Separador Bifasico.

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En el año 2009 Valderrama, E. [4] realizó el diseño de un separador horizontal bifásico (gas-petróleo) para la empresa ALMECA. La empresa no se regía por las normas establecidas para el diseño de separadores y recipientes a presión como lo son las normas PDVSA y las normas ASME. El autor se propuso diseñar un separador siguiendo los lineamientos de las normas anteriormente mencionadas. El diseño y selección de las partes internas del separador se hicieron de acuerdo a las normas PDVSA Nº MDP – 03 – S – 03 “Manual de diseño de procesos para tambores separadores líquido – vapor” y la Nº 90616.1.027 “Manual de ingeniería de diseño para separadores líquido - vapor”. El dimensionamiento de los espesores del cuerpo y cabezales se hicieron a través de las normas ASME en su sección VIII. Se usó el programa asistido para simulación a través de elementos finitos, ANSYS, para verificar ciertos cálculos realizados y el diseño se hizo estimando la vida útil del equipo en 20 años de servicio.

Los estudios técnicos citados, difieren del proyecto a realizar en cuanto a la zona de estudios y filosofías de funcionamientos, servirán de referencia ante cualquier consulta en cuanto a la metodología, normas utilizadas y simuladores utilizados para el diseño de las facilidades de los sistemas de pruebas de las macollas de PetroIndependencia. La diferencia de este proyecto con respecto a los mostrados, se caracteriza por su ubicación (PetroIndependencia), el alcance de los sistemas de venteo y bombeo aguas abajo, como también el cálculo de las dimensiones del separados multifásico y la simulación de los esfuerzos a los que es sometido en simulador PVELITE.

- Resumen de Conocimientos Previos

- Facilidades de Producción

Las Facilidades de Producción comprenden los procesos, equipos y materiales requeridos en superficie para la recolección, separación y tratamiento de fluidos, así como la caracterización y medición de cada una de las corrientes provenientes de los pozos productores, bien sea crudo, gas o agua e impurezas.

- Macollas

En Venezuela se usa el término “macolla” para referirse a la técnica de perforar los pozos de petróleo agrupados en una sola locación o instalación superficial de perforación, desde allí se hacen perforaciones verticales u horizontales, direccionales, con esto se optimiza el uso del suelo, y se evitan daños ambientales a la tierra.

Las macollas, las cuales se clasifican en frías, convertibles y térmicas y todas estarán conformadas de forma general por 32 pozos cada una. Cada macolla dispone de Separadores de Prueba.

Cada Separador de Prueba es un recipiente horizontal de dos fases que separa el gas producido de los líquidos de producción. El caudal de ambas corrientes será medido, y contará con un analizador de corte de agua (water cut) en la salida de la línea de líquidos [4].

- Grados API

Es una medida de densidad que, en comparación con el agua, precisa cuán pesado o liviano es el petróleo. Índices superiores a 10 implican que son más livianos que el agua y, por lo tanto, flotarían en ésta. La gravedad API se usa también para comparar densidades de fracciones extraídas del petróleo. La fórmula usada para obtener la gravedad API es la siguiente:

[pic 3]

(Ec. 1)

En el proyecto de PetroIndependencia se extraerá crudo extra-pesado de 8,4° API el cual será diluido con crudo en la cabeza de cada pozo, de tal manera de permitir un flujo de características adecuadas a través de las tuberías y hasta las instalaciones de procesamiento, y eventualmente para exportación como crudo diluido o como mezcla de crudo diluido.

- Separador de Prueba

En la industria del petróleo y del gas natural, un separador bifásico es un cilindro de acero que por lo general se utiliza para disgregar la mezcla de hidrocarburos en sus componentes básicos, petróleo y gas. En otras palabras, es un equipo diseñado para separar las fracciones de líquido y vapor que se generan como consecuencia de la expansión o enfriamiento de un fluido. Los separadores de prueba pueden ser de dos o tres fases, horizontales, verticales o esféricos. También pueden ser permanentes o portátiles. En ocasiones, los separadores de prueba están equipados con diferentes medidores para determinar las tasas de petróleo, agua y gas, que son importantes para diagnosticar problemas del pozo, evaluar el rendimiento de producción de pozos individuales y manejar las reservas adecuadamente. Los separadores de prueba también se denominan probadores de pozo o verificadores de pozo.

- Accesorios Internos de un Separador Gas-Líquido

Los accesorios internos de un separador son los que hacen posible la separación primaria de la mezcla gas-liquido, mejoran la distribución del fluido que entra, disminuyen la turbulencia y reduce el arrastre de líquido por el gas y el arrastre de gas por el líquido que sale del separador. Dentro de los accesorios se encuentran:

- Placas de Choque

Las placas de choque son utilizadas en la entrada del separador para efectuar la separación primaria; la corriente entrante de fluido choca contra la superficie de la placa, donde algunas pequeñas gotas de líquido se aglomeran y descienden como gotas más grande, llevándose a cabo el principio de separación por gravedad en el cual se aprovecha la fuerza gravitatoria que actúa sobre la partícula arrastrada por el gas.

- Placas Alineadores de Flujo

Algunos equipos estándar se le incluyen un dispositivo en la entrada, fabricado con planchas paralelas colocadas en forma de jaula, para disminuir las turbulencias producidas por la placa de choque, o la fuerza centrífuga resultante de una entrada tangencial.

- Eliminadores de Neblina

Los eliminadores de neblina pueden ser mallas metálicas o plásticas, son láminas dispuestas en espiral, en zig – zag o cualquier forma compleja con el fin de que el fluido que pase por ella encuentre el mayor número obstáculos y así logre atrapar las gotas de líquidos que han sido arrastradas por el gas.

- Accesorios Externos de un Separador Gas-Líquido

Los accesorios externos de un separador son los que controlan la salida y entrada de los fluidos en sus distintas