Instalaciones de Superficie en la Industria Petrolera Eduardo A. Aguirre -
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Introducción Estaciones de Flujo Proceso de Manejo del Petróleo dentro de una Estación de Flujo Componentes bsicos en una estación de flujo "os Fluidos del Po#o $ sus Caracter%sticas Clasificación de los Separadores Selección $ (plicación de Separadores $ )epuradores Consideraciones de +peración $ Mantenimiento para Separadores de Petróleo $ ,as an/ues ombas Ejemplo de estación de flujo )escripción de los Procesos iblioraf%a
1.1 Introducción El crudo producido por la Operadoras de Campos Petroleros debe ser entregado limpio (sin contenidos importantes de agua y sedimentos), en las descarga de las Estaciones de Flujo, y por esto debe ser tratado y desidratado antes de ser entregado a Petrolera !acional. "a desidrataci#n del crudo sucio y la entrega del crudo limpio a la Petrolera $ene%olana son centrali%adas en las Estaciones de Flujo. Estaciones de Flujo 125. &na estaci#n de 'lujo es donde se reali%an el tratamiento del crudo crudo ue iene de las *reas o campos de e+plotaci#n, para su posterior traslado a la estaci#n de descarga m*s cercana y de all al patio de tanue principal de recepci#n y bombeo de crudo. E+isten arios mtodos de producci#n para transportar el crudo desde los po%os asta las estaciones ($er Fig. .). El mtodo m*s com/n para transportar el 'luido desde el *rea de e+plotaci#n e+plotaci#n a la estaci#n es impulsarlo impulsarlo a tras de un sistema de tuberas. "as tuberas de secci#n circular son las las m*s 'recuentes.
Fig. 1.1 Proceso de Recolección de Crudo en un Campo Petrolero
El objetio 'undamental de las Estaciones de Flujo en operaciones de producci#n petrolera consiste en separar a las presiones #ptimas los 'luidos del po%o en sus tres componentes b*sicos0 petr#leo, gas y agua, para para el post poster erio iorr tratam tratamie ient nto o de los los idr idroca ocarb rbur uros os,, con con el 'in 'in de opti optimi mi%a %arr el proce procesa sami mien ento to y comerciali%aci#n de ellos (petr#leo y gas).
El proceso de tratamiento en la estaci#n se reali%a mediante una serie de sub-procesos1 entre ellos tenemos separaci#n, separaci#n, desidrataci# desidrataci#n, n, almacenamiento almacenamiento bombeo, etc. Este sistema sistema se inicia inicia con la recolecci#n recolecci#n del crudo a tras del m/ltiple de producci#n, el cual est* 'ormado por uno o arios cabe%ales de producci#n y otro de prueba. El cabe%al de prueba es es utili%ado para aislar indiidualmente indiidualmente la producci#n de un po%o con el objeto de ealuarlo. &na e% recolectado en el tubo m/ltiple, el crudo se ena a la etapa de separaci#n donde se retiene un nie niell de lu luid ido o espec espec'i 'ico co por por un tiem tiempo po dete determ rmin inado ado bajo bajo condi condici cion ones es contr control olada adass de pres presi# i#n n y temperatura, temperatura, esto con el objeto de separar los idrocarburos idrocarburos m*s liianos de los m*s pesados. Al salir de esta etapa el crudo a a desidrataci#n, donde el sistema de calentadores elea su temperatura de entrada bajo un proceso de trans'erencia de calor, esto con el 'in de lograr una separaci#n m*s e'ectia entre el petr#leo y el agua. Al aan%ar por el sistema el crudo llega al patio de tanues donde pasa inicialmente a un tanue de separaci#n de petr#leo y agua, conocido como tanue de laado, y de all pasa a los tanues de almacenamiento (Figura .2). En los sistemas de baja presi#n (alrededor de 34 lpc) el gas proeniente de las estaciones de 'lujo se suministra a la succi#n de las estaciones compresoras o tambin se suple como combustible. Cuando el gas proeni proeniente ente de los separad separadores ores posee altas altas presion presiones es (por ejempl ejemplo o 444 444 lpc) lpc) se puede puede sumini suministr strar ar directamente a las instalaciones de gas para leantamiento arti'icial o a las instalaciones para la inyecci#n de gas a yacimientos. "a ubicaci#n deseable de los centros de recolecci#n y almacenamiento debe considerar prioritariamente0 5 El olumen de 'luidos ue se producen. 5 "as caractersticas de los po%os y las distancias ue los separan. 5 "os programas de desarrollo. El 'actor econ#mico econ#mico es esencial en la selecci#n selecci#n y ubicaci#n de las estaciones estaciones de 'lujo. A medida medida ue un campo se desarrolla, se ace necesario construir nueos centros de recolecci#n.
Fig. 1.2. Equipos típicos típicos de producción en superficie para manejar el crudo proveniente de los pozos.!"
Estaci#n de 6escarga 15 "a estaci#n de descarga es el punto donde toda la producci#n de petr#leo del campo es 'iscali%ada antes de ser bombeada bombeada al patio de tanues1 estas estaciones estaciones no s#lo reciben el crudo de las estaciones estaciones de 'lujo
El proceso de tratamiento en la estaci#n se reali%a mediante una serie de sub-procesos1 entre ellos tenemos separaci#n, separaci#n, desidrataci# desidrataci#n, n, almacenamiento almacenamiento bombeo, etc. Este sistema sistema se inicia inicia con la recolecci#n recolecci#n del crudo a tras del m/ltiple de producci#n, el cual est* 'ormado por uno o arios cabe%ales de producci#n y otro de prueba. El cabe%al de prueba es es utili%ado para aislar indiidualmente indiidualmente la producci#n de un po%o con el objeto de ealuarlo. &na e% recolectado en el tubo m/ltiple, el crudo se ena a la etapa de separaci#n donde se retiene un nie niell de lu luid ido o espec espec'i 'ico co por por un tiem tiempo po dete determ rmin inado ado bajo bajo condi condici cion ones es contr control olada adass de pres presi# i#n n y temperatura, temperatura, esto con el objeto de separar los idrocarburos idrocarburos m*s liianos de los m*s pesados. Al salir de esta etapa el crudo a a desidrataci#n, donde el sistema de calentadores elea su temperatura de entrada bajo un proceso de trans'erencia de calor, esto con el 'in de lograr una separaci#n m*s e'ectia entre el petr#leo y el agua. Al aan%ar por el sistema el crudo llega al patio de tanues donde pasa inicialmente a un tanue de separaci#n de petr#leo y agua, conocido como tanue de laado, y de all pasa a los tanues de almacenamiento (Figura .2). En los sistemas de baja presi#n (alrededor de 34 lpc) el gas proeniente de las estaciones de 'lujo se suministra a la succi#n de las estaciones compresoras o tambin se suple como combustible. Cuando el gas proeni proeniente ente de los separad separadores ores posee altas altas presion presiones es (por ejempl ejemplo o 444 444 lpc) lpc) se puede puede sumini suministr strar ar directamente a las instalaciones de gas para leantamiento arti'icial o a las instalaciones para la inyecci#n de gas a yacimientos. "a ubicaci#n deseable de los centros de recolecci#n y almacenamiento debe considerar prioritariamente0 5 El olumen de 'luidos ue se producen. 5 "as caractersticas de los po%os y las distancias ue los separan. 5 "os programas de desarrollo. El 'actor econ#mico econ#mico es esencial en la selecci#n selecci#n y ubicaci#n de las estaciones estaciones de 'lujo. A medida medida ue un campo se desarrolla, se ace necesario construir nueos centros de recolecci#n.
Fig. 1.2. Equipos típicos típicos de producción en superficie para manejar el crudo proveniente de los pozos.!"
Estaci#n de 6escarga 15 "a estaci#n de descarga es el punto donde toda la producci#n de petr#leo del campo es 'iscali%ada antes de ser bombeada bombeada al patio de tanues1 estas estaciones estaciones no s#lo reciben el crudo de las estaciones estaciones de 'lujo
en el *rea sino tambin de los po%os cercanos a ella. 7u 'unci#n principal es el tratamiento 'inal del crudo para obtener un crudo ue cumplan con las especi'icaciones de calidad. "as estaciones de descarga est*n proistas de euipos destinados al tratamiento, almacenamiento y bombeo del petr#leo petr#leo asta los patios tanues. Para el tratamiento, tratamiento, cuentan con separadores separadores gas 8 crudo para las producciones limpias (libres de agua), sucias (con agua) y de prueba, adem*s de reali%ar la separaci#n agua9crudo por medio de calentadores y tanues de laado o de estabili%aci#n y as cumplir con las especi'icaciones de concentraci#n (menor al 4,: ; de agua y sedimentos). El prop#sito 'undamental de una estaci#n de descarga es separar el gas, el agua y los sedimentos ue arrastra el petr#leo cuando es e+trado de los yacimientos1 este proceso se denomina tratamiento del crudo.
1.2
Proces Proceso o de Mane Manejo jo del del Petró Petróleo leo dentro dentro de de una Estaci Estación ón de Flujo Flujo
El proceso proceso de manejo se puede puede diidir diidir en etapas generales, generales, entre las ue se encuent encuentran0 ran0 etapa de recolecci#n, separaci#n, depuraci#n, calentamiento, desidrataci#n, almacenamiento y bombeo. Es importante mencionar ue en todas las Estaciones de Flujo ocurre el mismo proceso, por lo ue podemos decir ue estas etapas son empleadas en un gran n/mero de estaciones1 luego de pasar por estas etapas, los distintos productos pasar*n a otros procesos e+ternos a la estaci#n. A continuaci#n se describe cada una de las etapas por las ue pasan los 'luidos proenientes de los po%os0 Etapa de
27 y CO 2. El luido recuperado en esta etapa es reinsertado a la lnea de luido ue a acia el tanue de laado o de almacenamiento seg/n sea el caso, el gas limpio es eniado por las tuberas de recolecci#n a las plantas de compresi#n o miniplantas, y otra cantidad a para el consumo interno del campo cuando se trabaja con motores a gas. Etapa de medici#n de petr#leo El proceso proceso de medici#n medici#n de de 'luidos 'luidos y posteri posterior or procesam procesamiento iento de datos, datos, se ace ace con la 'inalidad 'inalidad de conocer la producci#n general de la estaci#n y9o producci#n indiidual de cada po%o. "a in'ormaci#n sobre las tasas de producci#n es de ital importancia en la plani'icaci#n de la instalaci#n del euipo super'icial y subterr*neo, tales como la con'iguraci#n de los tanues, tuberas, las 'acilidades para la disposici#n del agua y el dimensionamiento de las bombas. Algunas de las decisiones m*s importantes de la compa=a est*n basadas en las los an*lisis ecos por los ingenieros de petr#leo, cuyo trabajo es ampliamente dependiente de la in'ormaci#n de la prueba de po%os. Etapa de Calentamiento 6espus de pasar el crudo por el separador, la emulsi#n agua-petr#leo a al calentador u orno, este proceso proceso de calent calentami amiento ento de la emulsi# emulsi#n n tiene tiene como como 'inali 'inalidad dad ocasio ocasionar nar un coue coue de molcu molculas las acelerando la separaci#n de la emulsi#n. Este proceso es lleado a cabo /nicamente en las estaciones en tierra debido a las limitaciones de espacio ue e+iste en las estaciones ue est*n costa'uera (mar, lago, etc.), y para petr#leos ue reuieran de calentamiento para su manejo y despaco. Etapa de 6esidrataci#n del petr#leo 6espus de pasar por la etapa de calentamiento, la emulsi#n de petr#leo y agua es pasada por la etapa de desidrataci#n con la 'inalidad de separar la emulsi#n y e+traer las arenas ue ienen desde los po%os. "uego el petr#leo es eniado a los tanues de almacenamiento y el agua a los sistemas de tratamiento de e'luentes. Etapa de Almacenamiento del Petr#leo 6iariamente en las Estaciones Estaciones de Flujo es recibido el petr#leo crudo producido por los po%os po%os asociados a las estaciones, este es almacenado en los tanues de almacenamiento despus de aber pasado por los procesos de separaci#n y desidrataci#n y luego, en 'orma inmediata, es trans'erido a los patios de tanue para su tratamiento y9o despaco.
Etapa de ?ombeo 6espus de pasar por las distintas etapas o procesos lleados a cabo dentro de la Estaci#n de Flujo, el petr#leo ubicado en los tanues de almacenamiento es bombeado acia los patios de tanues para su posterior eni# a las re'ineras o centros de despaco a tras de bombas de trans'erencia.
1.3 Componentes básicos en una estación de flujo odas las Estaciones de Flujo para reali%ar sus 'unciones, necesitan la interrelaci#n operatia de una serie de componentes b*sicos, como son0 /ltiples o recolectores de entrada. "neas de 'lujo. 7eparadores de petr#leo y gas. Calentadores y9o calderas. anues. ?ombas. Beneralmente, las estaciones de 'lujo est*n dise=adas para cumplir un mismo 'in o prop#sito, por tal ra%#n, los euipos ue la con'orman son muy similares en cuanto a 'orma, tama=o y 'uncionamiento operacional. 7in embargo, las estructuras de stas y la disposici#n de los euipos aran entre una 'ilial y otra. /ltiples o recolectores de entrada. 7on arreglos mec*nicos de tuberas y *lulas ue consisten generalmente en arios tubos colocados en posici#n ori%ontal, paralelos uno con respecto al otro y conectados a cada una de las lneas de 'lujo. 7u 'unci#n es recolectar la producci#n de los po%os ue llegan a las estaciones de 'lujo y distribuirla acia los di'erentes procesos del sistema. 7in embargo, los arreglos de *lulas, cone+iones y tuberas deben ser de manera tal ue, cuando sea reuerido, el 'lujo de cada po%o indiidual pueda ser aislado para prop#sitos de prueba de po%os. Esto es ue el 'lujo de cada po%o pueda ser lleado a un separador de prueba, para segregar y medir petr#leo o productos de destilaci#n, producci#n de gas y en algunos casos producci#n de agua. ubo m/ltiple ?*sico El arreglo b*sico de la cone+i#n al tubo m/ltiple para cada po%o indiidual es indicado en la en la 'igura .. El 'lujo entrante arriba a una *lula de coue ajustable (blocD ale) con entrada abierta en el punto A y a tras de *lula de retenci#n (cecD ale) en el punto ?. Para la rutina de producci#n, la *lula de coue en el cabe%al (punto 6) es cerrada y la producci#n se me%cla con la de otros po%os a tras de una *lula del cabe%al (punto C) abierta 'luyendo por la lnea de 'lujo acia el separador principal. Para desiar este po%o acia el separador de prueba, la *lula del punto C es cerrada y la *lula en el punto 6 es abierta. Para reparar cualuier parte del m/ltiple, la *lula de bloueo en el punto A debe ser cerrada. "a *lula ? preiene ue no aya re'lujo desde cualuier otro po%o de presi#n mayor ue entre a la lnea de 'lujo principal o com/n acia este po%o. "a uni#n en el punto E proporciona cone+iones r*pidas de lneas de deso en caso de ue la lnea del po%o necesite remoci#n de para'ina o e+pulsar arena y sedimentos. "a 'igura . muestra solo una parte del m/ltiple para un po%o. antos po%os como se desee pueden ser a=adidos por unidades idnticas de cone+i#n a las uniones de salida en los puntos F y B. En algunas *reas costa a'uera, las lneas de 'lujo y tubos m/ltiples para superar la presi#n de estrangulamiento deben llearse a la presi#n m*+ima del po%o y los mismos deben ser dise=ados para eso. "neas de 'lujo. 7e denomina lnea de 'lujo a la tubera ue se conecta desde el cabe%al de un po%o asta el m/ltiple de producci#n de su correspondiente estaci#n de 'lujo. "as lneas de 'lujo son auellos sistemas de manejo ue transportan el 'lujo en 'orma bi'*sica, desde los po%os asta un punto de conergencia denominado m/ltiple. Cada m/ltiple esta con'ormado por secciones tubulares, cuya capacidad y tama=o dependen del n/mero de secciones tubulares. 7on 'abricados en di'erentes di*metros, series y rangos de trabajo y se seleccionan seg/n el potencial de producci#n y presiones de 'lujo del sistema. En el dise=o de las lneas de 'lujo se calculan principalmente lo siguiente0 "a cada de presi#n a lo largo de la lnea de 'lujo, la cual se calcula usando modelos multi'*sicos. "os espesores #ptimos del tipo de material a usar considerando las presiones de trabajo. "os sistemas de limpie%a y de mantenimiento. "os sistemas de protecci#n. "os sistemas de anclaje. Separadores de petróleo $ as. 45 El trmino separador de petr#leo y gas en la terminologa del argot petrolero es designado a un recipiente presuri%ado ue es utili%ado para separar los 'luidos producidos de po%os de petr#leo y gas en componentes luidos y gaseosos. &n recipiente de separaci#n puede ser llamado de las siguientes 'ormas0
. 2. . G. :.
7eparador de petr#leo y gas. 7eparador. 7eparador por etapas. rampa.
En mucos sistemas de euipos de producci#n en super'icie, el separador de gas-petr#leo es el primer recipiente acia donde 'luyen los 'luidos del po%o luego de ser leantados a super'icie. 7i embargo, otros euipos tales como calentadores y retenedores de agua, pueden ser instalados aguas arriba del separador.
1.4 os Fluidos del Po!o " sus Caracter#sticas 1.4.1.1.1 Petróleo Crudo El petr#leo Crudo es una me%cla compleja de idrocarburos producidos en 'orma liuida. "a graedad APL del petr#leo Crudo puede estar en un rango de H a :4 MAPL y una iscosidad de : a J4444 cp en condiciones de operaci#n promedio. "a coloraci#n aria de erde claro, amarillo, marr#n y negro. 1.4.1.1.2 Condensado Este es un idrocarburo ue puede e+istir en la 'ormaci#n como luido o como apor condensado. "a licue'acci#n de componentes gaseosos del condensado normalmente ocurre con la reducci#n de la temperatura del 'luido de po%o a condiciones de operaci#n en super'icie. "as graedades APL de los luidos de condensados pueden estar en un rango de :4 a 24 MAPL y iscosidades de 2 a H cp a condiciones est*ndar. "a coloraci#n puede ser blanco agua, amarillo claro, o a%ul claro. 1.4.1.1.3 $as %atural &n gas puede ser de'inido como una sustancia ue no tiene 'orma o olumen propio. Este llenara cualuier recipiente ue lo contenga y tomara la 'orma del mismo. El idrocarburo gaseoso asociado con el petr#leo crudo es re'erido al gas natural y puede ser encontrado como gas libre o como gas en soluci#n. "a graedad espec'ica del gas natural puede ariar de 4.:: a 4.42G a condiciones est*ndar. 1.4.1.1.4 $as ibre El gas libre es un idrocarburo ue e+iste en la 'ase gaseosa a presi#n y temperatura de operaci#n. El gas libre puede re'erirse a cualuier gas a cualuier presi#n ue no este en soluci#n o mantenido mec*nicamente en el idrocarburo luido. 1.4.1.1.& $as en 'olución El gas en soluci#n es omogneamente contenido en petr#leo a una presi#n y temperatura dada. &na reducci#n en la presi#n y9o un incremento en la temperatura pueden causar ue el gas sea emitido del petr#leo. Entonces se asume las caractersticas de gas libre. 1.4.1.1.( )apores Condensables. Estos idrocarburos e+isten como apor a ciertas condiciones de presi#n y temperatura y como luido a otras condiciones. En la 'ase de apor, ellos asumen las caractersticas de un gas. En la 'ase de apor, los apores condensables aran en graedad especi'ica de 4.:: a G.J (aire N), y iscosidad de 4.44H a 4.4 cp a condiciones est*ndar. 1.4.1.1.* +,ua El agua producida con el petr#leo crudo y el gas natural puede estar en 'orma de apor o liuido. El agua liuida puede ser libre o emulsionada. El agua libre alcan%a la super'icie separada del idrocarburo luido. El agua emulsionada es dispersada como gotas en el idrocarburo luido. 1.4.1.1.Impure!as " Materiales Etra/os "os 'luidos producidos del po%o puede contener impure%as gaseosas tales como nitr#geno, di#+ido de carbono, sul'uro de idrogeno, y otros gases ue no son idrocarburos en naturale%a u origen. "os 'luidos del po%o pueden contener impure%as liuidas o semiluidas, tales como agua y para'ina. Ellos tambin pueden tener impure%as s#lidas, tales como lodo de per'oraci#n, arena, 'ango y sal. 1.4.1.2 Funciones Principales de los Separadores de ,as6Petróleo "a separaci#n de gas del petr#leo puede iniciarse una e% ue los 'luidos 'luyen a tras de la 'ormaci#n acia el po%o y puede aumentar progresiamente a tras de la tubera de producci#n, lneas de 'lujo y euipos de manejo en super'icie. ?ajo ciertas condiciones, el 'luido puede ser separado en su totalidad en luido y gas antes de ue este alcance el separador de petr#leo y gas. En tales casos, el recipiente separador proporciona solo una ampliaci#n para permitir ue el gas y el luido descender acia sus respectia salidas. 7emo8er Petróleo del ,as "a di'erencia en densidad de los idrocarburos luidos y gaseosos puede permitir una separaci#n aceptable en un separador de petr#leo y gas. 7in embargo, en algunas instancias, es necesario utili%ar algunos dispositios mec*nicos com/nmente re'eridos como e+tractores de neblina para remoer liuido del gas antes de ue este sea descargado del separador. 7emo8er ,as del Petróleo "as caractersticas 'sico-umicas del petr#leo y estas condiciones de presi#n y temperatura determinan la cantidad de gas ue este contendr* en soluci#n. "a tasa a la cual el gas es liberado de un petr#leo dado es una 'unci#n del cambio en la presi#n y temperatura. El olumen de gas ue un separador remoer* del petr#leo crudo depende de () caractersticas 'sico-umicas del crudo, (2) la presi#n de operaci#n, () la
temperatura de operaci#n, (G) tasa de entrampamiento, (:) tama=o y con'iguraci#n del separador, y (H) otros 'actores. "a tasa de entrampamiento y niel de liuido en el separador determinan el tiempo de retenci#n o asentamiento del petr#leo. &n tiempo de retenci#n de a minutos es generalmente adecuado para obtener una separaci#n satis'actoria de crudo y gas, a menos ue se este manejando crudo espumante. Cuando el crudo espumante es separado, el tiempo de retenci#n debe ser incrementado de : a 24 minutos, dependiendo de la estabilidad de la espuma y el dise=o del separador. Separación (ua 6 Petróleo En algunas instancias es pre'erible separar y remoer el agua del 'luido antes de ue este 'luya a tras de las reducciones de presi#n, tales como las causadas por los estranguladores y *lulas. ales remociones de agua pueden preenir di'icultades ue podran ser causadas aguas abajo por la misma, tales como corrosi#n, 'ormaci#n de idratos, y 'ormaci#n de emulsiones ue pueden ser di'ciles de resoler. El agua puede ser separada del petr#leo en un separador tri'*sico mediante el uso de umicos y separaci#n graitacional. 7i el separador tri'*sico no es lo su'icientemente grande para separar el agua adecuadamente, esta puede ser separada en un recipiente de retenci#n de agua libre, instalado aguas arriba o aguas abajo de los separadores. 7i el agua esta emulsionada, ser* necesario utili%ar un tratamiento demulsi'icante para remoer esta. 1.4.1.3 Funciones Secundarias de los Separadores de Petróleo $ ,as Mantenimiento de la Presión 9ptima Para un separador de petr#leo y gas llear a cabo sus 'unciones principales, la presi#n debe ser mantenida de manera tal ue el luido y el gas puedan ser descargados a su respectio procesamiento o sistema de recolecci#n. "a presi#n es mantenida dentro del separador utili%ando una *lula de contrapresi#n de gas en cada separador o con una *lula maestra de contrapresi#n ue controle la presi#n en unidad de dos o m*s separadores. En la 'igura .G se muestra una *lula de contrapresi#n de gas de baja presi#n tpica, y la 'igura .: muestra una *lula de contrapresi#n de gas de alta presi#n utili%ada para mantener la presi#n deseada en los separadores.
Fig. 1.! #$lvula de contrapresión de gas de %aja presión
Fig. 1.&. #$lvula de contrapresión de gas de alta presión.
"a presi#n #ptima ue debe mantener el separador es la presi#n ue resultar* en el rendimiento econ#mico m*s alto de la enta de los idrocarburos luidos y gaseosos. Esta presi#n #ptima puede ser calculada te#ricamente o determinada por pruebas de campo. Mantenimiento del Sello "%/uido en el Separador Para mantener la presi#n en el separador, un sello luido debe ser logrado en la porci#n mas baja del recipiente. Este sello luido preiene la prdida de gas con el petr#leo y reuiere el uso de un controlador de niel de luido y una *lula similar a auellas mostradas en la 'igura .H y .3. &na *lula operada por palanca similar a la mostrada en la 'igura .I puede ser utili%ada para mantener el sello luido en un separador cuando la *lula es operada por un 'lotador ue es accionado por el niel de luido en el
separador. "a *lula de control de descarga de petr#leo mostrada en la 'igura .3 puede ser accionada por un piloto operado por 'lotador, por un controlador de niel de liuido sin 'lotador similar al mostrado en la 'igura .J, o por un controlador de niel de liuido tipo tubo de torue (despla%amiento) similar al mostrado en la 'igura .H.
Fig. 1.' Controlador del nivel de líquido
Fig. 1.) #$lvula operada por flotador
Fig. 1.( #$lvula de control tipo diafragma
Fig. 1.* Controlador de nivel de líquido sin flotador + v$lvula de control tipo diafragma
1.4.1.4 Problemas Especiales en la Separación de Petróleo $ ,as Separación de Crudo Espumante Cuando la separaci#n es reducida en ciertos tipos de crudo, peue=as es'eras (burbujas) de gas son encapsuladas en una pelcula delgada de petr#leo cuando el gas sale de soluci#n. Esto puede resultar en espuma ue esta siendo dispersada en el petr#leo y crea lo ue es conocido como crudo espuma. En otros tipos de crudo la iscosidad y la tensi#n super'icial del petr#leo pueden cerrar mec*nicamente el gas en el petr#leo y puede causar un e'ecto similar a la espuma. "a espuma del petr#leo puede no ser estable o no duradera a menos ue un agente espumante este presente en el petr#leo. El petr#leo es mas propenso a 'ormar espuma cuando () la graedad APL menor a G4 MAPL, (2) la temperatura de operaci#n es menor a H4 MF, y () el crudo es iscoso, con una iscosidad mayor :4444 77& (Apro+. : cp).
"a espuma reduce enormemente la capacidad de los separadores de petr#leo y gas debido a ue se reuiere un tiempo retenci#n mayor para separar adecuadamente una cantidad dada de crudo espumante. El crudo espumante no puede ser medido adecuadamente con medidores de despla%amiento positio o con recipiente de medici#n olumtrica conencional. Estos problemas, combinados con la prdida potencial de petr#leo y gas debido a la separaci#n inapropiada, en'ati%a la necesidad de procedimiento y euipos especiales para manejar el crudo espumante. El separador ertical mostrado en la 'igura .4 puede ser utili%ado para manejar crudo espumante. Como el crudo baja en cascada por las placas internas de la unidad, las burbujas de la espuma pueden ser rotas. Este dise=o puede incrementar la capacidad del separador para manejar crudo espumante de un 4 a :4 ;. "os principales 'actores ue contribuyen al rotura del crudo espumante son el asentamiento, agitaci#n, calor, umicos, y 'uer%as centri'ugas1 estos 'actores o mtodos para reducir o detener la 'ormaci#n de crudo espuma son tambin utili%ados para remoer el gas entrampado en el petr#leo.
Fig. 1.1,. -eparador #ertical para manejo de crudo espumante
Parafina "a deposici#n de para'ina en los separadores de petr#leo y gas reduce su e'iciencia y puede acerlos inoperables llenando parcialmente el recipiente y9o bloueando el e+tractor de me%cla y las entradas de 'luido. "a para'ina puede ser remoida e'ectiamente de los separadores utili%ando apor o solentes. 7in embargo, la mejor soluci#n es preenir la deposici#n inicial en el recipiente a tras de calor o tratamientos umicos de la corriente de 'luido aguas arriba del separador. Otra soluci#n, e+itosa en mucos casos, inolucra el reestimiento de todas las super'icies internas del separador con un pl*stico con el cual la para'ina tiene poca o ninguna a'inidad. (rena arro "odo Sal etc. 7i la arena y otros s#lidos son producidos continuamente en cantidades apreciables con los 'luidos del po%o, ellos podran ser remoidos antes de ue entren a las tuberas. Arena de grano medio en peue=as cantidades puede ser remoida por medio del asentamiento en un recipiente ertical sobredise=ado con un 'ondo c#nico y mediante el drenaje peri#dico del residuo. "a sal puede ser remoida me%clando agua con el petr#leo, y luego de disoler la sal el agua puede ser separada del petr#leo y drenada del sistema. Corrosión "os 'luidos producidos del po%o pueden ser muy corrosios y causar la 'alla temprana del euipo. "os dos elementos mas corrosios son di#+ido de carbono, sul'uro de idrogeno. Estos dos gases pueden estar presentes en los 'luidos del po%o desde tra%as asta G4 o :4 ; en olumen del gas.
1.& Clasificación de los 'eparadores 1.&.1.1.1 Clasificación por confi,uración "os separadores de petr#leo y gas pueden tener tres con'iguraciones generales0 ertical, ori%ontal y es'rico. "os separadores erticales pueden ariar de tama=o de 4 a 2 pulgadas en di*metro y G a : pies de altura, asta 4 a 2 pies en di*metro y : a 2: pies de altura. "os separadores de petr#leo y gas ori%ontales son 'abricados con una con'iguraci#n de un solo tubo o con dos tubos. "as unidades de un solo tubo tienen un arma%#n cilndrico y las unidades de doble tubo tienen dos arma%ones cilndricos paralelos uno encima del otro. Ambos tipos de unidades pueden ser utili%adas para la separaci#n bi'*sica o tri'*sica. "os separadores ori%ontales pueden ariar de tama=o de 4 a 2 pulgadas en di*metro y G a : pies de largo, asta : o H pies en di*metro y de H4 a 34 pies de largo. "os separadores es'ricos est*n usualmente disponibles en 2G o 4 pulgadas asta HH o 32 pulgadas en di*metro. 1.&.1.1.2 Clasificación por la Función "as tres con'iguraciones de separadores est*n disponibles para operaci#n bi'*sica y tri'*sica. "as unidades bi'*sicas el gas es separado del liuido con el gas y el liuido descargados de manera separada. En los separadores tri'*sicos, el 'luido del po%o es separado en petr#leo, gas, y agua, y son descargos de manera separada. 1.&.1.1.3 Clasificación por la Presión de 0peración "os separadores de petr#leo y gas pueden operar a presi#n es ue an desde un alto aco asta G444 o :444 psi. uco de los separadores de gas y petr#leo operan en el rango de operaci#n de 24 a :44 psi. "os separadores pueden ser re'eridos como de baja, de media, o de alta presi#n. "os separadores de baja presi#n usualmente operan a presi#n es en el rango de 4 a 24 psi asta I4 a 22: psi. "os separadores de presi#n media usualmente operan a presi#n es desde 24 a 2:4 psi asta H44 a 344 psi. "os separadores de alta presi#n generalmente operan en un amplio rango de presi#n ue a desde 3:4 a :44 psi. 1.&.1.1.4 Clasificación por +plicación Separador de Prueba &n separador de prueba es utili%ado para separar y medir los 'luidos de un po%o. El separador de prueba puede ser re'erido como un probador o eri'icador de po%o. "os separadores de prueba pueden ser erticales, ori%ontales o es'ricos. Ellos pueden ser bi'*sicos o tri'*sicos. Ellos pueden estar permanentemente instalados o port*tiles. "os separadores de prueba pueden ser euipados con arios tipos de medidores para medir el petr#leo, gas, y9o agua para pruebas de potencial, pruebas de producci#n peri#dicas, prueba de po%os marginales, etc. Separador de Producción &n separador de producci#n es utili%ado para separar el 'luido producido desde po%o, un grupo de po%os, o una locali%aci#n sobre una base diaria o continua. "os separadores de producci#n pueden ser erticales, ori%ontales o es'ricos. Ellos pueden ser bi'*sicos o tri'*sicos. El rango en tama=o a desde 2 pulg. asta : pies en di*metro, con mucas unidades ue an desde 4 pulg. asta 4 pies en di*metro. El rango de longitud desde H a 34 pies, con mucos de 4 a G4 pies de largo. Separador de aja emperatura. &n separador de baja temperatura es uno especial en el cual el 'luido del po%o a alta presi#n es introducido en el recipiente a tras de un estrangulador o *lula reductora de presi#n de tal manera ue la temperatura del separador es reducida apreciablemente por debajo de la temperatura del 'luido del po%o. "a temperatura mas baja en el separador causa la condensaci#n de apores ue de otra manera saldran del separador en estado de apor. "os luidos recuperados reuieren la estabili%aci#n para preenir la eaporaci#n e+cesia en los tanues de almacenamiento. Separador de Medición "a 'unci#n de separar los 'luidos del po%o en petr#leo, gas y agua, y medir los luidos puede ser lleado a cabo en un recipiente. Estos recipientes com/nmente son re'eridos como separadores de medici#n y est*n disponibles para operaci#n bi'*sica y tri'*sica. Estas unidades est*n disponibles en modelos especiales ue los acen adecuados para la medici#n precisa de crudos espumosos y pesados. "a medici#n del luido es normalmente lleada a cabo por acumulaci#n, aislamiento, y descarga de ol/menes dados en un compartimiento de medici#n ubicado en la parte mas baja del recipiente. Separador Ele8ado "os separadores pueden ser instalados sobre plata'ormas en o cerca de patio de tanue o sobre plata'ormas costa-'uera de tal 'orma ue el liuido pueda 'luir desde el separador acia almacenamiento o recipientes aguas abajo por graedad. Esto permite operar el separador a la m*s baja presi#n posible para capturar la m*+ima cantidad de luido para minimi%ar la prdida de gas y apor acia la atm#s'era o acia el sistema de gas a baja presi#n.
Separadores por Etapas Cuando el 'luido producido es pasado a tras de m*s de un separador con los separadores en serie, los separadores son re'eridos como separadores por etapa. 1.&.1.1.& Clasificación por el principio utili!ado para la separación primaria "os separadores pueden ser clasi'icados de acuerdo al mtodo utili%ado para llear a cabo la separaci#n primaria en el separador. - )iferencia de densidad :separación por ra8edad; Esta clasi'icaci#n incluye todas las unidades ue no poseen elementos de entrada, de'lector, placas de coues, o empaue en la entrada del recipiente. "a separaci#n primaria se obtiene solamente por la di'erencia de densidad del petr#leo, gas, o apor. Estas unidades son pocas en n/mero y mucos separadores tienen un e+tractor de neblina cerca de la salida de gas para remoer las gotas de petr#leo en el gas. - C
Fig. 1.11. -eparador #ertical. a/ilustración de la e0tracción de ne%lina. %/ elemento de separación + degasificación mostrado en detalle en la sección 3
1.( 'elección " +plicación de 'eparadores " epuradores "os separadores de petr#leo y gas son 'abricados en tres con'iguraciones b*sicas0 ertical, ori%ontal y es'rico. 6epuradores de gas son 'abricados en dos 'ormas b*sicas0 ertical y ori%ontal. Cada una de estas unidades tiene entajas y usos espec'icos. "a selecci#n de una unidad particular para ser utili%ada en cada aplicaci#n se basa usualmente en cual obtendr* los resultados deseados a los costos mas bajos de euipo, instalaci#n y mantenimiento la tabla 2.: muestra una comparaci#n de las entajas y desentajas de los separadores erticales, ori%ontales y es'ricos. - Separadores >erticales "as aplicaciones para los separadores erticales de gas y petr#leo incluyen lo siguiente0 . Fluidos del po%o ue tienen una alta relaci#n gas-luido. 2. Fluidos del po%o ue contienen cantidades apreciables de arena, lodo, y s#lidos similares 'inamente diididos. . Lnstalaciones con limitaciones de espacio ori%ontal pero con pocas o ninguna limitaci#n de altura, tales como plata'ormas de producci#n costa-'uera. G. Fluidos del po%o donde el olumen puede ariar ampliamente e instant*neamente, tales como po%os de leantamiento por gas intermitente (intermitent gas li't). :. Aguas debajo de otro euipo de producci#n ue permite o causa condensaci#n de luido o coalescencia. H. Aguas arriba de otro euipo de proceso en campo ue no 'unciona apropiadamente con luido entrampado en el gas. 3. 6onde la economa 'aorece al separador ertical. - Separadores ?ori#ontales "as aplicaciones para los separadores ori%ontales de gas y petr#leo incluyen lo siguiente0 . 7eparaci#n liuido9liuido en instalaciones con separador tri'*sico para obtener una separaci#n agua-petr#leo m*s e'iciente. 2. 7eparaci#n del crudo espumante donde la mayor *rea de contacto gas-luido del recipiente ori%ontal permitir* y9o causar* un rompimiento m*s r*pido de la espuma y una separaci#n gasluido m*s e'iciente. . instalaciones donde limitaciones de altura indican el uso de un recipiente ori%ontal debido a su 'orma. G. Fluido de po%o con una alta relaci#n gas-petr#leo (
4. 6onde la economa 'aorece al separador ori%ontal. - Separadores Esf@ricos "a siguiente es una lista de las aplicaciones para los separadores es'ricos de petr#leo y gas. . Fluidos del po%o con altas relaciones gas-petr#leo, tasas de 'lujo constante, si cabe%os ni baces. 2. Lnstalaciones donde e+iste limitaciones de altura y espacio ori%ontal. . Aguas debajo de unidades de procesos, tales como desidratadores de glicol y endul%adores de gas, para depurar y recuperar los 'luidos de procesos tales como la amina y el glicol. G. Lnstalaciones donde la economa 'aorece los separadores es'ricos. :. Lnstalaciones ue reuieren un separador peue=o donde un ombre pueda transportar un separador es'rico a la locali%aci#n e instalarlo. H. 6epurador para combustible y gas de proceso para uso de planta y o campo. )epuradores de ,as ucos depuradores de gas ertical y ori%ontal donde el gas a sido preiamente separado, limpiado, transportado y9o procesado con otro euipo. 6e manera tal ue, mas de las impure%as tales como luidos entrantes, barro, costras de metal o+idado, y polo an sido remoidos del gas por otro euipo, y el depurador de gas esta siendo utili%ado para pulir el gas. "os depuradores de gas son generalmente son utili%ados para asegurar ue el gas no contenga materiales ue puedan ir en detrimento para los euipos, de manera tal ue el depurador es instalado para proteger los compresores, desidratadores, endul%adores, medidores y reguladores. Alguno de los usos para depuradores de gas son0 limpiar gas () para combustible para calentadores, eridores, generadores de apor, motores1 (2) para gas de control para plantas de procesamiento y euipos1 () aguas arriba del compresor1 (G) Aguas arriba de desidratadores y endul%adores1 (:) Aguas abajo de desidratadores y endul%adores para conserar los 'luidos del proceso1 (H) Aguas arriba del sistema de distribuci#n de gas1 (3) Aguas arriba de y en lneas de transmisi#n de gas para remoer luidos entrantes, costras de metal o+idado, y polo1 (I) Aguas arriba y9o Aguas debajo de estaciones de regulaci#n de presi#n1 y (J) Aguas abajo de la lnea de transmisi#n de gas de plantas de compresi#n para remoer el lubricante de la lnea. 1.&.1.1 Controles >l8ulas (ccesorios $ Caracter%sticas de Seuridad para Separadores de Petróleo $ ,as. Controles "os controles reueridos para los separadores de petr#leo y gas son controladores de niel de liuido para el petr#leo y la inter'ase agua-petr#leo (operaci#n tri'*sica) y *lula de control de contrapresi#n de gas con controlador de presi#n. >l8ulas "as *lulas reueridas para los separadores de petr#leo y gas son0 la *lula de control de descarga de petr#leo, *lula de control de descarga de agua (operaci#n tri'*sica), *lulas de drenaje, *lula de bloueo, *lula de aliio de presi#n, y *lulas para inspecci#n e+terna de niel (por isores). (ccesorios "os accesorios reueridos para los separadores de petr#leo y gas son los man#metros, term#metros, reguladores de reducci#n de la presi#n (para gas de control), isores de niel, cabe%al de seguridad con disco de ruptura, tubera. 1.&.1.2 Caracter%sticas de Seuridad para los Separadores de Petróleo $ ,as "os separadores de petr#leo y gas deben ser instalados a una distancia segura de otros euipos de la locaci#n. 6onde ellos est*n instalados sobre plata'ormas costa-'uera o pr#+imos a otros euipos, deben ser tomadas precauciones para preenir perjuicios al personal y da=os a los euipos adyacentes en caso de ue el separador o sus controles o accesorios 'allen. "os siguientes elementos de seguridad son recomendados para mucos de los separadores de petr#leo y gas. - Controles de ni8el de li/uido alto $ bajo "os controles de niel de liuido alto y bajo normalmente son pilotos operados por un 'lotador ue acciona una *lula en la entrada del separador, abriendo un ipas cerca del separador, aciendo sonar una alarma, o reali%ando alguna otra 'unci#n pertinente para preenir el da=o ue pueda resultar de altos o bajos nieles de luidos en el separador - Controles de Presión (lta $ aja "os Controles de presi#n alta y baja son instalados en los separadores para preenir ue presiones e+cesiamente altas o bajas inter'ieran con las operaciones normales. Estos controles pueden ser neum*ticos, mec*nicos y elctricos y pueden sonar una alarma, accionar una *lula de cierre, abrir un ipas, o reali%ar otras 'unciones pertinentes para proteger el personal, el separador, y euipos adyacentes. - Controles de emperatura (lta $ aja "os controles de temperaturas deben ser instalados en los separadores para cerrar la unidad, para abrir o cerrar un ipas acia un calentador, o sonar una alarma cuando la temperatura en el calentador llega a
ser muy baja o muy alta. ales controles de temperaturas no son utili%ados normalmente en los separadores, pero pueden ser apropiados en casos especiales. - >l8ulas de (li8io Estas *lulas son normalmente instaladas a la presi#n de dise=o del recipiente. "as *lulas de aliio siren principalmente como una adertencia, y en algunos casos son muy peue=as para manejar la capacidad de 'luido total del separador. $*lulas de aliio de capacidad total pueden ser utili%adas y son particularmente recomendadas cuando no es usado un disco de ruptura en el separador. - )isco de 7uptura &n disco de ruptura es un dispositio ue contiene una membrana de metal delgada ue es dise=ada para romperse cuando la presi#n en el separador e+cede un alor predeterminado. Este es usualmente de .2: a .: eces la presi#n de dise=o del separador. El disco de ruptura es normalmente seleccionado de 'orma tal ue no se rompa asta ue la *lula de aliio no se aya abierto y sea incapa% de preenir la presi#n e+cesia en el separador.
1.* Consideraciones de 0peración " Mantenimiento para 'eparadores de Petróleo " $as Inspección Periódica En re'ineras y plantas de proceso, es pr*ctica normal inspeccionar todos los recipientes y tuberas presuri%ados por corrosi#n y erosi#n. En los campos de petr#leo, generalmente no se sigue esta pr*ctica, y el euipo es reempla%ado despus de la 'alla. Esta poltica puede crear condiciones peligrosas para el personal de operaci#n y euipos adyacentes. 7e recomienda ue la inspecci#n peri#dica sea establecida y seguida para proteger en contra de 'allas indebidas. Instalación de )ispositi8os de Seuridad odos los dispositios de seguridad deben ser instalados tan cerca del recipiente como sea posible y de manera tal ue la 'uer%a de reacci#n de descarga de 'luidos no los destruya, desajuste, o disloue. "a descarga de los dispositios de seguridad no debe poner en peligro al personal u otros euipos. Cabe#ales de Seuridad :)iscos de 7uptura; "a descarga de un cabe%al de seguridad debe estar abierta sin restricci#n. "a lnea de descarga de un dispositio de seguridad debe estar paralela a un separador ertical y perpendicular al ori%ontal, de otra manera el separador puede ser e+pulsado por la 'uer%a de reacci#n de la descarga de 'luidos. !o debe utili%arse una *lula entre el cabe%al de seguridad y el separador debido a ue esta puede ser cerrada inadertidamente. !o se debe permitir ue se acumule agua cerca del disco de ruptura debido a ue puede 'ormar ielo y alterar las caractersticas de ruptura del disco. "a operaci#n de separadores de petr#leo y gas 'uera de los limites de dise=o e instalar discos de ruptura, no se recomienda. "as *lulas de aliio de presi#n pueden corroerse y 'iltrar o puede congelarse en la posici#n cerrada. Estas deben ser reisadas peri#dicamente y reempla%ada sino trabaja en buenas condiciones. "as lneas de descarga, especialmente las *lulas de aliio de condici#n completa, deben estar de 'orma tal ue la 'uer%a de reacci#n de descarga no muea el separador. EAtractores de Beblina Algunos e+tractores de neblina en separadores de gas y petr#leo reuieren un drenaje o conducto descendente de luido desde el e+tractor de neblina asta la secci#n de luido del separador. Este drenaje ser* una 'uente de problema cuando la cada de presi#n a tras del e+tractor de neblina llegue a ser e+cesia. 7i la cada de presi#n del e+tractor de neblina, medida en pulgadas de petr#leo, e+cede la distancia desde el niel de liuido en el separador asta el e+tractor de neblina, el petr#leo 'luir* desde el 'ondo acia arriba a tras del drenaje del e+tractor de neblina y saldr* con el gas. Esta condici#n puede complicarse por un taponamiento parcial del e+tractor de neblina con para'ina u otro material e+tra=o. Esto e+plica porue algunos separadores tienen capacidades de'inidas ue no pueden ser e+cedidas sin un conductor de luido en la salida de gas, y esto tambin e+plica porue las capacidades de algunos separadores pueden ser disminuidas con el uso. En a=os recientes, los separadores de dise=os aan%ado an utili%ado e+tractores de neblina ue no reuieren drenajes o conductos de luidos, estos dise=os eliminan esta 'uente de problemas (er 'igura .). ajas emperaturas "os separadores deben ser operados por encima de la temperatura de 'ormaci#n de idratos. 6e otra manera los idratos pueden 'ormarse dentro del recipiente y taponarlo parcial o completamente, reduciendo la capacidad del separador y, en algunos casos cuando la salida de liuido o gas son taponadas, causando ue la *lula de seguridad se abra o el disco de ruptura se rompa. 7erpentines de apor pueden ser instalados en la secci#n de luido del separador para 'undir los idratos ue puedan 'ormarse all. Esto es especialmente apropiado en separadores de baja presi#n. Fluidos Corrosi8os
&n separador ue maneje 'luidos corrosios debe ser reisado peri#dicamente para determinar cuando se reuerir* un trabajo de reparaci#n. Casos e+tremos de corrosi#n pueden reuerir una reducci#n de la presi#n de trabajo del recipiente. 7e recomienda reali%ar prueba idrost*tica peri#dicamente, especialmente si los 'luidos ue est*n siendo manejados son corrosios. nodos pueden ser utili%ados en los separadores para proteger contra la corrosi#n electroltica. Algunos operadores determinan el espesor de la pared y del cabe%al con indicadores de espesor ultras#nicos y calculan la m*+ima presi#n de trabajo permisible del espesor de metal restante. Esto debera acerse anualmente costa a'uera y cada 2 a G a=os en tierra 'irme. Parafina &n separador ue maneje petr#leo de base para'nica necesitara ser limpiado con apor peri#dicamente para preenir el taponamiento y como resultado la reducci#n de la capacidad. Esta reducci#n en capacidad 'recuentemente resulta en el transporte de luido en el gas o descarga de gas e+cesio con el luido. +peración de (lta Capacidad Cuando los separadores est*n operando cerca o a su m*+ima capacidad, deberan ser reisados cuidadosamente y peri#dicamente para terminar cuando esta siendo lleado a cabo una separaci#n aceptable. Caras de Cisores de Medición "os gri'os y isores de medici#n deberan mantenerse limpios de tal manera ue el niel de luido obserado en el isor indiue siempre el erdadero niel de luido en el separador. 7e recomienda la limpie%a peri#dica con solente. "impie#a de 7ecipientes 7e recomienda ue todos los recipientes separadores estn euipados con accesos, boca de isita, y9o cone+iones de desage de tal 'orma ue los recipientes sean limpiados peri#dicamente. Calentadores. QJ,4R 7e de'ine como un euipo donde se genera calor ue se obtiene de la combusti#n de combustibles, generalmente luidos o gaseosos, con el o+geno del aire1 usualmente se suministra aire en e+ceso. En ellos los gases ue resultan de la combusti#n ocupan la mayor parte del olumen de calentamiento. Este contiene arias c*maras 'ormadas por una serie de tuberas con serpentines y por cuyo interior circula el 'luido ue se desea calentar con el calor ue genera la combusti#n. Por el interior de la caja circula el 'uego generado por los uemadores, el cual es transmitido al crudo ue la rodea. 6urante este proceso el crudo alcan%a una temperatura de 1-0 F apro+imadamente. Este proceso se reali%a en dos o tres etapas. "uego el crudo con el agua caliente es despla%ado asta el tanue de laado. Au tambin el gas ue se suministra por la parte superior del calentador impulsa a la me%cla asta el tanue de laado. Este proceso se ace con la 'inalidad de 'acilitar la e+tracci#n del agua contenida en el petr#leo. "as 'unciones del calentador son0 . Calentar la emulsi#n asta el punto reuerido para conseguir la '*cil separaci#n de petr#leo y el agua. 2. Eliminar la mayor parte del gas de la emulsi#n. . 7eparar cantidades apreciables de agua libre, si se encuentran "os instrumentos ue controlan el proceso de calentamiento del petr#leo se resumen en la siguiente tabla0
IBS7MEB+
FBCI9B
>l8ula @rmica
1.- anues 1.8.1.1 an/ues de "a8ado. QR
7on auellos euipos mec*nicos (recipientes), sometidos a una presi#n cercana a la atmos'rica ue reciben un 'luido multi'*sico y son utili%ados en la industria petrolera para completar el proceso de desidrataci#n de crudo din*micamente, es decir, en 'orma continua1 para la separaci#n del agua del crudo. Por lo general, antes de entrar a un tanue de laado, las emulsiones son sometidas a un proceso de separaci#n gas-luido en separadores conencionales. 6urante este proceso se libera la mayor parte del gas en soluci#n. Esto permite ue la cantidad de gas ue se libera en un tanue de laado sea relatiamente peue=a. El agua contenida en el crudo se puede separar en el tanue de laado mediante graedad. 7in embargo, cuando el agua y el crudo 'orman emulsiones, es necesario comen%ar su tratamiento antes de ue ingresen al tanue de laado. Esto se ace generalmente mediante el uso de calor y9o umica demulsi'icante. &no de los par*metros m*s importantes en el an*lisis de un tanue de laado, es el tiempo de retenci#n. Este se de'ine como el tiempo ue debe pasar la emulsi#n en el tanue, para ue el petr#leo y el agua se separen adecuadamente. &sualmente se reuiere ue el petr#leo a su salida del tanue de laado posea un promedio de agua igual o in'erior a ;. "os tiempos de retenci#n aran entre G y H oras. En pruebas pilotos se a demostrado ue la emulsi#n se canali%a en el tanue si e+iste una ruta directa entre su entrada y su salida. Cuando esto ocurre, la emulsi#n no pasa por ciertas regiones del tanue denominadas %onas muertas. En tanues de di*metros apreciables, a/n con problemas de canali%aci#n, es posible obtener los tiempos de retenci#n reueridos para una desidrataci#n adecuada. !o obstante, para tanues de di*metros menores es necesario construir, en el interior del tanue, sistemas de'lectores para solucionar el problema de la canali%aci#n. 6e esta 'orma se obtienen las mejoras en los tiempos de retenci#n de asentamiento para ue el grado de desidrataci#n sea el reuerido. (Fig. .2).
Fig. 1.12. 4anque de 5avado
1.-.1.1.1 Funcionamiento de un anue de aado "a me%cla de petr#leo y agua entra por la parte superior, luego se ace circular por medio de canales con'ormados por ba'les, lo ue permite ue el agua contenida en el petr#leo (este 'en#meno es conocido como coalescencia) y por di'erencia de densidades el agua se deposita en la parte baja del tanue permitiendo ue el petr#leo alcance el niel m*s alto y rebose asta el tanue de almacenamiento de crudo 6e esta manera, el petr#leo ue sale del tanue de laado generalmente cumple con las especi'icaciones e+igidas para ser transportado por oleoductos. 7in embargo, este petr#leo pasa primeramente a los tanues de almacenamiento antes de entrar a los oleoductos. 6e esta 'orma se logra mejorar a/n m*s el proceso de desidrataci#n, ya ue parte de la 'racci#n de agua ue todaa permanece en el crudo, se asienta en el 'ondo del tanue de almacenamiento. 1.-.1.1.2 Partes de un anue de aado Con generalidad, un tanue de laado est* constituido de las partes siguientes0 el cuerpo del tanue, los sistemas de'lectores, la lnea de alimentaci#n, el tubo conductor o separador, el sistema de descarga de petr#leo, el sistema de descarga de agua y los sistemas de control, medici#n, entilaci#n, remoci#n de sedimentos y purga. 6 El cuerpo del tan/ue Es la parte principal de un tanue de laado, ya ue en su interior se reali%a el proceso de desidrataci#n. "os 'luidos se agrupan en tres %onas0 (er 'ig. .) - "a superior 'ormada por petr#leo desidratado. - "a media constituida por emulsiones. - "a in'erior ue contiene agua de laado. Es importante destacar ue estas capas no poseen linderos de'inidos, sino ue sus lmites se me%clan entre s. En algunos casos es deseable aislar trmicamente el tanue y la cimenea e+terior. Por lo tanto, es recomendable ealuar esta opci#n.
Fig. 1.16. Esquema de las tres zonas de un tanque de 5avado
6 "os sistemas deflectores En mucos casos se ace necesario incrementar el tiempo de residencia de la emulsi#n de un tanue de laado. Esto se puede lograr aumentando el di*metro del tanue. 7in embargo, consideraciones econ#micas pueden descartar esta alternatia. Por lo tanto, otra alternatia consiste en colocar dentro deS tanue sistemas de'lectores. Estos acen posible ue el 'luido, en el interior deS tanue, entre en
contacto con un n/mero mayor de %onas y ue se mejore la separaci#n crudo-agua, a/n sin incrementar el tiempo de residencia. "os sistemas de'lectores usualmente est*n constituidos por0 placas, tabiues y cilindros internos. Algunas eces, estos sistemas poseen una serie de agujeros o per'oraciones. "a distribuci#n de los de'lectores en los tanues se reali%a usando di'erentes patrones de distribuci#n. "as principales 'unciones de los de'lectores son las siguientes0 - Eitar la canali%aci#n de la emulsi#n y, por lo tanto, mejorar la separaci#n crudoagua. - inimi%ar los problemas de turbulencia. - Orientar el sendero #ptimo ue deben seguir los 'luidos dentro deS tanue. -
Fi. 1.14. Es/uema de un an/ue de "a8ado. 6 Sistema de descara de petróleo Este sistema est* integrado por un enase recolector de petr#leo limpio y una lnea de descarga ue llea dico petr#leo a los tanues de almacenamiento. ($er 'ig. .:. y .H.) 6 En8ase recolector de petróleo Est* colocado cerca de la super'icie libre del tanue de laado. El llenado del enase recolector se reali%a mediante el rebosamiento de petr#leo limpio acia su interior. Esta operaci#n permite incrementar el tiempo de residencia, ya ue el petr#leo debe subir asta la super'icie libre o a pocas pulgadas de ella, antes de ser descargado al tanue de laado. Lgualmente, con el 'in de disminuir los e'ectos de canali%aci#n, el enase recolector debe colocarse lo m*s alejado posible de la entrada de la alimentaci#n al tanue.
Fi. 1.1!. Es/uema de la trampa recolectora de petróleo
Fi. 1.1&.an/ue de "a8ado. 1.8.1.2 an/ues de Prueba QJR
7on recipientes cilndricos cuya capacidad puede ariar de acuerdo al olumen de producci#n de cada estaci#n. "a emulsi#n agua-petr#leo es separada mec*nicamente al ser tratada. El proceso consiste en el asentamiento de los 'luidos por graedad (proceso de decantaci#n), en irtud de sus di'erentes densidades. El agua por ser m*s pesada ue el petr#leo, se asienta en el 'ondo del tanue. 1.8.1.3 an/ues de (lmacenamiento 10115 7on dep#sitos cilndricos ue tienen la 'inalidad de recibir el producto de los tanues de laado y de esta manera albergar el crudo ue ser* bombeado al Patio de anues Principal, cumpliendo con las especi'icaciones de calidad (; Ay7), sin embargo de no ser as, ser* deuelto a los calentadores. "os tanues son recipientes generalmente met*licos capaces de almacenar 'luidos e'icientemente. El dise=o y la construcci#n de estos tanues dependen de las caractersticas 'sico-umicas de los luidos por almacenar. En la industria del petr#leo los tanues para almacenar idrocarburos luidos se clasi'ican de la siguiente manera0 a) Por su construcci#n, en empernados, remacados y soldados. b) Por su 'orma, en cilndricos y es'ricos. c) Por su 'unci#n, en teco 'ijo y en teco 'lotante "os tanues es'ricos son utili%ados para almacenar productos ligeros como gasolina, propano, etc. 7u 'orma permite soportar presiones mayores de 2: psig. "os dem*s tipos de tanues se utili%an para almacenar petr#leo crudo, a presiones cercanas a la atmos'rica. "os tanues cilndricos, soldados y de teco 'lotante se encuentran estandari%ados en la industria del petr#leo. 1.-.1.3.1 +%56E' E EC70 FI80 El teco de este tipo de tanues est* soldado al cuerpo, siendo su altura siempre constante. "a 'orma del teco es c#nica, teniendo instalado *lulas de enteo tipo P$ ue act/an a presi#n y a aco (2-G on%as9pulg2 de presi#n o aco). "as prdidas de crudo por eaporaci#n en estos tipos de tanues son altas debido al espacio aco ue e+iste entre el teco y el niel de luido, ue ara con'orme cambia este niel. 1.-.1.3.2 +%56E' E EC70 F0+%E E9E:%0 "os tanues de teco 'lotante e+terno poseen un teco m#il ue 'lota encima del producto almacenado. El teco 'lotante consiste de una cubierta, accesorios y un sistema de sello de aro. "a cubierta 'lotante generalmente son de acero soldado y de dos tipos0 pont#n o doble cubierta. "os tecos de tanues 'lotantes permiten reducir en 'orma signi'icatia las prdidas de los ol*tiles de los luidos ue se almacenan. Con esto se logra reducir los costos de producci#n, la contaminaci#n ambiental y los riesgos de incendios.
El secreto de estos tipos de teco, radica en la eliminaci#n del espacio de apor sobre el luido ue presentan los tanues de teco 'ijo. "a construcci#n de estos tipos de tanues se inici# poco despus de la Primera Buerra undial, por el a=o J2. Actualmente, se a estandari%ado el uso de estos tanues. 1.*.1.3.2.1 EC?+ F"+(BE IP+ P+B9B Estos tanues tienen un pont#n anular alrededor del borde y una plata'orma de espesor simple en el centro. "a super'icie superior del pont#n tiene inclinaci#n acia el centro, para 'acilitar el drenaje del agua de lluia, mientras ue la super'icie in'erior tiene un ascenso acia el centro, para permitir la acumulaci#n de los apores. El tama=o del pont#n, depende de las dimensiones del tanue y de los reuerimientos de 'lotaci#n ue se tiene. Adem*s de la 'lotabilidad, los pontones acen un aislamiento ue eita la acci#n directa de los rayos solares sobre la super'icie del luido en el espacio anular. "a plata'orma de espesor simple, deja un espacio libre con la super'icie del luido para acumular los apores ue se 'orman. Estos apores 'orman un colc#n aislante ue se lic/an cuando la temperatura decrece. "os apores condensados entran a la 'ase luida. Estos tipos de tanues son apropiados para almacenar idrocarburos con presi#n de apor asta de 2 lppca durante temporadas de erano1 durante el inierno, pueden manejar idrocarburos con presi#n de apor a/n m*s altos. As mismo, estos tanues tienen 'acilidades para manejar lluias asta de 2:G mm en 2G oras. "os pontones est*n seccionados de tal modo ue el teco no se undira si se produjera una rotura en la plata'orma central o en otro de los pontones. Estos tecos permiten una e+celente protecci#n contra incendios, as como contra la corrosi#n. 1.*.1.3.2.2 EC?+ F"+(BE )E )+"E P"((F+7M( Estos tipos de tanues tienen dos plata'ormas completas ue 'lotan sobre la super'icie del luido. Aunue estos dise=os de tanues 'ueron los primeros en construirse, recin en a mediados de JG4 se empe%aron a construir en tanues de alta capacidad. "a plata'orma superior presenta una inclinaci#n acia el centro del tanue con el 'in de permitir el drenaje de las aguas de lluias acia el sistema primario y al de emergencia ue dispone el tanue. Este tipo de teco, es el m*s e'iciente de los di'erentes tipos de teco 'lotante ue e+isten en el mercado, debido esencialmente a ue entre ambas plata'ormas e+iste un espacio lleno de aire ue produce un aislamiento e'ectio entre la super'icie total del luido y el teco, lo ue permite almacenar luidos de alta olatilidad. "a plata'orma superior, ue obiamente se encuentra sobre la super'icie del luido, impide ue el contenido del tanue llegue al teco del mismo bajo ninguna circunstancia. El sistema de drenaje de aguas de lluias ue poseen estos tanues, permiten manejar asta 2:G mm de lluias en 2G oras. SE""+S El espacio peri'rico ue e+iste entre el anillo del teco 'lotante y la pared del tanue, debe estar ermticamente cerrado por un sello. 7i no 'uera as, las entajas ue o'recen los tecos 'lotantes se eran seriamente a'ectadas, acindolo ulnerable a prdidas por eaporaci#n innecesarias y a riesgos de incendios. "a estructura de las paredes de los tanues durante su operaci#n de almacenamiento y bombeo de crudo, su're normalmente ariaciones ue en algunos casos llegan a aumentar o disminuir el di*metro, en la parte superior, entre I y 4 pulgadas. Esta situaci#n obliga a ue los sellos sean dise=ados considerando estos cambios de dimensiones, ue depender* esencialmente del tama=o del tanue. "os sellos tipo Anillos et*licos, son los de mayor uso a niel mundial en los tanues de teco 'lotante. Estos sellos est*n 'ormados por un anillo de acero galani%ado, cuya parte in'erior permanece sumergido por debajo del niel de luido. &na continua cubierta de goma sinttica a prueba de intemperie, se utili%a para cerrar el espacio entre el anillo de la secci#n sellante y el anillo del teco 'lotante. El borde in'erior de esta goma est* empernado al borde del teco 'lotante. El borde superior de la goma est* 'ijado al tope del anillo met*lico del sello. Fig. 2-A. El anillo sellante est* soportado y sujeto 'irmemente, pero en 'orma suae, contra la pared del tanue, por un soporte colgante ue mantiene una presi#n radial uni'orme. Esta ligera presi#n minimi%a la acci#n abrasia del anillo sellante contra la pared del tanue. El soporte colgante (pantagrap anger) mantiene centrado el teco en el tanue. 7i por alguna causa el teco trata de salirse del centro, la presi#n del soporte colgante se incrementa en el lado donde se recuesta el teco, corrigiendo en 'orma autom*tica la desiaci#n. El soporte colgante es capa% de corregir desiaciones en m*s o menos cinco pulgadas de las dimensiones nominales. Entre los ellos tipo anillo met*lico, se conocen los modelos 7<-, 7<-, 7<-: y el 7<-3. 1.-.1.3.3 +%56E' E EC70 F0+%E I%E:%0
Estos tipos de tanues presentan la particularidad, normalmente de disponer un teco 'ijo y otro interno 'lotante. Beneralmente se instala en tanues cuyo teco 'ijo se encuentra deteriorado o en los casos de reuerirse por la necesidad de almacenar productos m*s ol*tiles. "as prdidas por eaporaci#n en estos tanues son a/n menores ue las ue se producen en los tanues de teco 'lotante e+terno. 1.*.1.4 Medida )el Contenido )e "os an/ues A continuaci#n, se describen los mtodos ue abr*n de utili%arse para medir el contenido de los tanues, siendo utili%adas para llenar la 'orma0 CE<LFLCA6O 6E E6L6A7 6E A!T&E7, o la 'orma0 7>LPU7 &""ABE
Pasta detectora de gasolina0 es una pasta ue cambia de color al contacto de la gasolina u otro destilado transparente del petr#leo. Cubriendo una parte de la cinta con ella y bajando esta porci#n cubierta dentro del producto a medir, se encuentra la medida e +acta. ?oca de a'oro0 apertura a tras de la cual se acen mediciones. iene una tapa con bisagras ue deber* ser cerrada e+cepto durante la operaci#n de a'orar. ubo de edidas0 es un tubo per'orado ue se e+tiende desde el 'ondo del tanue, al cual se le solda asta la boca de a'oro dentro de la cual no est* pegado. El tubo tendr* un di*metro de G y ser* eco de acero salo las G del e+tremo superior ue ser* 'abricado de bronce o cobre, o de otro material sin cispas. El borde superior del tubo deber* ser niel para ue todas las partes del borde se encuentren euidistantes de auella parte del 'ondo del tanue a la cual se le solda el tubo. As, el borde superior se conierte en el punto de re'erencia del tanue. El prop#sito del tubo es permitir la medida del niel de luido en el tanue sin la inter'erencia de espuma o de ondas. 1.-.1.4.3 P:0CEIMIE%0 1.*.1.4.3.1 M@todo de Medición )irectaD Este mtodo debe usarse para el a'oro de tanues de teco 'lotante y para la medici#n de los residuos en los tanues de un buue antes de la carga y despus de la descarga. Este mtodo puede tambin usarse para determinar la altura del agua de 'ondo en cualuier tipo de tanue o compartimento de tanue, siempre y cuando los residuos sean lo su'icientemente 'luidos para permitir el paso de la plomada asta el 'ondo del tanue o asta la placa de niel cero. ?aje la cinta y su plomada dentro del luido, manteniendo siempre en contacto con el borde de la boca de a'oro la cara lisa de la cinta (sin graduaciones), asta ue la plomada se encuentre a corta distancia del 'ondo. "uego baje lentamente la cinta asta ue la plomada apenas toue el piso. 7aue la cinta y lea la cantidad de cinta mojada con apro+imaci#n de 9I. Asiente esta lectura en la oja de control, usando la lnea !iel de "uido, bajo V. edida. +$6+ ? 'EIME%0 I@:E'A 1.*.1.4.4.1 7a#ones para medir el aua de fondoD ) Para corregir la cantidad de producto medido en el tanue, a 'in de compensar el cambio de capacidad del tanue ue resulta de la 'le+i#n de las l*minas del 'ondo. Esta 'le+i#n puede ocurrir cuando el tanue est* situado sobre tierra esponjosa. En estos casos debe mantenerse en el tanue una cantidad de agua su'iciente para cubrir el 'ondo y subir algunas pulgadas en las paredes. 2) Para corregir la cantidad de producto medido en el tanue, a 'in de compensar el cambio de olumen del agua de 'ondo como consecuencia de0 a) Agua precipitada del crudo o re'inado durante los moimientos o entre ellos. b) Escape sin control del agua por las paredes o en el 'ondo durante los moimientos, o entre ellos o la remoci#n intencional de agua por medios mec*nicos o manuales. 1.*.1.4.4.2 Cuando medir el aua de fondoD
El agua de 'ondo debe medirse a diario como un procedimiento de rutina, en todos los moimientos ue implican 'iscali%aci#n, enta o compra de crudo y productos re'inados cuando0 7e sepa o se sospeca ue ay aguas en el 'ondo del tanue. 7e mantenga un colc#n de agua por las ra%ones enumeradas en el par*gra'o .., a/n cuando el uso de la pasta detectora de agua no sea satis'actorio y debe recurrirse al uso. @ombas. Q2R El bombeo puede de'inirse como la adici#n de energa a un 'luido para moerse de un punto a otro. &na bomba es un trans'ormador de energa.
"a capacidad de la bomba ara con el n/mero de mbolos o pistones y pueden clasi'icarse en simple+, d/ple+, triple+, etc. "a bomba se dise=a para una elocidad, presi#n, capacidad y potencia espec'icas. "a bomba puede aplicarse a condiciones de potencia menores ue las del punto espec'ico de dise=o, pero con sacri'icio de la condici#n m*s econ#mica de operaci#n. ipo 7otatorias de ornillo. "as bombas rotatias de tornillo son unidades de despla%amiento positio, en el cual el 'lujo a tras de los elementos de bombeo es erdaderamente a+ial en lugar de lan%ar el luido como en una bomba centr'uga este tipo de bomba lo atrapa, lo empuja contra la caja 'ija en 'orma muy similar a como lo ace el pist#n de una bomba reciprocante, pero a di'erencia de esta /ltima, la bomba rotatoria de tornillo descarga un 'lujo continuo. Aunue generalmente se le considera como bombas para luidos iscosos, pueden manejar casi cualuier luido ue este libre de s#lidos abrasios. 6ebido a la baja inercia relatia de sus partes en rotaci#n, las bombas de tornillo son capaces de operar a mayores elocidades ue otras bombas rotatorias o alternatias de despla%amiento comparable. "as bombas de tornillo como otras bombas rotatorias de despla%amiento positio tienen unas caractersticas de 'lujo ue es esencialmente independiente de la presi#n. Estas bombas se clasi'ican de acuerdo al n/mero de tornillo ue presenten en su dise=o o con'iguraci#n. Estos pueden ser simples o m/ltiples. "as bombas de tornillos m/ltiples se encuentran en una gran ariedad de con'iguraciones y dise=os. odas emplean un rotor conducido engranado con uno o m*s rotores de sellado. El mismo 'lujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo largo del eje de los mismos. Pueden usarse tornillos con roscas opuestas para eliminar el empuje a+ial en la bomba. En el mercado se encuentran dos (2) tipos b*sicos disponibles, la construcci#n del e+tremo simple o doble, de las cuales la /ltima es la m*s conocida, ase 6ebido a ue la bomba de tornillo es un dispositio de despla%amiento positio, entregar* una cantidad de'inida de luido por cada reoluci#n de los rotores. "a capacidad real entregada de cualuier bomba rotatoria especi'ica es a'ectada por0 .- $ariaci#n en la elocidad. 2.- $ariaci#n en las iscosidades. .- $ariaci#n en la presi#n di'erencial. 6ebido a la olgura entre los rotores y su alojamiento, las bajas elocidades y las altas presiones el desli%amiento aumenta, lo ue resulta en una capacidad reducida para una elocidad dada. El impacto de estas caractersticas puede ariar ampliamente para los diersos tipos de bombas. El desli%amiento, sin embargo, no se a'ecta en 'orma medible por los cambios en la elocidad, no obstante, se produce en un peue=o porcentaje de desli%amiento del 'lujo total a elocidades altas. "as bombas de tornillo por s mismas no originan presi#n, simplemente trans'ieren una cantidad de 'luido del lado de entrada al lado de salida. "a presi#n desarrollada en el lado de salida es tan s#lo el resultado de la resistencia al 'lujo en la lnea de descarga. "a caracterstica de la prdida de un tipo y modelo de bomba en particular es uno de los 'actores claes ue determinan la gama aceptable de operaci#n, en general est* bien de'inido por el 'abricante de la bomba. "a iscosidad y la elocidad est*n ntimamente ligadas y no es posible considerar una sin la otra. "a elocidad b*sica ue el 'abricante debe considerar es la elocidad a+ial interna del luido pasando a tras de los rotores. Esa es una 'unci#n del tipo de bomba, dise=o y tama=o. "a elocidad de rotaci#n debe reducirse cuando se manejan luidos de alta iscosidad. "as ra%ones no solo est*n en la di'icultad para llenar los elementos de bombeo, sino tambin las prdidas mec*nicas ue resultan de la acci#n del corte de los rotores en la sustancia ue se maneja. "a reducci#n de estas prdidas es con 'recuencia m*s importante ue las elocidades relatiamente altas, aunue las /ltimas pudieran ser posibles debido a las condiciones de succi#n. "as prdidas internas de potencia son de dos tipos0 mec*nicas y iscosas. "as prdidas mec*nicas incluyen toda la potencia necesaria para encer el arrastre de la 'ricci#n mec*nica de todas las partes en moimiento dentro de la bomba, incluyendo los rotores, cojinetes, engranes, sellos mec*nicos, etc. "as prdidas por iscosidad incluyen toda la prdida de potencia originada por los e'ectos de arrastre del 'luido iscoso contra todas las partes dentro de la bomba, as como de la acci#n de corte del mismo 'luido. Es probable ue la prdida mec*nica sea el mayor componente cuando se opera a bajas iscosidades, mientras ue las prdidas por iscosidad son mayores en condiciones de alta iscosidad. En general, las prdidas para un tipo y tama=o de bomba dada, aran con la iscosidad y la elocidad de rotaci#n, pueden o no ser a'ectadas por la presi#n, dependiendo del tipo y modelo de bomba bajo consideraci#n. Estas prdidas, sin embargo, deben estar siempre basadas en la m*+ima iscosidad ue debe manejarse, puesto ue ser*n las m*s altas en este punto. 1.*.1.! ombas de In$ección de /u%mica iene la 'unci#n de preenir la 'ormaci#n y 9o eliminar la espuma. Este euipo est* constituido por un recipiente ue contiene una me%cla de silic#n y gasoil, una bomba con su respectio contador acoplado al
recipiente, la cual inyecta esa me%cla en un sitio preiamente determinado como el m*s adecuado para inyectar y contrarrestar 'ormaci#n de espuma en los tanues de la estaci#n. El sitio de inyecci#n de la umica ara de una instalaci#n a otra, dependiendo de las caractersticas de los crudos. En algunos casos, la inyecci#n se ace en el m/ltiple de producci#n, en otros, antes o despus de los separadores de producci#n y en otros en las tuberas de entrada de los 'luidos a los tanues de almacenamiento temporal. "a bomba de inyecci#n de substancias umicas inyecta los reactios umicos al sistema a una ra%#n predeterminada ue debe ser proporcional a la producci#n del po%o. "as pruebas en 'rascos indican la cantidad reuerida para el tratamiento adecuado de una determinada cantidad de emulsi#n de petr#leo crudo, por ejemplo, cien barriles. &na e% ue esta ra%#n entre el compuesto y la emulsi#n se a determinado, es el deber del empleado ajustar la bomba inyectora para agregar la cantidad necesaria. "a mayora de los dise=os del euipo de producci#n especi'ican la inyecci#n de compuestos umicos en el cabe%al del po%o, o corriente arriba del separador. Por supuesto, la presi#n a esos puntos de la tubera es mas alta ue la de la atm#s'era. Por lo tanto, la mayora de las bombas de inyecci#n de substancias umicas se 'abrican para superar las presiones ue com/nmente se encuentran en las lneas de 'lujo de los po%os de petr#leo.
1.B Ejemplo de estación de flujo 6E7C
Fi. !.1. ubo /ltiple. 7eparadores de Producci#n Esta estaci#n tiene dos separadores de producci#n erticales con las siguientes caractersticas y datos0 E6&**D Compa%aD ?"ACX 7L$A""7 Y ?
Fi. !.2. 7eparadores. Calentadores de Crudo En la Estaci#n EEF- se encuentran instalados calentadores de crudo con las siguientes caractersticas0 2 Calentadores de ,: ?&9>r arca H2OIL y National Texaco Calentador de ?&9>r arca National Texaco El calentador de ?&9>r posee dos cajas de 'uego.
Estos euipos trabajan con alimentaci#n del gas proeniente de la etapa de separaci#n, luego de aber pasado por un euipo depurador. &na e% ue abandona esta etapa el crudo posee una temperatura de J4 [F apro+imadamente. En esta estaci#n se reali%ar*n en 'orma centrali%ada todas las operaciones de separaci#n agua - crudo del rea OL"-4.
Fi. !.3. Calentadores. anue de "aado En la Estaci#n OL"-4 se encuentra instalado un tanue de laado de crudo de H.344 barriles de capacidad. "a construcci#n de este tanue es de tipo apernado.
Fi. !.4. anue de "aado. anues de Almacenamiento En la Estaci#n OL"-4 se encuentra instalado tanues de almacenamiento de producci#n de :.444 barriles de capacidad (E-OL"-:444, E-OL"-:44, E-OL"-:44), y un tanue de almacenamiento de prueba de . :44 barriles de capacidad (E-OL"-:44). 6os de estos son de construcci#n de tipo apernado y uno de tipo soldado.
Fi. !.!.anues de Almacenamiento. ?omba de rans'erencia El sistema de bombeo de crudo de la Estaci#n OL"-EF-4 consta de una bomba Bardner - 6ener, con motor de combusti#n interna a gas natural ]auDesa. !o se conocen datos de dise=o de esta bomba. "a presi#n ue reporta un man#metro ubicado a la descarga de la bomba indica un alor de 200 Psi. "a bomba est* ubicada en un galp#n abierto, donde cuenta con instalaciones b*sicas para su 'uncionamiento0 tuberas de suministro de gas natural, y tanues de almacenamiento de agua y aceite.
Fi. !.&.?omba de rans'erencia de Petr#leo. ?ombas de Lnyecci#n de Tumica "a estaci#n cuenta con dos euipos de inyecci#n de umica (Fig. :.3.), una ue se encuentra conectada aguas arriba del separador de producci#n, y otra aguas abajo del mismo, los euipos cuentan con un sistema de inyecci#n por pulsos operados con gas.
Fi. !.'. ?ombas de Lnyecci#n de Tumica.
1.1 escripción de los Procesos Manejo del ,asD Parte del gas ue es producido junto con el petr#leo y separado del mismo por medio de los euipos separadores es utili%ado como combustible para los euipos instalados en la estaci#n OL"-EF-4, tales como las bombas (de pulsaci#n, circulaci#n y trans'erencia), *lulas y calentadores. Otra parte del gas es medido y eniado acia "a Planta Compresora PC-OL"-4, as como tambin es utili%ado para los motores de los ?alancines y ?ombas de Caidad Progresia de los po%os de la %ona. "a estaci#n cuenta con euipos de medici#n del gas del tipo placa ori'icio, instalados aguas abajo del separador de prueba y aguas arriba de la planta compresora. "os euipos instalados en la estaci#n ue se alimentan con el gas proeniente de la etapa de separaci#n cuentan con euipos depuradores de gas. &no de ellos est* instalado aguas arriba de los calentadores en la lnea ue alimenta a estos, y otras aguas arriba de las bombas. El gas ue proiene de los tanues de almacenamiento es enteado acia la atm#s'era, debido a ue es muy poco el olumen ue es emanado en esta etapa. Cualuier eentualidad ue ocurra con cualuiera de los euipos, es decir, cualuier sobrepresi#n u obstrucci#n en las *lulas de control en los mismos, estos cuentan con lneas de deso del gas, ue son dirigidas acia la 'osa, ya ue no se cuenta con euipos uemadores de gas.
"%neas de Manejo de ,as
Medición de ,as
)epurador de ,as Manejo del aua "os ol/menes de agua ue se producen y se separan del crudo durante la etapa de 6esidrataci#n, es decir, ue proienen del tanue de laado son trans'eridos acia los tanues del sistema de la Planta de In$ección de (ua Salada (PLA7). &na e% ue el agua sea almacenada en estos tanues ser* inyectada en una arena bajo especi'icaciones ambientales, ya ue actualmente se descarga acia la 'osa de crudo. "a PLA7 contar* con una bomba d/ple+ alimentada por gas, la cual ser* aduirida por la empresa a mediados de !oiembre.
an/ues de 7ecolección de (ua Salada Manejo del Petróleo El petr#leo recolectado y tratado en la Estaci#n OL"-4, al salir del anue de "aado es dirigido por graedad acia el tanue de Almacenamiento principal, en donde al aber un olumen de crudo euialente al I: ; de su capacidad, ste es circulado acia los otros tanues de almacenamiento de modo tal ue no sea sobrepasada la capacidad del tanue principal. Para reali%ar esto, es utili%ada una bomba de circulaci#n del tipo pist#n y el sistema de lneas de 'lujo ue conectan a todos los tanues. &na e% ue el crudo con las especi'icaciones del porcentaje de Agua y 7edimentos (; Ay7) y es 'iscali%ado por la trans'erencia de custodio (PE
"%neas de Flujo
omba de Circulación de Petróleo Pruebas de po#os "a estaci#n cuenta con un sistema de prueba de po%os con'ormado por un tubo m/ltiple de prueba, un separador y un tanue de tipo apernado, cuya capacidad es de :44 bbls. Adem*s de esto, la lnea posee un medidor de gas y un registrador de presi#n mediante el cual se puede determinar el olumen de gas ue produce un po%o.
Sistema MGltiple6Separador de Prueba oma de Muestras Cuando el crudo sale del tanue de laado es necesario reali%ar las pruebas para la determinaci#n del porcentaje de Agua y 7edimentos (;Ay7) y la Braedad APL, de modo tal ue ste cumpla con las especi'icaciones e+igidas por El Comprador. Para reali%ar estas pruebas se cuenta un punto de toma de muestras ubicado en la lnea de trans'erencia de petr#leo al patio de anues de Almacenamiento desde el anue de "aado.
