actualizado Tiempo 03:21:00 Actualizado 03:20:00 Siguiente Actualización 03:25:00

1 2 3 4 5 6 7

PMP STN LOS

GA

0

-5

0

-5

0

0

GA

GB

0

-2

0

-2

0

-8

GB

GC

8

4

0

-4

-8

0

GC

GD

0

-2

0

-2

0 -14

GD

GE

14

8

0

-6 -14 -35

GE

GF

35

-39

0

GG

0

-74 -35

0

GF GG

Figura 11E Gráfica de cambios en el intervalo de 30 minutos de 00:00:00 a 00:30:00. Observe que las presiones están subiendo desde la Estación GF.

SEPARACION DE COLUMNA

La separaci—n de columna ocurre en cualquier punto a lo largo del oleoducto donde la presi—n ha ca’do por debajo de la presi—n del vapor del producto. Para que ocurra la separaci—n de columna en un oleoducto fluyendo, se necesitan dos cosas: punto alto de elevaci—n y un flujo desbalanceado en el cual la tasa de flujo aguas abajo es mayor que la tasa de flujo aguas arriba.

Figura 12A Separación de Columna. Gráfica de línea de un oleoducto en estado estable, realizada a las 00:15:08.

26

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figura 12B Perfil hidraúlico del mismo oleoducto, realizado a las 00:15:38. El cambio de bache en la Estación GF y el inicio del empaquetamiento del oleoducto, como se describe en la Figura 11, comienza a ocurrir.

Figura 12C Gráfica de línea del mismo oleoducto 10 minutos más tarde, a las 00:25:36.

27

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Figura 12D Perfil hidraúlico a las 00:26:19. Las figuras 12C y 12D muestran el resultado de reducir la presión de retención en el sitio de entrega a las 00:20, cinco minutos después del cambio de bache. La reducción en la presión de retención causó una separación de columna en un sitio ubicado aproximadamente a 3 millas aguas arriba de la Estación GG. Observe que la línea del gradiente hidraúlico cruza la línea del perfil de elevación, indicando la separación de columna. La reducción en la presión de retención corrigió de inmediato el problema de empaquetamiento pero condujo a una condición de drenaje la cual provocó una separación de columna. En este oleoducto en particular, se requiere una operación de línea apretada. Por lo tanto, la columna debe ser restaurada elevando la presión en el punto alto de elevación por encima de la presión de vapor. CHANGES DISPLAY SUC

THR DISC

1 2 3 4 5 6 7

PMP STN LOS

Salida

GA

0

0

0

0

0

0

GA

Actualizado

GB

0

0

6

0

6

7

GB

GC -1

0

-3

1

-2

-3

GC

GD

0

1

12

1

12

-2

GD

GE 14

12

12

-2

-2

2

GE

GF 10

-23

-22

-33 -32 -22

GF


GG -20

GG

Figura 12E Gráfica de cambios para el período de 10 minutos entre 00:16 y 00:26.

28

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figura 12F Gráfica de línea a las 00:28:25. La columna ha sido restaurada.

Figura 12G Perfil hidráulico a las 00:28:45. Observe la tasa de flujo uniforme para todo el oleoducto. La presión en la elevación más alta necesitará ser monitoreada para asegurar que la presión permanezca por encima de la presión de vapor. La columna se restauró elevando la presión de retención en la Estación GG. Si la presión en la elevación más alta continua disminuyendo, podrán requerirse más ajustes de la presión de de retención.

29

PROGRAMA

CIERRE DE VAVULA DE LA LINEA PRINCIPAL TENDENCIAS ASOCIADAS CON EL CIERRE DE LA VALVULA DE LINEA PRINCIPAL

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

El cierre de v‡lvula de la l’nea principal es un bloqueo completo inesperado del oleoducto. Cuando esto ocurre hay un r‡pido incremento en la presi—n aguas arriba de la v‡lvula y una igualmente r‡pida disminuci—n aguas abajo. La tasa de flujo cae r‡pidamente a cero comenzando en el sitio de la v‡lvula y extendiŽndose r‡pidamente aguas arriba y aguas abajo, a medida que la l’nea comienza a empaquetarse y drenarse. Las tendencias asociadas con el cierre de la v‡lvula de la l’nea principal son presiones extremadamente elevadas aguas arriba del cierre con presiones bajas aguas abajo y una disminuci—n en la tasa de flujo consistente con la elevaci—n del oleoducto. La mayor’a de las v‡lvulas de compuerta de la l’nea principal son programadas para cerrarse en un ciclo de operaci—n de 3 minutos para minimizar las sobrepresiones generadas por el cierre. Este per’odo de tiempo le permite al operador ya sea retomar el control de la v‡lvula o comenzar el paro total de la l’nea antes de que la v‡lvula se haya cerrado completamente. El porcentaje de proporci—n de cierre de la v‡lvula es usualmente mayor durante el œltimo minuto de cierre. El efecto del cierre de una v‡lvula de compuerta no es realmente observado hasta que la v‡lvula este en m‡s del 90% de cierre. Esto limita la cantidad de tiempo que el operador tiene para intentar rectificar el problema antes de que la l’nea sea parada totalmente. Un incremento constante en la presi—n aguas arriba normalmente requiere que el operador cierre la v‡lvula.

30

Figura 13A Cierre de Válvula de la Línea Principal Gráfica de línea de un oleoducto en estado estable, realizada a las 00:01:59. El oleoducto tiene una taza de flujo de 32708 Bbl/h (5200 m3/h), capacidad con el llenado actual de la línea.

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figura 13B Perfil hidraúlico del mismo oleoducto a las 00:01:06.

Figura 13C Gráfica de la válvula a las 00:06:46 indicando la ubicación de las válvulas de la línea principal en el oleoducto. La válvula GC-V1 se está cerrando.

31

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Figura 13D Gráfica de línea a las 00:09:13 mostrando los efectos por el cierre de la válvula. La columna LNPK indica que el flujo total ha sido bloqueado en la Estación GC (-5041). Observe las 4 bombas en la Estación GC que han sido paradas (STPNG). Cuando los dispositivos de control de presión detectaron la presión excesiva, automáticamente pararon las bombas. El flujo 0 indicado en la Estación GC es una confirmación más de un bloqueo total del flujo.

Figura 13E Gráfica de la válvula a las 00:09:35, confirmando el cierre total de la válvula en la Estación GC.

32

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figure 13F Perfil hidraúlico a las 00:11:04, dos minutos después de que la válvula se cerró. Observe la rápida reducción en la tasa de flujo y la cabeza hidraúlica aguas abajo del cierre de la válvula. Las presiones aguas arriba se están elevando a medida de que cada una de las estaciones aguas arriba reacciona hidraúlicamente al cierre de la válvula. Los dispositivos de control de presión paran las bombas cuando se viola el límite preestablecido de presión. La tasa de flujo aguas arriba está disminuyendo a medida de que las bombas son sistemáticamente retiradas de servicio.

33

PROGRAMA

FUGA PEQUEÑA

TENDENCIAS ASOCIADAS CON UNA FUGA PEQUENA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Una fuga peque–a es una liberaci—n de fluido lo suficientemente peque–a que permite mantener estable el flujo en el resto del oleoducto. La pŽrdida de energ’a a travŽs de la fuga es lo suficientemente peque–a que el flujo se mantieneaguas arriba y aguas abajo de la fuga. El oleoducto esta fuera de balance debido a que la taza de flujo aguas arriba es mayor que la tasa de flujo aguas abajo. Cuando ocurre una fuga peque–a hay una surgencia de flujo en el punto de fuga que disminuye la pŽrdida de la l’nea en el sitio de la fuga. Esto reduce la presi—n en la l’nea en el sitio de la fuga y causa el incremento en la tasa de flujo aguas arriba de la fuga y una disminuci—n inmediata en la tasa de flujo aguas abajo de la fuga. El gradiente hidraœlico llega a ser m‡s inclinado aguas arriba de la fuga y plano aguas abajo a medida de que se estabiliza la tasa de flujo de la fuga. El gradiente tambiŽn parece ser de dos etapas a medida que el oleoducto continua fluyendo. Ocurre drenaje aguas arriba y aguas abajo de la fuga. DespuŽs de que ha transcurrido suficiente tiempo, el oleoducto retornar‡ al estado estable con una tasa de flujo aguas arriba mayor que la tasa de flujo aguas abajo de la fuga. La diferencia en la tasa de flujo es la tasa a la cual el producto se esta perdiendo del oleoducto a travŽs de la fuga.

Figura 14A Fuga Pequeña Gráfica de línea para un oleoducto a su capacidad para una tasa de flujo de 32708 Bbl/h (5200 m3/h), realizada a las 03:24:47.

34

ANALISIS

DE TENDENCIA


Figura 14C Gráfica de fuga. A las 03:26:30 se prresentóuna fuga de 152 m3/h en el poste de la milla 129, entre las Estaciones GD y GE.

35

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Figura 14D Gráfica de línea a las 03:27:16, aproximadamente un minuto después de que se indujo la fuga. Observe la disminución en el empaque de línea (LNPK) para la Estación GD al igual que la disminución en la presión de descarga. La Estación GE muestra una situación similar, pero a una menor escala. La tasa de flujo calculada no indica que la tasa de fuga es de 152 m3/h.

Figura 14E Perfil hidraúlico a las 03:26:50. La tasa de flujo indica un trastorno en la tasa (flujo de dos fases) en el sitio de la fuga, entre las Estaciones GD y GE, similar a la entrega de corriente lateral.

36

ANALISIS

DE TENDENCIA

Una fuga grande es una liberaci—n lo suficientemente grande de fluido, que impidemantener un flujo estable en el resto del oleoducto. El flujo entero de la l’nea es descargado a travŽs de la abertura en la l’nea. Esto causa una gran reducci—n en las presiones a lo largo del oleoducto. El flujo cae a cero aguas abajo de la fuga, mientras que el flujo aguas arriba de la fuga se incrementa a miedida que las pŽrdidas de la l’nea disminuyen en la secci—n entre la estaci—n de bombeo aguas arriba y la fuga. Si la fuga continœa por algœn tiempo, las bombas aguas arriba pueden sobrecargarse a la tasa alta de flujo y las bombas aguas abajo cavitar‡n debido a que no se cumpli— el NPSH. Una fuga grande inicialmente genera tendencias similares a las asociadas con una fuga peque–a, pero en mucha mayor escala. Las presiones en el oleoducto aguas abajo de la fuga r‡pidamente caen a cero. Las presiones aguas arriba tambiŽn decrecen puesto que la gran apertura en la l’nea no restringe el flujo, y las pŽrdidas en la l’nea disminuyen debido a que hay un paso m‡s corto para el flujo. Cuando ocurre una fuga grande, inicialmente hay una elevaci—n sœbita y extrema en flujo cerca a la abertura en el lado de aguas arriba, debido a que en punto de ruptura, hay muy poca o ninguna resistencia al flujo. Debido al hecho que una gran cantidad del producto sale de la tuber’a por la abertura, el flujo aguas abajo decrece r‡pidamente. La tasa de flujo aguas arriba se estabiliza y se mantendr‡ en un valor l’mitado por el suministro del fluido de la secci—n de la l’nea aguas arriba. El drenaje ocurrir‡ aguas arriba y aguas abajo del punto de la fuga.

FUGA GRANDE

TENDENCIAS ASOCIADASCON UNA FUGA GRANDE

Figura 15A Fuga Grande Gráfica de línea para un oleoducto a su capacidad con una tasa de flujo de 32708 Bbl/h (5200 m3/h), realizada a las 03:22:41.

37

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS


Figura 15C Gráfica de fuga. A las 03:23:35 se indujo una fuga en el poste de la milla 61 entre las Estaciones GB y GC.

38

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figura 15D Gráfica de fuga, realizada a las 03:26:19. La fuga ahora está fluyendo a una tasa de 31431 Bbl/h (4997m3/h).

Figura 15E Gráfica de línea a las 03:24:22, un minuto después de que se indujo la fuga.

39

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Figure 15 F Gráfica hidraúlica a las 03:23:57. En las figuras 15E y 15F, note el cambio en la presión de descarga en la Estación GB y el paro automático de las bombas en la (NPSH) Estación GC a medida de que la presión de succión cae por debajo de NPSH. Observe también el cambio significativo en el empaque de línea de la Estación GC a medida de que la línea es desempaquetada debido a la fuga grande. La cabeza y la tasa de flujo en la Estación GC decrecen súbitamente. Esta es una indicación de la proximidad de la fuga a esta estación en particular. La tasa de flujo entre las Estaciones GB y GC aumenta. Esta es una indicación de la disminución súbita en la pérdida de la línea que ha ocurrido debido a la fuga y es un reflejo del desempaquetamiento del oleoducto.

40

ANALISIS

DE TENDENCIA

REPASO 2

Figura 16A Gráfica de línea a las 00:02:42.

Figurea 16B Gráfica del perfil hidraúlico del mismo oleoducto a las 00:01:05.

41

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

Figura 17A Gráfica de línea del mismo oleoducto a las 00:31:44.

Figura 17B Gráfica del perfil hidraúlico del mismo oleoducto a las 00:38:38.

1.

Compare la Figura 16A con la Figura 17A y la Figura 16B con la Figura 17B. Durante el intervalo de tiempo, la tendencia de las presiones y el flujo está _____.

a) incrementando desde la fuente hasta el sitio de entrega b) disminuyendo desde la fuente hasta el sitio de entrega c) balanceada y uniforme desde la fuente hasta el sitio de entrega d) ninguna de las anteriores

42

ANALISIS

DE TENDENCIA

Figura 18A A las 00:05:55.

Figura 18B Gráfica del perfil hidraúlico a las 00:05:31. 2.

Compare la Figura 18A con la Figura 16A y la Figura 18B con la Figura 16B. Durante el ntervalo de tiempo, las tendencias de las presiones de succión y el flujo están _____.

a) incrementando las presiones e incrementando el flujo b) disminuyendo las presiones y disminuyendo el flujo c) disminuyendo las presiones e incrementando el flujo d) sin cambios, continua en estado estable

43

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS


Figura 19B Gráfica del perfil hidráulico a las 00:50:48. 3.

44

Compare la Figura 19A con la Figura 16A y la Figura 19B con la Figura 16B. Durante el intervalo de tiempo, las tendencias de las presiones y el flujo están _____.

a) disminuyendo las presiones e incrementado el flujo b) incrementando las presiones y disminuyendo el flujo c) disminuyendo las presiones y disminuyendo el flujo aguas arriba d) disminuyendo las presiones y disminuyendo el flujo aguas abajo e) ninguna de la anteriores

ANALISIS

DE TENDENCIA


Figura 20B Gráfica del perfil hidraúlico a las 00:54:57. 4. Compare la Figura 20A con la Figura 16A y la Figura 20B con la Figura 16B. Durante el intervalo de tiempo, las tendencias de las presiones y el flujo están _____.

a) incrementando las presiones e incrementando el flujo b) incrementando las presiones aguas arriba y disminuyendo las presiones aguas abajo c) incrementando las presiones e incrementando el flujo aguas arriba d) disminuyendo las presiones aguas arriba y disminuyendo el flujo e) ninguna de las anteriores

45

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS


Figura 21B Gráfica del perfil hidraúlico a las 00:41:59. 5. Compare la Figura 21A con la Figura 16A y la Figura 21B con la Figura 16B. Durante el intervalo de tiempo, las tendencias de las presiones y el flujo están _____.

46

a) disminuyendo las presiones aguas arriba e incrementando el flujo b) incrementando las presiones e incrementando el flujo aguas arriba c) incrementando las presiones aguas arriba e incrementando el flujo aguas abajo d) disminuyendo las presiones aguas arriba y disminuyendo el flujo aguas abajo e) ninguna de las anteriores

ANALISIS

6.

DE TENDENCIA

En una operación en estado estable la separación de columna _____.

a) ocurre cuando al oleoducto le es permitido drenarse b) ocurre cuando al oleoducto le es permitido empaquetarse c) nunca ocurre debido a que la l’nea es estable d) ninguna de las anteriores 7.

Una fuga grande tendrá una tendencia que tiene _____.

a) presiones incrementando aguas arriba y disminuyendo aguas abajo b) presiones incrementando aguas abajo e incrementando aguas arriba c) presiones disminuyendo aguas arriba y aguas abajo d) cambios peque–os en la presi—n aguas arriba y aguas abajo 8.

En el cambio de bache a un crudo de tipo liviano, tendrá la tendencia de presión la característica de ___.

a) incrementar la descarga de la estaci—n y disminuir la tasa de flujo b) incrementar la descarga de la estaci—n e incrementar la tasa de flujo c) disminuir la descarga de la estaci—n y disminuir la tasa de flujo d) no presentar cambios significativos en la presi—n o el flujo e) ninguna de las anteriores 9.

El bloqueo de una bomba indica una tendencia de presión y flujo que tiene _____.

a) incremento en las presiones aguas arriba y el flujo disminuyendo b) un perfil de presi—n indicando la transici—n c) una tasa de flujo uniforme d) una tasa de flujo increment‡ndose para todo el oleoducto e) ninguna de las anteriores 10.

Una separación de columna que ha existido por una o más horas tiene una tendencia de flujo que muestra ____.

a) un incremento en la tasa de flujo aguas arriba y una disminuci—n en la tasa de flujo aguas abajo b) un flujo balanceado aguas arriba y un flujo disminuyendo aguas abajo c) una disminuci—n en el flujo aguas arriba y un incremento en el flujo aguas abajo d) una tasa de flujo balanceada para todo el oleoducto e) ninguna de las anteriores Las respuestas se encuentran al final del m—dulo.

47

PROGRAMA

RESUMEN

48

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

SECCION 1 - TENDENCIAS ¥ Cualquier valor que permanece igual, se incrementa constantemente, o decrece constantemente con el tiempo es considerado una tendencia. ¥ Las tendencias pueden ser a corto o largo plazo, graduales o r‡pidas, en ‡reas especificas o afectando a todo el oleoducto. ¥ El grado de tolerancia es la medida de la magnitud del cambio y la cantidad de tiempo que toma para que el cambio ocurra. ¥ El impacto del cambio en el punto de datos en un oleoducto depende del estado de operaci—n actual y de la magnitud y el intervalsde tiempo del cambio. ¥ La utilizaci—n de tendencias es parte importante en el an‡lisis de la situaci—n, soluci—n del problema, monitoreo y evaluaci—n de los pasos del modelo para la toma de decisiones ¥ Los tipos comunes de gr‡ficas de tendencia en un sistema SCADA son: - gr‡fica de l’nea - gr‡fica de cambios - gr‡fica de tendencia - gr‡fica de balance de materia - informaci—n hist—rica

ANALISIS

DE TENDENCIA

SECCION 2 - TENDENCIAS ESPECIFICAS ¥ En un oleoducto que est‡ empaquetado se incrementar‡n las presiones, comenzando desde el punto cr’tico y devolviendose hasta el sitio fuente a medida que el oleoducto continua empaque tando. La tendencia de flujo disminuye, comenzando desde el punto cr’tico devolviŽndose al sitio fuente. ¥ La presi—n disminuye en un oleoducto que est‡ en drenaje, comenzando en el punto de entrega y devolviendose al sitio de entrega a medida que el oleoducto continua en drenaje. Los flujos se incrementar‡n comenzando en el punto de entrega y devolviŽndose al punto cr’tico. ¥ Un cambio de bache en una estaci—n, de una densidad menor a una densidad mayor se refleja por el incremento en la presi—n de descarga y la disminuci—n en la presi—n de succi—n. ¥ Un cambio de bache en una estaci—n, de una densidad mayor a una densidad menor se refleja por la disminuci—n en la presi—n de descarga y el incremento en la presi—n de succi—n. ¥ Las tendencias asociadas inicialmente con la separaci—n de columna son una disminuci—n en la presi—n de succi—n en la siguiente estaci—n corriente abajo y una presi—n de descarga estable en la estaci—n corriente arriba. ¥ Con una unidad de bombeo bloqueada, la secci—n aguas arriba de la unidad perdida comienza el empaquetamiento y la secci—n aguas abajo comienza el drenaje. ¥ El cierre de una v‡lvula la l’nea principal indica presiones elevadas aguas arriba y la disminuci—n de presiones aguas abajo, con una disminuci—n en el flujo consistente con el perfil de elevaci—n del oleoducto. ¥ Las tendencias asociadas con una fuga peque–a son el incremento del flujo aguas arriba y la disminuci—n del flujo aguas abajo de la fuga. ¥ Una fuga grande se caracteriza por la ca’da del flujo a cero aguas abajo y un incremento inicial del flujo aguas arriba, y despuŽs estableciŽndose una tasa consistente con la pŽrdida de la l’nea hasta el punto de fuga.

49

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

grado de tolerancia

de la magnitud del cambio y el tiempo que toma para GLOSARIO esquelaelmedida cambio ocurra. (p. 4) tendencia es cualquier valor que permanece igual, se incrementa constantemente, o decrece constantemente con el tiempo (p. 4)

50

ANALISIS

REPASO 1

REPASO 2

1. a

1. c

2. d

2. c

3. b

3. d

4. a

4. b

5. c

5. c

6. c

6. a

7. d

7. c

8. b

8. c

DE TENDENCIA

RESPUESTAS

9. a 10. b

51

PROGRAMA

DE

ENTRENAMIENTO PARA

LA

OPERACIÓN

DE

OLEDUCTOS

MODELO PARA LA TOMA DE DECISONES

APENDICE A

Reconozca Situación • cambio de tendencia • cambio repentino

¿activador por ruptura?

3 activadores o mas

SI

NO

SI

NO

Interprete Situación • causa conocida • problema potencial • oportunidad potencial Prioritice Situación • magnitud • proximidad • cambio

¿causa conocida?

Regla de 10 Minutos

Resuelva Problema • defina el problema • identifique causas posibles • determine causas probables • verifique causas probables

NO

• defina el problema • identifique causas posibles • determine causas probables • verifique causas probables

SI Decida Solución • defina resultado • genere acciones • escoga la mejor alternativa Implemente Solución • anticipe problemas potenciales • ensaye paso • implemente Monitorear Solución • problemas potenciales • real vs. esperada

Evalue Solución de acuerdo a: • resultado deseado • estado estable

52

NO

¿requere apagado?

SI

SI

¿Causa del problema determinado en 10 min?

NO

APAGADO

Analisis de tendencia

Recommend Documents