cilindro y al hacerlo choca contra un elemento giratorio

el cual Ie imprime fuerza centrffuga a las fases Ifquida

y gaseosa ayudando a que se separen y al hacerlo, el If ­

quido cae por gravedad hacia la parte inferior del sepa­

rador; la zona donde se presenta esta separacion inicial

de flufdos se puede considerar como la seccion de separa­

cion primaria. Como en el separador horizontal no hay un

trayecto en direccion vertical apreciable por donde pueda

viajar el gas y permitir que parte de las gotas de lfqui­

co que ha arrastrado caigan, se recurre a medios mecanicos

para retirarle la hurnedad al gas: por este motivo el gas

se hace pasar por una serie de placas, llamadas placas de

rectificacion con las cuales va establecer contacto el gas

y al hacerlo gran parte de las gotas de lfquido que esta

arrastrando se adheriran a las placas y luego caeran al

fondo del separador; esta seccion de rectificacion viene

a desempenar la funcion de la seccion de separacion secun­

daria. Despues de salir el gas de la seccion de rectifi ­

cacion pasa hacia la seccion extractora de humedad cuya

forma y funcionamiento es similar a las descritas en el

separador vertical: se debe aclarar sin embargo que la

seccion extractora de humedad no es ~ tan necesaria en los

separadores horizontales como en los verticales pues, por

16

una parte la seccion rectificadora la mayorla de las ve­

ces es bastante efectiva y, por otra parte el recorrido

del gas es bastante largo 10 cual da mas oportunidad de

que el llquido se separe del gas:en caso de usar seccion

extractora de humedad se debe tener en cuenta el tipo de

crudo que se vaya a tratar para seleccionar el filtro,

pues, por ejemplo, no se debe usar un filtro de alambre

enrrollado si el crudo presenta depositacion de parafinas;

despues de pasar el gas por la seccion extractora de hume­

dad busca la salida para el gas. El llquido que se ha se­

parado en las secciones primaria, de rectificacion y extrac­

tora de humedad cae al fondo del separador, a la seccion

de acumulacion de fluldos, la cual esta separada de las

demas secciones por una placa 0 bafle horizontal con ori ­

ficios 0 ranuras a traves de las cuales pasa el llquido

hacia abajo; esta seccion posee la salida del separador

para la fase llquida pero como la altura de la columna de

fluldo en esta seccion es tan pequena la mayorla de las ve­

ces, en esta salida se pueden formar vortices 10 cual per­

mitirla que se escapara gas con el llquido, para evitar

esto se usa el tubo ranurado.

La Figura 4b muestra otro se9arador horizontal bifasico

de un solo tubo que presenta dos diferencias principales

17

~ con respecto al de la figura 4~, por una parte el chorro

de fluldo no choca al entrar con un elemento giratorio

sino con una placadeflectora y por otra parte no posee

el filtro 0 colchon extractor de humedad: generalmente

cuando la RGL es alta es comun usar separadores como el

de la figura 4a y cuando la RGL es baja se puede usar un

separador horizontal sin colchon extractor de humedad.

Cuando se tiene un separador horizontal de dos tubos, las

secciones de separacion primaria, de rectificacion y ex­

tractora de humedad se encuentran en el tubo superior, es

decir el tubo superior es semejante a un separador horizon­

tal de un solo tubo con la excepcion de que no posee sec­

cion de acumulacion de llquido: el tubo superior esta co­

municado, generalmente en sus dos extremos, con el tubo

inferior para permitir el paso del llquido.

3.4.3 Separador esferico. Este tipo de separador se usa

principalmente cuando hay una produccion alta, y ademas a

presion alta, de gas. La Figura 5 muestra un esquema de

un separador esferico. El chorro de fluldo entra por un

punto dado y es llevada hacia el extremo opuesto en donde

se divide en dos chorros que hacen angulo de 180°: con

esto se busca distribulr la corriente a traves de toda la

18

"

DE ALIVIO. l VALVULA DE

I

EXTRACTOR DE HUMEDAD .

NIVEL.

I i

ENTRADA ---' !

SALIDA ACEI TE . ·f

.. j "­

I FIG 5. SEPARADOR £SFERICO: I

I l

t.

circunferencia del separador para mejorar la separacion

de fases: asi ocurre la separacion inicial de lfquido y

de gas, el lfquido se va al fondo y el gas se va hacia

arriba. En la parte superior del separador hay una sec­

cion extractora de humedad a traves de la cual tiene que

pasar el gas antes de buscar la lfnea de salida. En este

separador el volumen ocupado por la seccion de acumulacion

de flufdos debe ser pequena comparada con el volumen del

separador a fin de que pueda manejar una cantidad alta de

gas y este pueda salir bien seco.

3.4.4 Separadores trifasicos. Son casi siemore vertica­

les u horizontales y aunque no son tan comunes como los

bifasicos se usan en aquellos campos donde la oroduccion

de agua es muy baja, casi nula, y ademas esta no viene

emulsionada con el petroleo sino que en la seccion de asen­

tamiento de lfquido el agua y el aceite se separan por se­

gregacion. La diferencia entre ei separador bifasico y el

trifasico esta en la seccion de acumulacion de lfquidos

pues en este ultimo hay separacion de agua y aceite y por

tanto la seccion de acumulacion de lfquido tendra una sa­

lida para el agua y una para el aceite. Como casi siempre

el petroleo es mas liviano que el agua la capa de aceite

estara por encima de la de agua.

19

3.5 CONTROL DEL SEPARADOR

Aunque el separador esta disenado para realizar la sepa­

racion de fases, la calidad de esta separacion depende

del control de sus condiciones de operacion y de las ta­

sas de salida de las fases. Una buena separacion de fa­

ses depende de factores tales como:

Caracterlsticas flsicas y qUlmicas del crudo

Temperatura y presion de operacion

Cantidad de flul do que se necesita tratar

Tamano y configuracion del sep arador

En condiciones normales de operacion los controles de ope­

racion de un separador son un control de p resion y un con­

trol de nivel cuyo f uncionamiento es el siguiente (Figu­

ra 6) :

El control de p resion mantiene con stante la presion del

separador regulando la salida del gas; si la presion aumen­

ta por encima de la presion de operacion esta presion actua

sobre la valvula de control de salida de gas y hace que se

abra mas para permitir mas paso de gas; si la presion dis­

minuye por debajo de la presion de operacion, la valvula

que control a la salida de gas se cierra un poco y de esa

2 0

-­_ _1 __ -

~--~ ~ALlDA 118 . ~ DE j -.:::r: . GA S .

VENTEO . t CON TROL

VALVULA DE DE ALiVIO . ~' f PRESIGN.

l ' JCONTROL o 0 DE

EN TRADA.

NIVEL.

:;~~~SALIDA

LlQUiOO _.

FIG 6. CON TROLES DE UN SEPARARADOR BIFASICO.

" ~.~:. ,

manera bloquea un poco la salida de gas permitiendo que

el separador se presurice nuevamente.

El control de nivel mantiene constante el nivel de lfqui­

do en el separador actuando sobre la valvula que controla

la salida de lfquidoi si el nivel esta p~r encima de un

valor establecido el control de nivel hara que la valvula

se abra mas y aumente la salida de lfquido y cuando el ni­

vel de lfquido esta p~r debajo del valor establecido el

control hace que la valvula se cierre un poco y de esa

manera disminuye la salida de lfquido. Si el nivel de If­

quido esta p~r encima del valor fijado es posible que en

el gas salga con algo de humedad y si el nivel de flufdo

es bajo el lfquido sale con algo de gas. La altura a la

cual se debe rnantener el nivel de flufdo se establece con

base en la practica y dependiendo del tipo de flufdo a tra­

tar y de las caracterfsticas del separador. De igual ma­

nera se debe proceder con la presion de operacioni si la

presion del separador esta p~r encima de la presion de

operacion el gas saldra con mas humedad y si la presion

esta p~r debajo de la presion de operacion, que es un va­

lor establecido, disminuye la capacidad del separador al

gas.

21

Una variac ion en e1 nive1 de f1ufdo afecta las capac ida­

des del separador a1 gas y a1 1fquido y esta variacion es

mucho mas crftica en e1 caso de separadores horizonta1es

~

que en los vertica1es. E1 control del separador es mas

senci110 cuando es bifasico que cuando es trifasico espe­

cia1mente en e1 control de salida de 1fquidos pues en e1

separador trifasico se debe contro1ar 1a salida de dos

fases 1fquidas 10 cua1 requiere de dos contro1es de nive1

uno en 1a interfase agua aceite que contro1a 1a salida del

aqua y otro en 1a interfase gas-aceite que contro1a 1a sa­

1ida de aceite.

La Figura 7 muestra dos maneras de contro1ar e1 funciona­

miento de un separador horizontal trifasico:como se puede

apreciar e1 control de 1a salida del gas es similar a1 mos­

trado en 1a figura 6 1a diferencia radica en 1a forma como

se contro1a 1a salida de aceite y agua. E1 separador de 1a

Figura 7a posee un baf1e 0 p1aca vertical que hace las ve­

ces de rebozadero y crea una camara de aceite a 1a derecha

del separador: en esta camara se insta1a e1 control de ni ­

vel para regular 1a salida del aceite: en 1a parte izquier­

da del separador queda 1a interfase agua aceite y a11f se

podrfa insta1ar un control de nive1 para regular 1a salida

de agua e1 cua1 puede funcionar adecuadamente si no hay

22

FIG 7 A.

ENTRADA.

AGUA.~~~-----~~----

INTERFASE

AGUA . ACE! TE.

... . ,. .

FIG · 7 B.

. CAMARA DE ACEITE.

ENTRADA.

INTERFASE

AGUA-ACEliE.

ACEITE.

. R830SADE 00:

r--T~-M-----a GA S

. DE

TE.

AGUA.

VALOE,

rl----OO--~~~ GAS .

CAMARA DE AGUA.

L-..---*---tt AGUA.

POSI8LES FORMAS DE CONTROlAR EL

FUNCIONAMIENTO DE UN. SEPARADOR

HORIZONTAL TRIFASICO.

- I

I I

i

I i

I _I I I j I ! I I

I i

presencia de emu1siones, pues en este caso 1a emulsion

estar!a entre 1a capa de aceite y 1a de agua. Para evi­

tar e1 efecto de 1a presencia de emu1siones se puede re­

currir a un control como e1 que se muestra en e1 separa­

dor de 1a Figura 7b en donde e1 control de nive1 para re­

gular 1a salida de aceite esta en 1a interfase gas-aceite

y e1 control de nive1 para e1 agua esta en 1a interfase

agua-gas.

La Figura 8 muestra e1 caso similar a1 de 1a figura 7 pe­

ro en un separador vertical: en e1 separador de 1a figura

Sa puede haber problema para e1 control de 1a salida de

agua si hay presencia de emu1siones, en este caso se pue­

de contro1ar 1a salida de f1u!dos como se muestra en 1a

Figura 8b donde no hay efecto de 1a presencia de emulsion.

E1 separador ademas de los contro1es para salida de f1u!­

dos tiene algunos dispositivos de seguridad tales como

va1vu1as de a1ivio y discos de seguridad. La valvula de

a1ivio va en 1a zona de gas del separador y su funcion es

a1iviar 1a presion de este en caso que 1a valvula que da

salida a1 gas no sea suficiente para evitar que 1a presion

del separador se mantenga por encima de 1a presion de ope­

racion 0 cuando no funcione: si 1a presion del separador

23