lineas de flujo

7MO SEMESTRE INGENIERÍA PETROLERA SISTEMA DE LINEA DE FLUJ

SISTEMA DE LINEA DE FLUJO Se denomina Línea de Flujo a la trayectoria seguida por un elemento de un fluido móvil. En general, a lo largo de la línea de flujo, la velocidad del elemento varía tanto en magnitud como en dirección. Si todo elemento que pasa por un punto dado sigue la misma trayectoria que los elementos precedentes, se d ice que el flujo es estacionario. Dentro del sistema de línea de flujo encontramos varios equipos y sectores diferentes, los cuales son denominados a continuación dentro de la estación de flujo.

LA ESTACION DE FLUJO La estación de flujo es muy parecida a una estación de descarga, faltándole solo facilidades de almacenamiento del petróleo. En los cabezales del manifold, el petróleo se divide en flujo húmedo, limpio o de prueba. El petróleo limpio (petróleo con menos de 1% de agua) pasa a través de los separadores de 250psi y luego a la estación de descarga. El petróleo del separador de prueba fluye a un tanque de prueba donde es calibrado y luego bombeado por la tubería de petróleo a la estación de descarga. El petróleo húmedo (petróleo con más de 1% de agua) es conducido a un tanque para deshidratación, y luego a un segundo tanque de 1500 barriles de capacidad. De este tanque también es bombeado a la estación de descarga. El separador de 1000psi en la estación de flujo se usa para el gas de alta presión que se necesite en el área. El petróleo pasa por una segunda etapa de separación de 250psi antes de entrar a la línea conductora conducto ra hacia la estación de descarga. Todo gas en la estación de flujo es medido antes de conducirse a los diferentes sistemas. La medición de este gas se hace exactamente igual que en los manifolds de campo. Los equipos e instalaciones principales que co nforman una estación de flujo son: y y y y y y y

Líneas de flujo. Múltiples de producción. Separadores de gas-liquido. Tanques y bombas de producción. Equipos de desalación. Sistemas de tratamiento químico. Tratadores de líneas de flujo.

LINEAS DE FLUJO Las líneas de flujo, son las tuberías de diferentes diámetros (varían con la gravedad del petróleo) que conducen la producción de cada pozo a los sistemas de recolección denominados múltiples de producción, antes de ser enviados al resto de los equipos de producción que conforman una estación de flujo.


MULTIPLES DE PRODUCCION Los múltiples de producción son construidos de manera tal, que permitan desviar la corriente total de la producción de un pozo cualquiera, hacia un separador de prueba con el objeto de poder cuantificar su producción.

SEPARADORES DE GAS-LIQUIDO Los separadores, como su nombre lo indica, sirven para separar los crudos y tratarlos en los patios de tanque antes de poder ser enviados a las terminales de embarque, ya que para ese momento los crudos deben tener las especificaciones requeridas por el cliente o las refinerías. Estos separadores se clasifican de acuerdo a su configuración en verticales, horizontales y esféricos y según su función en separadores de prueba y separadores de producción general. Como las tuberías y de acuerdo a la presión de trabajo o funcionamiento, los separadores se clasifican en separadores de alta, media o baja presión. Adicionalmente, se pueden clasificar en bifásicos o trifásicos, de acuerdo al número de fases que pueden separar.

SEPARADOR VERTICAL: El separador está constituido por un cuerpo cilíndrico bifásico ó trifásico -

Bifásico(Parte

superior Gas y Parte inferior Petróleo) Trifásico( Parte superior Gas, Intermedia Petróleo y Parte inferior Agua)

Este está compuesto de las siguientes partes: -

-

-

Sección Primaria: acumula el mayor (%) del volumen de la mezcla con reducción de la turbulencia originada por el flujo. (Este sector deberá contar con la mayor capacidad para alojar la oleada de líquidos).El proceso de separación se efectúa con el cambio de dirección mediante la entrada tangencial que genera una fuerza centrífuga a los fluidos reduciendo su velocidad de entrada. Sección de separación secundaria: se produce la extracción de las partículas por efecto de la gravedad. (necesario minimizar la turbulencia y la velocidad en la primera etapa). Sección de extracción de niebla: se extraen las gotas más pequeñas del líquido que no se logró eliminar en las secciones anteriores. Sección de almacenamiento de líquido: donde se acumula para ser expulsado y descargado por la línea correspondiente. (Parámetros de selección de los tamaños del separador).


SEPARADOR HORIZONTAL En la Figura el separador horizontal emplea cuatro mecanismos básicos para liberar el gas del líquido. El desviador de ingreso impone una dirección repentina y un cambio de impulso en la corriente de flujo, causando que los líquidos más pesados caigan. La sección de asentamiento de gravedad provee la oportunidad para que las gotas más pequeñas salgan de la corriente de gas, y el extractor de neblina funde los líquidos restantes mientras el gas sale del recipiente. Adicionalmente, el gas arrastrado se escapa en la sección de colección de líquidos.

7MO SEMESTRE INGENIERÍA PETROLERA SISTEMA DE LINEA DE FLUJ Tipos de separadores horizontales: -

-

Los separadores monocilindricos pueden ser bifásico o trifásico, tienen los siguientes componentes: La entrada de petróleo y gas, ángulo de impacto, el elemento de desespumador, la placa selectora, extractor de niebla, salidas de gas, drenaje y la salida de petróleo. Los separadores bicilindricos pueden ser bifásico o trifásico, consisten en dos cilindros horizontales montados uno sobre otro, los cilindros se unen por canales de flujo ubicados cerca de sus extremos. Por un extremo del cilindro superior entra la corriente de la mezcla de petróleo y gas - 1er cilindro y a través del primer tubo cae en el - 2do cilindro el gas continua por el extractor de niebla del cilindro superior sale por su salida.

SEPARADOR ESFERICO La figura muestra un separador esférico típico. Las mismas cuatro secciones previamente descritas también están en este recipiente. Los separadores esféricos pueden ser considerados como un caso especial de separadores verticales sin un casco cilíndrico entre los dos cabezales. Este diseño puede ser muy eficiente de punto de vista de contención de presión, pero debido a su capacidad limitada de oleada líquido y dificultades con la fabricación, los separadores esféricos ya no son especificados para aplicaciones para campos petrolíferos.


TANQUES Y BOMBAS DE PRODUCCION Los tanques y bombas de producción, están situados en las estaciones de flujo y generalmente se colocan en parejas, dependiendo de su capacidad, disponibilidad de espacio, cantidad de producción a manejar y procesos de tratamiento de la estación.

PROBLEMAS BASICOS DE FLUJO DE FLUIDOS Existen tres problemas o casos básicos en elflujo de fluidos: Tipo 1 - Calculo de la caída de presión. Tipo 2 - Calculo del diámetro. Tipo 3 - Caída del cauda l.

TIPO 1 ± CALCULO DE LA CAIDA DE PRESION ± LIQUIDO:

Procedimiento de cálculo: 1) Se aplica la ecuación de Bernoulli 2) Se calcula el Nre y /D 3) Se calcula el factor de fricción 4) Se calcula la pérdida por fricción 5) Se resuelve la ecuación de Bernoulli

TIPO 1 ± CALCULO DE LA CAIDA DE PRESION ± GAS:

1) Se selecciona la ecuación adecuada 2) Se despeja de la ecuación general el término

3) Se calcula la caída de presión

TIPO 2 ± CALCULO DEL CAUDAL ± LIQUIDO:


TIPO 2 CÁLCULO DEL DIAMETRO ± LÍQUIDO:

Procedimiento de cálculo: 1) Se aplica la ecuación de Bernoulli 2) Se asume un Nre alto Nre 1x107 3) Con /D se asume un fasum 4) Se despeja caudal de

5) Con Q se calcula el Nre 6) Con Nre y /D se calcula fcal. Se compara fasum con f cal. Si (fasum ± fcal)/fasum < 10-3 termina la iteración.

TIPO 2 - CÁLCULO DEL CAUDAL ± GAS:

Procedimiento de cálculo: 1) Se selecciona la ecuación adecuada 2) Se calcula z1 y z2 3) Se calcula el caudal

TIPO 3 ± CALCULO DEL DIAMETRO±LÍQUIDO:

Procedimiento de cálculo: 1) Se aplica la ecuación de Bernoulli 2) Se asume un fasum = 0,02 3) Se despeja D de


4) Se calcula D con la ecuación despejada del paso 3) 5) Con Nre y /D se calcula fcal. Se compara fasum con f cal.Si (fasum ± fcal)/fasum < 103 termina la iteración.

TIPO 3 ± CALCULO DEL DIAMETRO ± GAS:

Procedimiento de cálculo: 1) Se selecciona la ecuación adecuada dependiendo de la aplicación 3) Se despeja el diámetro


BIBLIOGRAFIA -

http://estudiarfisica.wordpress.com/2008/12/22/fisica-general-12-dinamica-defluidos-linea-de-flujo-lineas-y-tubo-de-corriente-ecuacion-de-continuidad-ecuaciongeneral-del-movimiento-de-un-fluido-o-de-euler-ecuacion-de-daniel-bernoulli-y/

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http://www.pdvsa.com/index.php?tpl=interface.sp/design/readmenu.tpl.html&newsi d_obj_id=288&newsid_temas=16

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http://www.scribd.com/doc/22634372/Produccion-de-Petroleo

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http://blogpetrolero.blogspot.com/2010_10_01_archive.html

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