INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCION ____________________________________________________________ 1 Objetivos del Módulo ________________________________________________________ 2 SECCION 1 - SISTEMAS DE CONTROL DE OLEODUCTOS (SCADA) Introducción ______________________________________________________________ Sistema SCADA ____________________________________________________________ Operador del Centro de Control ________________________________________________ Nivel Primario______________________________________________________________ Comunicaciones ____________________________________________________________ La Estación ________________________________________________________________ Instrumentación & Dispositivos ________________________________________________ Repaso 1 __________________________________________________________________
3 4 5 8 8 8 9 10
SECCION 2 - PERSPECTIVA INTEGRAL DEL OLEODUCTO Introducción ______________________________________________________________ Beneficios de una Perspectiva Integral del Oleoducto ______________________________ Modelo de Tomas de Decisiones ______________________________________________ Surgencias de Presión ________________________________________________________ Balance __________________________________________________________________ Reconocimiento de Oleoductos Balanceados y Desbalanceados ______________________ Empaque y Drenaje__________________________________________________________ Repaso 2 __________________________________________________________________
11 12 14 15 15 15 19 21
SECCION 3 - SELECCION DE LA UNIDAD DE BOMBEO Introducción ______________________________________________________________ Pérdidas en la Línea ________________________________________________________ Factores que Influyen en las Pérdidas en la Línea __________________________________ Selección de Las Unidades de Bombeo __________________________________________ Eficiencia y Efectividad de las Unidades de Bombeo ______________________________ Repaso 3 __________________________________________________________________
23 24 25 27 28 31
SECCION 4 - CONTROL Introducción ______________________________________________________________ Cuando Controlar __________________________________________________________ Donde Controlar ____________________________________________________________ Como Controlar ____________________________________________________________ Control de los Puntos de Ajuste ________________________________________________ Repaso 4 __________________________________________________________________
33 34 34 36 37 38
SECCION 5 - OPERACION EN ESTADO ESTACIONARIO Introducción ______________________________________________________________ Definición de una Operación en Estado Estacionario ______________________________ Control __________________________________________________________________ Repaso 5 __________________________________________________________________
39 40 41 43
SECTION 6 - TAREAS DE RUTINA Introducción ______________________________________________________________ Arranque del Oleoducto ______________________________________________________ Apagado Programado del Oleoducto ____________________________________________ Inicio de la Entrega a Mitad de la Línea de Corriente Plena, Apagado del Oleoducto Aguas Abajo ____________________________________________________________________ Paro de la Entrega a Mitad de la Línea de Corriente Plena, Arranque de la Línea Aguas Abajo ____________________________________________________________________ Inicio de Entrega a Mitad de la Línea de Corriente Plena, Inicio de Inyección a Mitad de la Línea de Corriente Plena __________________________________________________ Paro de la Entrega a Mitad de la Línea de Corriente Plena, Paro de la Inyección a Mitad de la Línea de Corriente Plena ________________________________________________ Paro de la Entrega a Mitad de la Línea de Corriente Plena, Apagado del Oleoducto Aguas Arriba, Continuación de la Inyección a Mitad de la Línea __________________________ Arranque del Oleoducto Aguas Arriba con Paro de la Inyección a Mitad de la Línea de Corriente Plena ____________________________________________________________ Inicio de la Inyección de Corriente Lateral ______________________________________ Inicio de la Entrega de Corriente Lateral ________________________________________ Selección de la Unidad de Bombeo para Mantenimiento de Rutina ____________________ Presiones para el Mantenimiento del Flujo en el Oleoducto __________________________ Apagado Del Oleoducto a las Presiones Especificadas para Mantenimiento ____________ Corte Total Programado de las Comunicaciones __________________________________ Corte Programado de la Potencia ______________________________________________ Perfiles de Presión y Flujo para un Desvío de la Estación____________________________ Desvío de la Estación Durante una Corrida del Cochino ____________________________ Repaso 6 __________________________________________________________________
45 47 51 54 55 56 57 58 59 60 60 61 63 63 64 64 64 64 65
SECCION 7 - TAREAS NO RUTINARIAS Introducción ______________________________________________________________ Apagado o Paro no Programado de la Unidad de Bombeo __________________________ Problemas en las Estaciones __________________________________________________ Cortes no Programados de la Comunicación ______________________________________ Corte no Programado de Energia o Paro de la Estación ____________________________ Apagado de Emergencia del Oleoducto __________________________________________ Lista de Activadores por Fuga ________________________________________________ Repaso 7 __________________________________________________________________
67 68 70 71 71 74 78 79
GLOSARIO __________________________________________________________________ 80 RESPUESTAS __________________________________________________________________ 82
ATENCION El personal de operaciones usa tecnología para alcanzar metas específicas. Un objetivo clave del programa de entrenamiento es promover la comprensión de la tecnología que el personal operativo, usa en su trabajo diario. Este programa de entrenamiento refuerza la relacion trabajo-habilidades mediante el suministro de información adecuada de tal manera que los empleados de oleoductos la puedan aplicar in mediatamente. La información contenida en los módulos es teórica. El fundamento de la información básica facilita el entendimiento de la tecnología y sus aplicaciones en el contexto de un sistema de oleoducto. Todos los esfuerzos se han encaminado para que reflejen los principios científicos puros en el programa de entrenamiento. Sin embargo en algunos casos la teoría riñe con la realidad de la operación 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.
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS Orientación © 1995 IPL Technology & Consulting Services Inc. Prohibida la Reproducción (Octubre 20, 1995) IPL TECHNOLOGY & CONSULTING SERVICES INC. 7th Floor IPL Tower 10201 Jasper Avenue Edmonton, Alberta Canadá T5J 3N7 Teléfono Fax
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Referencias -0.10 Int.Pipe.Oper - May 1997
HABILIDADES DE ESTUDIO Para que el aprendizaje de los módulos sea más 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 estudiará durante los cinco dias de la semana un total de dos horas por día, 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, deberá contabilizar treinta horas de estudio si quiere mantener el ritmo de la mayoría de los programas de aprendizaje. 2. Cuando usted esté estudiando establezca conexiones entre capítulos y tareas. Entre más relaciones logre hacer le será más fácil recordar la información. 3. Hay cuestionarios de autoevaluación al final de cada sección del módulo. Habitualmente el responder a estos cuestionarios incrementará su habilidad para recordar la información. 4. Cuando esté leyendo una sección o un módulo, primero de un vistazo rápido a toda el material antes de comenzar la lectura detallada. Lea la introducción, conclusiones y preguntas al final de cada sección. A continuación como una tarea separada estudie los encabezados, gráficos, figuras y títulos. Despues de esta excelente técnica de revision previa, usted estará familiarizado con la forma como está organizado el contenido. Después de la lectura rápida continue con la lectura detallada. Su lectura detallada, refuerza lo que ya usted ha estudiado y además le clarifica el tema. Mientras usted este realizando esta lectura deténgase al final de cada sub-sección y pregúntese “¿Que es lo que he acabado de leer?” 5. Otra técnica de estudio útil es escribir sus propias preguntas basadas en sus notas de estudio y/o en los titulos y subtitulos de los módulos.
6. Cuando esté tomando notas en el salón de clases considere la siguiente técnica. Si usa un cuaderno de de argollas escriba solo en las página de la derecha. Reserve las página de la izquierda para sus propias observaciones, ideas o áreas en las que necesit e aclaraciones. Importante: escriba las preguntas que su instructor hace, es posible que usted las encuentre en el custrionario final. 7. Revise. Revise. Revise, El revisar el material aumentará enormemente su capacidad de recordar. 8. El uso de tarjetas para notas, le ayudará a identificar rápidamente áreas en las cuales usted necesita repasar antes de un exámen. Comience por ordenar a conciencia las tarjetas después de cada sesión de lectura. Cuando aparezca una nueva palabra, escríbala en una cara de la tarjeta y en el reverso escriba la definición. Esto es aplicable para todos los módulos. Por ejemplo, simbolos químicos/que representan; estación terminal/definción; una sigla(acronismo)/que significa. Una vez haya compilado sus tarjetas y se este preaparando para una prueba, ordénelas 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 qué gastar tiempo innecesario en significados o conceptos? Porque las tarjetas que no pudo identificar, le indican las áreas en las cuales necesita reforzar su estudio. 9. Adicionalmente estos módulos tienen identificados métodos de enseñanza específica para ayudar a la comprensión del tema y su revisión. Los términos (palabras, definiciones), que aparecen en negrilla están en el glosario. Para relacionar la información de los términos y su significado, los números de las páginas aparecen en las definiciones del glosario con el objeto de identificar donde apareció el término por primera vez en el téxto. Las definiciones que en el glosario no tienen ningún número de página es importante de igual manera entenderlas, pero están completamente explicadas en otro módulo.
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Un oleoducto es un sistema complejo de extensiones de tubería, unidades de bombeo, equipo de control y fluidos de variadas densidades y viscosidades. La operación de un oleoducto integra el sistema físico del oleoducto con los conceptos y mandos usados para la movilización del fluido dentro del oleoducto.
INTRODUCCION
Este módulo trata diferentes aspectos de la operación de oleoductos. La primera sección explica el sistema de control del oleoducto (SCADA) a través del cual el operador del centro de control emite mandos y recibe información del oleoducto. Después de esto, se discute la perspectiva del oleoducto como una entidad completa. Los operadores ven el oleoducto como una entidad completa más que como una serie de estaciones de bombeo y millas y millas de tubería. Esencialmente, lo que esto significa es que cualquier acción simple en cualquier parte del oleoducto afecta todas las partes del oleoducto. Encender una bomba en la primera estacion del oleoducto, afecta rápidamente todo el oleoducto inclujendo hasta la última estación. Estrechamente relacionado a la perspectiva del oleoducto como una entidad completa está el concepto de balance. Balance, un estado de flujo estable, es el fundamento de un oleoducto bien manejado. La tercera y cuarta sección de este módulo tratan sobre la selección y el control de bombas, las dos herramientas que el operador usa para producir y manejar el flujo. Las unidades de bombeo son seleccionadas de acuerdo a la necesidad de presión; esta necesidad de presión es dictaminada por la tasa de flujo que el operador requiere alcanzar, por la densidad y la viscosidad del producto que se está bombeando, y por otros factores tales como cambios de elevación y diámetro de la tubería. Se pueden dar condiciones en las que una selección efectiva y eficiente de una unidad de bombeo no puede alcanzar el balance del oleoducto. Cuando esto ocurre, se debe aplicar control - la imposición de un límite operacional provisional. Por medio del control, la presión y el flujo son ajustados en respuesta a diferentes demandas operacionales.
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ORIENTACION
OBJETIVOS DEL MODULO
Operación en estado estacionario, el contenido de la quinta sección de este módulo, es un conjunto de condiciones impuestas por el operador para producir un oleoducto balanceado. Una operación en estado estacionario funciona con las unidades de bombeo más eficientes, efectivas y el tipo y grado adecuado de control con cambios impuestos que son pequeños en magnitud y lentos en desarrollarse. Una operacion en estado estacionario logra alcanzar el objectivo organizacional de cumplir con los requerimientos exigidos por cliente y la compañía, en materia de seguridad industrial, control de calidad, volúmenes requeridos, y las especificaciones de tiempo. Adicionalmente, una operación en estado estacionario tiene los propósitos operacionales de: • reducir los problemas potenciales en el oleoducto • simplificar las soluciones de los problemas • simplificar el proceso de monitoreo y evaluación de la operación del oleoducto, y • hacer los cambios en la tasa de flujo y las presiones del oleoducto más consistentes y uniformes. Durante el día, el operador del centro de control realiza muchos procesos. Cuando el oleoducto es parado, el operador debe darle arranque de manera segura y eficiente. El operador también es responsable de iniciar y apagar las inyecciones y las entregas en sitios específicos a lo largo del oleoducto, y de apagar todo o parte del oleoducto. Adicionalmente, el operador debe poder manejar el oleoducto durante la ocurrencia de sucesos tales como fallas de las bombas, o fallas en la estación, o un apagado no planeado de una válvula, o aún una fuga. Los procedimientos rutinarios y no rutinarios son el contenido de las dos últimas secciones de este módulo. Este módulo presenta información en los siguientes objetivos: • Explica el sistema de control del oleoducto (SCADA) • Explica la perspectiva del oleoducto como un entidad completa • Define el balance del oleoducto • Describe como seleccionar unidades de bombeo para satisfacer los requerimientos de presión • Discute como controlar un oleoducto • Define una operación en estado estacionario • Describe en general los procedimientos de tareas rutinarias • Describe en general tareas no rutinarias
PREREQUISITES Ninguno
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
SECCION 1
SISTEMA DE CONTROL DE OLEODUCTOS (SCADA)
Cuando un operador de oleoducto emite un mando desde el centro de control, una serie de instrucciónes precisas viajan desde la estación de trabajo del operador a través de una serie de sub-sistemas hasta un dispositivo que responde a los mandos. Entonces, después de que el dispositivo lleva a cabo el mando, los sensores locales monitorean el equipo y envían de regreso datos al operador en el centro de control. El equipo y programas que enlazan al operador con el equipo del oleoducto es llamado Sistema de Supervisión de Control y Adquisición de Datos (SCADA). El sistema SCADA permite al operador controlar los dispositivos, tales como bombas y válvulas, y monitorear datos, tales como temperatura, amperaje, densidad, presión y tasa de flujo de muchos sitios a lo largo del oleoducto. Después de esta sección, usted podrá cumplir con los siguientes propósitos: • Reconocer la definición del acrónimo SCADA • Identificar los principales pasos en la trajectoria entre la terminal de exhibición de video en la sala de control y un dispositivo en el campo.
INTRODUCCION
OBJETIVOS
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ORIENTACION
Figura 1 Estación de Trabajo del Operador Típica en el Centro de Control Los monitores suministran un información precisa acerca del estado del oleoducto.
SISTEMA SCADA
Dependiendo del oleoducto en particular y del sistema de control del oleoducto, el Sistema de Supervisión de Control y Adquisición de Datos (SCADA) comprende siete subsistemas interconectados y arreglados en estratos jerárquicos. Los siete subsistemas interconectados pertenecientes a un sistema típico de control de oleoductos son: 1. Operador del centro de control 2. Nivel primario 3. Etapa inicial de la comunicación (CFE) 4. Comunicación de datos 5. Unidad terminal remota (RTU) 6. Controlador lógico programables (PLCs), módulos de entrada/salida (I/O) e interfase hombre-máquina 7. Instrumentación y dispositivos
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Estación Trabajo
Centro de Control CFE
Comunicación de Datos
Estación
Figura 2
Campo
Sistema SCADA típico Para el Control del Oleoducto
Los monitores de video muestran la información y el estado del sistema usando una interface gráfica del usuario (GUI). El operador emite mandos usando el ratón para indicar porciones específicas del GUI. Por ejemplo, para arrancar una bomba, el operador posiciona el cursor del ratón sobre el símbolo de esa bomba en particular y selecciona un tablero de ejecución.
OPERADOR DEL CENTRO DE CONTROL
Existen diferentes pantallas que un operador puede accesar. Cada pantalla muestra información diferente, o información en diferentes formatos (digital o lineal).
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ORIENTACION
Figura 3 Pantalla de Línea
Figura 3 ilustra una de las pantallas que un operador del centro de control usa. La siguiente información se lista en la pantalla: Estaciones de bombeo: listadas verticalmente tanto al lado izquierdo como al derecho de la pantalla (Ejem. EP, KG, ST, YP, etc) Presiones: RMS: espacio para succión máxima HLD: retención SUC: succión DISC: descarga RMD: espacio de la descarga máxima Punto de ajuste: SSP: puntos de ajuste de la succión DSP: puntos de ajuste de la descarga Carga: LD Flujo: FLW Estado de la Bomba: 1, 2, 3, 4, etc. Densidad del producto: UDEN: densidad aguas arriba SDEN: densidad de la estación
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Figura 4 Pantalla del Perfil Hidráulico
La pantalla suministra información al operador acerca del flujo, presión (cabeza), elevación y, en la parte inferior de la pantalla, los lotes del producto en el oleoducto.
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ORIENTACION
NIVEL PRIMARIO
COMUNICACIONES
LA ESTACION
Todo el equipo y los programas en la parte superior de la jerarquía de SCADA es llamado colectivamente el primario del sistema. Todas las estaciones de trabajo de computador y sus programas trabajan juntas como el primario del sistema de control del oleoducto. El nivel primario del sistema se localiza en el centro de control. El elemento clave en la operación del nivel primario es, una colección de programas que trabajan en conjunto para reunir y mostrar en pantalla datos del campo y para controlar estaciones de bombeo y válvulas. El sistema de comunicación enlaza el nivel primario del centro de control con los sitios remotos. La etapa inicial de la comunicación (CFE) es un microprocesador instalado en el centro de control. Su propósito es coordinar y organizar las comunicaciones desde el primario hasta las estaciones. La red de comunicación de datos usa una combinación de enlaces dedicados de comunicación, líneas telefónicas, y equipo especializado para transmitir los mandos del operador desde CFE hasta la estación y el equipo que esta siendo controlado. Cuando los mandos del operador alcanzan el sitio remoto, el sistema activa los dispositivos, controladores, y/o programas, dependiendo del comando emitido. Estos dispositivos, controladores, y/o programas emiten los mandos al equipo que está siendo controlado y mandan información de regreso al operador para monitorear la operación. La unidad terminal remota (UTR) recibe el mando y lo despacha al controlador, luego a un dispositivo de entrada/salida, controlando el equipo. El siguiente nivel en la estación es el controlador lógico programable (PLC). El PLC es un computador diseñado para: • controlar las unidades para bombeo • controlar las válvulas • suministrar datos operacionales en bruto y a escala • asegurar un ambiente de operación seguro ejecutando independientemente procedimientos de apagado de emergencia si es necesario. Localizados con los PLC están los módulos de entrada salida (I/O). El módulo I/O hace el trabajo físico real de ejecutar los mandos. Una interface hombre-máquina (MMI) habilita el control local de la estación cuando sea necesario.
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Los instrumentos del oleoducto miden las condiciones del oleoducto y transmiten los datos de regreso al operador localizado en el centro de control. Los instrumentos incluyen transductores de presión, medidores, dispositivos para la detección de fuego y gas combustible. Densimetros y termómetros. Los dispositivos de campo son las máquinas que realmente tienen un impacto físico sobre el flujo de los líquidos a través del oleoducto. Los dispositivos claves de campo son las unidades de bombeo y las válvulas.
INSTRUMENTACION Y DISPOSITIVOS
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ORIENTACION
REPASO 1
1. SCADA se refiere a ________. a) una red local de computadores conectados b) una interface hombre máquina c) instrumentación y dispositivos de campo d) equipo y progamas que enlazan al operador del centro de control con el equipo del oleoducto 2. El nivel primario del sistema SCADA está localizado ________. a) en el campo b) entre el campo y el centro de control c) en el centro de control 3. El PLC es un computador diseñado para ________. a) controlar unidades de bombeo y válvulas b) suministrar datos operacionales en bruto y a escala c) asegurar un ambiente operacional seguro ejecutando independientemente procedimientos de apagado de emergencia si es necesario d) todas las anteriores Las respuestas están al final de este módulo
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
SECCION 2
PERSPECTIVA INTEGRAL DEL OLEODUCTO
En un oleoducto, la tasa de flujo es influenciada por la presión. La presión es generada por bombas y restringida o liberada por el equipo de control. Sin embargo, la operación del oleoducto va mas allá de generar o liberar suficiente presión para hacer que los líquidos en el oleoducto fluyan. Para operar un oleoducto efectivamente, el operador debe considerar el impacto que cada actividad operacional tiene sobre todo el oleoducto en total ya que los cambios de presión y de tasa de flujo aplicados en una estación se desplazan aguas arriba y aguas abajo afectando la operación de todo el oleoducto.
INTRODUCCION
La operación del oleoducto es una aplicación clásica de las Leyes físicas de Sir Isaac Newton - para cada acción hay una reacción igual y en sentido contrario. En los oleoductos, la reacción es en dos sentidos, viajando tanto aguas arriba como aguas abajo. Después de esta sección, usted podrá alcanzar los siguientes propósitos: • Definir la perspectiva integral de oleoducto. • Describir los beneficios de mantener una perspectiva integral de oleoducto. • Describir el uso de un modelo de toma de decisiones en operaciones de oleoductos. • Definir el balance de oleoductos. • Definir empaque y drenaje.
OBJETIVOS
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ORIENTACION
Figura 5 La Perspectiva del oleoducto como un conjunto es el concepto tanque a tanque
BENEFICIOS DE UNA PERSPECTIVA INTEGRAL DEL OLEODUCTO
DETECCION DE FUGA
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PREVENCION Y SEGURIDAD Al considerar Al oleoducto como una entidad integral, los operadores son más conscientes de los cambios de operación o de problemas potenciales, ya sea por medio de sus propias acciones o por cambios en las condiciones de operación, tales como interfaces de baches. A través de este conocimiento, los operadores pueden crear condiciones que prevengan estos cambios o problemas potenciales, o por lo menos reducir su impacto. Esto se traduce en reducción del riesgo al personal y al medio ambiente. Este es el mayor beneficio de la perspectiva integral del oleoducto. La perspectiva del integral oleoducto asegura que las acciones aplicadas en cualquier lugar del oleoducto produzcan resultados uniformes. Cuando las tasas de flujo son uniformes, es más fácil reconocer los cambios de presión que indicarían fugas. Cuando se sospecha de una fugas, la compararación de datos desde una estación a otra se dificulta, pero cuando las condiciones son erráticas, la comparación se hace imposible.
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
La perspectiva integral del oleoducto trata sobre la concientización y la toma efectiva de decisiones. Las soluciones a los problemas en un zona del oleoducto pueden crear problemas en otras zonas del oleoducto. La perspectiva integral del oleoducto asegura que se tomen en cuenta todas las consideraciones para que los operadores no solucionen un problema para luego crear otro. Cuando se mantienen estables las tasas de flujo, los arranques y paradas de la unidad de bombeo se reducen considerablemente. Los beneficios de tiempos mayores de operación por cada arranque de la unidad de bombeo son enormes. Adicionalmente, para una reducción de costos de mantenimiento, se reduce el tiempo improductivo. La selección óptima del equipo da como resultado un consumo eficiente de energía y también ahorros en los costos de energía. A largo plazo, las soluciones que sobrecompensan los problemas operacionales reducen el rendimiento. La perspectiva integral del oleoducto enfatiza la toma de decisiones efectiva y el enfoque de una operación preventiva más que una operación correctiva. La perspectiva integral del oleoducto también juega un papel importante en el logro de la solución correcta para un problema operacional dado. El resultado de usar la perspectiva integral del oleoducto es el rendimiento incrementado. La mezcla de productos toma lugar en la interface entre dos tipos de productos diferentes cuando la tasa de flujo en el oleoducto no es lo suficientemente alta para mantener el fluido en flujo turbulento. La perspectiva integral de oleoducto ayuda al operador a mantener el flujo dentro del oleoducto a una tasa constante. Cuando los cambios se hacen necesarios, estos son minimizados y uniformes, y se asegura que el flujo se vuelva laminar. Operar un oleoducto desde una perspectiva integral de oleoducto ayuda a que la organización del oleoducto alcance diferentes objetivos. Los objetivos financieros son logrados más fácilmente maximizando las ganancias, minimizando los costos, y haciendo el mejor uso de los recursos disponibles. A medida que las operaciones del oleoducto se vuelven más estables, los pronósticos presupuestales y financieros se hacen más acertados. Los presupuestos para el equipo y expansión del capital se hacen más confiables y esto hace que la planeación a largo y corto plazo sea más consistente. Adicionalmente, el manejo de la prevención de pérdidas se hace más efectivo.
FACILIDAD CRECIENTE DE LA OPERACION
COSTOS REDUCIDOS
RENDIMIENTO INCREMENTADO
DISMINUCION DE LA DEGRADACION DEL PRODUCTO
PROPOSITOS ORGANIZACIONALES Y PERSONALES
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ORIENTACION
A través de la perspectiva integral del oleoducto, los programas de los despachadores se cumplen de manera más consistente y se mejora la integridad de los baches. Estos resultados incrementan la satisfacción del cliente. Con menos riesgos de surgencias de presión, hay un incremento en la seguridad del personal y del equipo. El riesgo de fugas disminuye, contribuyendo a la optimización de recursos colectivos, y lograndose un impacto ambiental positivo. Todos los beneficios anteriores promueven un crecimiento organizacional. La operación del oleoducto desde la perspectiva integral del oleoducto fortalece el panorama organizacional desde muchas perspectivas: • financera • planeación • operaciones • recursos humanos y • sistemas de operación. El operador del oleoducto cosecha beneficios manteniendo una perspectiva integral del oleoducto. A medida de que el riesgo de fugas y otros inconvenientes se reduce, también la tensión relacionada con el trabajo. Con un incremento en la efectividad del trabajo y en los logros, llega un incremento en la satisfacción del trabajo relacionado con la operación con estándares más altos de rendimiento.
MODELO DE TOMA DE DECISIONES
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Siguiendo los pasos de un modelo, los operadores usan un proceso de toma de decisiones para tomar una decisión a partir de la perspectiva integral de oleoducto (ver figura 6). El proceso comienza con el reconocimiento de una situación potencialmente problemática o una oportunidad para mejorar el estado operacional del oleoducto. Entonces el modelo divide, de acuerdo a si existe o no un activador por fugas. Cada centro de control tiene una lista de activadores los que pueden indicar la presencia de una fuga en un oleoducto particular. Si la situación original es reconocida como un activador por fuga, el operador se mueve al lado derecho del modelo. Si existen 3 o más activadores por fugas, el operador debe parar el oleoducto inmediatamente. Con 1 o 2 activadores por fugas, el operador tiene 10 minutos para encontrar la causa del problema. De otra manera, el oleoducto debe ser parado. Normalmente, sin embargo, la causa de los trastornos del oleoducto es conocida. Por lo tanto, el operador sigue la columna del lado izquierdo
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
del modelo sobre toma de decisiones, interpretando la situación, asignándole una prioridad, luego decidiendo e implementando una solución. Una vez que se ha implementado un cambio, el operador continúa monitoreando las condiciones resultantes del oleoducto y evalúa los resultados de sus acciones. El proceso es circular y continuo. Comienza de nuevo cuando el operador reconoce nuevos datos que pueden ser cambiados para mejorar las condiciones de operación. Las bombas le dan energía al oleoducto; las válvulas controlan la energía del oleoducto. Tanto las bombas como las válvulas pueden producir cambios de presión lo que resulta en surgencias de presión que viajan de un extremo al otro del oleoducto. Un cambio en la presión en un extremo del oleoducto puede cambiar la presión en el otro extremo en cuestión de minutos. Esta es la razón por la cual es importante que los operadores esten conscientes de cómo una acción en una estación individual puede afectar el perfil de presión y la tasa de flujo de todo el oleoducto.
CAMBIOS SURGENCIAS DE PRESION
A medida que la presión cambia, también lo hace la tasa de flujo en el oleoducto. Si los cambios de presión no son consistentes, la tasa de flujo se vuelve errática. Cuando la tasa de flujo es errática, la toma de buenas decisiones se hace muy difícil y la probabilidad de problemas a lo largo de todo el oleoducto incrementa. Por lo tanto, es evidente que el flujo eficiente de petróleo puede ser alcanzado a través de un flujo balanceado. El balance en un oleoducto es una condición de flujo que tiene tres características escenciales: • una sola tasa de flujo desde el punto de inyección al punto de entrega • un perfil estable de presión que indica que el oleoducto no está empacado ni en drenaje, y • volúmenes aproximadamente iguales de entran y salen del oleoducto. El balance produce un perfil de presión hidráulica estable con una sola tasa de flujo desde el tanque de bombeo hasta el tanque de recepción. Una sola tasa de flujo elimina el empacado (incremento en el volumen de petróleo en el oleoducto debido al incremento de presión) y el drenaje (disminución en el volumen de petróleo debido a reducción de presión). Un perfil de presión estable minimiza los efectos de surgencias de presión.
BALANCE
RECONOCIMIENTO DE OLEODUCTOS BALANCEADOS Y DESBALANCEADOS
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ORIENTACION
Figura 6 Modelo de toma de decisiones
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?
Reglo de 10 Minutos
Resuelva Problema • definael 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 • paso de ensajo • implemente Monitorear Solución • problemas potenciales • real vs. esperada
Evalue Solución de acuerdo a: • resultado deseado • estado estable
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NO
¿require apagado?
SI
SI
¿Causa del problema determinado en 10 min?
NO
APAGADO
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
Las presiones y el flujo de un oleoducto balanceado permanecen constantes. Compare las figuras 7A y 7B, las cuales son los perfiles hidráulicos de un oleoducto balanceado tomado por tres horas. Note lo pequeños que son los cambios que han ocurrido durante este periodo. A. Perfil hidráulico tomado a las 03:01:00 horas
DISTANCE (mi) (km)
Figura 7A Dos perfiles hidráulicos de un oleoducto balanceado en un periodo de tres horas
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
B. Perfil hidráulico tomado tres horas después, a las 06:01:00. La presión (CABEZA) y el flujo no han sufrido cambios durante este periodo.
DISTANCE (mi) (km)
Figura 7B
Las presiones y el flujo de un oleoducto no balanceado constantemente cambian. Compare las figuras 8A y 8B, las cuales son perfiles hidráulicos de un oleoducto no balanceado, y note la diferencia entre ellos después de solo 30 minutos.
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ORIENTACION
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
A. Perfil hidráulico tomado a las 03:15:00 horas. La tasa de flujo varía. Note que las pendientes de los gradientes de presión (cabeza) varían. A medida que el flujo incrementa, el gradiente se hace más empinado.
DISTANCE (mi) (km)
Figura 8A/B
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
Dos perfiles hidráulicos de un oleoducto no balanceado en un periodo de media hora.
DISTANCE (mi) (km)
B. Perfil tomado a las 03:45:00 horas. Entre las Estaciones B y C, el flujo ha incrementado al máximo y así su correspondiente gradiente hidráulico.
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
El empacado y el drenaje toman lugar en oleoductos cuando no se ha alcanzado una sola tasa de flujo. Un oleoducto bombeando a más de una tasa de flujo puede estar empacado en algunas áreas mientras que está en drenaje en otras áreas. Esta situación crea problemas de presión que necesitan mantenimiento constante.
EMPAQUE Y DRENAJE
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
A. Perfil hidráulico tomado a las 12:30 horas. La tasa de flujo es mayor entre la Estación la C y la D causando drenaje del oleoducto.
DISTANCE (mi) (km)
Figura 9A/B
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
Dos perfiles hidráulicos de un oleoducto en drenaje
DISTANCE (mi) (km)
B. Perfil hidráulico tomado veinte minutos después, a las 12:50 horas. Como resultado del drenaje, el flujo y las presiones son más bajas a lo largo de todo el oleoducto y las pendientes de los gradientes no son tan inclinadas.
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ORIENTACION
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
A. Perfil hidráulico tomado a las 10:10 horas como punto de arranque para medir el empacado del oleoducto. La tasa de flujo entre las Estaciones A y B es la más alta de toda la línea.
DISTANCE (mi) (km)
Figura 10 A/B
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
Dos perfiles hidráulicos de un oleoducto empacado
DISTANCE (mi) (km)
B. Perfil hidráulico tomado veinte minutos después, a las 10:30 horas. Debido a que la tasa de flujo fue más alta entre las estaciones A y B, ahora la tasa de flujo en otra parte ha incrementado, así como lo han hecho las presiones del oleoducto. Adicionalmente, los gradientes de presión se han hecho más inclinados.
20
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
1. La perspectiva integral de oleoducto asegura que las acciones aplicadas en cualquier lugar del oleoducto _______________. a) se sientan solo localmente b) produzcan resultados uniformes a través de toda la línea c) no afecten la totalidad de la línea
REPASO 2
2. La aplicación del modelo de toma de decisiones empieza con ________. a) el arranque de las bombas de la línea principal b) reconociendo una oportunidad para mejorar la condición operacional de la línea c) reconociendo una situación de problema potencial d) b y c
3
El empacado y drenaje toman lugar en un oleoducto ____________. a) en el cual no se alcanza una sola tasa de flujo b) en un flujo turbulento c) en un flujo bajo d) transportando condensado
Las respuestas se encuentran al final de este módulo
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
SECCION 3
SELECION DE LA UNIDAD DE BOMBEO
El principal factor en el balance de oleoductos es el mantenimiento del flujo balanceado a través de todo el oleoducto. Para crear y mantener flujo en el oleoducto, se necesita energía en forma de presión. La mayoría de esta presión es generada por las unidades de bombeo.
INTRODUCCION
Esta sección describe las pérdidas en la línea del oleoducto, y tambien describe como seleccionar la unidad de bombeo apropiada para superar las pérdidas en la línea. Esta sección también discute lo que debe considerarse antes de empezar y parar las unidades de bombeo.
Después de esta sección, usted podrá alcanzar los siguientes propósitos: • Definir el término pérdidas en la línea • Calcular las pérdidas en la línea, dadas pantallas de línea y perfiles hidráulicos dadas. • Identificar como la tasa de flujo, el diámetro de la tubería, la longitud de la tubería, la rugosidad interna, las características del fluido, y la elevación, influyen en las pérdidas en la línea. • Reconocer los propósitos principales en la selección de la unidad de bombeo. • Definir la eficiencia que se relaciona con la selección de la unidad de bombeo. • Definir la efectividad que se relaciona con la selección de la unidad de bombeo. • Identificar las consideraciones para iniciar y para las bombas.
OBJETIVOS
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ORIENTACION
PERDIDAS EN LA LINEA
Todo oleoducto tiene un requerimiento de tasa de flujo (usualmente suministrado por un programa de embarque). Para determinar qué tanta presión se requerirá para crear el flujo requerido, el operador debe calcular las perdidas en la línea. A medida que los productos fluyen en un oleoducto, se pierde energía debido a la fricción entre el producto y la pared del oleoducto. Esta pérdida de energía se refiere a las pérdidas en la línea. Las pérdidas en la línea es la diferencia entre la presión de descarga aguas arriba y la presión de succión aguas abajo en la estación de bombeo siguiente. La cantidad de pérdidas en la línea (energía perdida) entre estaciones depende de la tasa de flujo, tamaño de la tubería, rugosidad de la tubería, características del fluido, y elevación.
CALCULO DE PERDIDA EN LA LINEA
Los operadores calculan las pérdidas en la línea a partir de una pantalla digital o un perfil hidráulico. Para calcular las pérdidas en la línea, reste la presión de succión aguas abajo de la presión de desrcarga aguas arriba. La figura 11A es una pantalla digital de un oleoducto tomada de cuatro estaciones diferentes sobre un oleoducto al mismo tiempo. La figura 11B muestra como derivar las pérdidas en la línea usando la información de la figura 11A. Station A
Figura 11A Una pantalla digital de un oleoducto
SPL: DPL: SP: CP: DP: HP:
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Límite de la Presión de Succión Límite de la Presión de Descarga Presión de Succión Presión de Carcaza Presión de Descarga Presión de Retención
Station B
Station C
Station D
SPL DPL
45 639
41 569
45 623
45 682
SP CP DP HP
114 465 412
156 526 526
309 309 309
70 680 678
FLOW OUT LNPK OUT PCV
0.74
UNIT 1 UNIT 2 UNIT 3 UNIT 4
RUNNING STOPPED STOPPED STOPPED
RUNNING STOPPED STOPPED STOPPED
STOPPED STOPPED
NA RUNNING STOPPED
415
85 560
275 385
65 678
SU SETPOINT DP SETPOINT FL SETPOINT HP SETPOINT
3247 0.92
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
From Station to Station
Upstream discharge pressure (psi)
Downstream suction pressure (psi)
Line Loss (psi)
A to B
412 (Stn A)
156 (Stn B)
256
B to D
526 (Stn B)
70 (Stn D)
456
Figura 11B Cálculo de las pérdidas en la línea del oleoducto ilustrado en la Figura 11A. Note que la estación C no está en uso, ya que no hay diferencial de estación que esté siendo generado.
FACTORES QUE INFLUYEN PERDIDAS EN LA LINEA Existe una relación directa entre la tasa de flujo y las pérdidas en la línea: a medida que la tasa de flujo incrementa, las pérdidas en la línea aumentan. Para compensar los cambios en la tasa de flujo y los correspondientes cambios en las pérdidas, la presión del oleoducto también debe cambiar. Estos significa que, cuando el flujo incrementa, la presión requerida también debe aumentar. Del mismo modo, cuando el flujo disminuye, la demanda de presión también disminuye. En algunos oleoductos, los diámetros de la tubería cambian. Cuando los fluidos pasan de un diámetro grande a un diámetro más pequeño de tubería, las pérdidas en la línea aumentan (ver figura 12). De modo inverso, cuando los fluidos pasan a un diámetro de tubería grande, las pérdidas en la línea disminuyen. Las pérdidas en la línea también están relacionadas con: • longitud del oleoducto (distancia entre estaciones): a mayor longitud de tubería, mayores son las pérdidas • rugosidad interna del oleoducto: a mayor rugosidad en el interior de la tubería, mayores son las pérdidas, y • elevación: a mayor inclinación de la pendiente, mayores son las pérdidas.
EL EFECTO DE LA TASA DE FLUJO SOBRE LAS PERDIDAS EN LA LINEA EL EFECTO DEL TOMAÑO Y LONGITUD DE LA TUBERIA SOBRE LAS PERDIDAS EN LA LINEA
25
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
ORIENTACION
DISTANCE (mi) (km)
Figura12 Un perfil hidráulico que muestra los efectos de un incremento en el diámetro de la tubería. Note que entre las Estaciones A y B la pendiente del gradiente de presión (CABEZA) se vuelve más plana. Esto indica un diámetro mayor de tubería. Note también que la tasa de flujo no refleja este cambio de diámetro.
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
En una tubería con flujo, las características del fluido afectan las pérdidas en la línea. Por ejemplo, se necesita más presión para bombear crudo pesado que para bombear crudo ligero. A medida que diferentes proporciones con diferentes características (gravedad específica, viscosidad) fluyen a través del oleoducto, la cantidad de presión generada por las unidades de bombeo debe cambiar para mantener el flujo a una tasa constante. Por lo tanto, si estos cambios de presión son lo suficientemente significativos, algunas unidades de bombeo pueden necesitar ser iniciadas, mientras que otras necesitan ser paradas.
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
EFECTO DE LAS CARACTERISTICAS DEL FLUIDO EN LAS PERDIDAS EN LA LINEA
DISTANCE (mi) (km)
Figura 13 Perfil Hidráulico
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
En la Figura 13, el fluído del oleoducto cambia de crudo medio a crudo ligero entre las estaciones C y D. La pendiente del gradiente de presión se vuelve más plana indicando un producto menos viscoso. Note que la tasa de flujo se mantiene constante. El propósito principal durante la selección de las unidades de bombeo es seleccionar la unidad más efectiva y eficiente para producir la presión requerida. Antes de tomar una decisión sobre la selección de la unidad, el operador considera las siguientes preguntas: • Cuánta presión se necesita? • Se necesitan cambios? • Existen unidades de bombeo o combinación de unidades que generen la presión requerida? • Serán excedidos los límites de operación aguas arriba y aguas abajo? • Tiene el perfil geográfico de los alrededores algún efecto en la selección de la unidad de bombeo? • Muestran los datos históricos que tan grandes son los cambios y que tan rápido están ocurriendo. El tiempo programado para la selección de las unidades de bombeo es afectado por ambos. • Existen algunos cambios en el diámetro de la tubería que puedan afectar la elección de las unidades de bombeo? • Existen cambios anticipados de baches?
SELECCION DE LAS UNIDADES DE BOMBEO
La falta de consideración de cualquiera de estas preguntas puede concluir a una selección inadecuada de las unidades de bombeo. Una unidad inadecuada de bombeo puede causar presiones y flujos inestables, haciendo difícil determinar que acción causó el evento, así como también causa deterioro y desgaste en el equipo. Las unidades de bombeo son seleccionadas en base a su eficiencia y efectividad. La eficiencia se mide en términos de la cantidad de presión que la unidad de bombeo genera para la cantidad de energía que la unidad de bombeo consume. Ya que la presión causa el flujo, la eficiencia de la unidad de bombeo se traduce en una medida que corresponde a la cantidad de energía que se necesita para crear flujo. La efectividad, con respecto a las operaciones del oleoducto, se mide en términos de balance del oleoducto: estos es, una tasa de flujo estable, aproximadamente igual volumen entrando y saliendo, y un empacado de la línea a través del oleoducto.
EFICIENCIA Y EFECTIVIDAD DE LAS UNIDADES DE BOMBEO
27
ORIENTACION
EFICIENCIA
La eficiencia es la principal consideración en la selección de las unidades de bombeo. Cada bomba tiene un punto donde la relación entre el flujo y la energía es óptima. Además de seleccionar unidades de bombeo que produzcan la presión necesaria, se deben elegir bombas que tengan un punto de óptimo eficiencia cercano a la tasa de flujo requerida.
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
En algunos casos, cuando se mide la eficiencia en todo el oleoducto, se presentan situaciones en las cuales una combinación de unidades de bombeo de un grupo de estaciones es más eficiente que la(s) unidad(es) más eficiente(s) en cada estación. (ver figura 14).
DISTANCE (mi) (km)
Figura 14
28
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
En la Figura 14, la Estación A tiene un número de unidades de bombeo que son muy eficientes para la tasa requerida. Las unidades de la Estación B fueron diseñadas para tasas de flujo mayores que las que están bombeando actualmente y son ineficientes para la tasa requerida. En este caso, así como en el perfil hidráulico 14A, la selección de la(s) unidad(des) más eficiente(s) de bombeo en la Estación A y la(s) unidad(des) más eficiente(s) en la estación B no sería en general tan eficiente como si se seleccionaran todas las unidades en la Estación A y se dejaran a un lado las unidades de la Estación B, como se muestra en el perfil hidráulico 14B. La efectividad es una consideración principal en la selección de la unidad de bombeo y se mide en términos de: • tasa de flujo estable • aproximadamente igual volumen entrando y saliendo • perfil de presión estable que indica que el oleoducto no esté empacado ni en drenaje, y • juntamente con la eficiencia. La eficiencia y la efectividad deben ser complementarias. Esto es, las unidades de bombeo deben suministrar la presión requerida a la tasa de energía más eficiente. Sin embargo, algunas veces la unidad de bombeo más eficiente o combinación de unidades puede no producir la presión necesaria. La selección de unidades de bombeo solamente basada en la eficiencia de la bomba puede significar iniciar una unidad de bombeo, produciendo más presión de la necesaria, operando la unidad de bombeo por un periodo corto de tiempo y luego pararla para hacer el proceso inverso. Poniendo en funcionamiento la unidad de bombeo y produciendo más presión de la necesaria, se crea un desbalance de flujo y el empacado de la línea aguas abajo se incrementa mientras que el empacado de la línea aguas arriba disminuye.
EFECTIVIDAD
Puesto que iniciar y parar continuamente las unidades de bombeo es perjudicial para el equipo, puede ser más efectivo escoger unidades de bombeo menos eficientes que cumplan con los requerimientos de presión que constantemente iniciar y parar la unidad más eficiente disponible.
29
ORIENTACION
La efectividad se convierte en una prioridad operacional cuando la estación experimenta un esfuerzo mayor del normal. El grado de esfuerzo puede ser influenciado por: • la densidad y la viscosidad del fluido que está siendo bombeado • disponibilidad de potencia (potencia disponible & apagados de la unidad) • tasa de flujo del oleoducto • condiciones climáticas (calor o frío extremo) • calidad del suministro de potencia, el cual puede incrementar la carga localizada en un motor • disponibilidad de combustible • número de arrancadas y paradas de la unidad de bombeo hasta la fecha • tiempo de operación de la unidad de bombeo (operación en horas) El éxito de la operación del oleoducto frecuentemente considera la factibilidad de compromisos entre eficiencia y efectividad y los operadores constantemente deben trabajar dentro de las limitaciones específicas. Por ejemplo, el equipo necesario no siempre está disponible, la tasas de flujo pueden no coincidir con el punto de eficiencia máximo, las fallas en la comunicación pueden privar al operador de información vital, o extremos climáticos pueden afectar el funcionamiento del equipo. Estas posibilidades deben ser tomadas en consideración para que se tomen decisiones efectivas sobre la unidad de bombeo. La eficiencia y efectividad del equipo de bombeo puede afectar la operación e integridad a largo plazo de todo el sistema de oleoducto.
30
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
1. Pérdida en la línea es ________. a) pérdidas de energía de producto debido a la fricción entre el producto y la pared del oleoducto b) pérdidas de energía debido a fugas c) un término que se refiere al gradiente hidráulico horizontal d) a y b
REPASO 3
2. Las pérdidas en la línea se relacionan con ________. a) la longitud del oleoducto b) rugosidad interna del oleoducto c) elevación d) todas las anteriores
3. La consideración principal en la selección de una unidad de bombeo es ____________. a) costo b) eficiencia c) tamaño d) ninguna de las anteriores
4. La efectividad de la bomba se mide en términos de ____________. a) una tasa de flujo estable b) un perfil de presión estable (ni empacado ni en drenaje) c) aproximadamente igual volumen entrando y saliendo de la línea d) todos lo anteriores
Las respuestas se encuentran al final de este módulo
31
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
SECCION 4
CONTROL
Se pueden dar condiciones en las que la selección de una unidad de bombeo efectiva y eficiente no puede lograr el balance del oleoducto. Cuando esto sucede, se debe aplicar control - la imposición de un límite operacional provisional -. A través del control la presión y el flujo son ajustados en respuesta a las diferentes demandas operacionales. Dependiendo del oleoducto, se imponen límites operacionales mediante la emisión de mandos a las válvulas y a las bombas en cualquier sitio del oleoducto. Cuándo imponer el control, dónde imponerlo, y cómo imponerlo es el tema de esta sección.
Después de esta sección, usted podrá cumplir con los siguientes propósitos: • Definir el control y relacionarlo con la perspectiva integral del oleoducto. • Definir cuando se necesita control. • Definir el punto crítico. • Nombrar dos factores determinantes del punto crítico. • Definir oleoducto apretado y oleoducto suelto (Tight - Slack) • Definir el punto de control. • Nombrar tres formas de controlar la tasa de flujo. • Describir el control del punto de ajuste.
INTRODUCCION
OBJETIVOS
33
ORIENTACION
CUANDO CONTROLAR
El flujo eficiente de petróleo puede ser alcanzado solamente a través del flujo balanceado. El flujo del oleoducto se crea y se mantiene seleccionando las unidades de bombeo apropiadas e imponiendo control a las válvulas y a las bombas. Ya que el control se aplica a componentes específicos del oleoducto (tales como válvulas o unidades de bombeo), es fácil para el operador perder la visión de todo el oleoducto cuando se emiten mandos a dispositivos individuales. Omitir la consideración completa del oleoducto puede resultar ya sea en un fracaso de alcanzar el balance del oleoducto o una pérdida del balance existente en el oleoducto. Por lo tanto, antes de emitir mandos de control, el operador debe asegurarse de tomar un tiempo para considerar la situación de todo el oleoducto y de las ramificaciones del comando de control en todo el balance del oleoducto.
DONDE CONTROLAR
Antes de que los operadores emitan los comandos, ellos deben considerar las condiciones en los siguientes dos puntos: • punto crítico • punto de control El punto crítico es el lugar que determina la tasa a la cual el oleoducto puede fluir. (Otro factor que determina la tasa de flujo del oleoducto es la programación.) Las variables que determinan el punto crítico incluyen: • límites de presión permisibles • disponibilidad de potencia y de unidades de bombeo • anomalías temporales (por ejemplo, trabajos de manteniemiento, condiciones climáticas extremas) • cambios de elevación extremos El punto de control es el lugar que crea la tasa de flujo a la cual el oleoducto va a fluir. La tasa de flujo desde el punto de control debe coincidir con la tasa de flujo a través del punto crítico para asegurarse de que la tasa de flujo es la misma en todo el oleoducto. De lo contrario, ocurrirá un oleoducto empacado y en drenaje. El punto de control debe estar en el sitio de la inyección. Cuando el sitio de inyección es el punto de control, y cuando la tasa de flujo es la misma tanto en el lugar de inyección como en el punto crítico, existe estado de balance.
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Donde hayan cambios de elevación extremos, el control es esencial para mantener un “oleoducto apretado (tigth)” o un “oleoducto suelto (slack)” como se describe a continuación. En algunas operaciones de oleoductos, la separación de columna (la columna de fluido se separa en corrientes de líquido y gas) se considera como indeseable debido a las presiones extremas generadas por el cambio de estado de líquido a gaseoso. Por lo tanto, es necesario mantener suficiente presión aguas arriba y aguas abajo en la caída de la elevación para prevenir la separación de columna.
OLEODUCTO APRETADO
5905 (1800)
FLOW (Bbl/hr) (m3/hr)
ELEVATION/HEAD (ft) (m)
4921 (1500)
3937 (1200)
2953 (900)
1968 (600)
984 (300)
0
DISTANCE (mi) (km)
Figura 15
Perfil hidráulico de un oleoducto operando como oleoducto apretado (tight) La separación de columna puede ocurrir si el gradiente hidráulico y el perfil de elevación se intersectan (ver la figura 15). Una combinación de presión de descarga aguas arriba y una presión de succión aguas abajo suficientes mantienen un “oleoducto apretado (tight )” Otras operaciones de oleoductos mantienen una operación suelta (slack). Si el oleoducto es llenado completamente con el producto, caídas extremas de la elevación pueden crear una presión que exceda la máxima cabeza de operación. (MOH). Para mantener la presión dentro de los límites de presión de operación, el operador debe mantener la separación de columnas para evitar exceder la MOH (Cabeza A). De lo contrario, la presión generada por las bombas más la presión creada por la caída de la elevación excederá los límites de operación (Cabeza B).
OLEODUCTO SUELTO (SLACK)
35
ORIENTACION
5900 (1800) Máxima Cabeza de Operación (MOH) (ft) (m)
3940 (1200) 2300 (900) Cabeza B 1970 (600)
Flujo (Bbl/hr) (m3/hr)
Cabeza/Elevación (ft) (m)
5000 (1500)
Cabeza A
984 (300) Elevación Distancia (mi) (km)
Figura 16 Diagrama de un oleoducto suelto (Slack)
MOH se expresa en términos de altura (pies) (m) en lugar de presión.
COMO CONTROLAR
La tasa de flujo a través de la estación es controlada por: • arrancando o parando unidades de bombeo • abriendo o cerrando válvulas • cambiando la velocidad de las unidades de bombeo. El operador debe poder evaluar el grado de control requerido para cualquier situación dada. En otras palabras, las circunstancias operacionales (cuánto tiempo está disponible, qué tan cerca están los límites operacionales de ser excedidos) indican si se necesita una solución “aproximada” o “excelente”. Por ejemplo: • Si el operador está respondiendo a grandes cambios que se han desarrollado rápidamente, entonces el tiempo disponible para corregir el problema es corto: se necesita una acción tal como arrancar o parar una unidad de bombeo • Si el operador está respondiendo a grandes cambios que se han desarrollado rápidamente, entonces el tiempo disponible para corregir el problema es corto: • Entre más cerca esté el oleoducto de los límites de operación, mejor debe ser el control. Si el oleoducto está operando cerca de los límites de operación, entonces la realización de grandes cambios puede violar estos límites.
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Los puntos de ajuste son instrucciones dadas al equipo del oleoducto para mantener una sola tasa de flujo bajo todas las condiciones de operación. El operador usa los puntos de ajuste para dictaminar los límites operacionales de la presión, velocidad de la unidad de bombeo y tasa de flujo. Los límites de presión, flujo y velocidad de bombeo sirven para reducir los efectos de los cambios que se desarrollan en el periodo. Los puntos de ajuste también se usan para iniciar cambios los cuales serían menores que los cambios resultantes de agregar y remover una unidad de bombeo completa, y usualmente tendrán un efecto más sutil en todo el oleoducto.
CONTROL DE LOS PUNTOS DE AJUSTE
Los operadores tienen muchas opciones cuando se emiten mandos de los puntos de ajuste: • Tipo de mando disponible - absoluto - el mando del punto de ajuste especifica el valor del punto de ajuste - relativo - el mando del punto de ajuste depende del valor existente • Sitio al cual el mando es dirigido - presión de succión - presión de descarga - presión retención - tasa de flujo - velocidad de la unidad de bombeo • Magnitud de los comandos - incrementos grandes -incrementos pequeños • Intervalos de los comandos - tiempo corto entre mandos - tiempo largo entre mandos
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ORIENTACION
REPASO 4
1. Control es la imposición de un límite operacional _______________. a) temporal b) permanente 2. Antes que el operador emita cualquier mando, ellos deben considerar las condiciones de los siguientes dos puntos? a) punto crítico y punto de succión aguas abajo b) punto de control y punto de succión aguas abajo c) punto de control y punto crítico d) punto de descarga aguas arriba y punto de succión aguas abajo 3. Se requiere una combinación de presiones suficientes de descarga aguas arriba y de succión aguas abajo para mantener un oleoducto apretado (tight). a) verdadero b) falso 4. Cual de los siguientes controla la tasa de flujo? a) arrancar o parar la unidad de bombeo b) abrir y cerrar las válvulas c) cambio en la velocidad de una bomba d) todos lo anteriores Las respuestas se encuentran al final de este módulo
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
SECCION 5
OPERACION EN ESTADO ESTACIONARIO
En secciones anteriores, examinamos la perspectiva integral del oleoducto, el balance del oleoducto, selección de unidades de bombeo y control. Esta sección trata sobre como varios elementos de cada uno de estos conceptos se combinan para crear y mantener una operación del oleoducto en estado estacionario. Una operación del oleoducto en estado estacionario no ocurre simplemente. Más que eso, una operación en estado estacionario se alcanza manejando varias condiciones en el oleoducto, empezando por el balance del oleoducto.
INTRODUCCION
El balance del oleoducto es la primera de cuatro consideraciones para una operación del oleoducto en estado estable. Sin balance, la operación de un oleoducto no puede ser clasificada como estado estacionario. Sin embargo, una operación en estado estacionario es un resultado de algo más que el balance. Adicionalmente al balance del oleoducto, las siguientes consideraciones también son cruciales para alcanzar y mantener una operación en estado estacionario; • seleccionar las unidades de bombeo más eficientes y efectivas reduce la posibilidad de problemas de bombeo que pueden afectar el balance del oleoducto • seleccionar el tipo y grado correcto de control determinará si una operación en estado estacionario se puede lograr.. Las técnicas usadas para arrancar o parar las unidades de bombeo o imponer control determinarán al final si se puede crear una operación en estado estacionario, y si se puede mantener. Después de esta sección, usted podrá lograr los siguiente propósitos: • Reconocer como alcanzar el balance del oleoducto. • Describir los efectos de la selección de unidades de bombeo en operaciones en estado estacionario. • Identificar cómo el control afecta una operación en estado estacionario. • Reconocer diferentes tipos de control. • Evaluar una operación en estado estacionario. • Describir los usos del control.
OBJETIVOS
39
ORIENTACION
DEFINICION DE OPERACION EN ESTADO ESTACIONARIO
SELECCION DE LA UNIDAD DE BOMBEO
40
Una operación en estado estacionario es un oleoducto balanceado, operando con las unidades de bombeo más eficiente y efectivas y el tipo y grado correcto de control, en el cual los cambios impuestos son pequeños en magnitud y lentos para desarrollarse. El término estacionario implica la existencia de un juego estático de condiciones de operación. Las condiciones estáticas de operación existen en algunas operaciones de oleoducto, pero no todas. Por ejemplo, si un oleoducto contiene solamente un tipo de producto, tiene un diámetro uniforme y tiene el equipo apropiado para las condiciones de operación, se requieren pocos mandos para mantener el balance del oleoducto una vez el balance se ha establecido. Para otros oleoductos, crear una condición “estática” es una tarea compleja que solo se puede dar durante un periodo corto de tiempo, hasta que las propiedades del fluido causen que la tubería se mueva de un estado balanceado. Por ejemplo, a medida que los tipos de producto en un oleoducto son más diversos, tanto las pérdidas en la línea como el rendimiento de la presión de las unidades de bombeo cambiarán aunque el oleoducto esté balanceado. • El tipo y grado de control pueden ser cambiados para compensar por pérdidas en la línea • Las unidades de bombeo pueden ser arrancadas o paradas a medida que la salida de presión cambia.. En una operación en estado estacionario, los cambios de presión y flujo son en pequeños en magnitud y lentos para desarrollarse.
El mantenimiento de la operación del oleoducto en estado estacionario requiere una examen del desarrollo de las unidades de bombeo. Para hacer esto, el operador realiza las siguientes preguntas: • ¿Son las unidades de bombeo apropiadas para la tasa de flujo del oleoducto? • ¿Existe algún cambio significativo tal como entregas, inyecciones o cambios en las propiedades del fluido que puedan afectar el rendimiento de las bombas y la tasa de flujo? • ¿Existe una oportunidad grande de que se desarrollen problemas con una unidad de bombeo debido a las condiciones de operación actuales? Cualquiera de estas situaciones puede afectar el balance del oleoducto y perjudicar la operación en estado estacionario.
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
La selección de las unidades de bombeo mas eficientes y efectivas es un factor significante en el mantenimiento del balance del oleoducto y la prevención de condiciones de trastorno. Ademas, si las operaciones en estado estable se pierden la selección eficiente y efectiva de la unidad de bombeo puede ayudar a reducir el impacto de condiciones de trastorno. Los arranques y paros constantes son perjudiciales para las unidades de bombeo, y pueden también afectar el balance del oleoducto y en últimas una operación en estado estacionario. Cada paro o arranque tiene la capacidad de crear una onda transitoria en el oleoducto. Aún ondas transitorias relativamente pequeñas pueden tener un efecto considerable en el balance del oleoducto, especialmente si las unidades de bombeo operan cerca de los límites permisibles. Algunas unidades de bombeo se diseñan con especificaciones de tasa de flujo máximas y mínimas. Si la tasa de flujo cae por debajo del mínimo, la vibración excesiva en la bomba puede parar la unidad de bombeo. En el otro extremo de la escala, una tasa de flujo superior de la capacidad de diseño también puede parar una unidad de bombeo. Cuando se seleccionan las unidades de bombeo para una operación en estado estacionario, ceñirse a las especificaciones de diseño mejorará la estabilidad a largo plazo tanto de la unidad de bombeo como de la tasa de flujo. El fluido que entra en cada unidad de bombeo tiene propiedades que dictaminan la presión que puede ser generada por la unidad de bombeo. Cada tipo de fluido causará que la unidad de bombeo experimente cambios en la cantidad de energía que consume, y la presión que puede crearse a medida que cada tipo de fluido se mueve a través del oleoducto. Estos cambios relacionados con la eficiencia y la efectividad de cada unidad de bombeo pueden ser observados a través de un estudio detallado de curvas de bombas que existe para cada unidad de bombeo del oleoducto. Para una discusión más detallada, refiérase a al módulo de Curvas de Bombas que se encuentra en la Fase 2 EQUIPO DE OLEODUCTO. Como se afirmó anteriormente, en una operación en estado estacionario, los cambios en la presión y en el flujo serán pequeños en magnitud y lentos en desarrollarse. Algunos cambios de presión y temperatura pueden resultar del movimiento de lotes con diferentes
EFICIENCIA Y EFECTIVIDAD
TASA DE FLUJO
PROPIEDADES DEL FLUIDO DE LLENADO DE LA LINEA
CONTROL
41
ORIENTACION
propiedades del fluido. Otros cambios de presión y flujo son el resultado de actividades operacionales tales como arranque de la unidad de bombeo. En cualquiera de los dos casos, estos cambios deben ser manejados y dirigidos. En una condición en estado estacionario, este manejo y dirección son llevados a cabo por control. Control es la imposición de límites temporales de operación. La manera en la cual estos límites operacionales son aplicados al oleoducto determina si se puede mantener y crear una operación en estado estacionario.
TIPOS DE CONTROL
Existen dos tipos de control: control de flujo, el cual limita la tasa de flujo del oleoducto; y control de presión, el cual limita las presiones de operación. Cualquier tipo de control que se imponga en el oleoducto efectuará un cambio en el flujo y en la presión. Normalmente este control se logra dirigiendo una válvula de control, aumento del estado abierto o cerrado, o dirigiendo la velocidad de las unidades de bombeo. Nosotros clasificaremos los tipos de control ya sea como control de flujo o como control de presión. Muchos tipos de dispositivos tienen la capacidad de crear cambios, ya sea en las unidades de bombeo o en las válvulas, dando como resultado final cambios tanto en el flujo como en la presión. Control de flujo es cualquier límite operacional basado en la tasa de flujo del oleoducto a través de una estación. Control de Presión puede ser aplicado mediante límites ya sea en la presión de succión o en la presión de descarga. Aplicar control basándose en los límites de la presión de succión de la estación se refiere al control de succión.
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
En una operación en estado estacionario, el control se usa principalmente para: • Mantener el balance del oleoducto • Prevenir o reducir el impacto de los cambios • Hacer pequeños cambios a la presión del oleoducto sin cambiar la tasa de flujo, y • Hacer pequeños cambios a la tasa de flujo Estas son cuatro acciones que se requieren para lograr una operación en estado estacionario.
USOS DEL CONTROL
En una operación en estado estacionario, los cambios de la presión o del flujo se deben prevenir. Si no se pueden prevenir, deben ser controlados. Sin embargo, se debe aplicar control cuidadosamente. Los cambios de presión pueden perjudicar el balance del oleoducto si: • se aplica un tipo de control incorrecto • no se aplica control El tipo de control y la magnitud de los mandos de control contribuyen a lograr y mantener una operación en estado estacionario. Mantener el proceso de control a un mínimo de mandos hace más fácil la evaluación tanto de los mandos como de sus consecuencias.
43
ORIENTATION
REPASO 5
1. Balance del estado estacionario es el resultado de ________. a) un balance del oleoducto b) una combinación de las unidades de bombeo más eficientes y efectivas c) el tipo y grado de control correcto d) todas las anteriores 2
ISi la tasa de flujo cae por debajo de un nivel mínimo, la ________________ puede parar la unidad de bombeo. a) presión de succión excesiva b) cavitación c) vibración excesiva d) ninguna de las anteriores
3
IEn una operación en estado estacionario el control se usa principalmente para _____________. a) mantener el balance b) reducir el impacto del cambio c) hacer pequeños cambios a la presión y al flujo d) todas las anteriores
4
Los cambios de presión no afectan el balance del oleoducto. a) verdadero b) falso
Las respuestas se encuentran al final de este módulo
44
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
SECCION 6
TAREAS DE RUTINA
La mayor parte del día de un operador consiste en mantener una operación en estado estacionario y desarrollar tareas rutinarias, incluyendo arranque del oleoducto, paradas programadas del oleoducto, entregas e inyecciones en corriente plena y entregas e inyecciones en corriente lateral.
INTRODUCCION
Esta sección del módulo repasa los procedimientos de rutina que un operador desarrolla a lo largo del día y también trata las tareas de rutina desarrolladas durante el mantenimiento del oleoducto: selección de la unidad de bombeo para mantenimiento de rutina, presiones para mantenimiento del flujo del oleoducto, y oleoducto en apagado para especificar las presiones de mantenimiento.
45
ORIENTACION
OBJETIVOS
Después de esta sección usted podrá alcanzar los siguientes propósitos. • Describir brevemente las siguientes tareas de rutina: - arranque del oleoducto - apagado programado del oleoducto - inicio de la entrega en la línea media en corriente plena, apagado de la línea aguas abajo - paro de la entrega en la línea media en corriente plena, arranque de la línea aguas abajo - inicio de la entrega en la línea media en corriente plena, inicio de inyección de la línea media en corriente plena - paro de la entrega en la línea media en corriente plena, apagado del oleoducto aguas arriba, continuación de la inyección en la línea media en corriente plena - arranque del oleoducto aguas arriba, paro de la inyección en corriente plena en la línea media - inicio de la inyección en corriente lateral - inicio de la entrega en corriente lateral • Describir brevemente las siguientes tareas de rutina durante el mantenimiento del oleoducto: - Selección de la unidad de bombeo para mantenimiento de rutina - Presiones para mantenimiento del flujo del oleoducto - Apagado del oleoducto para especificar las presiones de mantenimiento - Corte de comunicación total programado - Corte de potencia programado - Desvío de la Estación - Desvío de la estación durante una corrida del cochino.
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INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Para el arranque del oleoducto se inicia el flujo y luego se incrementa a una tasa uniforme. El cambio de una condición estática a una condición de flujo se debe realizar en pasos para minimizar el transiente de presión en el sistema. Los transientes son introducidos en diferentes lugares y momentos durante el proceso a medida que las válvulas son abiertas y las bombas son puestas en línea. Los transientes pueden combinarse a medida que se mueven a lo largo del sistema, interrumpiendo el flujo y conduciendo a presiones y tasas de flujo impredescibles.
ARRANQUE DEL OLEODUCTO
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Pressi n (psi)
25 160 (4000) 18 870 (3000)
31 450 (5000)
800 600
3000
12 580 (2000)
400
Presión 2000
Arranque
Elevaci n/Cabeza (ft)
Las siguientes figuras (17A a 17G) representan el cambio de flujo en el oleoducto desde antes del arranque hasta después de que el estado estacionario ha sido alcanzado de nuevo. Dependiendo de la complejidad del oleoducto, este procedimiento puede tomar varias horas para desarrollarse y requiere que el operador emita una cantidad de mandos.
Figura 17A
Elevació
6290 (1000)
200
1000
n
A
B
C
D
E
F
G
Antes del Arranque del Oleoducto
Figuras 17A through 17G Una serie de Flujos, Elevación, y Perfiles de las Cabezas. Desde un apagado del oleoducto, la tasa de flujo del oleoducto se incrementa a la tasa deseada y luego es balanceada
47
48 400 12 580 (2000)
200
6290 (1000) 18 870 (3000)
600 25 160 (4000)
800 Presi n (psi) Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000) 6290 (1000)
200
1000
12 580 (2000)
400
2000
800 25 160 (4000)
600 18 870 (3000)
3000
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi) 31 450 (5000)
Elevaci n/Cabeza (ft)
ORIENTACION
Presión
n
Elevació
Figura 17B Flujo
A
A B
B C V lvulas Abiertas
C D
D
E F
Flujo
E
Arranque de la Unidad Principal
G
ión
Pres
Figura 17C
F
G
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000) 25 160 (4000) 12 580 (2000) 6290 (1000)
18 870 (3000)
400 200
600
800
Presi n (psi)
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Flujo
Figura 17D Presión
A
B
C
D
E
F
G
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi)
25 160 (4000) 12 580 (2000) 6290 (1000)
18 870 (3000)
800 400 200
600
31 450 (5000)
Arrancar las Bombas Aguas Abajo una Vez que la Presi n Iguala la de la Estaci n
Flujo
Figura 17E
Presión
A
B
C
D
E
F
G
Siguientes Estaciones
49
50
6290 (1000)
200
600 18 870 (3000)
400 12 580 (2000) 25 160 (4000)
800 Presi n (psi) Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000)
400 12 580 (2000)
200 6290 (1000)
800 25 160 (4000)
600 18 870 (3000)
Presi n (psi) Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000) ORIENTACION
Flujo
Figura 17F Presión
A
A B
B C
C D
D
E
Aumento de la Tasa de Flujo
Flujo
Presión
Figura 17G
E
F G
F
G
Aumento del Flujo a la Tasa Deseada
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Un apagado total del oleoducto detiene el flujo en todo el oleoducto. La meta de un apagado del oleoducto es reducir el flujo desde el lugar de inyección hasta el lugar de entrega de manera uniforme. En una operación de línea apretada, la presión final deberá ser suficiente para asegurar que se mantenga la columna de fluido, pero no debe exceder las presiones que arriesguen la integridad del oleoducto.
APAGADO PROGRAMADO DEL OLEODUCTO
Las figuras 18A a 18F son una serie de perfiles hidráulicos que ilustran gráficamente los pasos de un apagado programado del oleoducto sobre el mismo.
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi)
18 870 (3000)
800
25 160 (4000)
600 400
12 580 (2000)
200
Flujo
Presión
6290 (1000)
Paros Programados
31 450 (5000)
Cada uno de los procedimientos de rutina siguientes es descrito por diagramas que representan el cambio de flujo.
Figura 18A
A
B
C
D
E
F
G
Oleoducto en Estado Estable
Figuras 18A a 18F Una Serie de Flujos, elevación y Perfiles de Cabeza. Desde un oleoducto en flujo, la tasa de flujo del oleoducto es disminuida para hacer caer las presiones.
51
52
6290 (1000)
200
600 18 870 (3000)
400 12 580 (2000) 25 160 (4000)
800
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000)
Presi n (psi) 6290 (1000)
200
600 18 870 (3000)
400 12 580 (2000)
25 160 (4000)
800 Presi n (psi) Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000) ORIENTACION
Flujo
Presión
Figure 18B
A
A B
B C
C D
D
E
Ajuste de la Presi n de Injecci n y Presi n Holding
Flujo
Presión
Figure 18C
E
Correci n de los Puntos de Ajuste
F G
F
G
600 18 870 (3000)
400 12 580 (2000)
200
6290 (1000)
800 25 160 (4000)
Presi n (psi) Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000)
200 6290 (1000)
600 18 870 (3000)
400 12 580 (2000)
800 25 160 (4000)
Presi n (psi) Flow (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000)
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Flujo
Presión
Figure 18D
A
A B
B C
C D
D E
E F
F G
Apagado de las Bombas de Estrangulamiento
Flujo
Presión
Figure 18E
G
Correci n de los Puntos de Ajuste
53
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi)
25 160 (4000) 18 870 (3000)
31 450 (5000)
800 600
3000
Elevaci n/Cabeza (ft)
ORIENTACION
12 580 (2000)
400
2000
Flujo Elevació
6290 (1000)
200
1000
n
Figura 18F A
B
C
D
E
F
G
Cierre de la V lvula Seccional y de Bloqueo
INICIO DE LA ENTREGA A MITAD DE LA LINEA EN CORRIENTE PLENA, APAGADO DEL OLEODUCTO AGUAS ABAJO
Una entrega en corriente plena mantiene completamente la tasa de flujo del oleoducto hasta el sitio de entrega y para el oleoducto aguas abajo del punto de entrega.
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Figura 19A/B Dos diagramas del Oleoducto
54
Pump Station Tank
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Figura 19B
La figura 19A ilustra la trayectoria del flujo antes de la operación. La siguiente figura ilustra la trayectoria después del inicio de la entrega en la línea en corriente plena, apagado del oleoducto aguas abajo. Un paro de la entrega a mitad de la línea de corriente plena con un arranque de la línea aguas abajo retorna al oleoducto a una tasa de flujo uniforme a todo lo largo. Un paro de la entrega de la línea media en corriente plena con un arranque de la línea aguas abajo se refiera a una oscilación uniforme. El flujo aguas abajo del punto de entrega es iniciado e incrementado para hacer coincidir la tasa de flujo aguas arriba del punto de entrega. La parte superior de la figura 20 ilustra la trayectoria del flujo antes de la operación. La parte inferior ilustra el flujo después del paro de la entrega a mitad de la línea de corriente plena, arranque del oleoducto aguas abajo. Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
PARO DE LA ENTREGA A MITAD DE LA LINEA EN CORRIENTE PLENA, ARRANQUE DE LA LÍNEA AGUAS ABAJO
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Figura 20 Dos diagrams de oleoductos
55
ORIENTACION
INICIO DE LA ENTREGA A MITAD DE LA LINEA DE CORRIENTE PLENA, INICIO DE LA INYECCIÓN EN LA LÍNEA MEDIA EN CORRIENTE PLENA
Durante una entrega de corriente plena y una inyección en corriente plena en la estación a la mitad de la línea, el flujo de la sección aguas arriba del oleoducto es entregado a la estación de la mitad de la línea, mientras que una inyección simultánea es iniciada en la misma estación de la mitad de la línea. Si las cantidades a ser inyectadas y entregadas difieren, la tasa de la línea debe ser ajustada de conformidad para completar la inyección y la entrega al mismo tiempo.
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Figure 21 Dos diagramas de Oleoductos
La figura superior ilustra la trayectoria del flujo entes de la operación. La figura inferior ilustra la trayectoria después del inicio de la entrega a mitad de la línea en corriente plena, inicio de la inyección en la línea media en corriente plena.
56
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Completar una entrega en corriente plena y una inyección en corriente plena consigue que el oleoducto opere como una unidad continua. Esta operación se llama oscilación uniforme. La prioridad operacional de una oscilación uniforme es para alcanzar el estado estacionario.
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
PARO DE LA ENTREGA A MITAD DE LA LINEA DE CORRIENTE PLENA, PARO DE LA INYECCION A MITAD DE LA LINEA DE CORRIENTE PLENA
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Figura 22 Dos Diagrams del Oleoducto
La figura superior ilustra la trayectoria del flujo antes de la operación. La figura inferior ilustra la trayectoria después del paro de la entrega a mitad de la línea en corriente plena y el paro de inyección a mitad de la línea en corriente plena.
57
ORIENTACION
PARO DE LA ENTREGA A MITAD DE LA LINEA DE CORRIENTE PLENA, APAGADO DEL OLEODUCTO AGUAS ARRIBA, CONTINUACION DE LA INYECCION A MITAD DE LA LINEA
Para completar una entrega a mitad de la línea de corriente plena y continuar una inyección a la mitad de la línea, la sección aguas arriba del oleoducto debe ser cerrada. La figura superior ilustra la trayectoria del flujo antes de la operación. La figura inferior ilustra la trayectoria después del paro de la entrega a mitad de la línea de corriente plena, apagado del oleoducto aguas arriba con inyección continua a mitad de la línea. Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Figura 23 Dos Diagrams del Oleoducto
58
Pump Station Tank
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Completar una inyección a mitad de la línea de corriente plena e iniciar el arranque del oleoducto aguas arriba reestablece al oleoducto en una unidad continua con una tasa de flujo uniforme a lo largo del mismo. A medida que el flujo aguas arriba del punto de inyección es iniciado e incrementado, el flujo del sitio de inyección a mitad de la línea decrece y finalmente cesa. Esto puede ser realizado usando almacenamiento provisional (entrega provisional) o forzando el flujo de la línea principal a las entradas de succión de la bomba.
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
ARRANQUE DEL OLEODUCTO AGUAS ARRIBA CON PARO DE LA INYECCION A MITAD DE LA LINEA DE CORRIENTE PLENA
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Figura 24 Dos Diagrams del Oleoducto
La figura superior ilustra la trayectoria del flujo antes de la operación. La figura inferior ilustra la trayectoria después del arranque del oleoducto aguas arriba y el paro de la inyección de corriente plena a la mitad de la línea.
59
ORIENTACION
INICIO DE LA INYECCION DE CORRIENTE LATERAL
Una inyección en corriente lateral se realiza inyectando una corriente lateral dentro del bache en movimiento en la línea principal. Empezar una inyección de corriente lateral puede requerir una reducción de la tasa de flujo aguas arriba del lugar de inyección, para mantener la tasa de flujo aguas abajo del lugar de inyección. Adicionalmente, se debe mantener un régimen de flujo turbulento. Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Tank
Tank
Tank
Pump Station Tank
Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Figura 25. Dos Diagrams del Oleoducto
La figura superior ilustra la trayectoria del flujo antes de la operación. La figura inferior ilustra la trayectoria después del inicio de la inyección de corriente lateral.
INICIO DE LA ENTREGA DE CORRIENTE LATERAL
60
Una entrega de corriente lateral se logra entregando parte del flujo a una estación de la línea media. Un inicio de la entrega de corriente lateral mantiene la tasa completa de flujo del oleoducto hasta el lugar de entrega y una tasa reducida para el resto de la línea.
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Tank
Tank
Tank Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Pump Station Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Tank
Tank
Tank
Pump Station Tank
Pump Station
Pump Station Tank
Tank
Booster Pumps
Booster Pumps
Booster Pumps
Main Line
Main Line
Main Line
Figure 26 Dos Diagramas del Oleoductos
La figura superior ilustra la trayectoria del flujo antes de la operación. La figura inferior ilustra la trayectoria después del inicio de la entrega de corriente lateral.
Las unidades de bombeo son generalmente paradas para el mantenimiento mientras que las operaciones normales de bombeo continúan en el oleoducto. Cuando una unidad de bombeo es parada para mantenimiento de rutina, se deben arrancar otras unidades para suministrar la potencia requerida. La potencia requerida se puede lograr dando arranque a otra unidad de bombeo en la estación o transfiriendo o potencia desde otras estaciones.
SELECCION DE LA UNIDAD DE BOMBEO PARA MANTENIMIENTO DE RUTINA
61
ORIENTACION
A. Pantalla de la estación de bombeo, estación GC La unidad de bombeo 3, de 2500 HP, será removida para mantenimiento; la única bomba disponible, unidad de bombeo 4, 1500 HP, será usada como reemplazo, con la correspondiente pérdida de presión y flujo.
Figura 27A
B. Perfil hidráulico correspondiente a la figura 27A 01:58:59 00:00:01
Figura 27B
62
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
C. Perfil hidráulico después de que la unidad de bombeo 3 ha sido removida del servicio y reemplazada con la unidad de bombeo 4 que es más pequeña. Note la caída en el flujo y el incremento en la presión de succión en la estación GC.
Figura 27C
Durante el mantenimiento del oleoducto, el flujo debe establecerse a la presión requerida en el lugar de mantenimiento, y mantenerse a ese nivel durante todo el periodo de mantenimiento. La prioridad operacional es mantener la presión en el sitio de trabajo estable y dentro de los límites requeridos mientras se mantiene el flujo en el oleoducto. Los límites fijados para el mantenimiento programado pueden requerir una reducción en la tasa de flujo para alcanzar los nuevos límites. Cerrar el oleoducto a las presiones especificadas para mantenimiento es un procedimiento usado para reemplazos de tubería, pruebas hidrostáticas y ciertas condiciones de soldadura. Durante un apagado del oleoducto, la presión debe ser controlada para especificar el nivel en un lugar específico sobre la línea. La prioridad operacional es parar el oleoducto y alcanzar la presión especificada en el lugar del mantenimiento.
PRESIONES PARA EL MANTENIMIENTO DEL FLUJO EN EL OLEODUCTO APAGADO DEL OLEODUCTO A LAS PRESIONES ESPECIFICADAS PARA MANTENIMIENTO
63
ORIENTACION
CORTES TOTALE PROGRAMADO DE LA COMUNICACION
CORTE PROGRAMADO DE ENERGIA PERFILES DE PRESION Y DE FLUJO PARA UN DESVIO DE ESTACION DESVIO DE LA ESTACION DURANTE UNA CORRIDA DEL COCHINO
64
Un corte total programado de la comunicación, comm-out, es la operación de una o más estaciones sin datos analíticos. La prioridad operacional durante un comm-out es reducir, cuando no sea limitar, el impacto por la interrupción de la comunicación. Cuando existe un comm-out programado, puede ser posible, si los procedimientos lo permiten, ordenar a alguien de la estación poner la estación bajo control local y hacer las lecturas manuales de los instrumentos. Esta persona entonces informa los datos al centro de control vía radio o por teléfono. El informe manual permite que el oleoducto continúe operando a la tasa de flujo original. La tasa de flujo antes del corte de la comunicación y los ajustes, son mantenidos en el centro de control poniendo la estación bajo control local y asegurando que la estación aguas arriba no se dirija a los límites de un corte de la comunicación. Durante un corte programado de energía no hay energía disponible para las bombas o para los instrumentos. El operador desvía la estación antes del corte reduciendo la tasa de flujo en el oleoducto y estableciendo un nuevo gradiente hidráulico en toda la estación. La prioridad operacional es reducir, si no es que eliminar, el impacto por el corte de energía y lograr estabilidad a lo largo del sistema.
Un desvío de estación requiere desviar un flujo completo o reducido en el oleoducto alrededor de una estación cerrada. Un desvío de estación se alcanza estableciendo la tasa de flujo en el oleoducto igual a la tasa que se puede mantener con la estación de desvío cerrada.
La prioridad operacional de un desvío de estación para una corrida del cochino es asegurar que las válvulas de aislamiento de la estación estén cerradas y que las válvulas de desvío de la estación estén abiertas para permitir al cochino su recorrido a través de la línea. Este es un desvío a corto plazo y algunos cambios operacionales extremos tales como paros de la unidad de bombeo pueden no ser necesarios en sitios, que no sean las estaciones de desvío.
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
1. Cambiar de una condición estática a la condición de flujo debe realizarse rápidamente con el fin de minimizar los transientes. a) Verdadero b) falso
REPASO 6
2. Durante el inicio de una entrega de corriente plena y una inyección de corriente plena en la estación a mitad de la línea, las dos operaciones ocurren ____________. a) en secuencia b) simultáneamente
2. Durante un corte programado de energía, puede ser posible ordenar a un operador que ponga la estación bajo control local para hacer lecturas manuales de los instrumentos. a) verdadero b) falso
Las respuestas se encuentran al final de este módulo
65
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
SECCION 7
TAREAS NO RUTINARIAS
Una vez los operarios hayan identificado un incidente en el oleoducto, deben responder rápida y apropiadamente ya sea para recuperar el control del oleoducto y recuperar el balance, o para evaluar la necesidad de un apagado del oleoducto. Esta sección trata las tareas no rutinarias o procedimientos para superar incidentes no programados en la tubería, tales como paros de la unidad de bombeo, cortes de potencia no programados, paros de la estación, cortes en la comunicación. También se presenta un procedimiento de apagado de emergencia. Después de esta sección, usted podrá alcanzar los siguientes propósitos. • Describir brevemente los siguientes procedimientos - Paros o apagados no programados de la unidad de bombeo - Corte de energía o apagado de la estación no programados - Cortes en la comunicación - Apagado de emergencia del oleoducto
INTRODUCCION
OBJETIVOS
67
ORIENTACION
APAGADO O PARO NO PROGRAMADO DE LA UNIDAD DE BOMBEO
Tanto el apagado como el paro no programado de la unidad de bombeo resulta en una pérdida de energía de entrada al oleoducto y es proporcional a la capacidad perdida de la bomba. Un operador debe evaluar rápidamente el impacto que ésta pérdida tendrá en el balance y en el control del oleoducto. Un apagado corresponde a una pérdida temporal en la unidad, mientras que un paro requiere una inspección y un restablecimiento de la unidad. Un apagado de la unidad de bombeo es un indicativo de que se ha violado un parámetro de operación. La condición que causó el apagado se ha reducid o puede ser corregida. Una unidad de bombeo que se cierra puede arrancarse normalmente una vez que la secuencia de apagado se ha completado (Ejem.: los valores han retornado a las posiciones de arranque normales o los parámetros del motor han retornado a las lecturas normales). Un paro de la unidad de bombeo es la remoción de servicio de la unidad de bombeo afectada. Una unidad de bombeo en paro debe ser examinada por el personal de servicio para determinar la causa del paro y repararla o restablecerla. El flujo en el oleoducto no es detenido por un paro. Sin embargo la tasa de flujo disminuirá hasta que arrancar una unidad de reemplazo en cualquier lugar del oleoducto se le de arranque. Para compensar las pérdidas en la unidad de bombeo, el operador debe determinar si se necesita otra bomba o si se dispone de energía en forma regulada en cualquier otro lugar del oleoducto. Las bombas en la estación inmediatamente aguas arriba del apagado/paro pueden requerir ser arrancadas dependiendo de los límites de presión disponibles. Si no es posible dar arranque a otra bomba, entonces la tasa de flujo necesitará minimizar el empacado aguas arriba del lugar afectado y el drenaje aguas abajo como resultado del desbalance del flujo. La siguiente figura es una serie de perfiles hidráulicos que muestran la tasa de flujo y la presión antes e inmediatamente después de un paro de la unidad de bombeo.
68
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Antes:
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi)
12 580 (2000) 6290 (1000)
18 870 (3000)
25 160 (4000)
31 450 (5000)
Elevaci n/Cabezad (ft) 800 400 200
600
3000 2000 1000
Cierre Temporal de una Unidad no Programado
Oleoducto fluyendo en estado estacionario
Figura 28A A
B
C
D
E
F
G
Figuras 28A/B/C Una serie de perfiles hidráulicos ilustran gráficamente los efectos hidráulicos de un apagado de la bomba en la estación E.
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi)
25 160 (4000) 12 580 (2000) 6290 (1000)
18 870 (3000)
800 400 200
600
31 450 (5000)
Apagados de la bomba en la Estación E
A
B
C
D
E
F
G
Figura 28B
Cierre de la Estaci n en la Unidad E
69
ORIENTACION
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi) 800
25 160 (4000)
Controlado
18 870 (3000)
400
12 580 (2000)
200
6290 (1000)
600
31 450 (5000)
La línea empieza con el empacado y el drenaje. La presión de descarga en la Estación D y la presión de succión en la Estación F son controladas.
Figura 28C
Controlado
A
B
C
D
E
F
G
La l nea Comienza a Empacarse y a Drenar
PROBLEMAS EN LAS ESTACIONES
Un corte de energía, paro en la estación, o corte de la comunicación no programados afectan la disponibilidad de una estación completa. Un corte de potencia o un paro de la estación no programados impedirá la operación de las unidades de bombeo y de las válvulas en la estación, o puede llevar a fallas en la comunicación. Los cortes de comunicación resultan en parámetros de operación restringidos que pueden reducir la tasa de flujo en el oleoducto. Cuando una estación completa es afectada, los resultados normalmente serán de magnitudes lo suficientemente grandes como para afectar el flujo en todo el oleoducto. Se necesitan acciones correctivas inmediatas con el fin de cumplir con los objetivos operacionales. Será necesario una reducción de la tasa en todo el oleoducto para operar el oleoducto dentro de los estándares de operación y los límites de presión permisibles. La reducción de la tasa de flujo puede ser a largo o corto plazo, dependiendo de la causa de la interrupción en la estación.
70
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Un corte no programado de comunicación (comm-out) es una pérdida de comunicación entre el centro de control y la unidad de transmisión de la estación remota (UTR). La pérdida de comunicación con una estación significa que el operador no puede observar o controlar las condiciones en esa estación. Un corte de la comunicación puede ser normalmente atribuido a las telecomunicaciones, la energía, o a problemas de computadora que pueden ocurrir en cualquier parte entre la estación y el centro de control. Un corte no programado de energía es la pérdida de energía en una estación actualmente en uso, Un paro de la estación no programado es la pérdida y el paro de todas las unidades de bombeo en una estación actualmente en uso. Un paro puede ser causado por problemas de energía tales como apagado parcial del suministro de enrgía o problemas del transformador en el lugar, en cuyo caso aún se puede disponer de las comunicaciones y el control de las válvulas. Sin embargo una pérdida completa de energía en la estación causada por una tormenta eléctrica, alarma de gas, o alarma de fuego, resultará en la pérdida de energía en las unidades de bombeo, y/o en las válvulas y la comunicación.
CORTES NO PROGRAMADOS DE LA COMUNICACION
CORTE NO PROGRAMADO DE ENERGIA O PARO DE LA ESTACION
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi)
25 160 (4000)
800 600
18 870 (3000)
400
12 580 (2000)
200
6290 (1000)
La desconexi n y Cierre de la Energ a no programada
31 450 (5000)
En el caso de que ocurra un corte de energía no programado o un paro en la estación causado por alarma de gas o fuego, se llevará a cabo un desvío de estación.
Figura 29A A
B
C
D
E
F
G
Flujo en el Oleoducto en Estado Estable
Figura 29 Una serie de perfiles hidráulicos que ilustran gráficamente los pasos para superar un corte de energía o un paro a largo plazo con un desvío de estación.
71
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi)
25 160 (4000) 18 870 (3000)
800 600 400
12 580 (2000)
200
Corte de energía o paro de la estación
6290 (1000)
Figura 29B
31 450 (5000)
ORIENTACION
A
B
C
D
E
F
G
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000)
Presi n (psi)
Desconexi n de la Energ a o Cierre en la Estaci n C
25 160 (4000) 12 580 (2000) 6290 (1000)
18 870 (3000)
400 200
1a acción: La tasa de flujo decrece desde el origen; arreglo de los puntos de ajuste aguas abajo.
600
800
Figura 29C
A
B
C
D
E
Decrese la Inyecci n y Correcci n de los Puntos de Ajuste en las Estaciones Aguas Abajo
72
F
G
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi) 800
25 160 (4000)
600 400
12 580 (2000)
200
6290 (1000)
18 870 (3000)
31 450 (5000)
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Figura 29D
2da. acción: Detenga las unidades de bombeo una vez que el flujo alcanza el nivel para el cual no pueden seguir operando
A
B
C
D
E
F
G
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000) 25 160 (4000) 18 870 (3000) 12 580 (2000)
6290 (1000)
800 400 200
600
Presi n (psi)
Incrementa la Presi n de Entrega y Para las Unidades de Bombeo en el Punto en que el Flujo Alcanza el Nivel Deseado
Figura 29E
3ra acción: Reestablecimiento del balance a un flujo reducido.
A
B
C
D
E
F
G
Flujo Balanceado en la Tasa de Flujo Reducida
73
ORIENTACION
APAGADO DE EMERGENCIA DEL OLEODUCTO
Un apagado de emergencia del oleoducto se inicia por cualquiera de las siguientes condiciones: • alarma de gas • alarma de fuego • apagado de válvula • sospecha de escape • reporte de olor a gas/crudo, o • informe de emergencia del avión patrullero. Un apagado de emergencia del oleoducto también se inicia inmediatamente si se presentan tres o mas activadores por fugas (ver Lista de Activadores por fuga que sigue a la figura 30), o después de 10 minutos si se presentan uno o dos activadores por fuga y la causa probable de ésta situación no se ha determinado.
600
18 870 (3000)
400
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presión
6290 (1000)
12 580 (2000)
800
25 160 (4000)
Flujo
200
Paro por Emergencia del Oleoducto
31 450 (5000)
Presi n (psi)
La figura 30 es una serie de perfiles hidráulicos que ilustran gráficamente los pasos para un apagado de emergencia del oleoducto.
Figura 30A A
B
C
D
E
F
G
Flujo del Oleoducto en Estado Estable
Figurea 30 Una serie de perfiles hidráulicos para ilustrar los pasos de un apagado de emergencia del oleoducto.
74
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
Presi n (psi)
31 450 (5000)
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
600
18 870 (3000)
400
12 580 (2000)
800
25 160 (4000)
Flujo
200
6290 (1000)
Presión
Figura 30B A
B
C
D
E
F
G
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000) 25 160 (4000)
Flujo
12 580 (2000) 6290 (1000)
18 870 (3000)
400 200
600
800
Presi n (psi)
Noticia de ingenier a, 3 disparos de ruptura -disminuci n de la Presi n de Descarga en C -disminuci n de la Presi n de Succi n en D -estrangulamiento en D
Presión
Figura 30C A
B
C
D
E
F
G
Parada de las Unidades Aguas arriba del Problema Reportado
75
76 400 12 580 (2000)
200
6290 (1000) 18 870 (3000)
600 25 160 (4000)
800
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000)
Cabeza/Elevaci n (ft)
400 12 580 (2000)
200 6290 (1000) 18 870 (3000)
600
25 160 (4000)
800 Presi n (psi) Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000) ORIENTACION
Flujo
Presión
Figura 30D A
A
B
Figura 30E
B
C
C
D
D
E
E
F
Parada de las Unidades Restantes desde las Fuentes Hasta el Final de la L nea
F
G
Paradas de Todas las Unidades de Bombeo en la Fuente
Flujo
Presión
G
6290 (1000)
200
1000 800 25 160 (4000)
3000 600 18 870 (3000)
2000 400 12 580 (2000)
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000)
Presi n (psi)
Cabeza/Elevaci n (ft)
400 12 580 (2000)
200
2000
6290 (1000)
1000 800 25 160 (4000)
600 18 870 (3000)
3000
Flujo (Bbl/h) (m3/h)
31 450 (5000)
Presi n (psi)
Cabeza/Elevaci n (ft)
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
Flujo
Eleva ción
Figura 30F
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
F
F
G
Cierre de las V lvulas de Seccionalizaci n en la Regi n Cr tica
Flujo
n
Elevació
Figura 30G
Cierre del Resto de V lvulas de Seccionalizaci n y V lvula de Entrega
G
77
ORIENTACION
LISTA DE ACTIVADORES POR FUGA ACTIVADORES NORMALES
1. Caída repentina de la presión de descarga aguas arriba. 2. Cambio repentino en la regulación de la válvula de control aguas arriba o el porcentaje de control VFD. 3. Una o más unidades se cierran en combinación con los numerales 1 y/o 2 anteriores. 4. Caída repentina en la presión de succión aguas abajo. La caída en la succión aguas abajo puede no ser grande. 5. Cambio repentino en la regulación de la válvula de control aguas abajo o en el porcentaje de control VFD. 6. Una o más unidades se cierran aguas abajo en combinación con los numerales 4 y/o 5 anteriores. 7. Caída repentina en la presión retención en un lugar de entrega. La caída en la presión retención no debe ser grande, 8. Separación de columnas. Si se asume que la columna se ha separado en algún punto en el oleoducto, se da un tiempo límite de diez (10) minutos para recuperar la columna. Si la columna no se recupera dentro del periodo de tiempo destinado, se requiere un apagado obligatorio de la línea. Una ruptura de la línea puede no mostrar todas las condiciones anteriores de activadores. Sin embargo, cualquier condición individual de las anteriores puede indicar una ruptura en la línea. Es obligatorio un apagado de la línea cuando el operador se percata de cualquiera de las condiciones anteriores y la causa de la condición no pueda ser confirmada positivamente como una “actividad operacional” en línea dentro de los 10 minutos. También es obligatorio un apagado inmediato de la línea cuando el operador se percata de tres de los ocho (8) activadores anteriores. “Aguas arriba” y “aguas abajo” se refiere solamente a estaciones inmediatamente aguas arriba y aguas abajo del sitio de fuga. La estaciones más alejadas del sitio de la fuga no necesariamente muestran estos indicios. Por lo tanto, la posibilidad de una fuga no debe ser excluida porque las estaciones más alejadas no muestren los anteriores indicios.
78
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
1. Un apagado de una unidad de bombeo es una pérdida temporal de la unidad de bombeo . a) verdadero b) falso
REPASO 7
2. Si no es posible iniciar otra bomba durante un paro o un apagado de la estación de bombeo , la tasa de flujo del oleoducto necesitará reducirse para minimizar _______ aguas arriba del lugar y ________ aguas abajo del lugar. a) drenaje, empacado b) empacado, drenaje c) empacado, cavitación d) drenaje, flujo laminar 3. Cual de las siguientes condiciones activan un paro de emergencia? a) alarma de fuego a) alarma de gas a) sospecha de un escape a) todas las anteriores
Las respuestas se encuentran al final de este módulo
79
ORIENTACION
GLOSARIO
apagado no programado de la estación la pérdida de todas las unidades de bombeo en una estación en operación. (p. 71) control la imposición de límites operacionales temporales. (p. 41) control de descarga la aplicación del control basado en los límites de la presión de descarga de la estación. (p. 42) control de flujo cualquier límite operacional basado en la tasa de flujo del oleoducto a través de la estación. (p. 42) control de presión el establecimiento de límites ya sea en la presión de succión o en la presión de descarga. (P. 42) control de succión aplicación de control basada en los límites de la presión de succión en la estación. (p. 42) corte no programado de comunicación una pérdida en la comunicación entre el centro de control y la unidad de transmisión remota de la estación (UTR). (p.71) corte no programado de energía la pérdida de potencia en una estación en operación (p. 71) drenaje una disminución en el volumen de petróleo en el oleoducto (p. 15) empacado un incremento en el volumen de petróleo en el oleoducto debido al incremento de la presión. (p. 15) oleoducto apretado la combinación correcta de presión de descarga aguas arriba y presión en la succión aguas abajo suficientes para prevenir una separación de columnas. (p. 35)
80
INTRODUCCION A LAS OPERACIONES DE LOS OLEODUCTOS
operación en estado estacionario un oleoducto balanceado, operando con las unidades de bombeo más eficientes y efectivas y el tipo y grado correcto de control, en el cual los cambios impuestos son pequeños en magnitud y lentos para desarrollarse. (p. 40) pérdidas en la línea la energía perdida del producto debido a la fricción entre el producto y la pared del oleoducto. Mas específicamente, las pérdidas en la línea son la diferencia entre la presión de succión aguas arriba y aguas abajo en la siguiente estación de bombeo. (p. 24) punto crítico el lugar que determina la tasa a la cual el oleoducto puede fluir. (p. 34) puntos de ajuste instrucciones dadas a un equipo del oleoducto con el fin de mantener una tasa de flujo simple bajo todas las condiciones de operación. (p. 37) punto de control el lugar que crea la tasa a la cual el oleoducto fluye. (p. 34) sistema de supervisión de control y adquisición de datos (SCADA) el equipo y programas que enlazan al operador con el equipo del oleoducto. (p. 3)
81
ORIENTACION
RESPUESTAS
REPASO 1
REPASO 2
REPASO 3
REPASO 4
1. d
1. b
1. a
1. a
2. c
2. d
2. d
2. c
3. d
3. a
3. b
3. a
4. d
4. d
REPASO 5
REPASO 6
REPASO 7
1. d
1. b
1. b
2. c
2. b
2. b
3. d
3. a
3. d
4. b
82