INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CERRO AZUL ESPECIALIDAD: ING. PETROLERA PRESENTA: ASCENCIO GARCIA MARCO ASIGNATURA: SISTEMAS ARTIFICIALES ARTIFICIALES DE PRODUCCIÓN CATEDRATICO: ING. TRINIDAD PUENTE JOSE VICTOR TRABAJO: BOMBEO NEUMÁTICO CONTINUO BOMBEO NEUMÁTICO INTERMITENTE
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Bombeo Neumát!o "o# $%u&o !o't'uo En la industria petrolera, hay cinco métodos que son usados para producir un pozo o campo con levantamiento artificial, estos son: el bombeo neumático, bombeo mecánico, bombeo electrocentrfugo, bombeo hidráulico y bombeo de cavidades progresivas. De los sistemas antes mencionados, el ombeo !eumático es el tipo de sistema artificial que más se parece al proceso de flu"o natural y de hecho es considerado como una e#tensi$n de este. %uando el fluido via"a hacia la superficie, la presi$n de la columna de fluido es reducida y el gas sale de soluci$n. El gas libre empieza a levantar y desplazar el aceite, reduce la densidad del fluido fluyente y se reduce más el peso de la columna de fluido sobre el intervalo productor. Esta reducci$n produce una diferencial de presi$n entre el pozo y el yacimiento, lo cual provoca el flu"o del pozo hacia la superficie. &os ' ob"etivos fundamentales de bombeo neumático son: (. )ligerar la columna de fluido lo cual permite reducir la presi$n e"ercida sobre la formaci$n. *. Disminuir la densidad de fluido. '. E#pansi$n del gas +por lo tanto el desplazamiento del fluido. E-/01 DE 12E1 !E2)3/%1 4uperficial %ompresoras 2edidores de gas 3uberas de inyecci$n 5álvulas y cone#iones • • • •
4ubsuperficial 5álvula de inyecci$n 2andriles Empacadores %amisa de circulaci$n • • • •
ombeo neumático con flu"o continuo En el proceso de bombeo neumático con flu"o continuo, el gas es inyectado, relativamente a una alta presi$n en el fondo del pozo dentro de la columna del fluido, lo cual ayuda a desplazar el fluido hasta la superficie, reduciendo la densidad de la columna de fluido e incrementando la diferencial de presi$n entre el yacimiento y el pozo. Este método se usa en pozos con alto ndice de productividad +/067.8 bl9dia9lb9pg* y presi$n de fondo fluyendo relativamente alta, +columna hidrostática del orden del 87 o más en relaci$n con la profundidad del pozo. En pozos de este tipo la producci$n de fluidos puede estar dentro de un rango de*77 a *7777 bl9da a través de tuberas de producci$n comunes. 4i se e#plota por el espacio anular, es posible obtener a;n más de <7777 bl9da.
El diámetro interior de la 30 +tubera de producci$n rige la cantidad de flu"o, siempre y cuando el ndice de productividad del pozo, la presi$n de fondo fluyendo, el volumen y la presi$n del gas de inyecci$n y las condiciones mecánicas sean ideales. ! /ntermitente En este método se introduce un volumen intermitente de gas a alta presi$n sobre el espacio anular a la 30. Es el mismo procedimiento que el de bombeo continuo solo que la producci$n de aceite es intermitente. %uando la válvula abre, el fluido proveniente de la formaci$n que se ha estado acumulando dentro de la 30, es e#pulsado al e#terior en forma de un tap$n o bache de aceite a causa de la energa del gas, 4in embargo, debido al fen$meno de =resbalamiento> del lquido, que ocurre dentro de la tubera de producci$n, solo una parte del volumen de aceite inicial se recupera en superficie, mientras que el resto cae al fondo del pozo integrándose al bache de aceite en formaci$n. Después de que la válvula cierra, transcurre un periodo de inactividad aparente, en el cual la formaci$n productora continua aportando fluido al pozo, hasta formar un determinado volumen de aceite con el que se inicia otro ciclo. En el bombeo neumático intermitente el gas es inyectado a intervalos regulares, de tal manera que el ciclo es regulado para que coincida con la relaci$n de fluidos que está produciendo la formaci$n hacia el pozo. El bombeo neumático intermitente es usado en pozos las siguientes caractersticas: a"o ndice de productividad, ba"a ?@& de yacimiento, ba"a presi$n de yacimiento, ba"as tasas de producci$n, pozos sin producci$n de arena, en pozos con ba"a presi$n de fondo, columna hidrostática del orden del '7 o menor en relaci$n a la profundidad.
T(m()o *e tubo + t(,( "#o*u!!-' e' BN !o't'uo. Esta tabla sirve como una gua para determinar la tasa má#ima posible ba"o buenas condiciones de flu"o continuo y la tasa mnima a la cual la operaci$n debe ser atendida. 3asa de 0roducci$n 3asa de 0roducci$n Diámetro nominal 2á#ima +bls 2nima +bls tubo +pulgadas '87 *8 a 87 (.787 A77 87 a B8 (.'(8 (<77 B8 a (*8 (.C77 '777 *77 * '9< 777 *87 * B9< A777 '77 ' <777 77 (7777 A77 (9*
del
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0rincipio de Funcionamiento de las válvulas de bombeo neumático y la mecánica de las válvulas bombeo neumático %)?)%3E?/43/%)4 DE &)4 5)&5&)4 DE 12E1 !E2)3/%1 )l establecer el método de bombeo neumático +! se debe seleccionar el tipo de válvula subsuperficial, de acuerdo a las caractersticas propias del diseGo de la instalaci$n, ya que estas pueden operar en forma continua o intermitente. 2E%)!/421 DE &)4 5)&5&)4 440E?F/%/)&E4 DE 12E1 !E2H3/%1 &os diversos fabricantes han categorizado a las válvulas de ! dependiendo de que tan sensible es una válvula a una determinada presi$n actuando en la 30 o en la 3?. @eneralmente son clasificadas por el efecto que la presi$n tiene sobre la apertura de la válvula, esta sensibilidad esta determinada por la construcci$n del mecanismo que cierra o abre la entrada del gas. !ormalmente la presi$n a la que se e#pone una válvula la determina el área del asiento de dicha válvula. &os principales mecanismos de las válvulas para ambos casos, es decir, en la tubera de revestimiento y en la 30, son los mismos, y solo la nomenclatura cambia. &as válvulas de ! operan de acuerdo a ciertos principios básicos, que son similares a los reguladores de presi$n. &as partes que componen una válvula de ! son: (. %uerpo de la válvula +fuelle. *. Elemento de carga +resorte, gas o una combinaci$n de ambos '. Elemento de respuesta a una presi$n +fuelle de metal, pist$n o diafragma de hule . Elemento de transmisi$n +diafragma de hule o vástago de metal 8. Elemento medidor +orificio o asiento %&)4/F/%)%/1! DE &)4 5)&5&)4 DE 12E1 !E2)3/%1 &as válvulas de bombeo neumático se clasifican en: a 5álvulas balanceadas Es la que no está influenciada por la presi$n en la tubera de producci$n cuando está en la posici$n cerrada o en la posici$n abierta +fig.(.'. 4e observa que la presi$n de la tubera de revestimiento act;a en el área del fuelle durante todo el tiempo. Esto significa que la válvula abre y cierra a la misma presi$n +presi$n del domo. De acuerdo a esto la diferencia de presi$n entre la de cierre y la de apertura es cero. b 5álvulas desbalanceadas 4on aquellas que tienen un rango de presi$n limitado por una presi$n superior de apertura y por una presi$n inferior de cierre, determinada por las condiciones de traba"o del pozoI es decir, las válvulas desbalanceadas se abren a una presi$n
determinada y luego se cierran con una presi$n más ba"a. Dentro de este grupo de válvulas tenemos las siguientes: 5álvula operada por presi$n del gas de inyecci$n.J @eneralmente se conoce como válvula de presi$n, esta válvula es del 87 al (77 sensible a la presi$n en la tubera de revestimiento en la posici$n cerrada y el (77 sensible en la posici$n de apertura. 4e requiere un aumento en presi$n en el espacio anular para abrir y una reducci$n de presi$n en la tubera de revestimiento para cerrar la válvula. 5álvula reguladora de presi$n.J Es también llamada como válvula proporcional o válvula de flu"o continuo. &as condiciones que imperan en esta son las mismas alas de la válvula de presi$n en la posici$n cerrada. Es decir, una vez que la válvula está en la posici$n abierta es sensible a la presi$n en la 30, es lo que se requiere que se aumente la presi$n en el espacio anular para abrirla y una reducci$n de presi$n en la 30 o en la 3? para cerrar la válvula. 5álvula operada por fluidos de formaci$n.J &a válvula operada por fluidos de la formaci$n es 87 a (77 sensible a la presi$n en la 30 en la posici$n cerrada y (77 sensible a la presi$n en la 30 en la posici$n abierta. Esta válvula requiere un incremento en la presi$n de la 30 para abrir y una reducci$n en la presi$n de la 30 para lograr el cierre de la válvula. 5álvula combinada.J 3ambién es llamada válvula de presi$n operada por fluidos y por presi$n del gas de inyecci$nI en ésta se requiere un incremento en la presi$n del fluido para su apertura y una reducci$n de presi$n en el espacio anular para cerrarla. 5álvulas para bombeo neumático continuo.J na válvula usada para flu"o continuo debe ser sensible a la presi$n en la 30 cuando esta en la posici$n de apertura, es decir, responderá proporcionalmente al incremento y decremento dela presi$n en la 30. %uando la presi$n decrezca la válvula deberá empezar a regular el cierre, para disminuir el paso de gas. %uando la presi$n en la tubera de producci$n se incrementa, la válvula debe regular la apertura en la cual se incrementa, el flu"o de gas a través de la misma. Estas respuesta de la válvula mantienen estabilizada la presi$n en la 30 o tienden a mantener una presi$n constante. Estas mismas caractersticas pueden ser determinadas en el caso de que se tuviera un regulador de presi$n o una válvula operada por fluidos. 5álvula para bombeo neumático intermitente.J na instalaci$n de ! intermitente puede llevarse a cabo con cualquier tipo de válvula de !, solo que debe ser diseGada propiamente, de acuerdo a las caractersticas o condiciones de traba"o del pozo. ásicamente se tienen dos tipos de ! intermitente: no es el de punto ;nico de inyecci$n, en este caso todo el gas necesario para subir el bache de petr$leo a la superficie se inyecta a través de la válvula operante. Sistemas artifciales
0unto m;ltiple de inyecci$n.J &a operaci$n de la válvula enseGa encada esquema la e#pansi$n del gas elevando consigo el bache de aceite a una válvula posterior localizada inmediatamente arriba. En este tipo se abre la válvula que se encuentra deba"o del bache de petr$leo y que se comporta como una válvula de operaci$n. 3odas las válvulas que se tienen en la sarta de producci$n no necesitan estar abiertas en el tiempo que se aplica este tipo de bombeo. El numero de válvulas abiertas va ha depender del tipo de válvula usada, del diseGo de !, y en si de toda la configuraci$n del bombeo neumático. %ualquiera de las válvulas vistas pueden ser usadas en este tipo de bombeo, pero diseGadas correctamente. E#isten otros tipos de válvulas de !, tales como: 5álvula piloto, válvula de nitr$geno, válvula sensitiva a la presi$n de liquido. %&)4/F/%)%/1! DE &)4 /!43)&)%/1!E4 DE 12E1 !E2)3/%1 En general, el tipo de instalaci$n esta condicionada por la decisi$n de hacer producir un pozo con bombeo neumático continuo o intermitente. &as caractersticas del pozo, el tipo de completaci$n, tal como agu"ero descubierto, as como la posible producci$n de arena y la conificaci$n de agua y9o gas son condiciones de vital importancia que influyen en el diseGo de una instalaci$n. E#isten los siguientes tipos de instalaciones para !: /nstalaci$n abierta &a tubera de producci$n se suspende en el pozo sin obturador. El gas se inyecta hacia aba"o por el espacio anular casing 9 tubing y el fluido se produce a través del tubing. !o es muy recomendada para pozos de ! intermitente. /nstalaci$n semi K cerrada Es idéntica a la instalaci$n abierta, e#cepto que se agrega un obturador para establecer un sello entre el tubing y el casing. 1frece varias venta"as: na vez que el pozo se ha descargado, no hay camino por el cual el fluido pueda regresar al espacio anular de la 3?, ya que todas las válvulas tienen un dispositivo de retenci$n = checL> %ualquier fluido dentro de la 03 no puede abandonar la tubera de producci$n y pasar al espacio anular de la 3?. Este tipo de instalaci$n puede ser usado en ! intermitente. El obturador aisla a la 3? de cualquier fluido proveniente del fondo de la 30. •
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/nstalaci$n cerrada Es similar a la instalaci$n semi K cerrada e#cepto que en el tubing se coloca una válvula fi"a. Esta válvula evita que la presi$n del gas de inyecci$n act;e contra la formaci$n. Este tipo de instalaci$n es a menudo recomendada para ! intermitente. /nstalaci$n macarroni 4on instalaciones que se terminan con tubing de * '9< $ * B9< de pulgadas y dentro de ellas se corre tubera de ( $ ((M* respectivamente para producir el pozo por gas lift. Esta tubera de diámetros pequeGos se denominan com;nmente macarroni. DE4%?/0%/N! DE %1201!E!3E4 nidad de ombeo.J Es una unidad integrada cuyo ob"etivo es cambiar el movimiento angular del e"e del motor a reciproco vertical, a la velocidad apropiada con el prop$sito de accionar la sarta de cabillas y bomba de subsuelo. 2otor.J Equipo que suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo para levantar los fluidos del pozos. Este puede ser un equipo de combusti$n interna o eléctrico siendo este ultimo el de mayor utilizaci$n en la industria. %abillas.J Elemento de cone#i$n entre la unidad de bombeo, instalada en la superficie y la bomba de subJsuelo. 2ediante de esta se transmite el movimiento reciproco vertical a la bomba para el desplazamiento del fluido generalmente son productos de acero y por lo tanto poseen propiedades de masa y elasticidad. omba de 4ubJsuelo.J Es una bomba de pist$n de desplazamiento positivo, desde su profundidad de instalaci$n hasta la superficie, que funciona por diferenciales de presi$n mediante bolas y asientos, para permitir la entrada y sello de fluido en ciclos peri$dicos sincronizados. Embolo 5ia"ero n embolo via"ero de acero con un dispositivo de válvula simple que se localiza en la sarta de la tubera de producci$n, en el fondo de la cual hay un asiento que contiene una abertura por la cual puede pasar el gas y lquido a la 30, cuando cae el embolo via"ar se detiene el asiento, la válvula localizada en el embolo via"ero está cerrada, por lo tanto la tubera de producci$n está cerrada en su e#tremos inferior y cualquier producci$n de la formaci$n debe pasar por el especio anular. %onsecuentemente, la presi$n de fondo fluyendo +pOf se eleva, tan pronto como alcanza un valor mayor que la suma de las presiones e"ercidas por el mismo embolo via"ero, el aceite y el gas en la 30 arriba del embolo via"ero, y la presi$n
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entrampada en la superficie, el embolo comienza a elevarse y el aceite arriba del mismo se eleva en la tubera de producci$n y as sube a la superficie. En los e#tremos superiores de la 30 está colocado un amortiguador, arriba de la salida a la lnea de flu"o. %uando el embolo via"ero choca el amortiguador, la válvula de embolo se abre, la presi$n aba"o se libera a la lnea de flu"o, y el embolo queda libre para descender. 2ientras el embolo cae, el pozo descarga en le 30 contra la contrapresi$n creada por la trampa, la columna de gas en dicha tubera y la columna de aceite que se alarga constantemente +como resultado de la producci$n de la formaci$n en la 30. 3an pronto como el embolo alcanza el fondo, el ciclo se repite haciendo que el pozo produzca aceite por baches de lquido.
BOMBEO NEUMATICO INTERMITENTE &a producci$n del aceite es peri$dica, esto es debido a que el gas que es inyectado peri$dicamente en m;ltiples puntos o bien en un s$lo punto. n regulador en la superficie controla los tiempos de cada ciclo de inyecci$nJ producci$n. sualmente se utiliza en pozos con ba"os vol;menes de fluido, un alto /0 y ba"as presiones de fondo, o bien, ba"o /0 y altas presiones de fondo. Debido a esto las válvulas serán abiertas para inyectar cierta cantidad de gas a distintos tiempos, donde la primera válvula será la que se encuentre por deba"o de la columna o bache fluido, el fluido aligerado llegará a la siguiente válvula ubicada más arriba de la primera válvula, donde también será inyectado gas, que levantará aun más este fluidoI esto se repite con las demás válvulas hasta llevar el fluido a la superficie. 0ara el diseGo del pozo con !% o !/, se deberá de tener en cuenta las caractersticas del pozo, el comportamiento futuro del pozo, incluyendo el decremento de la 0Of y del /0, el tipo de terminaci$n, as como la posible producci$n de arenas y conificaci$n de agua y9o gas. &as válvulas deberán ser diseGadas de modo que funcionen como orificio de apertura variable para el caso de !% o tener un asiento amplio en el caso de querer suministrar un volumen de gas rápidamente para desplazar un bache de lquido en el caso de !/.
VALVULAS Este tipo de sistema, se lo puede realizar con cualquier tipo de válvula para bombeo neumático, solo se lo debe diseGar adecuadamente, de acuerdo a /as caractersticas o condiciones de traba"o del pozo. 4e tiene dos tipos de bombeo intermitente básicamente, uno es de punto ;nico de inyecci$n, mientras que el otro tipo de bombeo es de punto m;ltiple de inyecci$n. En el primero tipo de bombeo, todo el gas necesario para subir el bache de crudo a /a superficie se inyecta a través de /a válvula operante. 0ara el bombeo de punto de inyecci$n m;ltiple, el gas va elevando consigo el bache de crudo, de una válvula a otra posterior, localizada inmediatamente arriba, /as válvulas que se tienen en /a sarta no necesitan estar abiertas todas en el tiempo que se aplica este tipo de bombeo, el n;mero de válvulas abiertas va a depender del tipo de válvula utilizada, del diseGo del bombeo y en s de toda /a configuraci$n del bombeo neumático.
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2ED/D) DE ?E&)%/1! @)4 /!PE%3)D1J0E3?1&E1 0)?) 12E1 !E2)3/%1 /!3E?2/3E!3E no de los criterios sobre eficiencia de las operaciones de gas lift es el mantenimiento de optima relaci$n gas inyectado petr$leo el cual es definido como el numero de pies c;bicos necesarios para levantar un barril (777 pies de altura. 0ara operaciones de gas lift intermitente esto es calculado como sigue: /@1?Q+?elaci$n de flu"o+periodo de inyecci$n+ ciclos por da 9+0D de fluido +profundidad de elevaci$n9(777 donde: ?elaci$n de flu"o. Es el promedio introducido por gas +en 4%F9minuto al pozo durante el periodo de inyecci$n. 0eriodo de inyecci$n. Es el tiempo en segundos o minutos mientras el gas fluye al pozo durante cada ciclo. 0D de fluido. Es el promedio de producci$n diaria del pozo +petr$leo y agua producido ba"o las mismas condiciones en que la prueba de /@1? fue realizada. 0rofundidad de elevaci$n. Es tomada usualmente como la profundidad de la válvula retenedora +standing valve. 0?1%ED/2/E!31 0)?) 13E!E? E& /@1? E! E& %)201 El método para obtener el /@1? es el siguiente. (. 0ara medir el 2edir el flu"o de gas hacia el pozo flu"o de gas es necesario usar el siguiente equipo: * medidores de presi$n. ( cron$metro. •
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%onecte un medidor de presi$n antes del choLe +orificio para medir la presi$n del gas en flu"o ascendente =upstream pressure> +una posici$n recomendable ese n el aparato intermitente de gas. %onecte el segundo medidor de presi$n en la cabeza del pozo después del choLe +presi$n de flu"o descendente = doOnstream pressure>. )ntes de la inyecci$n de gas ambas presiones deben ser iguales. &ea la presi$n antes de que comience la inyecci$n y luego cada *7 segundos en el medidor de presi$n de flu"o descendente.
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El /@1? puede ser calculado usando los siguientes factores: @as inyectado +@i, 24%F 0eriodo de inyecci$n de gas +ti, segundos %iclos. 2inutos, %iclos por da 0roducci$n de fluidos por da +FD, bls 0rofundidad de la válvula retenedora +standing valve +0rof.st, pies +ft 2ED/D)4 )4/%)4 DE F&R1 En la industria petrolera la medida de flu"os es de suma importancia ya que es la ;nica manera de saber cuál es el caudal de flu"o que circula por una determinada lnea de flu"o. &os fluidos se dividen básicamente en dos tipos: lquidos y gases. En el campo de la medici$n de caudal, al vapor de agua se le considera como un tercer tipo de fluido, por lo tanto nos referiremos a la medici$n de lquidos gases y vapor. nidades de medida. En el sistema ingles de unidades que es el que se utiliza en el campo, los vol;menes de gas se miden en pies c;bicos estándar. 5alor de medici$n e#acta. &as e#actitudes en la medici$n de caudal se e#presan como un porcenta"e por encima y por deba"o del valor real. &a me"or e#actitud obtenible con un medidor de orificio oscila entre S 7.8 y S ( de la escala total. Desde el punto de vista técnico, estas e#actitudes solo pueden obtenerse observando rigurosamente las recomendaciones de instalaci$n y operaci$n enunciadas en las normas sobre la materia. En vista de la cuantiosa inversi$n de dinero que significa la medici$n de caudal, es importante que todo el personal involucrado en esta actividad este consciente de utilizar los cuidados necesarios en la instalaci$n, mantenimiento y operaci$n diaria de los equipos para asegurar la me"or e#actitud posible en la medici$n de caudal. %12014/%/N! P %)&/D)D DE& @)4 El átomo es la partcula primaria de la materia. &as combinaciones de átomos forman moléculas. &os hidrocarburos se forman por la combinaci$n de átomos de carbono e hidr$geno. &a molécula básica de los hidrocarburos es la del metano que tiene un átomo de carbono y cuatro de hidr$geno. El etano que tiene dos átomos de carbono y seis de hidrogeno. En general los hidrocarburos se forman basándose en la siguiente formula: % n T+*nU* Donde n es él numero de átomos de carbono.
&a composici$n del gas es de vital importancia para determinar las propiedades fsicas del flu"o de gas, parámetros importantes en el diseGo, rediseGo y operaci$n de las facilidades de superficie de gas lift, en nuestro caso. 3/014 DE 2ED/D1?E4 DE F&R1 DE @)4 0ara medir gas e#isten varios tipos de medidores de caudal. &os factores mas importantes que afectan la selecci$n del tipo de medidor a utilizar incluyen caudal de flu"o, rango del caudal y calidad del gas. &os medidores se pueden clasificar seg;n su principio de operaci$n y subclasificar seg;n el método de operaci$n, de la siguiente manera: ). 2edidores por presi$n diferencial (. 1rificio *. 5enturi '. 3obera . 3ubo pitot y )nnubar 8. %odo . 2edidores de desplazamiento positivo (. Diafragma *. ?otativos %. 2edidores de turbina D. 1tro tipo de medidores (. 5orte# *. )rea variable +rotámetros 2edidor de orificio %onsiste una placa metálica delgada y plana montada perpendicularmente al sentido de flu"o dentro de una tubera. ) la planta se le abre un orificio afilado que actuara con una restricci$n al flu"o para crear una cada de presi$n. El gas al entrar por el orificio incrementa su velocidad creando una disminuci$n de presi$n en ese punto. )l salir el gas del orificio o restricci$n este disminuye su velocidad incrementando la presi$n de nuevo. 4in embargo la presi$n no retorna a su valor anterior debido a cierta perdida permanente de presi$n +fricci$n %álculos volumétricos &os datos obtenidos en la instalaci$n de un medidor de orificio se emplean para calcular el flu"o a través del medidor mediante el uso de una formula relativamente sencilla. &a ecuaci$n básica de flu"o de gas combina los datos de presi$n diferencial atraves del orificio y la presi$n estática "unto con un coeficiente del orificio para determinar el caudal. El coeficiente del orificio contiene factores para
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el diámetro del orificio, las caractersticas del gas medido y las condiciones bases de un pie cubico de gas. a coeficiente de orificio El coeficiente de orificio esta compuesto de varios factores utilizados para definir las caractersticas fsicas de las instalaciones y de las propiedades de fluido. )lgunos de estos factores son constantes para una instalaci$n de medici$n en particular, mientras que otros son variables que requieren el uso de valores promedios. Factores constantes &os factores constantes son aquellos que aplican para un tipo de instalaci$n en particular y no cambiaran a no ser que algo se cambie manualmente para alterar las caractersticas fsicas de la instalaci$n en medici$n. &os factores constantes son los siguientes: a. Factor de flu"o básico del orificio.+Fb. b. Factor básico de temperatura +Ftb. c. Factor básico de presi$n +Fpb d. Factor de ubicaci$n del man$metro +Fl. Factores variables &os factores variables se consideran constantes durante cualquier periodo dado pero puede variar con cambios en las condiciones de flu"o, por lo que se debe utilizar un valor promedio durante el periodo. &os factores variables son: a. Factor de gravedad especifica +Fg b. Factor de temperatura fluyente +Ftf c. Factor de supercompresibilidad +Fpv d. Factor del numero de ?eynolds +Fr e. Factor de e#pansi$n +P f. Factor de man$metro +Fm g. Factor de e#pansi$n térmica del plato +Fa b E#tensi$n de presi$n &as dos variables medidas en un registrador de flu"o de dos plumas son la presi$n diferencial y la presi$n estática. &a presi$n diferencial es la cada de presiona través del orificio normalmente medida en términos de pulgadas de agua. &a presi$n estática es la presi$n de la lnea en unidades de presi$n absoluto +0sia. &a raz cuadrada del producto de la presi$n diferencial y la presi$n estática se conoce como e#tensi$n de presi$n. Esta e#tensi$n puede ser calculada manualmente o a través de planmetros o integradores. %álculos en el campo %uando se efect;an cálculos en el campo, varios de los factores de correcci$n menores pueden ser considerados iguales a uno. Estos factores son Fr, P, Fl, Fm, y . Fa.
?E@V2E!E4 DE F&R1 DE F&/D14 E! 3E?V)4 E#isten los tipos diferentes de flu"o de fluidos en tuberas: Flu"o laminar.J E#iste a velocidades más ba"as que la crtica, se caracteriza por el deslizamiento de capas cilndricas concéntricas una sobre otras de manera ordenada. 4e determina que hay flu"o laminar cuando el n;mero de ?e +?eynolds es menor de *777. Flu"o transicional. J también llamado flu"o critico, e#iste cuando el caudal se incrementa después de estar en flu"o laminar hasta que las laminas comienzan a ondularse y romperse en forma brusca y difusa. 4e determina cuando el numero de ?e tiene valores entre *777 y 777. Flu"o turbulento.J e#iste a velocidades mayores que la critica, cuando hay un movimiento irregular e indeterminado de las partculas del fluido en direcciones transversales a la direcci$n principal de flu"o. Es determinado cuando el numero de ?e tiene valores mayores a 777. !umero de ?eynolds. ?elaciona la fuerza de inercia y fuerza de viscosidad. 0ara un fluido que circula por el interior de una tubera circular recta, el n;mero de ?eynolds viene dado por:
o equivalentemente por:
donde: : densidad del fluido : velocidad caracterstica del fluido : diámetro de la tubera a través de la cual circula el fluido o longitud caracterstica del sistema : viscosidad dinámica del fluido : viscosidad cinemática del fluido
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?ED DE 3E?/)4 En la distribuci$n de fluidos como: agua petr$leo y gas se mane"an sistemas comple"os de tuberas formando redes que pueden ser abiertas o cerradas. ?ed abierta. na red es abierta cuando las tuberas que la componen se ramifican sucesivamente sin interceptarse luego, para formar circuitos. En la siguiente figura se muestra una red sencilla compuesta por tres tuberas. 4e conoce la energa estática + 0 9 S U W de los puntos terminales del sistema dado, las longitudes, diámetros y rugosidad de las tuberas y las propiedades del fluido. El prop$sito es conocer la magnitud y direcci$n del flu"o en cada tubera. &a soluci$n de este problema para cualquier tipo de fluido monofásico, se resuelve por ensayo y error, suponiendo una energa estática en un punto + ) , despreciando el cambio de energa cinética y aplicando la ecuaci$n de continuidad de manera que el flu"o que entra en la uni$n + ) sea igual al flu"o que sale de la misma. &a ecuaci$n de continuidad suponiendo un fluido incompresible. 0ara la aplicaci$n de la ecuaci$n de continuidad se debe tener en cuenta si el fluido entra o sale del punto de referencia. %onvencionalmente se considera + J cuando entra y + U cuando sale el flu"o del nodo %)/D) DE 0?E4/1! E! 5)&5&)4 P )%%E41?/14 %onstituyen una de las partes básicas en una planta de procesos, estaciones de flu"o, lneas de flu"o, Etc. sirven para controlar el flu"o en un fluido, pueden ser de cierre o bloqueo, de estrangulaci$n + modulaci$n del flu"o, o para impedir el flu"o inverso. 3ipos de 5álvulas: El tipo de válvula dependerá de la funci$n que debe efectuar, se clasifican en: válvulas de cierre o bloqueo, válvulas de estrangulamiento y válvulas de retenci$n o de flu"o inverso, válvulas de control de presi$n y otras válvulas para funciones especiales tales como dirigir , servicio de muestreo, cerrar salidas de recipientes o tanques, Etc. 5álvulas de bloqueo. 4on dispositivos cuya misi$n es la de bloquear cuando sea necesario, el flu"o de fluidos de alimentaci$n o escape en tuberas o equipos de procesos. Dentro de este grupo están las siguientes válvulas: De compuerta. De macho. De bola. De mariposa. De ángulo. De tipo P.
5álvulas de estrangulamiento. Estas válvulas permiten regular el paso de un fluido en funci$n de los requerimientos del proceso. &as mas comunes son: De globo. De agu"a. En P. De ángulo. De mariposa. 5álvulas de retenci$n + checL . 4on aquellas que no permiten el flu"o inverso, act;an de manera automática entre los cambios de presi$n para evitar que se invierta el flu"o. &a presi$n del fluido circulante abre la válvulaI el peso del mecanismo de retenci$n y cualquier inversi$n en el flu"o la cierran. E#isten diferentes tipos, y su selecci$n depende de la temperatura, cada de presi$n que producen y la limpieza del fluido. Están disponibles en los siguientes tipos: isagra. Disco inclinable Elevaci$n + disco, pist$n o bola . De pie. 5álvulas de control o desahogo de presi$n. 4e utilizan cuando se requiere el desahogo o descarga de la presi$n cuando esta e#ceda la que se puede controlar. Dependiendo del servicio que realizan se les denomina: De desahogo. De seguridad. De seguridad convencional. De desahogo equilibrado. De purga. )ccesorios. &os acoplamientos o accesorios para cone#i$n se clasifican en: De derivaci$n ?educci$n. )mpliaci$n y derivaci$n. Dentro de los accesorios de derivaci$n tenemos: 3és. %ruces %odos con salida lateral, Etc. &os conectores de reducci$n o ampliaci$n son aquellos que cambian la superficie de paso de fluido. En esta clase están las reducciones y manguitos. &os accesorios de desvo, curvas, codos, curvas en etc., son los que cambian la direcci$n de flu"o.
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4/43E2) DE %120?E41?E4. @eneralidades. &a operaci$n de compresi$n constituye un factor fundamental y com;n en cualquier campo petr$leo donde se produce y mane"a gas natural. &a necesidad de comprimir gas natural surge ante el hecho de disponer de un volumen dado de gas a un nivel de presi$n inferior al requerido. &a compresi$n de gas natural es utilizada generalmente para: a /nyecci$n en yacimientos petroleros a fin de mantener presiones de fondo para incrementar el volumen de petr$leo a recuperar. b )limentaci$n de gas comprimido a plantas de procesamiento para recuperar hidrocarburos licuables presentes en el gas natural rico o h;medo. c 3ransmisi$n de vol;menes de gas a través de gasoductos hasta centros de consumo urbano o industriales. 0rincipios de operaci$n. El principio consiste en el movimiento de un gas causado por la disminuci$n del volumen de una cámara, producido por el $rgano intercambiador de la energa el cual está sometido a un movimiento alternativo o a un movimiento rotativo. El $rgano transmisor de la energa puede ser un pist$n, un émbolo o un diafragma sometido a un movimiento alternativo tipo reciprocante o un tornillo, aletas, pist$n u otros sometidos a un movimiento rotativo.
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