CASO PRACTICOS DE OLEODUCTOS
Un crudo mediano fluye de la Estación A a la Estación B a un caudal de 2516 Bbl/hr (400.0 m3/h) por un oleoducto con un diámetro interno de 12.25 plg. Se tiene los siguientes datos:
Presión inicial en la Estación A (PA) = 650 psi
Distancia entre la Estación A y la Estación B (L) = 50 millas
Altura de la Estación A = 1200 pie
Altura de Estación B = 500 pie
Rugosidad relativa de la tubería (e /D) = 0.00016
Gravedad específica (GE) = 0.825
Viscosidad del crudo (µo) =9.0 centipoise
Determinar la presión en la Estación B bajo las previas condiciones de flujo. Además,
Calcule la presión en la Estación B si el flujo se detiene por el cierre de la válvula en la Estación B con la presión mantenida en la Estación A a 650 psi.
Determine el número de Reynolds, el factor de fricción, y la pérdida de cabeza:
Dado:
Q = 2516 Bbl/h (400 m2/h)
v = 9.0 cs
D = 12.25 plg
Determine el factor de fricción, f.
El diagrama de Moody, para una tubería con una rugosidad relativa de 0.00016, el factor de fricción, f, es leído igual a 0.021.
Calcular la pérdida de cabeza:
Dado:
L = 50 millas
f = 0.021
Q = 2516 Bbl/h (400 m3/h)
D = 12.25 plg
Determinar la presión de la Estación B.
La ecuación de energía de estado estable entre la Estación A y B es:
Como el diámetro de la tubería y la tasa de flujo son constantes a través de la línea, los términos de velocidad son iguales y pueden ser cancelados. No hay bombas entre las estaciones, así que hp = 0. Por lo tanto:
Dado:
PA = 650 psi
SG = 0.825
ZA = 1200 pie
ZB = 500 pie
hf = 1939.7 pie
Despejando PB:
Determinar la presión en la estación B cuando no hay flujo en la línea.
Cuando el flujo se detiene por el cierre de una válvula en la Estación B, y la presión en la Estación A es aún de 650 psi (típico en una condición a corto plazo antes que las bombas aguas arriba de la Estación A se disparen), la velocidad cae a cero y la cabeza de velocidad y las pérdidas por fricción llegan a ser cero.
La energía total en el líquido de la Estación A debe ser igual a la energía total en la Estación B porque ninguna energía se adiciona o se elimina entre los dos puntos. La ecuación de la energía para un sistema de no-flujo es similar a la ecuación de energía de estado estable excepto que hay algunos términos eliminados, debido a que la velocidad, la cabeza de bomba, y la fricción son todos iguales a cero.
Los términos que permanecen son aquellos relacionados con la altura y la presión únicamente:
PA = 650 psi
SG = 0.825
ZA = 1200 pie
ZB = 500 pie
Despejando PB:
La presión de la Estación B es 900.3 psi cuando la válvula se cierra y el flujo cae a cero. Durante un corte de flujo causado por el cierre de una válvula de aguas abajo, la línea puede ser sobre presurizada temporalmente.
2.- El crudo (GE = 0.855) con una viscosidad cinemática de 7.0 centipoises fluye a una tasa de 2076 Bbl/h (330 m3/h) de la Estación A a la Estación B, 100 millas aguas abajo. El oleoducto se construye con una tubería de diámetro interno de 12.25 plg y una rugosidad relativa de 0.00016. La altura de la Estación A es de 1000 pie; y la de la Estación B es de 700 pie.
La máxima presión en línea para el oleoducto es de 700 psi. Cuántas estaciones de bombeo se requieren entre la Estación A y la B si la presión de succión requerida en la Estación B es de 75 psi?
Determinar el número de Reynolds:
Dado:
Q = 2076 Bbl/h (330 m3/h)
v = 7.0 cs
D = 12.25 pulg
Determinar el factor de fricción, f.
De acuerdo al diagrama de Moody (ver Figura A-5) para una tubería con una rugosidad relativa de 0.00016, el factor de fricción, f, es igual a 0.021.
Calcular la pérdida de cabeza CNPS:
Dado:
L = 100 milla
f = 0.021
Q = 2076 Bbl/h (330 m3/h)
D = 12.25 plg
Determinar la presión de la Estación B.
La ecuación de energía de estado estable entre la Estación A y la B es:
Ya que el diámetro de la tubería y el caudal de flujo son contantes a través de la línea, los términos de la velocidad son iguales y pueden ser cancelados. No hay bombas entre las estaciones, así que hp = 0.
Por lo tanto:
Para el caudal de flujo máxima, la presión en la Estación A será igual a la presión máxima de la línea o sea 700 psi.
PA = 700 psi
SG = 0.855
ZA = 1000 pie
ZB = 700 pie
