05 Mp 2002 v Estaciones Satelite

Manual de Producción – PAE-Argentina 1-V

V - ESTACIONES SATELITE DESCRIPCIÓN GENERAL La función que cumple la estación satélite es la de reunir la producción de un grupo de pozos con el objeto de realizar las siguientes operaciones:

• Separar el gas del petróleo. • Controlar la producción total de la estación.

• Controlar la producción de petróleo, agua y gas de cada pozo.

• Elevar la temperatura del fluido.

• Deshidratar el gas para el consumo o venta.

• Bombear el fluido a las plantas deshidratadoras.

• Cortar y tratar agua para inyectar.

Algunas estaciones no efectúan la totalidad de las operaciones descriptas. En la Fig.1-V se muestra un esquema de una estación satélite tipo en la que se indican los equipos e instalaciones necesarios para efectuar el conjunto de operaciones ya citadas. Como puede verse en dicha figura, el fluido de cada pozo entra al colector (manifold), de allí la producción del conjunto se deriva a un calentador y al separador general donde se produce la separación gas-petróleo, un juego de válvulas (bypass) permite derivar la producción directamente al separador general sin pasar por el calentador. Efectuada la separación del gas, el fluido es bombeado a la planta deshidratadora de petróleo pasando previamente por el segundo calentador y el puente de medición de fluido; un bypass en la entrada del calentador permite cerrar el paso del fluido por éste. Normalmente uno de los calentadores también genera vapor para calefaccionar el fluido, mediante serpentinas instaladas en los separadores de ensayo y tanques. El gas a deshidratar pasa por el radiador, separador de líquidos (scrubber), torre de absorción a glicol (torre de contacto), puente de medición de gas y finalmente ingresa al sistema general de distribución para su consumo o venta. El glicol utilizado en el proceso se lo recupera deshidratándolo en el rectificador de glicol que está próximo a los calentadores. La producción de los pozos a ensayar se la deriva a los calentadores, separadores de ensayo o al tanque de ensayo. Al igual que con la producción general, un bypass en cada línea permite derivar el fluido directamente a los ensayadores. Hay estaciones que cuentan con generadores de vapor exclusivos, para calefaccionar tanques y separadores de ensayo.

Manual de Producción – PAE- Argentina 2-V

Completan las instalaciones de la estación satélite, los tanques de almacenaje y ensayo, dispositivos de control, líneas secundarias de alimentación de gas a la estación y líneas de drenaje de líquidos y venteo de gas. En la actualidad y con motivo de la producción de gas en importantes volúmenes se ha incorporado una Estación Satélite ( Zorro 4 ), que no cuenta con tanques de almacenamiento de petróleo dada su relación de gas alta. El funcionamiento de la misma se circunscribe al procesamiento del gas, que se deriva a la Planta compresora de Zorro, mientras que los líquidos que son separados en el proceso mas los provenientes de la producción natural , por presión, desde el sistema, son conducidos a la planta de petróleo de Zorro 2. Las instalaciones de esta Estación no difieren del resto, salvo en capacidades de volúmenes y presiones acordes a lo que se procesa. Los venteos y escapes de emergencia, son conducidos a un separador de líquidos, que cuenta con la antorcha de venteo correspondiente. A su vez ante la posibilidad de no poder procesar la producción en situaciones de

riesgo, el sistema cuenta con un cierre de emergencia que presuriza hacia atrás el proceso y automáticamente se produce el Shut Down de los pozos involucrados.


Figura I-V


DESCRIPCION Y FUNCIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS E INSTALACIONES 1. COLECTOR (MANIFOLD DE ESTACIÓN): ASA-150 – 300.

Esta instalación cumple las funciones de: reunir la producción de los pozos y derivarla a diferentes lugares de la estación satélite. Normalmente está constituido por tres líneas colectoras: una general y dos de ensayo con sus respectivas conexiones, válvulas de paso y de retención que las conectan a las líneas de los pozos. (Fig. 2-V). Algunas estaciones que reúnen un número mayor de pozos tienen colectores de cuatro líneas (tres de ensayo) lo que les da una flexibilidad mayor en la programación de los ensayos. Las operaciones que podemos realizar con el colector pueden resumirse en las siguientes:

• derivar la producción general al separador general o a los tanques.

• derivar la producción de un pozo o grupo de pozos a los separadores o tanques de ensayo / control.

• derivar la producción de un pozo o grupo de pozos a los tanques.

Figura 2-V


FORMA DE OPERAR EL COLECTOR.

Para derivar un pozo a ensayo se deben operar las válvulas de la forma que se indica: cerrar la válvula correspondiente al pozo que la conecta con la línea colectora general, e inmediatamente abrir en forma lenta la válvula que la conecta a la colectora de ensayos. La operación inversa se realiza de la misma forma, cerrando primero la válvula que la conecta a la colectora de ensayos y abriendo lentamente la válvula de la colectora general. Si se desea ensayar un pozo a tanque o es necesario descargar una línea, en primer término debe asegurarse que no haya alguna válvula abierta a esa línea colectora, luego se abre la válvula a tanque (E1 o E2) y a continuación se procede en la misma forma que para los separadores de ensayo. Si en estos casos además se requiere el uso del calentador, deberá efectuarse tal operación operando directamente el bypass del separador de ensayo o en el caso de pozos con mucho gas hacer pasar previamente la producción por el separador y luego a tanque. Si por alguna razón fuera necesario derivar toda la producción a los tanques se abren las válvulas (E1 y E2), todas las válvulas correspondientes a esa línea colectora y finalmente se cierran todas las válvulas de las restantes líneas colectoras. En todos los casos que se opere el colector se deberá controlar, luego que se ha derivado la producción de un pozo, si todas las válvulas están en correcta posición de apertura o cierre y tener presente que siempre debe permanecer una válvula abierta en cada línea de conexión del colector con la línea del pozo.

CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS.

Los colectores normalmente se los construye con cañería de 4" y 2" de diámetro, y en

sectores de cinco bocas con los extremos de sus líneas colectoras bridadas para su posterior instalación sobre una base de hormigón. Las válvulas de paso son del tipo tapón lubricado de dos vías (un paso), esféricas de paso total y las de retención del tipo a clapeta; todas ahora bridadas.

La presión de trabajo del colector está limitada por la presión de trabajo de las válvulas. Algunas estaciones tienen colectores construidos íntegramente para conexiones del tipo Victaulic y con las líneas de conexión a cada pozo soterradas.

Válvula tapón lubricado. Como se puede observar en la Fig. 3-V es del tipo cónica rotativa de 1/4 de vuelta, el sello se logra por lubricación a presión. Con la válvula en posición cerrada la grasa a través de las canaletas sellantes proporciona el sello entre el cuerpo y el tapón cónico. En ambas posiciones de apertura y cierre la grasa a presión de la cámara sellante eleva el tapón cónico sellando el conjunto de empaquetaduras. La principal causa de pérdidas se debe en la mayoría de los casos a la falta de una lubricación apropiada. Las válvulas deben operar suaves y las juntas deben estar correctamente ajustadas. Si alguna válvula requiere demasiado esfuerzo para operarla se puede aflojar los dos bulones superiores que sujetan la parte móvil al cuerpo y engrasar, cuidando siempre que no se verifiquen pérdidas.


Válvula de Tapón Lubricado

Válvulas esféricas de paso total:

Estas válvulas se caracterizan por la disminución de la perdida de carga a través de su cuerpo de paso total, y fácil maniobrabilidad, ya que actúan solamente con ¼ de vuelta sobre su eje y de esta forma, la posibilidad de error en el manejo de las mismas se disminuye, al tener dos posiciones perfectamente definidas. Estas válvulas pueden ser automatizadas, con actuadores de todas las generaciones (eléctricos, neumáticos, hidráulicos, mecánicos). Existen en el mercado en todas las series, y con conexiones variadas, ( roscadas, soldadas, bridadas,..) no requieren mantenimiento, pero si algún elemento de su composición se deteriorara sus componentes son de fácil recambio. (Fig.4-V y Fig. 4-V-Bis)

Figura 3-V


Válvula Esférica

Figura 4-V


Figura 4-V-Bis


MANTENIMIENTO DEL COLECTOR. Es conveniente conservar en un lugar cubierto (por ejemplo, dentro del separador de test) un esquema que indique el orden de entrada de los pozos, porque en caso de roturas se puede ensuciar todo el conjunto de petróleo y no será posible leer el pozo a que corresponde una determinada línea. Es aconsejable tener bien pintados y limpios los números que identifican los pozos. Un buen programa de lubricación de válvulas es necesario (una vez por año es el óptimo en condiciones normales). Todas las válvulas de la estación deben ser probadas (abriendo y cerrando) una vez por año así se tendrá la seguridad de que funcionarán correctamente en el momento necesario. Una vez cada seis meses se debe controlar la hermeticidad de las válvulas del colector de la siguiente forma: Se descargará el o los separadores de ensayos y se pondrán los contadores de barriles en cero, se controlará el colector para estar seguro de que todas las válvulas que comunican con los separadores de ensayo están perfectamente cerradas y se dejará en esta condición durante 24 horas o bien durante un fin de semana si no se utiliza el separador. Cumplido el lapso previsto, se controlarán nuevamente los contadores, dándonos éstos una cifra indicativa de las pérdidas si las hubiese. Se mantendrá en la carpeta de la estación satélite la planilla adjunta en la que se registrarán los controles de engrase, prueba de funcionamiento y prueba de hermeticidad. MANIFOLDS AUXILIARES. Se instalan frecuentemente en el campo y su objeto es el de evitar el tendido de largas líneas individuales del pozo a la estación. Son ASA-300 (presión de trabajo 720psi) y permiten enviar la producción de varios pozos a través de una sola línea de mayor diámetro (línea general). La otra línea (de ensayo) permite realizar el ensayo individual del pozo con la frecuencia que se estipule.

• Denuncie los Derrames y Aplique los

Procedimientos.


FUNCIONAMIENTO DEL COLECTOR Y VALVULAS

FUNCIONAMIENTO (Todas)

AÑO Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Observaciones:

ESTACION MANTENIMIENTO DE VALVULAS

...................................

ENGRASE 1°Sem 2°Sem 1°Sem 2°Sem 1°Sem 2°Sem 1°Sem 2°Sem 1°Sem 2°Sem

(Todas)

Observaciones:

HERMETICIDAD

(Manifold)

Observaciones:


2. CALENTADORES INDIRECTOS

En nuestra operación utilizamos distintos tipos de calentadores:

• abiertos a la atmósfera De fuego indirecto:

• cerrados a la atmósfera

La característica de los calentadores indirectos es que la transferencia de calor se realiza

del tubo de fuego al agua que llena el calentador y del agua a la serpentina por donde circula el fluido (Fig. 5-V). Como ya se indicó los calentadores indirectos pueden ser del tipo cerrado o abierto a la atmósfera, la diferencia fundamental es que el primero por su diseño permite generar vapor a baja presión. Ambos tipos se fabrican en distintas capacidades y número de serpentinas, pueden tener uno, dos y hasta tres juegos de serpentina. Las dimensiones del cuerpo y capacidades del quemador de los calentadores que utilizamos en nuestra operación son las que se indican:

Figura 5-V


Dimensión del Cuerpo Capacidad Quemador Tipo (pies) BTU/Hora

2.5 x 10 500.000 Abierto 4 x 10 1.000.000 Abierto-Cerrado 6 x 12 2.000.000 Abierto-Cerrado 6 x 22 4.000.000 Abierto-Cerrado 6 x 30 5.000.000 Cerrado Todos ellos tienen revestimiento térmico de lana de vidrio y recubrimiento exterior de chapa de aluminio. Estos calentadores están compuestos básicamente por los siguientes elementos:

• Cámara de agua.

• Tubo de fuego en "U"

• Serpentina.

• Quemador.

• Sistema de alimentación de gas.

• Controles automáticos. En la Fig. 5-V se muestra el esquema de un calentador indirecto con la indicación de sus partes principales: cámara de agua, serpentina, tubo de fuego en forma de "U" y quemador. Los calentadores cerrados tienen dos conexiones adicionales para el circuito de vapor: una brida superior (salida de vapor) y una brida inferior (retorno de condensado). Cuentan además con dos válvulas de seguridad que deben abrir cuando la presión de vapor alcanza el valor de 15 psi (presión de trabajo del cuerpo del calentador). Para el correcto funcionamiento del circuito de vapor, el calentador-generador de vapor se ubica en un nivel inferior respecto de las serpentinas de los tanques. Las líneas de alimentación y retorno tienen revestimiento térmico (lana de vidrio) y recubrimiento de chapa o plástico para evitar la humedad.

QUEMADOR.

Es del tipo inspirador, en éste el flujo de gas induce el aire que necesita para su combustión creando una mezcla combustible, es decir que el gas actúa como fluido motor. El conjunto del quemador (Etchegoyen) (Fig. 6-V) consta de los siguientes elementos: dispositivo regulador de entrada de gas, disco giratorio regulador de aire primario, tubo inspirador (Venturi), boquilla retenedora de llama, cámara de regulación del aire secundario y dispositivo de llama piloto.


Algunos quemadores (Armexas, Felta) tienen además un conjunto arrestallamas en la cámara de aire secundario cuya función es la de impedir la salida de elementos ígneos al exterior, tales como chispas, o retroceso de llama.(Fig. 6-V bis). Para lograr una combustión eficiente es importante controlar el porcentaje de oxigeno existente en los gases de la chimenea del calentador. En la práctica se trabaja con algún exceso de aire sobre el teórico necesario para asegurar que no quede combustible sin quemar. La presencia de óxido de carbono en los gases, indica que el carbono al no quemarse totalmente, no forma anhídrido carbónico sino óxido de carbono, liberando así solamente una parte de calor. Naturalmente con mayor exceso de aire el óxido de carbono desaparece y tendremos: oxígeno y anhídrido carbónico en los gases de la chimenea, no obstante el exceso de aire debe ser controlado ya que si su valor porcentual es elevado disminuye el rendimiento. En efecto, el exceso de aire que ingresa al tubo de fuego absorbe calor y aunque ceda parte de él en su recorrido por el mismo, finalmente llevará a la chimenea una parte del calor que contiene disminuyendo el rendimiento de la instalación. Todos los quemadores llevan instalación remota de encendido, y los de nueva generación, sistema de termocupla protectora de encendido, si la llama se apagara por algún motivo. En la práctica, al encender el calentador deberá asegurarse que la llama tenga una tonalidad azulada, levemente amarilla en el frente. Si la llama es amarillenta debe aumentarse el suministro de aire y en todo caso regular la entrada de gas al quemador hasta lograr la relación adecuada. Dicha regulación deberá ajustarse posteriormente de acuerdo al porcentaje de oxígeno existente en los gases de la chimenea; el valor práctico del porcentaje de oxígeno para una combustión eficiente del gas natural debe ser de 1 % a 2 %.

Figura 6-V


Figura 6-V-Bis


ANALIZADOR DE GASES DE COMBUSTION Se dispone en cada distrito del Yacimiento de un equipo F.E.M. (Fuel Efficiency Monitor) que permite medir temperatura y oxígeno contenidos en los gases de combustión que salen por la chimenea del calentador cuya eficiencia se desea verificar. El objeto es optimizar estos valores regulando adecuadamente la llama del quemador. Es de sencillo uso y su calibración puede realizarse verificando valores de temperatura ambiente y porcentaje de oxígeno en el aire (20.9 %). SISTEMA DE ALIMENTACION DE GAS Las Figuras 7-V, 8-V y 8a-V muestran los circuitos de alimentación de gas para los dos tipos de calentadores indirectos. Como puede verse difieren en algunos elementos de control. El calentador abierto cuenta con una válvula termorreguladora y tienen además un control de nivel de agua, el calentador-generador de vapor tiene dos elementos de control: nivel de agua y presión de generación de vapor. En los dos tipos de calentadores la instalación hasta la válvula reguladora de presión tipo 630 y la alimentación de gas del piloto es idéntica: el gas pasa por la válvula manual de entrada, separador de líquidos, luego se precalienta para aumentar el rendimiento de la combustión (un tramo de la cañería de 3/4" pasa por la cámara de agua), circula por el filtro en "Y" y por la válvula reguladora de presión tipo 630. La alimentación de gas para el piloto es construida con cañería de 1/4" y tiene una válvula reguladora de presión tipo Y-200. A partir de esta instalación común a ambos, en el "calentador abierto" el paso de gas se controla con una válvula termorreguladora que interrumpe el flujo de gas cuando la temperatura del agua llega a un valor prefijado. En el calentador cerrado el gas se controla con: el dispositivo de nivel CMAQ 401 que actúa (mandando gas) a la válvula tipo DSG-7501, y además con otra válvula tipo DXSG-7501 que actúa por presión del vapor. La alimentación de gas para el dispositivo de nivel CMAQ-401 lo efectúa una válvula reductora de presión y filtro tipo 67-FR. Finalmente la instalación de la línea de gas al quemador y piloto se completan con las respectivas válvulas manuales y manómetros.


Figura 7-V


Figura 8-V

Figura 8-a-V


DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE REGULACIÓN Y CONTROL AUTOMÁTICO VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN TIPO 630. La función de esta válvula es mantener constante el valor de presión del gas requerido por el quemador (rango de presión: 3-40 psi). Sus componentes básicos son (Fig. 9-V):

• Cuerpo (tres secciones).

• Tornillo y resorte regulador.

• Diafragma.

• Brazo de accionamiento.

• Conjunto orificio-placa.

Figura 9-V

Válvula Reguladora de Presión Tipo 630


Funcionamiento: La regulación de esta válvula se efectúa girando el tornillo que al actuar sobre el resorte modifica la posición del diafragma y del brazo de accionamiento. De esta manera la placa se aproxima o se aleja del orificio según sea el sentido de giro que se aplique al tornillo. Si ajustamos el tornillo, la placa se aleja del orificio (menor restricción al flujo) y la presión de gas aguas abajo aumenta. Si por el contrario desenroscamos el tornillo, la presión del resorte sobre el diafragma es menor, la placa se aproxima al orificio (mayor restricción al flujo) y la presión del gas en la salida disminuye. Si luego de efectuada la regulación la presión a la salida tiende a aumentar (menor consumo, por ejemplo) el gas ejerce mayor presión sobre el diafragma desplazándolo hacia la derecha. La placa se aproxima al orificio aumentando la restricción, de esta forma disminuye el flujo de gas y la presión en la salida se estabiliza. Si la presión tiende a bajar, la presión en la cámara también disminuye y el resorte desplaza el diafragma hacia la izquierda. De este modo la palanca móvil aleja la placa del orificio recuperándose la presión en la salida. Todos los movimientos descriptos son instantáneos de manera que la presión de gas regulado se mantiene prácticamente constante.

VÁLVULA TERMORREGULADORA. Como hemos dicho, esta válvula interrumpe el flujo de gas al quemador cuando el agua alcanza la temperatura normal de funcionamiento (Fig.10-V). A continuación se indican sus componentes básicos:

• Cuerpo de válvula de simple

asiento.

• Conjunto:

• barra de accionamiento

y vastago.

• Resorte-regulador y

Tuerca de regulación.

• Fuelle.

• Bulbo y tubo capilar.

Figura 10-V

Válvula Reguladora


Funcionamiento: El sistema térmico constituido por el bulbo, tubo capilar y fuelle están llenos con un fluido (fluido térmico distinto, según el rango de la válvula), el que al producirse un aumento de la temperatura del bulbo se evapora parcialmente. La presión del vapor así generado impulsa el líquido a través del capilar hacia el fuelle, el que debe vencer el resorte regulador para producir el movimiento del obturador de la válvula. De esta forma restringe o cierra el paso de gas al quemador. En el enfriamiento el proceso es inverso; al caer la presión en el bulbo el resorte comprime al fuelle y obliga al fluido térmico a retornar al mismo. De esta manera la válvula se abre dejando pasar el gas al quemador. Con el aumento o disminución de la tensión del resorte también se aumenta o disminuye la temperatura de ajuste. Esto se realiza mediante la tuerca de regulación; si queremos aumentar la temperatura del calentador enroscamos la tuerca con lo que comprimimos el resorte y fuelle; para disminuir la temperatura operamos en forma inversa. DISPOSITIVO CONTROL DE NIVEL CMAQ / F 401. Este dispositivo (Fig.11-V) detecta el nivel de agua y deja pasar gas a presión a la válvula DSG-7501 la que a su vez actúa sobre la alimentación de gas al quemador. El dispositivo CMAQ / F -401 recibe gas del sistema cuya presión regula una válvula tipo 67 FR. Sus componentes básicos son:

• Cuerpo.

• Flotante y mecanismo de Movimiento.

• Rueda dentada y topes.

• Microválvula de tres vías.


Control de Nivel

Figura 11-V


Funcionamiento: Si el nivel de agua en el calentador es normal, el mecanismo mantiene el brazo de la microválvula hacia abajo. En esta posición el gas que ingresa a la microválvula actúa sobre el diafragma de la válvula DSG-7501 manteniéndola abierta. Cuando el nivel desciende, el mecanismo desplaza el brazo de la microválvula hacia arriba, en esta posición se cierra la alimentación de gas y se ventea el gas que mantenía abierta la válvula DSG-7501 cortando el flujo de gas al quemador. Para regular el control de nivel se deben aflojar las tuercas de los topes y girar los tornillos que accionan el movimiento de dichos topes.

VÁLVULA DSG -7501. Esta válvula es del tipo

operada a diafragma y de acción normalmente cerrada, es decir que al dejar de actuar el gas en la cámara de presión la tensión del resorte mantiene al obturador contra el asiento.

(Fig.12-V). Sus componentes básicos

son:

• Cuerpo de válvula de

Simple asiento.

• Tornillo y resorte

Regulador.

• Diafragma.

• Vástago, obturador.

Funcionamiento: Cuando el nivel de agua en el calentador es normal, el control CMAQ / F -401 manda gas a la cámara de presión de la válvula desplazando hacia arriba al obturador. La válvula permanece abierta y el gas circula normalmente al quemador. Si el nivel desciende el control de nivel actúa sobre la válvula de tres vías liberando el gas de la cámara de presión de la válvula DSG-7501 que cierra por la acción del resorte.

Figura 12-V

Válvula DSG-7501


VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN TIPO 67-FR.

(FIG. 13-V) Está compuesta por:

• Cuerpo (tres secciones).

• Elemento filtrante.

• Conjunto orificio-obturador-

Resorte.

• Diafragma.

• Tornillo y resorte

Regulador.

• Válvula drenaje.

Funcionamiento: Es similar a la válvula tipo 630, el gas pasa previamente por el elemento filtrante y la presión de salida se regula restringiendo el flujo de gas a través del orificio. Si la presión tiende a subir el diafragma comprime el resorte regulador, a su vez el resorte inferior desplaza al obturador disminuyendo el paso de gas a través del orificio. Esto hace que la presión aguas abajo vuelva a su valor normal de regulación. Cuando la presión en la salida tiende a bajar el obturador se aleja del orificio, el flujo de gas aumenta y la presión se estabiliza . Según el tipo de resorte regulador los rangos de presiones son: 5-25, 5-35, 30-60 y 55-100 psi.

Figura 13-V

Válvula Reguladora Tipo 67-FR


Válvula DXSG – 7501 VÁLVULA DXSG-7501

Esta válvula es del tipo operada a diafragma y de acción normalmente abierta, es decir que al descender la presión del vapor, el resorte mantiene el obturador en posición abierta.

(Fig. 14-V).

Está compuesta por:

• Cuerpo de válvula

simple asiento.

• Diafragma.

• Resorte regulador.

• Conjunto, barra de

accionamiento vástago.

• Tuerca de regulación.

Funcionamiento. La presión del vapor actúa directamente sobre el diafragma, si la presión aumenta el diafragma comprime el resorte y mueve al vástago cerrando el flujo de gas al quemador. Con el aumento o disminución de la tensión del resorte se aumenta o disminuye la presión de generación de vapor. Esto se realiza mediante la tuerca de regulación enroscando o desenroscando según se requiera aumentar o disminuir la presión. Para un correcto funcionamiento del calentador-generador de vapor la válvula debe regularse para que cierre a 14 psi.

Figura 14-V


OPERACION Y CONTROL DE LOS CALENTADORES A. ENCENDIDO DEL CALENTADOR Previamente verificar que las válvulas del piloto y quemador estén cerradas; si el calentador estaba en operación cerrar las válvulas y esperar 15 minutos. Encender el piloto y luego abrir lentamente la válvula del quemador. Cerrar y abrir la válvula del quemador para verificar el funcionamiento del piloto. Esta operación debe realizarse con precaución, tratando de no estar frente al quemador para evitar un accidente en caso de un eventual retroceso de la llama. En los calentadores que cuentan con válvula termorreguladora cuando la temperatura alcanza los 150°F verificar el funcionamiento de dicha válvula, luego aumentar gradualmente la temperatura de corte hasta llegar al valor deseado, en los calentadores indirectos abiertos la temperatura no debe exceder de 200°F a fin de evitar pérdida de agua por evaporación. En los calentadores cerrados verificar el correcto funcionamiento del control de nivel CMAQ / F -401 y válvula de corte por presión de vapor, la presión de trabajo del calentador es de 15 psi. B. CONTROLES PERIÓDICOS Controlar el nivel de agua. En los calentadores abiertos verificar el nivel observando directamente si el agua cubre las serpentinas. El nivel puede variar un poco debido a la vaporización natural. Si se nota un excesivo consumo de agua es posible que tengamos pérdidas (juntas, tubo de fuego) o bien la temperatura supera los 212°F. En los calentadores cerrados el nivel de agua se controla con el nivel de vidrio. Es conveniente verificar si alguna de las válvulas del nivel no está obstruida, para ello procédase de acuerdo a lo que se indica:

(1) Cerrar las dos válvulas que comunican con el interior del calentador.

(2) Abrir la válvula de drenaje y vaciar el contenido del nivel.

(3) Cerrar la válvula de drenaje.

(4) Abrir las válvulas que comunican con el interior (primero la inferior, luego la superior).

Verificar el correcto funcionamiento de los termómetros y manómetros, en caso de duda contrólese con otros de cuyo funcionamiento se esté seguro. Purgar condensados del decantador de líquidos y válvulas reguladoras de presión.

Verificar estado general de la chapa protectora del revestimiento térmico y sistema general de distribución de vapor.


C. TRATAMIENTO DEL AGUA DE CALENTADORES Y GENERADORES DE VAPOR Se utilizará exclusivamente agua proveniente del acueducto Sarmiento- Comodoro Rivadavia. Para eliminar el oxígeno disuelto en el agua, se empleará sulfito de sodio. Cuando sea necesario, el control de volumen de agua agregado se efectuará mediante un tambor de 1290 litros ubicado entre el tanque y la bomba del camión abastecedor calibrado. La dilución del sulfito de sodio se hará en un recipiente de 10 litros también calibrado. Para el control del pH se tomarán lecturas cada tres meses, como así también impurezas del agua, sulfito remanente, registrando los valores en los archivos correspondientes. Se considerarán normales, valores de pH entre 7 y 12. En caso que se detecten valores anormales, consultar con el Departamento de Ingeniería. D. PROCEDIMIENTO PARA AGREGAR AGUA POR FALTA DE NIVEL

(1) Extraer 10 litros de agua del tanque de 1290 litros que se está utilizando. (2) Diluir 200 gramos de sulfito de sodio en estos 10 litros de agua (es necesario

agitar el agua hasta alcanzar la dilución completa, mínimo 2 minutos). (3) Reincorporar estos 10 litros de agua con sulfito al tanque "sumergiendo el

recipiente dentro del mismo" (es importante evitar la aireación del agua con sulfito que se produciría al volcar el contenido del mismo en el tambor).

(4) Bombear los 1290 litros de agua dentro del calentador y repetir el procedimiento

con cada tanque de agua que sea necesario agregar. Cuando sea necesario reponer toda la carga de agua, el agregado de sulfito se hará de acuerdo a la siguiente tabla:

Dimensión del Cuerpo Capacidad Quemador Sulfito de Sodio (pies) BTU/Hora (Kg.)

2.5 x 10 500000 0.200 4 x 10 1000000 0.500 6 x 12 2000000 1.500 6 x 22 4000000 2.500 6 x 30 5000000 3.500 La dilución del total del sulfito de sodio a incorporar podrá realizarse en el primer tambor de 1290 litros que se incorpore al calentador, teniendo en cuenta las indicaciones de los puntos (1), (2) y (3). Una vez incorporado el contenido de este tambor en el calentador, con la totalidad del sulfito, se completará la carga del mismo bombeando el agua restante.


3. SEPARADOR GENERAL GAS-PETROLEO Como indicamos al comienzo de este capítulo, la producción que ingresa a la estación se deriva al calentador y luego al separador general cuya función es la de separar el gas del petróleo. Existen distintos diseños de separadores: horizontales, verticales y esféricos, en nuestra operación contamos con separadores horizontales y unos pocos del tipo vertical. En lo que sigue nos referiremos a los separadores horizontales fabricados por la Compañía National Tank / Armexas. (Fig. 15-V). El separador horizontal está constituido por un cuerpo cilíndrico con conexiones de entrada de fluido, salidas de fluido y gas, accesorios para el control automático del nivel de fluido y los elementos de seguridad (válvula de alivio y disco de ruptura). Las dimensiones del cuerpo de los separadores que utilizamos en nuestra operación son en su mayoría de 48" de diámetro por 10' de longitud, dependiendo de las capacidades de presión y volúmenes a tratar.( 100 a 200 psi. y 100000 a 200000 m3gpd.) Los elementos internos que tienen estos equipos para efectuar la separación del gas están constituidos normalmente por una serie de deflectores angulares ubicados a la entrada y a continuación un extractor de niebla. Algunos separadores incluyen un elemento intermedio para eliminar la espuma. En todos ellos la instalación interior se completa con una serpentina que eventualmente se conecta al sistema de distribución de vapor. En la entrada, al tomar contacto el fluido con los deflectores en ángulo, cambia la dirección del flujo y se produce la etapa primaria de separación del gas. El líquido cae por gravedad y pequeñas gotas del mismo son arrastradas por el flujo de gas hacia el extractor de niebla, constituido por una serie de placas paralelas y pasos sinuosos

Figura 15-V


distribuidos convenientemente. Esta es la segunda etapa de separación en la cual las pequeñas gotas de líquido se separan del gas y caen al fondo del recipiente. El flujo de gas sale por la conexión superior del separador, pasa por el radiador y luego ingresa a la etapa de separación de condensados (scrubber) y deshidratación (torre de contacto). A su vez el fluido restante es derivado a los tanques, para su posterior bombeo a las plantas deshidratadoras de petróleo. DESCRIPCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS DE CONTROL DEL SEPARADOR. En la Fig. 16-V se muestra un esquema del separador con sus elementos de control automático y válvulas que a continuación se indican:

• Válvula de control 657-A, entrada de la producción general al separador.

• Válvula de control 657-A con dispositivo de control de presión Wizard 4100

UR y Relay 2601, sistema de alivio que deriva la producción general a los

tanques en caso de sobrepresión en la línea de entrada al separador.

• Válvula de control DFG-401 en la salida para descarga del fluido a los tanques.

• Control de nivel normal de operación. Conjunto flotante, brida y brazo de accionamiento 231-C, válvula piloto 779-K.

• Control de alto nivel CMAQ / F -401.

• Válvula reguladora de presión de gas 67-FR para alimentación de gas de los controles automáticos.

• Válvula reguladora de contrapresión de gas 63-F.


Figura 17-V


VÁLVULA DE CONTROL 657-A Esta válvula es del tipo operada a diafragma, de acción normalmente abierta y cuerpo de doble asiento (Fig. 17-V). Cuando ingresa gas a la cámara de presión el diafragma comprime el resorte y la válvula cierra. Por su acción, el resorte mantiene abierta la válvula cuando la presión sobre el diafragma desciende. Esta válvula se fabrica en distintos tamaños y presiones de trabajo; en nuestras estaciones satélites normalmente utilizamos válvulas entre 4" y 8” de diámetro bridadas ASA 150 (275 psi de presión máxima de trabajo) para la entrada al separador y el sistema de alivio. Observaciones. La válvula 657-A puede modificarse para que sea de acción normalmente cerrada, es decir que la válvula abrirá cuando ingrese gas a la cámara de presión. Para ello se invierte la posición del cuerpo de la válvula. Observando la Fig. 17-V vemos que si desmontamos la brida tapa inferior, invertimos el cuerpo y colocamos la brida tapa en la nueva posición, el obturador por la acción del resorte cierra contra el asiento. En este caso la válvula abrirá cuando la presión de gas en el diafragma supere la tensión del resorte. Esta válvula así modificada se la utiliza en la línea de "recirculación a los tanques", en este caso la válvula debe ser de acción normalmente cerrada para evitar el retorno de la producción a los tanques, en caso de que la válvula no actúe (se rompa el diafragma por ejemplo). Otra válvula que se utiliza en la recirculación a tanque es la tipo 667; esta es una válvula de acción normalmente cerrada con actuador especialmente diseñado para tal función. En este caso la válvula abre con presión de gas que actúa por debajo del diafragma.


VÁLVULA 657-A CON CONTROL DE PRESIÓN WIZARD 4100 UR Y RELAY 2601

Este conjunto constituye el sistema de alivio y está conectado en derivación con la línea de entrada de la producción al separador general. Su función es descargar la producción total de la estación a los tanques cuando la presión en la línea de entrada al separador supera un valor prefijado (normalmente se regula a 15 psi sobre la presión normal de operación del separador). En la Fig. 18-V se indica un esquema del funcionamiento. La válvula 657-A permanece cerrada en condiciones normales de operación por la presión de gas que actúa sobre el diafragma y que regula una válvula 67-FR (a).

Figura 18-V


El control de presión Wizard 4100 UR está constituido por el tubo Bourdon, el conjunto placa de cierre-tobera, la perilla de regulación y los manómetros indicadores de la presión de alimentación de la válvula 67-FR (b) y de presión de salida que actúa sobre el relay neumático 2601. El tubo Bourdon recibe la señal de presión a través de un tubo de 1/4" lleno de glicol que está conectado a la línea de producción con un juego de bridas, entre las cuales se instala un diafragma. Una conexión lateral en el tubo de 1/4" permite agregar el glicol al sistema. Cuando la presión en la línea de entrada al separador aumenta, se deforma el diafragma conectado a dicha línea y transmite la presión al glicol, esto hace que el Bourdon se expanda. En consecuencia la placa se aleja de la tobera dejando escapar gas y desciende la presión en la cámara del relay 2601. Las funciones que cumple el relay neumático 2601 son: mantener cerrada la válvula 657-A con la presión de gas que regula la 67-FR (a) y amplificar la señal que recibe del control de presión Wizard en la relación 1:3. De esta forma el relay 2601 provoca la apertura rápida de la válvula 657-A al permitir ventear en menor tiempo el gas que la mantenía cerrada. Resumiendo, cuando se incrementa la presión en la línea, el control de presión Wizard deja escapar gas para que abra la válvula 657-A, esta señal neumática (descenso de presión) la recibe el relay 2601 que amplifica la misma produciendo el venteo de la válvula 657-A en la relación 1:3 y la tensión del resorte abre la válvula. VÁLVULA DFG-401 Esta válvula es del tipo operada a diafragma, de acción normalmente cerrada y cuerpo de simple asiento, Fig. 19-V. Funciona de igual manera que la válvula DSG-7501 (abre con presión de gas) con la diferencia que es de mayor tamaño y para trabajar con mayores caudales y presiones. La disponibilidad de una tercera válvula en el separador estará en relación a los volúmenes a tratar y caudales a desplazar por el mismo Normalmente tiene un indicador exterior de posición del obturador, abierto o cerrado, el que es accionado por el plato del diafragma.


Válvula DFG - 401

Figura 19-V


CONTROL PILOTO DE NIVEL 779-K

Este dispositivo controla automáticamente el nivel normal de fluido en el separador y tanques. Es accionado por el conjunto 231-C, de manera que cuando se verifican variaciones anormales de nivel en el tanque, envía una señal neumática a la o las válvulas neumática DFG-401 ó (601) que descarga el fluido a los tanques. En la Fig. 20-V se muestra un esquema del funcionamiento del control 779-K; considerando el nivel en el punto medio del recipiente como se indica en la figura, la cantidad de fluido que ingresa al separador iguala a la que sale y ambas válvulas, entrada y salida de gas al control piloto, se mantienen en sus asientos.

Control Piloto de Nivel 779-k

Si el nivel sube, el flotante mueve el sistema de palancas y desplaza hacia arriba el vástago de accionamiento del control que tiende a cerrar la válvula de venteo y abrir la de alimentación de gas, entra gas a la cámara del control piloto y se incrementa la presión.

Figura 20-V


Este aumento de presión actúa sobre el diafragma de la válvula DFG-401 y en consecuencia saldrá más fluido del separador. Al mismo tiempo la presión de gas en la cámara comprime el fuelle compensador el cual al moverse hacia abajo, provoca el cierre de la válvula de alimentación de gas y en consecuencia se mantendrá constante la presión en la cámara hasta que comience a descender el nivel. Cuando ello ocurre, baja el vástago de accionamiento impulsado por el resorte que abre la válvula de venteo y mantiene cerrada la de alimentación con lo que la presión en la cámara desciende y se produce el cierre de la válvula DFG-401. La alimentación de gas al control piloto se regula con una válvula tipo 67-FR. La regulación del nivel óptimo de fluido en el separador se efectúa mediante el tope roscado del vástago de accionamiento, acortando o alargando la longitud del mismo. FUNCIONAMIENTO EN CONJUNTO DE LOS CONTROLES DEL SEPARADOR – REVISIÓN GENERAL Si por cualquier razón aumenta la presión en la línea de entrada al separador, actuará el sistema de alivio constituido por el control de presión Wizard 4100 UR con relay 2601 y la válvula de control 657-A, derivándose la producción a los tanques y liberando la presión en la línea de entrada y en el manifold. En todas las estaciones satélites las bombas succionan directamente de los tanques de almacenaje. En este caso la producción que ingresa al separador se deriva a los tanques a través de la o las válvulas DFG-401 comandada por el control piloto de nivel 779-K, a su vez otra válvula DFG-401 (segunda o tercera según se necesite) comandada por el control de alto nivel CMAQ / F –401 permite derivar el excedente a los tanques cuando aumenta el nivel de fluido en el separador general. ELEMENTOS DE SEGURIDAD

Recipiente Ecológico Todos los separadores tienen instalados en la parte superior del cuerpo una válvula de alivio y un disco de ruptura. La válvula de alivio funciona venciendo la acción del resorte regulador que mantiene cerrada la válvula. Si la presión del separador llega a 125 /175 psi la válvula abre y vuelve a cerrar cuando la presión baja de dicho valor. El disco de ruptura es otro elemento de seguridad adicional que rompe en caso que la válvula de alivio no actúe, es simplemente un disco metálico que se instala entre dos bridas. El disco usado con más frecuencia en nuestra operación tiene las siguientes características: 2" / 3”- 150 /175 Lbs - AT 72GRF.


LOS DRENAJES DE ESTOS SISTEMAS DE SEGURIDAD SON DERIVADOS A RECIPIENTES ECOLÓGICOS DE HORMIGON QUE EVITAN DERRAMES Y PERMITEN LA RECUPERACION INMEDIATA DEL FLUIDO DERIVADO.

CONTROL DE LA PRESIÓN DE GAS EN EL SEPARADOR. VÁLVULA 63-F

En la parte superior del separador general está la conexión de salida del gas que se deriva en dos líneas: una de ellas conectada al sistema de deshidratación (radiador, scrubber y torre de contacto) y la otra conectada a la válvula reguladora de contrapresión 63-F (back pressure).

En las estaciones que no aportan gas al sistema esta válvula se regula para mantener un valor constante de presión en el separador. Cuando la presión en el separador supera un valor prefijado, la válvula abre y ventea el exceso de gas a los

tanques de la estación. (Antorchas en las de altos caudales) En las estaciones que se trata el gas hay otra válvula de contrapresión (63-F) (Fig. 20a y 20b-V) ubicada en el empalme con la línea de distribución de gas al sistema. Con esta válvula regulamos la presión del separador a un valor ligeramente superior a la presión del sistema, asimismo la válvula de contrapresión del separador se regula a un valor por encima de aquella. De esta forma si la presión del sistema iguala a la presión de la estación el gas sobrante se ventea a través de la válvula del separador.

Figura 20-a

Válvula Reguladora

63-F


Figura 20-b


FORMA DE REGULAR AMBAS VÁLVULAS

(1) Cerrar la válvula manual de la línea de gas al sistema (la válvula está ubicada al lado de la reguladora de contrapresión 63F.

(2) Regular la válvula de contrapresión del separador para que el gas ventee a una presión superior en unas 10 psi a la presión de la estación. Esta presión estará dada por la presión necesaria en el sistema general de gas.

(3) Abrir la válvula manual y regular la válvula de contrapresión de salida para que pase el gas al sistema cuando la presión en la estación es la deseada.

En general, es conveniente que la presión sea de 10 a 20 psi mayor que la del sistema. Cuanto más baja es la presión en la estación (y en consecuencia en el separador), mayor es el volumen de gas que se separa del petróleo.

Observación. En las estaciones cuyo volumen de gas es despreciable (no cuentan con el sistema de tratamiento del gas) tendrán únicamente la válvula reguladora de contrapresión del separador. En caso de aumentar la presión el gas excedente se ventea a través de esta válvula. Descripción de la válvula reguladora de contrapresión tipo 63-F Como hemos visto la función de la válvula 63-F (Fig. 20a y 20b-V) es la de mantener constante la presión aguas arriba de la misma. La válvula está constituida por un regulador piloto con dos diafragmas vinculados entre sí y el cuerpo de simple asiento con obturador operado a diafragma. Cuando se incrementa la presión aguas arriba los diafragmas se desplazan venciendo la acción del resorte regulador, la válvula de entrada de gas cierra y la de venteo se abre. En esta posición se libera el gas que ejercía presión sobre el diafragma del obturador y la válvula abre descendiendo la presión aguas arriba al valor regulado. Si la presión desciende mucho se invierte el ciclo de funcionamiento y la válvula cierra hasta alcanzar nuevamente su presión de regulación. La válvula descripta tiene el regulador piloto incorporado al cuerpo de la válvula. En nuestra operación tenemos también válvulas 63-F con regulador piloto externo al cuerpo de la válvula; la descripción y funcionamiento de la misma es igual a la que hemos explicado.


CONTROLES PERIÓDICOS DEL SEPARADOR GENERAL Diariamente

• Purgar condensados de válvulas reguladoras de presión (67-FR).

• Accionar control de alto nivel y verificar funcionamiento de las válvulas de control.

• Accionar el nivel y comprobar funcionamiento del 779-K que acciona la válvula DFG-401 a tanque y sensores de estados de alarma en general.

• Controlar temperatura y presión.

• Controlar escape de gas o petróleo a pileta o tanque de emergencia (ecológicos).

• Controlar el sistema de alivio (válvula 657-A con control Wizard y relay).

Mensualmente

• Controlar funcionamiento de válvulas manuales.

• Controlar manómetros , termómetros y sensores en general.

• Lubricar alemites de movimientos.

Anualmente

• Lubricar válvulas tapón.

• Cambiar disco de ruptura.

SEPARADORES DE ENSAYO Cuando se desea determinar la producción de fluido y gas de un pozo se lo deriva al separador de ensayos pasando previamente por el calentador si así se requiere. En nuestra operación contamos con los siguientes tipos de separadores de ensayos:

• Separador de ensayos horizontal con dos recipientes medidores (National Tank).

• Separador de ensayos horizontal con un recipiente medidor (BS&B, National Tank, Salcor Caren, Armexas).

• Separador de ensayos vertical (tipo rolo).

• Separadores de ensayo trifásicos.


Los dos primeros son los más comunes en nuestro yacimiento. La separación gas-petróleo se produce básicamente en la misma forma que la descripta para el separador general. Todos los separadores de ensayo están equipados con la válvula de alivio regulada a 125/175 psi y un disco de ruptura. Al igual que el separador general, los separadores de ensayo cuentan con una serpentina que eventualmente se conecta al sistema de distribución de vapor. En esta sección describiremos los separadores de ensayos horizontales (de uno y dos recipientes medidores): SEPARADOR DE ENSAYOS DE UN RECIPIENTE MEDIDOR. (FIG. 21-V). Efectuada la separación del gas el líquido ingresa por gravedad al recipiente medidor pasando previamente por una válvula de tres vías utilizada en nuestra operación, tipo 1664-MY y 1663-A (Fig. 22-V). Cuando el nivel de fluido en el recipiente medidor corresponde al volumen de un barril, un flotante acciona el sistema que comanda a la válvula de tres vías, enviando gas a la cámara de presión de la válvula y el obturador operado a diafragma se desplaza hacia arriba cerrando el paso entre el separador y el tanque medido. En esta posición queda habilitado el paso de fluido desde el recipiente medidor a la línea de descarga a tanque. En la Fig. 21-V vemos que el separador tiene un tubo ecualizador de presiones que comunica el cuerpo con el recipiente medidor, ésto permite descargar el fluido ya medido por la diferencia de presiones entre el separador de ensayos y el tanque de almacenaje. Una vez vacío el tanque medidor vuelve a funcionar la válvula de tres vías comandada por el sistema del flotante, la que cierra el paso entre el recipiente y la línea al tanque de almacenaje y comunica nuevamente el separador con el recipiente medidor.


Figura 21-V


Figura 22-V


SISTEMA MEDIDOR Y REGISTRO. En la Fig. 23-V se muestra un esquema del sistema medidor registrador. Cuando el flotante del recipiente medidor está en su posición más alta, el mecanismo vinculado a su eje acciona la microválvula y ésta deja pasar el gas que acciona a la válvula de tres vías, el mecanismo neumático del contador de barriles y al dispositivo registrador a carta, con lo que:

• La válvula de tres vías cierra el paso entre el separador y el recipiente medidor y se descarga el fluido a la línea.

• El contador acumula un barril.

• El registrador grafica una línea en la carta de ensayo.

El tanque medidor se va descargando y al llegar el flotante a su posición inferior, el mecanismo de movimiento desplaza el brazo de la microválvula hacia el lado opuesto y se invierte el ciclo descripto. La alimentación de gas a la microválvula se realiza con una reguladora de presión 67-FR.

Figura 23-V


Medición de gas en el separador de ensayo.

El gas sale del separador por la conexión superior del cuerpo y se lo deriva al puente de medición de gas ubicado en el mismo recinto del separador de ensayos.

SEPARADOR DE ENSAYOS DE DOS RECIPIENTES MEDIDORES. Originalmente estos separadores fueron diseñados para medir en un recipiente el agua libre y en el otro la emulsión agua-petróleo. Posteriormente se los modificó anulándose el recipiente medidor de agua libre y en la actualidad se los utiliza para medir la producción de líquidos y gas. Este separador de ensayos funciona básicamente como el de un recipiente (se diferencian en el sistema medidor contador como veremos más adelante). El gas sale por la conexión superior, pasa por el portaorificios "Daniel Senior" y la presión se regula con la válvula tipo 63-F. El fluido ingresa por gravedad al recipiente medidor pasando por la válvula de tres vías y una vez lleno se descarga al tanque de la estación. Sistema medidor y registro. En la Fig. 24-V se muestra un esquema del sistema medidor registrador. Cuando el flotante está en la posición superior (recipiente lleno) el sistema de palancas de movimiento acciona el brazo de la válvula tipo 772-B hacia la izquierda y ésta deja pasar gas a la válvula de tres vías y al dispositivo registrador de barriles. La válvula de tres vías abre el paso entre el recipiente medidor y la línea de descarga y el dispositivo registrador de barriles marca una línea en la carta de ensayo. El flotante vuelve a su posición inferior y al mismo tiempo el sistema de palancas mueve el brazo de la válvula 772-B hacia la derecha. De esta forma se interrumpe el flujo de gas a la válvula de tres vías y al dispositivo registrador de barriles. La válvula de tres vías abre el paso entre el recipiente medidor y la línea de descarga, y el dispositivo registrador de barriles marca una línea en la carta de ensayo. El flotante vuelve a su posición inferior y al mismo tiempo el sistema de palancas mueve el brazo de la válvula 772-B hacia la derecha. De esta forma se interrumpe el flujo de gas a la válvula de tres vías, la que cierra la salida a la línea de descarga y abre el paso entre el separador y el tanque medidor. A la vez un brazo del mecanismo contador de barriles acciona a éste y se acumula un nuevo barril.


Figura 24-V


Conexiones adicionales en los separadores de ensayo. En varias estaciones satélite, los separadores de ensayo tienen una conexión combinada con el sistema de gas para dos usos diferentes (Fig. 21-V):

1. En el caso de baja presión de gas en el sistema, con las válvulas 2 y 3

(Fig. 21-V) se alimentan los instrumentos con gas del mismo separador . 2. Cuando el pozo en ensayo no tiene suficiente gas, normalmente no se logra la

presión necesaria en el separador para descargar el fluido al separador general o al tanque. En este caso con las válvulas 1, 2 y 3 abiertas, se dispone del gas del sistema para operar el separador de ensayos. Es importante tener en cuenta los siguiente:

(a) En condiciones normales de operación (presión suficiente de gas en el sistema y

en el separador), la válvula (3) debe permanecer cerrada, de no ser así, como la presión del separador de ensayos normalmente es mayor que la del sistema, pasará gas sucio a la línea de instrumentos pudiendo causar problemas (congelamiento, taponamiento, etc.).

(b) Es necesario instalar una reguladora de presión tipo 630 en la alimentación de

gas del sistema al separador de ensayos. La válvula de contrapresión del separador (63-F) debe ser regulada a un valor superior al de alimentación de gas (caso contrario enviaríamos gas del sistema al venteo.

(c) Por último debe instalarse una válvula de retención en la línea de alimentación

de gas del sistema al separador, con el objeto de evitar que pase gas sucio al sistema general.

CALIBRACIÓN DE LOS SEPARADORES DE ENSAYO. Se efectúa comparando la producción medida por el separador con la producción real medida en el tanque. Para ello se deberá proceder de acuerdo a lo que se indica: (1) Se circula por el separador un pozo buen productor, preferentemente con un

porcentaje de agua del 50 % y sin formación de espuma durante dos (2) horas. (2) Se cierran las válvulas de salida del tanque, se mide el nivel de fluido, se pone el

contador en cero y se comienza el ensayo. (3) Si la capacidad lo permite se toma la medida final del tanque y los barriles que indica

el contador a las 24 horas de iniciado el ensayo (cuanto más largo sea el control mejores resultados se obtendrán). Tratar de tomar la medida en el tanque libre de espuma (dejando en reposo hasta su eliminación si fuera necesario).

(4) Con los valores correspondientes de las medidas de la capacidad del tanque se obtiene el volumen real que pasó por el separador. Comparando este valor con el obtenido del contador del separador obtendremos el error.


Tomaremos como error aceptable un 2 %, si fuese mayor se procede a calibrar el separador acortando o alargando el tiempo de llenado del tanque medidor mediante el mayor o menor desplazamiento de los brazos de comando regulables del sistema contador. CONTROLES PERIÓDICOS DE LOS SEPARADORES DE ENSAYO.

Diariamente

• Purgar condensados de válvula 67-FR. • Purgar el portaorificios "Daniel Senior.

• Controlar la presión de gas para automático.

• Controlar el funcionamiento del sistema de registro y conteo.

• Verificar la circulación de vapor (posibles pérdidas).

• Controlar presión y temperatura de operación y sensores de estados de

alarma.

Mensualmente

• Limpieza del dispositivo piloto de la válvula 63-F.

• Controlar manómetros y termómetros.

• Verificar funcionamiento de válvulas manuales.

• Controlar estado del disco de ruptura.

Semestralmente

• Cambiar disco de ruptura.

Anualmente

• Lubricar válvulas tapón.


BOMBAS DE IMPULSION Una estación satélite puede estar equipada con bombas alternativas o centrífugas para transferir el fluido hasta la planta deshidratadora de petróleo. En las Figuras 1-V y 25-V pueden verse los esquemas para la instalación de las bombas. Los separadores generales descargan el fluido a los tanques de producción a través de dos válvulas National DFG-401 (ó 601) instaladas en paralelo. Una comandada por el conjunto 231-C/779-K que controla el nivel de operación normal del separador general. La otra comandada por el control de alto nivel CMAQ / F -401. El nivel normal de operación de fluido en los tanques se controla con el conjunto 231-C, control piloto de nivel 779 K y la microválvula de tres vías, que actúan respectivamente sobre los aceleradores de los motores que accionan las bombas y la válvula de recirculación tipo 667-A ó 657-A de acción normalmente cerrada.

Para regular el comando automático de los aceleradores de los motores se procede como se indica: (Fig.25-a-V) Se baja la palanca del control de nivel (conjunto 231-C) para que el control piloto 779-K envíe gas al fuelle (1). Este se expande y empuja a la varilla (2) hacia la izquierda acelerando al motor. Mediante el control de revoluciones (governor) se regula el motor al número de revoluciones requerido. Se ventea el gas de la línea y el resorte (3) mueve a la varilla hacia la derecha desacelerándose el motor. En esta posición, con la bomba en funcionamiento normal, se regula el mínimo de revoluciones con el tornillo tope de la mariposa del carburador (4).

Figura 25-V


VÁLVULA DE ALIVIO. Para evitar roturas en las bombas debidas a sobre presiones en su funcionamiento, cada una de ellas cuenta con una válvula de alivio tipo Cameron (de clavo) (Fig. 26-V y 26a-V). Cuando la presión sobre el asiento de la válvula alcanza el valor máximo admitido por la bomba, el vástago se desplaza y corta el clavo. La válvula abre y la producción se deriva al tanque de almacenaje a través de la línea de recirculación (Fig. 25-V).

Una vez detectada y corregida la causa de la sobrepresión debe acondicionarse nuevamente la válvula de alivio. Para ello se desenrosca la tapa, se baja el vástago y se instala un nuevo clavo. Las válvulas de alivio Cameron que utilizamos en nuestra operación son las siguientes:

• Válvula N° 212532-2 de una sección de corte (un clavo).

• Válvula N° 212552-2 de dos

secciones de corte (un clavo).

• Válvula N° 212552-2 de cuatro secciones de corte (dos clavos).

En la tabla incluida en la Fig. 26-V se indican las presiones máximas de apertura de las válvulas de acuerdo al diámetro de los clavos.

Figura 26-V

Válvula de Alivio

(de Clavo)


Válvula de Alivio (de Resorte)

Figura 26-a-V


CARACTERÍSTICAS DE LAS BOMBAS ALTERNATIVAS. En esta sección nos referiremos a las bombas alternativas que se utilizan en las estaciones satélite, plantas deshidratadoras y plantas de inyección de agua. Las bombas alternativas son unidades de desplazamiento positivo cuya característica principal es que mantienen prácticamente constante el caudal bombeado, para amplios rangos de contrapresión en la cañería de descarga, a condición de mantener constante el número de r.p.m. y que dicha contrapresión sea compatible con el diseño de la bomba . Esta característica establece la diferencia fundamental con sus equivalentes centrífugas, adaptándose mejor que éstas al servicio de mediana y alta presión debido a la uniformidad de su alto rendimiento volumétrico y mecánico. Estas bombas constan de un conjunto hidráulico y un conjunto motriz. El primero consiste en un cuerpo hidráulico con bridas de admisión y descarga del líquido, válvulas de descarga y succión, y émbolos buzos o pistones. El extremo motriz consta del cigüeñal, bielas, crucetas, vástagos del émbolo, y en algunas bombas, de una caja reductora de velocidad. Las bombas que utilizamos para el bombeo de petróleo en las estaciones satélite y plantas de tratamiento son de pistón, duplex de acción doble (Fig. 27-V) y en las plantas de inyección de agua, de émbolo buzo, duplex, triplex y quintuplex de acción simple (Fig. 28-V). La denominación duplex, triplex, quintuplex indica que la bomba tiene dos, tres y cinco pistones respectivamente. Las bombas de acción simple desplazan el líquido en una carrera del émbolo y las de acción doble en ambas carreras del pistón. Las bombas de acción doble a diferencia de las de acción simple, tienen dos válvulas de succión y dos válvulas de impulsión (en la Fig. 27-V el corte abarca únicamente las válvulas de impulsión).


Figura 27-V


Figura 28-V


Por su principio de funcionamiento las bombas alternativas suministran un caudal pulsante, dependiendo tal efecto del tipo de bomba (acción simple o doble) y el número de émbolos. A mayor número de émbolos más regular es el caudal que entrega la bomba. El caudal medio de una bomba de acción simple puede calcularse con la siguiente fórmula:

Qm = n A S N (m3/h) 1017 Donde: n = número de émbolos A = sección del émbolo (pulg.2) S = carrera del émbolo (pulg.) N = golpes por minuto Qm = Caudal medio (m3/h) 1017 = Constante Para una bomba de acción doble el caudal medio está dado por la siguiente expresión

Qm = n S N (2 A - a) (m3/h) 1017 Donde: A = sección del pistón (pulg.2) a = sección del vástago del pistón (pulg.2) En la Tabla I-V se indican las características generales de las bombas alternativas y rotativas multietapa, que se utilizan en nuestra operación, y en las páginas siguientes se adjuntaron los gráficos de caudales y presiones máximas para cada diámetro del pistón. Al seleccionar los pistones de una bomba deberán verificarse los valores de caudal y presión máxima. Cuanto mayor sea el diámetro del pistón menor será la presión máxima de bombeo, si se excede este valor máximo pueden provocarse serios daños a la bomba. Nota Importante: (Para bombas National-Siam modelos J-150, J-165 , J-275,J-300 ) Este tipo de bombas es operado en nuestro yacimiento a velocidades superiores a 200 rpm (entre 220 y 380 rpm). A velocidades menores de 200 rpm estas bombas requieren de una bomba lubricadora auxiliar. Esta bomba suplementa la lubricación standard por salpicadura. La descarga de lubricación se hace por cañería hacia la bandeja de la cámara de la cruceta.


Todos los orificios requeridos para conectar dichas cañerías, están hechos y roscados en cada cuerpo de bomba.

Tabla I-V

BOMBAS ALTERNATIVAS y ROTATIVAS MULTIETAPA

Marca Modelo Acción Tipo Diámetro pistón Carrera

Mínimo Máximo

Gaso 2651 doble duplex 4" 5-1/2" 12"

Gaso 2652 doble duplex 4" 7-1/4" 12"

Wheatley 2150-A y B doble duplex 3" 5" 10"

Wheatley 1824 doble duplex 2-1/2" 4" 6"

Wheatley 7024 doble duplex 2" 4" 6"

Wheatley P-540-A simple triplex 2-3/4" 4" 5-1/8"

Conrad-Stork SP-4560 doble duplex 3" 4-1/2" 6"

Conrad-Stork SP-5080 doble duplex 3" 5" 8"

Conrad-Stork SP-75120 Doble Duplex 5” 73/4” 12”

Conrad-Stork SP-50100 doble duplex 3" 5" 10"

Gardner-Denver FC-FXX doble duplex 3" 5" 8"

Gardner-Denver FD-FXD doble duplex 3" 5" 10"

National-Siam J-150-L simple triplex 2-3/4" 4" 5"

National J-275-L simple quintuplex 2-3/4" 4" 5"

National J-275-M simple quintuplex 2" 2-3/4" 5"

National J-300 Simple Quintuplex 2” 4” 5”

B.J. multietapa DVMX Rotativa Multietapa 4x6x9C 9 etapas

FLOWSERVE WMSNDL Rotativa Multietapa S-3 X 9 12 etapas


BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALES Las bombas centrífugas están constituidas por dos partes principales: un elemento rotante, formado por el impulsor y el eje; y un elemento fijo que incluye la carcaza, el prensa estopa y los cojinetes. Durante el bombeo en este tipo de bombas el fluido es guiado por el conjunto de admisión al centro del impulsor, el que al girar lo impulsa a través de los álabes. El impulsor descarga el fluido a alta velocidad y la carcaza de la bomba reduce esta velocidad y convierte la energía debida a la misma, a columna de presión, ya sea por medio de una voluta y/o un conjunto de paletas difusoras fijas. En la maniobra de paro de un conjunto motor a combustión interna – Bomba centrífuga se debe cerrar la válvula ubicada aguas debajo de la bomba previo al paro, con la finalidad de evitar que en caso de no funcionar la válvula de retención, no se produzca un flujo inverso que gire en sentido contrario al normal al conjunto motor/Bomba. La consecuencia sería el agarre del motor por falta de lubricación. En las Figuras 29-V y 30-V se indican los tipos de bombas centrífugas que se utilizan en las operaciones, tanto para bombear agua como para petróleo. La bomba de la Fig. 29-V es del tipo de cámara partida vertical con rodete de simple aspiración y la de la Fig. 30-V es de cámara partida horizontal con doble aspiración.

Figura 29-V


FACTORES QUE MODIFICAN LAS CARACTERÍSTICAS DE LA BOMBA CENTRIFUGA:

A) Velocidad de rotación del impulsor (rotor o rodete). (ver gráficos 31-v y 32-v)

Al variar la velocidad de rotación del impulsor, manteniendo constante su diámetro, se verifican las siguientes relaciones:

El caudal bombeado varía aproximadamente en forma proporcional a la variación de la velocidad de rotación.

Q1/Q2 = n1/n2 (1)

La altura de elevación o presión de descarga varía aproximadamente en forma proporcional al cuadrado de la variación de la velocidad de rotación.

h1/h2 = (n1/n2)2 (2)

Figura 30-V


La potencia varía aproximadamente en forma proporcional al cubo de la variación de la velocidad de rotación.

N1/N2 = (n1/n2)3 (3)

Figura 31-V


b) Diámetro del Impulsor (rotor o rodete).

Al variar el diámetro del impulsor y manteniendo la velocidad de rotación constante, se verifican las siguientes relaciones:

El caudal bombeado varía aproximadamente en forma proporcional a la variación del diámetro del impulsor.

Q1/Q2 = d1/d2 (4)

La altura de elevación o presión de descarga varía aproximadamente en forma proporcional al cuadrado de la variación del diámetro del impulsor.

h1/h2 =(d1/d2)2 (5)

La potencia varía aproximadamente en forma proporcional al cubo de la variación del diámetro del rodete. (Fig. 31a-V).

N1/N2 = (d1/d2)3 (6)

Figura 31-a-V


donde:

Q = caudal en litros por minuto.

n = número de revoluciones por minuto.

N = potencia mecánica en HP.

d = diámetro del impulsor.

INTERPRETACION DE LAS CURVAS CARACTERISTICAS DE LA BOMBA

CENTRIFUGA Y DE LA CURVA DEL SISTEMA EN EL QUE SE INSTALA LA BOMBA. En la figura 32a-V están representadas las curvas características de la bomba 6RL18 de la marca Worthington para una velocidad de rotación de 1770 r.p.m. brindada por el fabricante, y además se le ha agregado una curva correspondiente al sistema donde está instalada la bomba.

Figura 32-V


Figura 32-a-V


CURVAS DE LA BOMBA.(Fig. 32-a) Sobre el eje horizontal está representado el caudal en GPM y en m3/hora. En el vertical la altura de elevación o presión de descarga expresada en metros y en pies. Además, sobre el eje vertical se puede leer la altura de aspiración neta requerida por la bomba. Los números 18, 17, 16, 15 y 14 representan los distintos diámetros de impulsor expresados en pulgadas, con los que puede armarse la bomba. Los números entre 62 y 80 se refieren a la eficiencia de la bomba y los números acompañados con las siglas HP se refieren a la potencia requerida por la bomba. Ejemplo: Para una velocidad de rotación del impulsor de 1770 rpm, con un diámetro de

18", se podrá bombear un caudal de 2000 gpm (454 m3/hora o 10896 m3/día) con una presión de descarga de aproximadamente 308 pies (93.9 m ó 134 psi). La eficiencia de la bomba es de aproximadamente 78% y la potencia requerida es de alrededor de 210 HP. El ANPA requerida, NPSHR (es de aproximada-mente 20 pies ≅ 6 m).

CURVA DE LA CAÑERÍA. (Fig. 32-a) Para bombear líquidos a través de una cañería es necesario vencer la contrapresión originada por rozamiento y por diferencia de cotas cuando la bomba está a menor altura que el punto de entrega. Manteniendo fija la diferencia de cotas, la contrapresión será mayor cuanto mayor sea el caudal que circula por la cañería. La parte "A" de la curva de la figura 32a-V corresponde a la contrapresión de la bomba sin funcionar, y la parte "B" a la contrapresión total generada con la bomba detenida, más la generada por el funcionamiento de la bomba. En el ejemplo visto, para un diámetro de impulsor de 18" las curvas se cortan en el punto "1", para el cual el caudal es de 2500 gpm (568 m3/hora ó 13632 m3/día) y la contrapresión en la bomba es de 228 pies (88 m ó 125 psi). Todos los datos obtenidos de las curvas de la bomba son en este ejemplo para una velocidad de rotación de 1770 rpm y para distintos diámetros de impulsores. BOMBAS MULTIETAPA ( B.J.-Flowserve) Estas bombas se caracterizan por sus caudales elevados y el reemplazo de varios equipos de bombeo alternativo, con una de ellas. De esta forma se genera operatividad, disminución de mantenimiento, mayor eficiencia en la inyección y exigencias de las instalaciones de superficie, mucho menos agresivas. Perfecta alineación en su montaje, que no existan restricciones en aspiración e impulsión, fluidos filtrados y sistemas de lubricación perfectamente diseñados, son prioritarios para el rendimiento requerido. En los adjuntos están las caracteristicas, curvas de rendimiento y presiones de trabajo.


FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE BOMBEO. En la Fig. 33-V se representa el esquema básico de un sistema de bombeo. En el mismo, las presiones positivas que actuarán sobre el fluido del tanque de presión de vapor PV, forzándolo a circular hacia la bomba son: la presión atmosférica (Pa) y la presión estática (Hs) ejercida por el líquido del tanque en función de la diferencia de nivel existente entre su superficie y el eje de la brida de succión de la bomba. Apenas el émbolo inicia su carrera de aspiración, la presión total (Pa + Hs) empuja el fluido a través de la cañería de succión de longitud L y sección A, forzándolo a abrir la válvula de succión Vs y seguir al émbolo en su movimiento. La presión total (Pa + Hs) deberá ser la suficiente como para:

(a) Vencer las pérdidas de carga por fricción en la cañería de succión y accesorios de la misma.

Figura 33-V


(b) Acelerar el fluido en el sistema de admisión para que el mismo siga al émbolo en su movimiento.

(c) Vencer las pérdidas de carga en el interior de la bomba.

(d) Producir la apertura de la válvula de succión.

(e) Mantener la velocidad de circulación del fluido en la cañería y cuerpo de la bomba.

(f) Mantener la presión del fluido en el interior de la bomba por encima de la presión de vapor del fluido (Pv).

Cada uno de los puntos mencionados requerirá una porción de la presión (Pa + Hs); si llamamos: Hf a la componente de presión necesaria para vencer las pérdidas de carga en la

cañería de succión. Ha a la componente de presión para acelerar el fluido en la cañería de succión de

su posición estática a su velocidad máxima, durante la carrera del émbolo. ANPAR (altura neta positiva de aspiración requerida) a la suma de las componentes de

presión para vencer las pérdidas interiores a la bomba, producir la apertura de la válvula de succión y mantener la velocidad de circulación del fluido en la misma.

La condición que deberá cumplirse para que no se presenten problemas de cavitación o bloqueo en el funcionamiento de la bomba, será que:

(Pa + Hs) - (Hf + Ha + Pv) > ANPAR (1)

(a)

Expresión en la cual las presiones se indican por su altura equivalente en columna de líquido (metros o pies). Los términos indicados por (a) en la (1) se denominan ANPAD (altura neta positiva de aspiración disponible), entonces: ANPAD = (Pa + Hs) - (Hf + Ha + Pv) > ANPAR (2) La ANPA requerida es una característica de la bomba, invariable para cualquier instalación y su valor lo suministra el fabricante de la bomba.


La ANPA disponible es una característica de la instalación y puede ser definida por el proyectista del sistema de bombeo relacionando las variables que en ella intervienen (alturas, diámetros y longitudes de la cañería de succión, velocidad del fluido, utilización de amortiguadores de pulsación, etc.) De acuerdo a lo indicado, en toda instalación deberá cumplirse que ANPAD > ANPAR; si por el contrario no se verifica esta condición, es decir, si ANPAD < ANPAR se presentarán problemas de cavitación y bloqueo de la bomba. El efecto de cavitación ocurre cuando la presión en la succión cae al valor de la presión de vapor del líquido que se bombea (Pv), formándose burbujas de vapor, las que se condensan bruscamente cuando alcanzan zonas de mayor presión en su camino a través de la bomba. Los efectos más evidentes de la cavitación son: ruido y vibración que afectan los materiales de la bomba. Otro efecto perjudicial de la cavitación es una disminución en el rendimiento de la bomba que se evidencia por un descenso de su capacidad de bombeo (bloqueo parcial o total de la bomba). En un sistema de bombeo, la altura de aceleración (Ha) constituye la componente más importante en relación a las pulsaciones de presión en cañerías y bomba, por lo cual es deseable reducir su valor a través de un adecuado diseño de la succión. A tal efecto, es recomendable considerar los siguientes factores: (a) Acortar la línea de succión. (b) Usar una cañería de mayor diámetro para reducir la velocidad del fluido. (c) Reducir la velocidad de la bomba usando émbolos de mayor diámetro si la presión

de trabajo lo permite. (d) Instalar un amortiguador de pulsaciones. (e) Reducir viscosidad aumentando la temperatura del fluido en los tanques. En la Fig. 33-V se incluye en la cañería de succión, muy próxima a la brida de succión de la bomba, un amortiguador de pulsaciones con un elemento separador flexible del tipo de vejiga que separa el líquido de la cañería del gas contenido en el cilindro elástico. El amortiguador de pulsaciones convierte la energía cinética del fluido en energía potencial por medio de la compresión del gas en el cilindro elástico. En el instante en que comienza la carrera de aspiración, la presión de la cañería a la altura del amortiguador desciende bruscamente y el cilindro elástico se expande desalojando un volumen de líquido que circula hacia el punto de menor presión que es el cuerpo de la bomba y la cara del émbolo. El fluido de la tubería de succión también se


acelera y a medida que el émbolo se aproxima a la mitad de la carrera, la presión sobre el cilindro elástico comienza a elevarse y éste a contraerse. Pasada la mitad de la carrera el émbolo comienza a reducir su velocidad y la columna de fluido, al ser frenada por la acción del émbolo, genera un aumento de presión que será máximo al final de la carrera provocando la contracción del cilindro elástico. De esta forma el amortiguador actúa como un mecanismo de alimentación que asegura el contacto continuo entre el fluido y el émbolo; de allí la importancia de colocar el amortiguador tan próximo a la brida de succión de la bomba como se pueda. Además, la columna de fluido de succión fluirá del tanque a la bomba en forma más regular permitiendo el amortiguador que los cambios de presión resultantes sean menores. Cuando se instalan bombas con sistemas comunes de admisión y descarga la necesidad de utilizar amortiguadores de pulsación aumenta, ya que las condiciones adversas de cada bomba tienden a afectar el funcionamiento de las otras unidades. Por lo dicho, resulta evidente que el volumen del amortiguador y su presión de carga tendrán suma importancia en el buen funcionamiento del mismo. LINEAS DE SUCCIÓN E IMPULSIÓN. En esta sección daremos normas generales que deben tenerse en cuenta cuando se instalen las bombas, no obstante cuando se requiera efectuar el diseño de una instalación o mejorar alguna ya existente deberá consultarse con el Departamento de Ingeniería. LÍNEA DE SUCCIÓN. La cañería de succión deberá ser tan corta y recta como sea posible, evitando la instalación de codos de 90°, tees, filtros u otras restricciones. Las válvulas serán de paso total. De ser necesario introducir un cambio de dirección de la cañería, es recomendable utilizar a tal efecto codos de 45° y curvas de radio largo. El diámetro de la cañería dependerá del caudal a bombear, pero no deberá ser menor que el diámetro de la brida de succión de la bomba. Para asegurar un flujo uniforme no es recomendable el uso de reducciones que provoquen ensanchamientos o estrechamientos bruscos de la sección de la cañería. La conexión de la cañería a la bomba, para diámetros de esta mayores que la brida de succión, deberá hacerse con una reducción excéntrica y ubicando su cara recta hacia arriba de manera de evitar la acumulación de aire o vapores en la elevación. Además, para evitar perturbaciones en el flujo del último tramo de succión que se conecta a la bomba, éste deberá ser recto y de una longitud no menor de 5 diámetros de la cañería. En instalaciones con bombas múltiples es recomendable la alimentación individual del tanque a cada bomba. Esto previene que las pulsaciones de presión anormales y


vibraciones de una bomba sean introducidas a una alimentación común donde pueden afectar la operación de otras bombas. Para evitar vibraciones en la cañería motivadas por un funcionamiento irregular de la bomba, cambios de dirección en la cañería, etc., éstas deberán estar rígidamente soportadas en distintos puntos de su longitud; el primer soporte deberá estar tan cerca de la bomba como resulte práctico. También se deberán utilizar juntas de goma flexible absorbedoras de vibraciones. LÍNEA DE IMPULSIÓN Dado que por su principio de funcionamiento la bomba alternativa suministra un caudal pulsante, se tendrán en la descarga variaciones de presión tanto por pérdidas por fricción como por cambios de velocidad, las que pueden ser amplificadas si las condiciones de succión de la bomba son inadecuadas. Por tal motivo, las instalaciones de la línea de impulsión no pueden ser adecuadamente diseñadas si no se consideran las pulsaciones de presión y las vibraciones a que se ven sometidas las cañerías. Las pulsaciones de presión pueden ser reducidas usando amortiguadores en la descarga y las vibraciones de las cañerías mediante la instalación de soportes adecuados. También utilizando juntas de goma flexibles absorbedoras de vibraciones de alta presión. La conexión de las descargas individuales de las bombas al colector se harán con curvas suaves a 45° de forma tal que coincidan las direcciones de cada flujo individual con la del colector. El colector de descarga deberá ser recto y en caso de tener que introducir alguna curva, ésta debe ser hecha utilizando codos de 45°. Las válvulas a utilizar deben ser en lo posible de abertura total. El amortiguador de pulsaciones debe ser instalado tan cerca como sea posible de la bomba, de manera que las pulsaciones sean absorbidas antes de que se difundan por la instalación. Además deberá instalarse antes de cualquier curva o restricción de la cañería. Los amortiguadores que utilizamos son del tipo de vejiga, estos compensan las variaciones de presión por cambios de volumen del elemento interior elástico que se fabrica de material sintético de gran flexibilidad. Otro elemento a tener en cuenta en las instalaciones de la línea de impulsión para proteger la bomba y sus accesorios, es la válvula de alivio por presión (Fig. 26-V). Esta válvula, armada con el clavo correspondiente a la presión máxima de régimen de la bomba deberá evacuar todo el caudal de la bomba en operación normal. Como ya hemos indicado esta válvula deberá conectarse a la línea de recirculación a tanque, evitando de conectarla a la cañería de succión pues se produciría calentamiento del fluido afectando las condiciones de succión de la bomba. Además, al ser la instalación de la succión de alta presión y teniendo en cuenta que tenemos bombas con presiones de hasta 2765 psi, el impacto podría afectar la instalación de succión, amortiguador, etc.


AMORTIGUADORES DE SUCCIÓN Y DESCARGA Los amortiguadores que utilizamos en nuestra operación son del tipo de vejiga (cilindro flexible), marca Joy Larkin. El código de selección de los mismos se indica en el siguiente ejemplo: Amortiguador SG 150 4 F

S : designación del modelo

S = 300 pulg3 M = 1200 pulg3 Sin letra indica modelo regular: 600 pulg3 G : tipo de cabezal

G - surcado (de admisión solamente) T - roscado 150 : Presión máxima de operación (psi),(deberá ser igual o mayor que la presión

máxima de funcionamiento del sistema. 4 : Diámetro de la conexión (pulg.) F : tipo de conexión

F - bridada G - vitaulic T - roscada

Instrucciones para la carga. Para la carga de los amortiguadores se utiliza preferentemente nitrógeno debido a su inactividad química, el que además no produce el envejecimiento de la goma sintética del cilindro flexible. Para la carga inicial o servicio del amortiguador se detiene la bomba y se siguen las siguientes instrucciones: (1) Cerrar las válvulas de las líneas de succión o de impulsión según corresponda.

(2) Válvula de carga (C) (Fig. 34-V).

Abrir la válvula de escape (A). Retirar el protector (B) de la válvula de carga. Aflojar la tuerca (D) dos vueltas completas. (3) Utilizando nitrógeno solamente, cargar el cilindro flexible a través de la válvula de

carga con la presión de funcionamiento que se indica a continuación:


Succión: para las series "S" (300 pulg3) y "regular" (600 pulg3): 90 % de la presión de funcionamiento de la línea, y para la serie "M" (1200 pulg3): 50%. Descarga: determinar la presión de carga recomendada en el gráfico de la Fig. 34-V. (4) Cerrar la válvula de escape (A). (5) Apretar la tuerca (D) de la válvula de carga y colocar el protector (B). (6) Cuando esté en funcionamiento el sistema abrir la válvula de escape (A) hasta que salga fluido y cerrar la válvula.

Figura 34-V


TANQUES Los tanques son utilizados para recibir, almacenar y ensayar la producción de los pozos y para efectuar la calibración de los separadores de ensayo (tanques comunes de ensayo en una estación satélite típica). Las estaciones que reciben la producción de los pozos afectados a recuperación secundaria cuentan además con tanques de ensayo especialmente diseñados para tal función, denominados "tanques de ensayos separadores de agua libre" cuya descripción se efectuará más adelante. Como puede verse en la Fig. 1-V (diagrama de una estación satélite tipo) los tanques están comunicados entre sí por las conexiones de succión, las conexiones de entrada de fluido y las conexiones de alimentación de vapor a las serpentinas que calefaccionan el fluido en los tanques. Uno de los tanques cuenta con el dispositivo automático de control de nivel, constituido por: el conjunto 231-C, control piloto 779-K (controla el acelerador automático de la bomba) y la microválvula de tres vías, que gobierna la válvula de recirculación. Este tanque tiene además un vertedero de emergencia conectado al tanque ecológico, o piletas con mantas impermeabilizantes y redes antiaves. ( cumplen la función que cumplían anteriormente las piletas de tierra). El otro tanque de almacenaje se lo utiliza también para ensayar la producción de los pozos (tanque común de ensayo). A tal efecto se efectúan las mediciones de petróleo y agua que contiene el tanque y luego se determinan los correspondientes volúmenes en m3 utilizando la tabla de calibración del tanque. En el Capítulo VI "Control de la Producción" se indicará la forma de efectuar dichas mediciones y la determinación de los volúmenes de fluido, petróleo y agua. Completan las instalaciones de los tanques: las conexiones de drenaje, líneas de alimentación de gas para automáticos y los accesorios: válvulas de paso; escalera exterior e interior, tapa de entrada de hombre (superior y lateral), válvulas de presión y vacío, arrestallamas, sistemas de inertización, barandas de protección, pasarela, boca de medición y tubo de sondeo. TANQUE DE ENSAYO SEPARADOR DE AGUA LIBRE. Este tanque (Fig. 35-V) se utiliza para ensayar pozos de elevada producción de fluido y alto porcentaje de agua (160 a 600 m3fpd y 95 % o más de agua), los que presentan problemas durante su ensayo en los tanques comunes. En efecto, debido a la alta producción de fluido y elevado porcentaje de agua de estos pozos, su ensayo en los tanques comunes hace que pequeños errores en las mediciones de interfase (petróleo-agua) o en la toma de las muestras, ocasionen errores significativos en la determinación de la producción. En el Capítulo VI "Control de la Producción de Petróleo y Gas" se indicará en detalle el procedimiento de ensayo.


Las características constructivas más notables de estos tanques son las siguientes: Fondo cónico: permite drenar totalmente el tanque al finalizar cada ensayo y eliminar la medida del stock inicial. De esta forma se simplifica el procedimiento de medición y se reducen los errores. Sifón de drenaje: permite drenar automáticamente el agua separada y prolongar el tiempo de ensayo con lo que se logra acumular mayor cantidad de petróleo en el tanque. Conjunto tomamuestras: constituido por un recipiente cilíndrico totalmente comunicado con el tanque y un tubo de muestreo. Permite obtener una muestra continua del fluido contenido en la zona de medición superior del tanque, siendo innecesario determinar la posición de la interfase agua-petróleo. Dispositivo medidor de fluido: la medición del fluido que ingresa al tanque se realiza en la zona calibrada inferior que cuenta con un timer que es activado y desactivado por un par de flotantes ubicados en los extremos de dicha zona.

Figura 35-V


Operación del tanque de ensayo: El fluido entra en la zona de separación del tanque a través del distribuidor. El agua separada desciende, ingresa al colector y pasa por el sifón de drenaje hacia los tanques de producción. El petróleo separado del agua asciende y se almacena en la zona de medición del tanque. Este proceso es continuo y como el agua drena automáticamente no existe limitación de volumen por lo que el ensayo puede prolongarse hasta obtener en el tanque una cantidad medible de petróleo (la limitación está dada por la capacidad de petróleo que pueda contener el tanque). Durante la operación se debe controlar el contenido de petróleo en el agua drenada para lo cual se toman muestras y se determinan las partes por millón (ppm) de petróleo contenidas en el agua drenada. Un valor alto de esta determinación (mayor de 40 ppm) significa que se está sobrepasando la capacidad de procesamiento del tanque (excesivo caudal de fluido) o que la dosificación del producto químico (desemulsionante o clarificador) no es la adecuada y deberá ser incrementada. MEDICIÓN DE LA PRODUCCIÓN MEDIDORES MÁSICOS: la medición del fluido que se bombea de la estación satélite a la planta deshidratadora de petróleo se realiza con un medidor másico. La instalación como puede verse en la Fig. 36-V consta de:

• Puente de medición.

• Medidor de caudal Másico.

• Instrumento

• Receptor de lectura.

• Accesorios

Figura 36-V


El medidor Másico define diariamente la producción real de las estaciones satélites, tanto en lo que respecta al fluido total como al petróleo seco correspondiente. Este caudalímetro, está formado por tres bloques funcionales, Sensor, Transmisor y Net Oil Computer. Este último bloque (NOC), es el encargado de calcular y registrar las siguientes variables: • Caudal instantáneo de fluido. • Tiempo de ensayo. • Caudal instantáneo de petróleo. • Caudal instantáneo de agua. • Caudal acumulado de agua. • Porcentaje de agua. • Temperatura del fluido. • Densidad de la emulsión a la

temperatura del fluido.


Es importante destacar que todos los valores están compensados en temperatura (15ºC) Y los mostrados automáticamente, son promedios diarios. Tambien cabe destacar, que todos se obtienes a partir de la medición de la masa y la densidad del fluido que circula por el sensor. La tecnología desarrollada en el caudalímetro Másico, nos brinda la posibilidad de ser controlado a distancia, transmitiendo señales proporcionales al porcentaje de agua través de un lazo de 4-20 ma. ó señales de pulsos proporcionales al caudal acumulado de agua y petróleo a una PC remota. En el caso de Golfo San Jorge por medio del sistema SCADA.

El panel del instrumento receptor tiene en la parte superior un totalizador digital que indica la producción de fluido en m3/día, porcentajes de agua, volumen neto de petróleo, caudales instantáneos y totalizador. La producción diaria se determina a través de las lecturas del totalizador registradas cada 24 horas. En la actualidad esta información se toma en forma automática mediante el Sistema de Control y Supervisión Remota (ver información detallada en el capítulo del mismo nombre). Este sistema puede ser consultado en cualquier momento, y así disponer de

la información. La energía es suministrada por sistemas de paneles solares.


MEDIDORES DE TURBINA: cuando se instalen, deberá verificarse su rango de medición de caudal recomendado por el fabricante. En la Fig. 37-V se muestra un gráfico para las turbinas Halliburton en el que se indica el rango de medición para cada diámetro de turbina en galones por minuto y la caída de presión que experimenta el fluido a través de la misma en psi (para pasar de GPM a m3/día multiplicar los GPM por 5.45). A continuación se indican los rangos de medición de las

Figura 37-V


turbinas utilizadas en nuestra operación: Diámetro Turbina Rango de Medición GPM m3/día 1-1/2" 15-105 82-572

2" 40-400 218-2180

4" 100-1200 545-6540

6" 200-3000 1090-16350

Instalación

(1) El medidor se puede instalar en forma horizontal o vertical. La dirección del flujo

en la línea de conducción debe corresponder con la flecha que está indicada en el cuerpo del medidor.

(2) Al instalar el medidor se requiere una sección recta de tubería sin restricciones con una longitud mínima de cinco diámetros de tubería antes y después del medidor. Ejemplo: diámetro del medidor 4", longitud recta mínima: 5" x 4" = 20".

(3) Obsérvese las siguientes indicaciones al instalar el medidor:

a. Limpiar el filtro antes de instalar el medidor.

c. No golpear el medidor para evitar daños en su interior.

d. No exceder los rangos de caudal recomendados por el fabricante.

e. Verificar que el sentido de flujo coincida con el de la flecha impresa en el medidor.

• “Analice Riesgos de Espacios Confinados”.


CAUDALÍMETRO ULTRASÓNICO POR TIEMPO DE TRÁNSITO (EN PRUEBA) Instalación


Una vez que se calcula el tiempo de tránsito diferencial , se deben tomar en cuenta numerosas variables adicionales. La velocidad total del fluido se calcula de varias velocidades individuales que varían según la distancia de la pared de la cañería . Las velocidades en el centro de la cañería son mayores que las velocidades cerca de la pared de la cañería. La combinación de estas velocidades individuales para un tipo de fluido específico de cañería , produce una velocidad de distribución conocida como el perfil del fluido, la cual es una función del número de Reynolds. Los efectos del perfil del fluido son tenidos en cuenta cuando se calcula la velocidad del fluido, siempre y cuando el medidor se configure correctamente. El medidor multiplica esta velocidad por el área transversal de la cañería , para obtener el fluido volumétrico. Condiciones Necesarias para la Instalación del Caudalímetro

(1)- El lugar seleccionado debe tener al menos 10 diámetros de tramo recto aguas arriba del medidor y 5 diámetros de tramo recto aguas abajo de codos, conexiones T, válvulas, orificios.

(2)- En caso de estar próximo a válvulas de control es necesario instalarlo algunos diámetros aguas arriba , para mejorar la precisión . Cinco diámetros aguas abajo son usualmente suficientes.

(3)- Dentro de lo posible, es recomendable que el caño donde swe instale el medidor esté en buenas condiciones. Exceso de corrosión o incrustaciones severas pueden producir que el medidor no tenga las condiciones de operación.

DESHIDRATACION DEL GAS El gas natural producido del pozo contiene vapor de agua y otros hidrocarburos fácilmente condensables (gasolinas), que deben ser eliminados en la forma más completa posible pues dichos componentes contribuyen en menor o mayor grado a dificultar el transporte del gas a través del sistema general y redes secundarias. La gasolina debe ser eliminada para evitar su condensación en la cañería y reducir por tal motivo su diámetro útil. El vapor de agua ocasiona los mayores inconvenientes ya que su condensación en la línea disminuye la eficiencia de la conducción y en la temporada invernal provoca obstrucciones por congelamiento. Además, el gas en presencia de agua y a determinadas temperaturas y presiones forma hidratos (compuestos sólidos con apariencia de hielo) que pueden provocar obstrucciones en válvulas y tramos de la cañería. Instalaciones. Para eliminar la humedad del gas se emplean varios métodos; en nuestra operación utilizamos plantas que operan con Trietilenglicol (National, BS&B, Salcor, Armexas,QB. Johnson). En esta sección describiremos el funcionamiento de una planta deshidratadora tipo, y adicionamos esquemas y características de algunas específicamente.. La misma está compuesta de las instalaciones que se indican:


SCRUBBER

El gas que sale del separador general pasa por el radiador donde pierde temperatura, y los condensados: agua y gasolina o pequeñas gotas de petróleo arrastradas por el flujo de gas son retenidos en el scrubber. Los elementos internos que tienen estos equipos para efectuar la separación gas-condensados, están constituidos normalmente por un deflector a la entrada y en la parte superior un rompeniebla (Fig. 38-V). El líquido (agua y gasolina) se acumula en el fondo del recipiente y su nivel se controla con un flotante que actúa en forma mecánica sobre una válvula tipo LFA-401 DP (ver detalle en la Fig. 38-V). El scrubber cuenta además con los siguientes elementos de control y seguridad: un indicador de nivel de vidrio en la parte inferior, un manómetro, un termómetro y una válvula de seguridad ubicada en la parte superior del recipiente y disco de ruptura.

Figura 38-V


TORRE DE ABSORCIÓN (TORRE DE CONTACTO)

La torre de contacto como se ve en la Fig. 39-V está constituida interiormente por una serie de platos con campanas de burbujeo, un serpentín y un retenedor de niebla. Los elementos de control y seguridad consisten en: un control automático de nivel del glicol tipo CTQ-406 que actúa sobre una válvula operada a diafragma tipo DSA-160, un indicador de nivel de vidrio, termómetro, manómetro y una válvula de seguridad ubicada en la parte superior del recipiente. El gas a tratar entra por la conexión inferior y sale deshidratado por la conexión superior. El glicol entra a la torre por la conexión superior, pasa a través del serpentín, desciende

por los distintos platos de burbujeo y se colecta en la parte inferior cuyo nivel controla el dispositivo CTQ-406. El gas en su recorrido ascendente pasa por los platos de burbujeo llenos con glicol donde se produce el contacto íntimo. El gas cede su vapor de agua al glicol, pasa a través del intercambiador de calor (serpentín) para enfriar el glicol y a través del rompeniebla ubicado en la parte superior de la torre. El rompeniebla retiene las pequeñas gotas de líquido que pueden ser arrastradas por el flujo de gas. El glicol húmedo cuando alcanza un determinado nivel que controla el conjunto CTQ-406 y la válvula DSA-160, sale de la torre y circula hacia la planta deshidratadora de glicol desplazado por la presión de operación de la torre.

Figura 39-V


DESHIDRATACIÓN DEL GLICOL El equipo consta de: el rectificador de glicol, compuesto por: un calentador de fuego directo y las torres ciega y de destilación, el tanque de glicol seco que contiene un intercambiador de calor (serpentina), las bombas alternativas, filtros y accesorios de control (Fig. 40-V).

Figura 40-V


El glicol húmedo de la torre de contacto pasa por el intercambiador de calor del tanque de glicol seco, por los filtros y entra en la torre ciega, donde se separa parte del agua que sale al exterior en forma de vapor. Luego pasa a la torre de destilación en la que el glicol entra en contacto a contra corriente con los vapores generados en el calentador. Estos vapores se componen fundamentalmente de vapor de agua y pequeñas cantidades de vapores de glicol y gasolina. El glicol que desciende por la torre condensa a los vapores de glicol. Los vapores de agua y gasolina salen al exterior. El glicol húmedo desciende y entra al calentador donde se separa el agua remanente en forma de vapor. El glicol ya deshidratado desborda por un vertedero al tanque de glicol seco de donde es bombeado a la torre de contacto, con lo que se completa el ciclo. El tanque tiene un control de nivel de vidrio que permite además verificar el estado del glicol. Como los vapores del glicol son corrosivos, se hace circular gas del sistema por la parte superior del tanque para arrastrar los vapores hacia la torre de destilación. BOMBAS Son del tipo alternativas, de desplazamiento positivo y pueden ser de simple o de doble efecto. En la Fig. 41-V (a) vemos un esquema en corte de una bomba de simple efecto; el émbolo buzo que impulsa el glicol está accionado por un conjunto motriz neumático que funciona con gas a presión. Un sistema mecánico accionado por el cuerpo del émbolo buzo actúa sobre la válvula de alimentación de gas la que deja pasar el fluido motor (gas), alternativamente en una y otra cara del pistón motriz en cada extremo de carrera, produciendo de esta forma el movimiento alternativo del conjunto. En nuestra operación utilizamos bombas de este tipo (Union Simplex, WKM, Mirbla y Texteam). Para mantener la bomba en buenas condiciones de operación es importante controlar el sistema de lubricación de la parte motriz. Otro detalle a tener en cuenta es el estado de las empaquetaduras; si se notan pérdidas de glicol a través de ellas será necesario reemplazarlas para evitar el consumo de glicol por tal motivo. El lubricador que utilizamos es el tipo "Norgren" que está instalado en la línea de alimentación de gas de las bombas. El gas que circula arrastra el aceite en forma de niebla lubricando la parte motriz de las bombas. En las plantas deshidratadoras de alta presión se utilizan bombas marca "Kimray" en las que el fluido motor lo constituye el glicol húmedo que proviene de la torre de contacto. Nota: en invierno usar aceite lubricante SAE 10 y en verano SAE 30. En la Fig. 41-V (b) se muestra un esquema de otro tipo de bomba; es una bomba de doble efecto con dos pistones solidarios a un vástago que efectúan el bombeo de glicol seco a la torre de contacto impulsados por el glicol húmedo que proviene de la torre. En dicha figura se muestra el circuito de glicol motriz y el detalle de succión e impulsión de glicol seco. Las válvulas manuales de regulación permiten variar el caudal circulante del fluido motor (glicol húmedo) con lo que variamos en igual proporción el caudal de glicol seco que circula por la torre de contacto.


Figura 41-V


FILTROS Su objeto es retener toda suciedad que pudiese arrastrar el glicol. En nuestra operación utilizamos filtros marca "Peco" de cuatro elementos filtrantes; su diseño prevé un sistema de alivio interior que permite el libre flujo de glicol cuando los elementos filtrantes se obstruyen. La válvula de alivio esta regulada para abrir a 25 psi de presión. La caída de presión a través del filtro se controla con dos manómetros que están ubicados respectivamente en la tapa del filtro y en la parte inferior del recipiente. Dicha caída de presión oscila entre 5 y 10 psi.

Cuando se observa un aumento progresivo de la presión es indicio de que los elementos filtrantes están sucios, por lo tanto se deberán reemplazar en lo posible antes que se produzca la apertura de la válvula de alivio.

Para reemplazar los elementos filtrantes se cierran las válvulas de entrada y salida del glicol, se descarga la presión del filtro a través de la válvula de drenaje y luego se quitan los bulones de la tapa. PROCESO DE DESHIDRATACION DEL GAS En esta sección daremos los conceptos básicos sobre el proceso de deshidratación del gas natural a fin de que el Supervisor conozca las variables que intervienen en el mismo. Los ejemplos que se indican son a título ilustrativo por lo que toda vez que se requiera mejorar las instalaciones u optimizar este proceso, deberá consultarse con el Departamento de Ingeniería. Como hemos visto, el gas a tratar pasa previamente por el radiador y el scrubber en el que se separan del gas los condensados: gasolina y agua. Para eliminar la humedad del gas utilizamos en nuestra operación plantas que operan con Trietilen Glicol (TEG) que como hemos visto consisten de: una torre de absorción (torre de contacto), un rectificador del TEG con un depósito para el mismo y los accesorios (bombas, filtros, etc.). El Trietilen Glicol es un compuesto químico cuya característica más importante es la gran avidez por el agua, siendo por ello utilizado como elemento extractor de la misma en el gas natural. Considerando que el gas proveniente de los pozos esté saturado con vapor de agua, la cantidad de agua que puede tener el gas a distintas presiones y temperaturas puede estimarse del gráfico para gas natural que se indica en la Fig. 42-V, así por ejemplo a 300 psi y 60°F el gas saturado, puede contener hasta 48 Lbs. de agua/millón de pie3 de gas. (0.8 cm3 agua/m3 gas). Otro método útil de indicar el contenido de agua de cualquier gas es en términos del "punto de rocío" del agua en el gas. Denominamos "punto de rocío" al valor de la temperatura a la cual el vapor comienza a condensar, a una determinada presión. La


temperatura del punto de rocío depende de la presión a la cual efectuamos la determinación. Por ejemplo, del gráfico de la Fig. 42-V un gas que contenga 48 Lbs. agua/MMpie3 gas a una presión de 300 psi tendrá un punto de rocío de agua de 60°F, si ese gas se regula por medio de una válvula a 100 psi el gas seguirá manteniendo la misma cantidad de agua (48 Lbs/MM pie3), pero el punto de rocío será ahora 31°F. Por esto es necesario siempre que informemos la temperatura del punto de rocío, dar la presión a la cual se efectuó la determinación.

Figura 42-V


MEDIDOR DE PUNTO DE ROCÍO MARCA SHAW El medidor de punto de rocío Shaw es un equipo sencillo de operar, pesa alrededor de 5 kg, y es provisto dentro de una caja casi cuadrada (20 cm x 20 cm x 27 cm). Para medir se conecta a la válvula de muestreo con una manguera y se deja fluir el gas por dentro del equipo. La humedad de la muestra puede ser conocida en pocos minutos (Fig. 43a-V).

El procedimiento normal para realizar el ensayo con este equipo es el siguiente:

(1) Colocar la perilla de accionamiento en la posición BATT y comprobar la carga de las baterías.

(2) Abrir la válvula de muestreo y comprobar que no haya salida de suciedad o condensado. Si hay algo de suciedad o condensado arrastrado por el chorro de gas, purgar hasta eliminarlo o abandonar el ensayo. (Generalmente este problema puede aparecer a la entrada del Scrubber).

(3) Sin presencia de suciedad o condensado, interconectar la válvula de muestreo con cualquiera de las dos conexiones del cilindro superior del equipo Shaw

(4) Ajustar la válvula de muestreo hasta obtener un pasaje suave a través del

instrumento. ( 5 a 10 l/min es ideal. Aunque el caudal no es sumamente crítico para la medición, no debe exceder los 20 l/min)

(5)- Dejar fluir el gas a través del equipo durante un intervalo de dos ó tres minutos con el objeto de purgar la manguera de interconexión. Tapar el orificio de salida de gas del cilindro superior con un dedo, hasta que la presión lo haga ascender. Remover el dedo cuando el cilindro alcance el punto máximo. (Si no hay suficiente presión para elevar el cilindro, conectar una manguera en el orificio de salida y levantar a mano dicho cilindro).

Figura 43-a-V


(6)- La aguja del instrumento se moverá rápidamente (5 minutos) indicando la humedad contenida en la muestra. Si la aguja se mueve hacia el extremo húmedo (hacia la derecha) y luego hacia la izquierda, significa falta de purga antes de elevar el cilindro. Si hay dudas acerca del caudal utilizado, incrementar el caudal después de alcanzar la lectura máxima. Si la aguja se mueve hacia la zona seca, significa que el caudal utilizado previamente era bajo.

(7)-Una vez terminada la lectura, bajar el cilindro superior y el equipo estará en condiciones para el próximo ensayo.

(8)-Interpretación de las lecturas: la escala superior del dial del equipo marca el punto de rocío, a presión atmosférica. Con ese valor entrar en la regla circular en la escala "Dew point temperature centigrade" y leer el contenido de agua en las distintas escalas que la circunscriben.

Ejemplo: Lectura -30 ºC = -22º F = 0.28 mg de agua/litro de gas = 18 lb de agua/millón de pie cúbico a 60 º F y una atmósfera = 370 partes por millón de vapor de agua en volumen (vpm) a una atmósfera = 0.276 mmHg presión de vapor de agua. Para 7 lb de agua por millón de pie cúbicos de gas, el punto de rocío de gas es de -38.2 º C "La depresión del punto de rocío" (eliminación de agua) es la diferencia en grados de temperatura entre el punto de rocío del gas de entrada y el de salida de la torre de contacto. La depresión del punto de rocío es producida por el proceso de deshidratación del gas. Normalmente las especificaciones comerciales para el transporte de gas en gasoductos indican que el contenido de vapor de agua en el gas no debe superar 7 Lbs.agua/MMpie3 gas (0.15 cm3 agua/m3gas). Por ejemplo, del gráfico Fig. 42-V si la presión es 1000 psi, tal condición corresponde a un punto de rocío del agua de 32°F; por lo tanto un gas cuyo punto de rocío a la entrada de la torre de contacto, es 75°F a 1000 psi, debe tener una depresión del punto de rocío de (75 - 32 = 43°F). Las condiciones principales según las cuales pueden formarse hidratos en el transporte del gas son:

• Gas por debajo del punto de rocío del agua y en presencia de agua libre.

• Bajas temperaturas del gas.

• Altas presiones.

En nuestra operación, y en lo que respecta al gas asociado, la tercera condición no es un problema, ya que el transporte del gas se realiza a baja presión. Por lo tanto, atendiendo a las dos primeras lo que trataremos de lograr es que el gas a la salida tenga un bajo punto de rocío para garantizar que a bajas temperaturas no se verifiquen problemas por formación de hidratos. Además, a presión constante y con un bajo punto de rocío del gas se tendrá menor cantidad de agua por millón de pie3 de gas, con lo que se logra menor cantidad de agua libre en la cañería en caso que la temperatura


descienda mucho. Este agua podrá ser eliminada de la línea mediante los "drips" instalados en su trayecto y evitar de esta manera que pueda obstruirse la cañería por congelamiento. Temperatura de operación La temperatura del gas de entrada a la torre de contacto influye en la eficiencia del proceso de deshidratación. Si la presión es constante, a mayor temperatura del gas de entrada, mayor será la depresión del punto de rocío para llevar el gas a las condiciones de gasoducto (es mayor la cantidad de agua que debe eliminar la torre). En otras palabras, para lograr un menor punto de rocío a la salida es recomendable una menor temperatura del gas a la entrada. Sin embargo se considera que 50 °F es la temperatura mínima de operación debido a que el glicol es demasiado viscoso a menores temperaturas y se torna ineficiente el proceso. También 100°F es límite superior práctico de la temperatura de operación ya que a medida que esta temperatura aumenta, las pérdidas de glicol por evaporación resultan mayores. Cuando se utilicen calentadores de entrada para prevenir la formación de hidratos y congelamiento en válvulas, etc. (caso pozos gasíferos) no debe aumentarse demasiado la temperatura del gas. Concentración de glicol El glicol que sale de la torre de contacto (glicol húmedo) se deshidrata en la planta rectificadora de glicol para luego volver al ciclo. Cuanto más concentrado (seco) sea el glicol que entra a la torre de contacto, mayor será la eficiencia de deshidratación del gas. El grado de deshidratación del glicol que pueda lograrse, depende en primer lugar de las especificaciones de diseño de la planta de glicol. Así por ejemplo, tendremos plantas cuyo diseño garantiza una eficiencia de concentración del glicol de: 98.5 %wt; 99.0 %wt; 99.5 %wt; (peso) etc. Esto significa que si la eficiencia de una planta de glicol es de 98.5 % la concentración de glicol será 98.5 % y el resto, 1.5 % es agua incorporada al glicol en el proceso (que la planta no elimina). Conocida entonces la eficiencia de la planta podrá determinarse si la misma trabaja de acuerdo a las especificaciones de diseño. Para ello se realiza un análisis de determinación de agua: la muestra de glicol se debe tomar a la salida del tanque de glicol seco. Otros factores que influyen en el grado de deshidratación del glicol son: la capacidad de tratamiento de la planta que está relacionada con el caudal de circulación del glicol (como veremos más adelante) y la temperatura del calentador. Para lograr una concentración adecuada del Trietilen Glicol, la temperatura del calentador debe mantenerse entre 375°F y 390°F. Es importante controlar el valor máximo de temperatura para evitar la degradación del (TEG) que ocurre alrededor de los 404°F.


Caudal de circulación del glicol Cuando conocemos la concentración del glicol y el número de platos de burbujeo que tiene la torre de contacto, la depresión del punto de rocío del gas saturado es función de la velocidad de circulación del glicol. Las torres de contacto standard tienen 4 a 8 platos de burbujeo. La circulación del glicol para asegurar un buen contacto gas-glicol varía de 3 a 5 gal/Lbs. de agua en el gas. El valor práctico de operación de un sistema deshidratador standard es 3 gal/Lbs. de agua a eliminar. Un caudal de circulación excesivo, especialmente por encima de la capacidad de diseño, sobre-carga la planta rectificadora de glicol e impide una buena reconcentración del glicol. En general una mayor depresión del punto de rocío es más fácil de lograr aumentando la concentración de glicol que el caudal de circulación. Ejemplo: Supongamos el siguiente caso: caudal de gas a deshidratar = 50400 m3/d (1800000 pie3/d), punto de rocío del gas a la entrada de la torre de contacto = 40°F, presión de operación = 85.3 psi (100 psia). Si adoptamos un valor límite de 7 Lbs. agua/MMpie3, tendremos:

a. Contenido de agua del gas a la entrada; del gráfico Fig. 42-V para 40°F y 100 psia, encontramos que el gas puede contener 67 Lbs. agua/MM pie3.

b. Punto de rocío del gas a la salida; del gráfico para 7 Lbs. agua/MMpie3 y 100 psia, encontramos: - 15°F.

c. Depresión del punto de rocío: 40 - (-15) = 55°F

d. Agua a eliminar: 67 - 7 = 60 Lbs.agua/MMpie3 gas

Total = 1800000 pie3 gas x 60 Lbs./MMpie3 gas = 108 Lbs. de agua

e. Caudal de circulación del glicol: adoptando el valor práctico de 3 gal/Lb. agua tendremos:

Q glicol = 3 gal/Lb. agua x 108 Lbs. agua = 324 gal.glicol/día

Q glicol = 324 = 13.5 gal/hora 24

Por lo tanto, con el dato de 13.5 gal/hora recurrimos al gráfico de caudales de la bomba suministrado por el fabricante y determinamos los golpes por minuto a que debe trabajar la misma para mantener dicho caudal horario de glicol en el sistema. En caso de no


contarse con los gráficos de la bomba, el caudal puede determinarse intercalando en el sistema un medidor de caudal del tipo de desplazamiento positivo. También podemos estimar el caudal circulante de la siguiente manera: se cierra la válvula manual de la cañería de descarga del glicol de la torre de contacto y se mide la altura del nivel por unidad de tiempo. Esta altura multiplicada por el área de la sección interna de la torre dará el volumen de glicol bombeado:

h [cm/min] x A [cm] = Q glicol [cm/min]

Por ejemplo, en el caso anterior determinamos que el caudal de glicol era:

Q = 13.5 gal/hora = 13.5 gal/hora x 3785 cm3/gal x 1h = 851.6 cm3/min 60 min

Suponiendo una torre de contacto Natco, su diámetro interior es de aproximadamente 75 cm.

Area = 75 2 π = 4415 cm2

4 De acuerdo a lo visto:

Q glicol = h x A ∴ h = Q glicol = 851.6 cm3/min = 0.192 cm/min A 4415.6 cm2 Es decir, midiendo el incremento de nivel por unidad de tiempo "h" podemos verificar si el caudal de circulación es el que hemos estimado. Nota: Si se dispone de equipo adecuado, medir el punto de rocío a la entrada de la torre de contacto, y con el contenido de agua correspondiente estimar el caudal de circulación de glicol. DISPOSITIVOS AUTOMATICOS DE CONTROL. CONTROL DE NIVEL DE GLICOL EN LA TORRE DE CONTACTO. El sistema está formado por el control de nivel (flex-tube) CTQ-406 que actúa sobre la válvula operada a diafragma DSA-160 de acción normalmente cerrada. En la Fig. 43b-V se muestra un esquema del funcionamiento: el conjunto recibe gas del sistema que regula una válvula tipo 67-FR, el gas de alimentación pasa por un orificio (a) que deja pasar un reducido flujo que se ventea por la boquilla (b). En esta posición los manómetros no acusan presión y la válvula DSA-160 permanece cerrada por la tensión del resorte regulador.


Cuando el nivel de glicol sube, el flotante del dispositivo de control provoca el cierre del orificio de la boquilla y aumenta la presión hasta el valor de registro de la válvula de descarga, con lo que ésta comienza a abrir permitiendo la salida del glicol. El nivel de glicol en la torre puede regularse alejando o acercando la boquilla a la placa de cierre del control, si se desea elevar el nivel se enrosca la boquilla en el caso contrario se desenrosca. A su vez la válvula DSA-160 puede regularse a la presión más conveniente ajustando el tornillo regulador. Es importante mantener limpio el sistema de alimentación (válvula reguladora 67-FR) para evitar el taponamiento del orificio (a) o la boquilla (b). Sí se obstruye el orificio no podrá operar la válvula de descarga con lo que el nivel de glicol subiría hasta escapar por la conexión superior de la torre. Si se tapa la boquilla, la válvula de descarga permanecería abierta y esto podría provocar el escape de gas de la torre de contacto a la planta de glicol con el consiguiente peligro que ello implica. CONTROL DE TEMPERATURA DEL RECTIFICADOR DE GLICOL. Los controles de temperatura que utilizamos en los equipos Natco son los siguientes: CTS-1030 y CTS-5025-B.

a. Control de temperatura CTS-1030.

Figura 43-b-V


El sistema está formado por el control de temperatura CTS-1030 que actúa sobre la válvula operada a diafragma DSG-7501 de acción normalmente cerrada. En la Fig. 44-V (a) se indica un esquema de funcionamiento del conjunto. El control de temperatura esta constituido por: el elemento sensible (bulbo) que va instalado en el interior del calentador, y el conjunto receptor y de regulación que es exterior. El conjunto receptor y de regulación esta constituido por: las conexiones de alimentación y salida de gas con sus respectivos manómetros, el eje transmisor de movimiento, el orificio (a), la boquilla (b), la placa de cierre y la perilla de regulación. Funcionamiento. El gas de alimentación pasa por una válvula reguladora tipo 67-FR y entra al control por la conexión (1). Al pasar por el orificio (a) se produce una caída de la presión y un pequeño flujo de gas escapa por la boquilla, en esta condición la válvula DSG-7501 está cerrada. Cuando la temperatura desciende en el rectificador, el sistema térmico se contrae y el eje transmisor del movimiento empuja a la placa que cierra el escape de gas por la boquilla. La presión se incrementa hasta que al alcanzar el valor de registro de la válvula DSG-7501, esta comienza a abrir y pasa el gas al quemador.

Cuando el glicol llega a la temperatura de régimen el ciclo se invierte y la válvula DSG-7501 cierra. Para regular el control a la temperatura deseada se gira la perilla a la derecha para aumentar la temperatura, o hacia la izquierda para disminuirla.

b. Control de temperatura CTS-5025-B.

El sistema está formado por el control de temperatura CTS-5025-B que actúa sobre la válvula operada a diafragma DSG-7501 de acción normalmente cerrada. En la Fig. 44-V (b) se indica un esquema del funcionamiento del conjunto. El control de temperatura está constituido por el elemento sensible que va instalado en el interior del calentador, y el conjunto receptor de regulación que es exterior.

El elemento sensible consiste en un tubo y una varilla interior al mismo construidos con materiales de distinto coeficientes de dilatación térmica; la característica del material del tubo es de un alto coeficiente de dilatación comparado con el material de la varilla que es de muy bajo coeficiente de dilatación. La varilla esta vinculada al tubo en su extremo opuesto al conjunto receptor, de manera que al variar la temperatura el tubo se dilata o contrae moviendo a la varilla en un sentido u otro. El conjunto receptor y de regulación esta constituido por: las conexiones de alimentación y salida de gas con sus respectivos manómetros, el vástago transmisor de movimiento con un resorte concéntrico, la válvula interior


(obturador y asiento), el perno de apoyo ajustable y el orificio que comunica con el conducto de salida.

Funcionamiento. Cuando desciende la temperatura del glicol en el rectificador, el tubo se contrae y mueve la varilla hacia el conjunto receptor y de registro presionando contra el vástago transmisor del movimiento [ver detalle en la Fig. 44-V (b)]. Esto hace que se comprima el resorte y que el vástago se incline en la dirección del punto de apoyo ajustable, con lo que el obturador de la válvula interior también se inclina apoyando solamente en una parte de su asiento. De esta manera aumenta el pasaje de gas a través de dicha válvula incrementándose la señal de salida que actúa sobre la válvula DSG-7501 que abre y permite el paso de gas al quemador del calentador. Cuando la temperatura aumenta el tubo se dilata y mueve la varilla vinculada a él en el otro sentido, de esta forma deja de presionar en el vástago con lo que el obturador vuelve a su posición inicial disminuyendo la señal de salida y la válvula DSG-7501 cierra el paso del gas al quemador. La regulación de la temperatura se efectúa girando la perilla exterior que actúa sobre el perno de apoyo. Según sea el sentido de giro que le demos a la perilla el perno de apoyo bajará o se elevará, aumentando el paso de gas en el primer caso y disminuyéndolo en el segundo.


Figura 44-V


OTROS MODELOS DE PLANTAS DESHIDRATADORAS DE GAS. En nuestra operación contamos con otros modelos de equipos National y también de marca BS&B, Armexas, QB.Johnson, Salcor. Las diferencias más notorias con el equipo que hemos descripto son:

• el scrubber y la torre de contacto están contenidos en una misma torre. • el rectificador de glicol no tiene torre ciega, solo la torre de destilación. • el cuerpo del rectificador y el tanque de glicol seco están instalados uno

sobre el otro.

El funcionamiento es básicamente el mismo que hemos explicado; en la Fig. 45-V se indica un esquema de funcionamiento de un equipo BS&B. Los condensados (agua y gasolina) quedan retenidos en la sección de torre correspondiente al scrubber y se descargan por la válvula (1). El glicol húmedo sale por la válvula (2), y por diferencia de presión circula por el intercambiador de calor del tanque de glicol seco, por el filtro y entra a la torre de destilación. El glicol seco del rectificador ingresa al tanque a través de un vertedero y de allí lo succionan las bombas para completar el ciclo. El sistema de regulación de temperatura esta constituido por dos controles (T1 y T2) conectados en serie; éstos se regulan de la siguiente forma:

a. Se mantienen ambos controles abiertos hasta alcanzar la temperatura deseada

en el rectificador. b. Se regula uno (T) hasta que corte el suministro de gas. c. Se marca (T) en la posición de corte y se lo abre nuevamente. d. Se regula (T1) hasta que corte el suministro de gas. e. Se vuelve (T) a la marca efectuada en el paso (c) y se deja el equipo en

operación.

Nota: en la actualidad todos los rectificadores de glicol cuentan con dos controles de temperatura.


PLANTA DESHIDRATADORA DE GAS-TIPO B.S.& B

Figura 45-V

(1)

(2)


PLANTA JOHNSON En los pozos de gas autónomos se instalan plantas deshidratadoras con T.E.G. a los efectos de proceder a la deshidratación del gas producido por dicho pozo. Dichas plantas son similares, en cuanto al funcionamiento, a las plantas centrales de las estaciones colectoras, tan solo que al estar ubicadas en las inmediaciones de los pozos productores, están equipadas con instrumentación preparada para trabajar en lugares alejados y con la posibilidad de monitorear y cambiar los parámetros de funcionamiento a distancia. Básicamente, en la operación hay dos tipos de estas plantas: Unas están equipadas con un separador horizontal de alta presión (para separar líquidos antes del tratamiento) con capacidad de tratamiento 200.000 m3/día de gas y otras no cuentan con el separador de líquidos y tienen una capacidad para 100.000 m3/día de gas. En la figura se puede observar una planta de las mencionadas, ubicada en las inmediaciones del pozo PVH 618 para el tratamiento de su producción de gas. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN (SIN SEPARADOR) En la boca de pozo está montada la correspondiente armadura de surgencia, que entre otros accesorios incluye la válvula de orificio variable y la de corte por seguridad line-break. La configuración de la armadura está definida por Ingeniería de proyecto y varía con las presiones de cada pozo, es decir no todos los pozos de gas tienen exactamente la misma armadura. Desde la boca de pozo hasta la planta de tratamiento, generalmente ubicada a 100 mts de distancia, el gas es conducido por una línea soterrada de alta presión hasta el ingreso a la misma. En la entrada a la locación de la planta, está instalada una válvula de accionamiento neumático (normal cerrada) de alta presión que controla presiones aguas abajo. A partir de esta válvula reguladora de la presión de trabajo colocada al ingreso de la planta de tratamiento, la instalación es de baja presión. El gas pasa, previo a la torre de contacto, por un sistema de enfriamiento con radiadores (que tienen un sistema de by-pass con válvula neumática que permite ser


accionada a distancia, para sacarlos de servicio ante un congelamiento u obstrucción) para luego ingresar a un scrubber donde se drena los líquidos. Este tiene instalado un control de nivel del tipo transmisor de presión diferencial que actúa sobre una válvula neumática de acción normal cerrada, drenando a un recipiente soterrado que tiene a su vez instalado un control de nivel y bomba automatizados para mantener el nivel deseado en forma constante. Los líquidos drenados son bombeados generalmente a un tanque de estación o línea de pozo. A continuaciòn el gas ingresa a la torre contactora donde se produce la separación de agua a través del proceso de contracorriente con T.E.G. La torre tiene en su parte inferior un scrubber con control de nivel del tipo desplazador, que actúa sobre una válvula, drenado los líquidos al tanque soterrado ya mencionado. Desde la torre el gas pasa al sistema siendo medido el caudal en un puente de medición y antes de ingresar al sistema general colector, pasa por una válvula neumática (de acción normal abierta) que regula el caudal de salida.

La parte correspondiente a los controles del proceso de la planta, está ubicada en una casilla en locación, desde donde los datos son transmitidos a la estación remota en la Planta Zorro, donde el operador tiene en la pantalla los parámetros de presiones y caudales. Todos estos datos son registrados en un “floboss” ubicado dentro de la casilla, donde se almacenan los últimos 30 días. El sistema esta montado de manera que también a distancia se puedan modificar los parámetros de producción y presiones.

En esta casilla también están instalados los equipos compresores que aseguran mediante un tanque pulmón, el abastecimiento de aire para las bombas y la instrumentación. Este tanque tiene una capacidad para que los equipos trabajen hasta 4 horas ante un corte eléctrico en la red. La válvula controladora de presión en la entrada a la planta es seteada con el valor deseado desde el floboss, al igual que la controladora de caudal a la salida del sistema. La secuencia operativa es la siguiente: Al detectarse un caudal superior al seteado, la válvula comienza a restringir el paso para reacomodar caudal, comenzando el sistema interior de la instalación (torre contactora, scrubber y radiadores) a incrementar la presión, que a su vez es detectada por la reguladora de presión comenzando a restringir su paso. Esto hace que aumente la presión hacia el pozo en la cañería de alta presión, hasta llegar al valor de regulación por alta de la line-break, punto donde esta cierra el pozo. Cada vez que esto ocurre se debe ir al pozo para activar manualmente esta válvula.


En este tipo de instalación el caudal es fijado mediante el orificio de la válvula reguladora ubicada en la armadura de surgencia, de manera que siempre se debe setear la válvula reguladora de caudal con un valor ligeramente superior al fijado en aquella. Por ej.:si el caudal fijado en boca de pozo a través de la reguladora es de 100.000 m3gpd, se debe setear la controladora neumática con 110.000 m3gpd. En caso contrario, ante una pequeña variación en el caudal, se producirá alternativamente la secuencia descripta anteriormente provocando cierres del pozo. Se debe tener presente que el caudal estará dado en función de la presión en la boca de pozo y el diámetro del orificio que se le de a la válvula, es decir que para saber el valor de caudal tendremos que abrir parcialmente la válvula y observar el Floboss que se encuentra en el interior de la casilla. PROCESO EN LA PLANTA Estas plantas vienen armadas en un trineo (paquetizadas). Al ser preparadas para trabajar en lugares alejados, tienen la posibilidad de autoalimentarse de gas combustible para el regenerador de glicol desde una conexión a la salida de la torre contactora. Antes de ingresar al quemador el gas pasa por un sistema de precalentado a traves del tanque de glicol seco y por un separador de líquidos con corte por alto nivel. El sistema de encendido del piloto es electrónico con sensor de llama. En lo referente al circuito de glicol, el mismo tiene una diferencia con el resto de las plantas, por la incorporaciòn de un tanque separador bifásico (tanque flash). El mismo está intercalado entre los intercambiadores de calor glicol-glicol en el circuito de glicol rico hacia la columna de destilación. Tiene la función de liberar el gas contenido en el glicol y con un sistema de control de nivel de tipo desplazador, mantener una cantidad de glicol estable. Este tanque posee una válvula de seguridad por sobrepresión en la parte superior que ventea a la atmósfera. Posteriormente al tanque flash se encuentran dos filtros, uno de media y el otro de carbón que filtran las partículas sólidas del glicol en su fase final, antes de entrar en la columna de destilación. Además del by-pass que tiene cada filtro, hay una válvula entre el tanque y estos que actúa por sobrepresión, derivando el glicol directamente a la columna en caso de una obstrucción en la línea. Las bombas de glicol son del tipo TXT 6100 operadas por aire y con un sistema de lubricación por goteo regulable. Las mismas tienen incorporado un filtro en la succión. En el ingreso de glicol seco a la torre contactora, se produce el intercambio de temperatura al atravesar el intercambiador gas-glicol. Las bombas que recuperan líquidos del tanque de condensados son a pistón accionadas eléctricamente para una presión de 400 psi, y dentro de la casilla de control se encuentra el indicador de nivel del tanque. En caso de falla en el sistema de arranque automático se pueden energizar en forma manual.


La instalación tiene válvulas de sobrepresión en todos los recipientes y discos de rotura en el scrubber, capaces de ventear la capacidad de tratamiento de la planta. INSTALACIÓN CON SEPARADOR DE ALTA PRESIÓN En aquellos pozos con importante aporte de fluido, se incorpora un separador bifásico horizontal de alta presión que separa los líquidos, enviándolos por diferencia de presión directamente a una línea de conducción (oleoducto). Desde el pozo el gas ingresa a este separador, el que posee a la entrada una válvula que actúa por sobrepresión cerrando el ingreso de fluido. En su interior tiene un control de nivel que cierra la entrada al separador en caso de superar cierta altura. Luego del separador está la válvula reguladora de presión (que regula aguas abajo) y a partir de esta, la instalación es similar a la descripta anteriormente. En algunos casos es necesario instalar un calentador con serpentina de alta presión entre la armadura de surgencia y la entrada a la instalación de planta, con el fin de prevenir congelamientos en la válvula reguladora de presión. CAPTACION DE BAJA. En los yacimientos existen algunas causas que hacen necesaria otra forma de captar gas de los pozos. Las mas importantes son : A ).- Yacimientos con exceso de presión en las líneas de conducción y pozos con alto

G.O.R. ( Pozos muy distantes de estaciones – concurrencia de estos a varios manifold de campo – líneas de diámetro insuficiente entre manifold de campo y estaciones)

B ).- Yacimientos donde los pozos no tienen suficiente presión entrecolumna para ingresar a la línea de conducción. Esto se da generalmente con bajos caudales.

En estos casos se recurre a un sistema que se denominó “ captación a baja presión “ y consiste en llevar ese caudal aportado por la entrecolumna del pozo por una línea individual ( donde solo circule este fluido ) hasta la planta deshidratadora, a una presión generalmente equivalente a la del manifold principal de la estación (80 a 100psi ).

Esto hace que el gas fluya mas fácilmente al tener menor contrapresión. Una manera de maximizar al máximo el caudal individual de cada pozo es montar un

compresor centrífugo que literalmente succiona el csg manteniendo la presión entrecolumna alrededor de 7 psi. ( en yac.K.Kayke ) Para determinar la factibilidad del proyecto se debe saber que caudal suplementario se obtendrá con esta inversión. Para ello se utiliza un puente de medición portátil ( los parámetros de medición son los mismos que para las instalaciones fijas ) que puede tener una válvula Daniel de 2” o el juego de bridas portaorificio. Para la medición se instala aguas abajo del orificio una válvula de contrapresión ( del tipo 63 R ) que se utiliza para generar dentro del csg del pozo una presión similar a la que va a trabajar la captación, obteniendo de esta forma un caudal de aporte real en las nuevas condiciones. Por razones de política ambiental se instala luego del puente en locación un recipiente que asegure la retención de cualquier líquido vertido.


Con este sistema se optimiza el aprovechamiento del gas y también se obtiene un beneficio en la producción de petróleo derivado de la despresurización del espacio anular.( ver esquema de un modelo de captación en el yacimiento L.Flores.)


PLANTA COMPRESORA DE GAS KOLUEL KAYKE. Esta planta tiene como función captar el gas producido de las entrecolumnas de los pozos, a través de un manifold de entrada, separar los líquidos por medio de un separador de entrada bifásico horizontal con sus elementos de control de nivel y descarga automática y válvula de seguridad. El control de nivel es del tipo on-off, actuando sobre una válvula neumática y enviando los líquidos a un tanque de 3000 lts de capacidad, mediante un sistema cerrado. Está provisto de un eliminador de partículas liquidas mayor a 10 micrones y no permite un arrastre superior a 0.1 galòn/MMSCF ( galón por millón de pies cúbicos ). A la salida del separador y previo al compresor, se encuentra instalado el puente de medición con placa orificio con su sistema de transmisor de presión diferencial, según A.G.A.3.Estos datos de caudal y presión son colectados en un panel ubicado en locación. Desde el puente de medición el gas continua hacia un scrubber de succión, en donde es aspirado y comprimido por un compresor de desplazamiento positivo a paletas accionado por motor eléctrico. Por último el gas pasa por un aeroenfriador y luego, en su etapa final, se inyecta al gasoducto principal. El equipo cuenta con un sistema de recirculación que permite, mediante un controlador de presión, tener regulado el caudal del compresor. Antes del separador horizontal se encuentra un sistema de venteo a antorcha que actúa ante un exceso de presión en el separador. A esta línea concurren también los venteos de válvulas de seguridad. Todos los instrumentos funcionan con aire, provenientes de la batería E.V.-1 Este sistema de captación fue diseñado para las siguientes condiciones: Caudal . 17000 m3gpd Presión de succión : 1.5 a 10 psi ( 0.1 a 0.7 bar ) Presión de descarga : 60 a 90 psi ( 4 a 6 bar ) Temperatura succ. 50 a 70 º F.


NORMAS GENERALES PARA EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE

DESHIDRATACION DEL GAS - PROBLEMAS COMUNES. PUESTA EN MARCHA DE LA PLANTA DESHIDRATADORA.

(a) Llenar con Trietilen Glicol el calentador hasta que comience a desbordar al tanque de glicol seco y luego llenar este último hasta la mitad de su capacidad.

(b) Encender el calentador y una vez que el glicol alcanza la temperatura deseada regular los controles de temperatura.

(c) Abrir la válvula de entrada de gas a la torre de contacto hasta que la presión sea

la normal y cerrar la circulación de gas. (d) Poner en funcionamiento las bombas; al circular el glicol la temperatura en el

calentador comenzará a descender. (e) Cuando la temperatura del glicol se restablezca al valor de régimen, hacer

circular el gas a tratar con lo que la planta deshidratadora quedará en marcha. Cuando se detiene el funcionamiento de la planta se deberá derivar todo el glicol de la torre de contacto a la planta de glicol. Para ello accionar manualmente el control automático de nivel de la torre y drenar. Antes de poner en funcionamiento la planta drenar nuevamente la torre de contacto a fin de eliminar la gasolina y toda suciedad que pudiese contener. Esto evitará la formación de espuma con la que se puede perder mucho glicol a través de la conexión de salida del gas. Utilizar el radiador a fin de que el gas pierda temperatura y queden retenidos en el scrubber los condensados de vapores de agua y gasolina. Mantener la temperatura de operación de la torre de con tacto entre 80°F y 90°F sin sobrepasar los valores límites que hemos indicado (mínimo: 50°F; máximo: 100°F) Mantener un flujo continuo de gas entre el tanque de glicol seco y la torre de destilación a fin de desalojar los vapores de glicol que en presencia de oxígeno se oxidan y forman ácidos orgánicos corrosivos. En caso de interrumpirse dicho flujo de gas se corre el riesgo de que los vapores de agua existentes en la parte superior de la torre de destilación pasen a través de la cañería de gas al tanque de glicol seco. Mantener limpio el glicol, para ello se deberá controlar el estado de los filtros y proceder a su recambio en caso que se prevea un taponamiento a corto plazo. Visualmente puede examinarse una muestra de glicol para identificar algunos contaminantes, por ejemplo:


• Un precipitado finamente dividido puede indicar la presencia de productos de corrosión de hierro.

• Una solución negra, viscosa, puede contener hidrocarburos pesados. • el olor característico del glicol descompuesto (olor dulce aromático)

generalmente indica descomposición térmica. • Una muestra con dos fases indica que el glicol está contaminado con

hidrocarburos. Las conclusiones visuales pueden ser avaladas por el análisis químico. Algunos de los ensayos de rutina que pueden hacerse son: pH, contenido de agua, contenido de sólidos y determinación de hidrocarburo. Control de pH. La velocidad de corrosión del equipo crece rápidamente con la disminución del pH en el glicol. Los ácidos orgánicos resultantes de la oxidación del glicol y productos de descomposición térmica son los principales causantes de la corrosión. Por lo tanto el pH del glicol debe ser controlado periódicamente y mantenido entre valores de 7 a 7.5 como prevención de la corrosión. En caso de que la solución tenga valores de pH menores a los indicados deberá consultarse con el Departamento de Ingeniería quien recomendará los productos químicos y proporciones adecuadas para elevar el pH de la solución de glicol. Si la deshidratación del gas no es la adecuada y el punto de rocío a la salida es demasiado alto, esto puede ser mejorado de la siguiente forma:

a. Elevar la temperatura en el calentador para incrementar la concentración de glicol. No exceder la temperatura máxima pues puede descomponerse el glicol.

b. Verificar el caudal de glicol si es posible. Controlar las bombas para asegurarse

que trabajen bien. c. Controlar que la temperatura del gas de entrada a la torre de contacto no sea

muy alta (el gas puede retener mayor cantidad de agua a mayor temperatura). En tal caso disponer del radiador para disminuir la temperatura del gas y controlar que la temperatura de operación de la torre se mantenga entre los límites ya indicados.

d. Controlar la temperatura del glicol a la entrada de la torre; en caso de ser

necesario instalar un radiador para refrigerar el glicol.

Pérdidas de glicol en la torre de contacto: En este caso el glicol es arrastrado por el flujo de gas a la línea. Las posibles causas son las que se indican:

a. Temperatura de operación superior a los 140°F. b. Retenedor de niebla corroído o parcialmente tapado.


c. Formación de espuma: En este caso además de la pérdida de glicol, la espuma causa un contacto pobre entre el gas y la solución de glicol disminuyendo por tal motivo la eficiencia de la deshidratación del gas. Algunas de las causas de la formación de espuma son: la turbulencia creada por alta velocidad del flujo de gas, gasolina, sólidos finamente divididos, sales, etc.

Para prevenir la formación de espuma debe mantenerse limpio el sistema y lasolución de glicol. En oportunidades debe recurrirse al uso de productos anti-espuma que no resuelve el problema básico, es tan sólo un control temporario hasta que puedan determinarse las causas de la formación de la espuma.

d. Conducto de salida de vapores obstruidos.

Pérdidas en la torre ciega o de destilación hacia el tanque de agua, las probables causas son:

a. Conducto de glicol desde la torre ciega a la torre de destilación obstruido. b. Torre de destilación obstruida. c. Exceso de contenido de agua en el glicol. En este caso la solución más

conveniente será: detener las bombas de glicol y cerrar la válvula manual de retorno desde la torre de contacto manteniendo la temperatura del calentador al máximo permitido por el Trietilen Glicol. Cuando se nota que la condensación de vapor de agua en la línea de drenaje es mínimo podrá colocarse en funcionamiento normal el sistema.

d. Conducto de comunicación del rectificador con el tanque de depósito obstruido.

CONTROLES PERIÓDICOS.

(1) Controlar la temperatura del rectificador, torre de contacto, y scrubber. (2) Controlar el nivel de glicol en el tanque por posibles pérdidas. (3) Controlar el agua drenada en el tanque. Una disminución repentina indicará

probablemente que la planta no funciona correctamente o que está circulando menor cantidad de gas.

(4) Verificar manualmente el buen funcionamiento de los automáticos y drenar las

purgas. (5) Verificar el nivel de aceite en los lubricadores de las bombas de glicol. (6) Controlar el funcionamiento de las bombas.


(7) Intercambiar semanalmente las bombas a fin de evitar atascamiento por

corrosión y deposición de sólidos provenientes del agua que queda en ellas cuando dejan de operar durante lapsos de tiempo prolongados.

POSIBLES PROBLEMAS EN EL FUNCIONAMIENTO DE LAS ESTACIONES

SATELITE Y SUS SOLUCIONES. En las Fig. 46-V y 47-V se han esquematizado algunos de los principales problemas que suelen presentarse en las estaciones satélite. La Fig. 46-V indica las causas que pueden provocar que el petróleo pase a los tanques. Si se trata de una batería, el separador general descarga a tanque, el esquema se simplifica.

Figura46-V


Figura 47-V


De forma análoga la Fig. 47-V se refiere a las causas que provocan la descarga de fluidos al tanque ecológico. Si este tanque recibiese petróleo, es señal de una anormalidad en el funcionamiento de la estación. Por eso debe inspeccionarse la pileta (si la hubiera) en cada recorrida a la estación, para lo cual las mismas deben estar provistas de un indicador de nivel. Es importante que las piletas tengan suficiente capacidad disponible para cualquier emergencia. En caso de tener petróleo en la pileta, debe recuperárselo a la brevedad posible a fin de evitar un aumento de la viscosidad debido a la evaporación de los hidrocarburos livianos, lo que provoca posteriores problemas en el bombeo de recuperación. Además de los problemas indicados en dichas figuras, se presentan otros que no están relacionados entre sí y que en consecuencia no pueden esquematizarse de forma análoga. A continuación indicaremos los principales. (1)- Colector.

Roturas: debidas generalmente a un error en la operación de las válvulas o en

algunos casos por congelamiento de líneas fuera de servicio. (A las líneas fuera de servicio se les deberá colocar tapones una vez que han sido descargadas.).

(2)- Calentadores - Generadores de vapor.

Rotura de la serpentina: En el calentador abierto rebasará por la tapa, en el cerrado se abrirá la válvula de seguridad debido al aumento de presión.

Perdidas de agua: Controlar temperatura máxima, conexiones, tubo de fuego y cuerpo de la misma.

Baja presión de vapor: Incorrecta regulación de la llama, equipo sobrecargado.

Alta presión de vapor (mayor de 15 psi): Válvula de seguridad (DXSG-7501) defectuosa o mal regulada.

(3)- Separador de ensayo (exceso de presión).

Reguladora de contrapresión mal regulada o sucia, o pileta mal instalada.

Placa orificio del puente de gas mal seleccionada.

Línea de venteo a tanque ecológico.

(4). Presión de bombeo muy alta.

Filtro del puente de medición o turbina obstruidos.

Calentador apagado.


Inyección de desemulsionante interrumpido.

(5)- Descenso anormal de presión de gas en la estación.

Válvula de contrapresión del separador general, de salida de la estación o ambas mal reguladas.

Pérdidas de gas.

Wizard descargando a tanques.

05 Mp 2002 v Estaciones Satelite

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