Sistema de Levantamiento Gas Lift

8/12/2019 Sistema de Levantamiento Gas Lift

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1.1.INTRODUCCION

El mtodo ms comn para transportar fluidos de un punto a otro esimpulsarlo a travs de un sistema de tuberas. Las tuberas de seccincircular son las ms frecuentes, ya que esta forma ofrece no slo mayorresistencia estructural sino tambin mayor seccin transversal para el mismopermetro exterior que cualquier otra forma.

El manejo de los fluidos en superficie provenientes de un yacimiento depetrleo o as, requieren de la aplicacin de conceptos bsicos relacionadocon el flujo de fluidos en tuberas en sistemas sencillos y en red de tuberas,el uso de vlvulas accesorios y las tcnicas necesarias para dise!ar yespecificar equipos utili"ados en operaciones de superficie.

Los fluidos de un yacimiento de petrleo son transportados a losseparadores, donde se separan las fases lquidas y aseosas. El as debeser comprimido y tratado para su uso posterior y el lquido formado porpetrleo aua y emulsiones debe ser tratado para remover el aua y lueoser bombeado para transportarlo a su destino.

El propsito de este capitulo es proporcionar la conceptos bsicos para elentendimiento del sistema de as lift utili"ado en el campo #ncn, as comopara el dise!o y redise!o de las facilidades en superficie del sistema.

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1.2 SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL GAS LIFT

$ambin llamado sistema de bombeo neumtico, es un mtodo importantede levantamiento artificial que no necesita ninn tipo de bomba, consiste eninyectar as natural dentro del po"o a una presin relativamente alta % en elcampus &ustavo &alindo se inyecta a una presin de '()*'+) si ensuperficie- al espacio anular, el cual pasa a la tubera de produccin a travsde vlvulas colocadas en uno o mas puntos de inyeccin % i././-. Existendos mtodos de as lift que son los siuientes0

1.3 BOMBEO NEUMATICO CONTINUO

En este mtodo se introduce un volumen continuo de as a alta presin porel espacio anular a la tubera de produccin para airear o alierar la columnade fluidos, 1asta que la reduccin de la presin de fondo permita unadiferencial suficiente a travs de la formacin, causando que el po"oprodu"ca al asto deseado. ara reali"ar esto se usa una vlvula en elpunto de inyeccin mas profundo con la presin disponible del as deinyeccin, junto con la vlvula reuladora en la superficie. Este mtodo se

usa en po"os con alto ndice de productividad %2 >).3 bl4dia4lb4p5- y

presin de fondo fluyendo relativamente alta, %columna 1idrosttica del ordendel 3)6 o ms en relacin con la profundidad del po"o-.En po"os de este tipo la produccin de fluidos puede estar dentro de unrano de 5)) a 5)))) bl4da a travs de tuberas de produccin comunes. 7ise explota por el espacio anular, es posible obtener an ms de 8))))bl4da. El dimetro interior de la $ %tubera de produccin- rie la cantidadde flujo, siempre y cuando el ndice de productividad del po"o, la presin defondo fluyendo, el volumen y la presin del as de inyeccin y lascondiciones mecnicas sean ideales.

1.4 BOMBEO NEUMATICO INTERMITENTE

El bombeo neumtico intermitente consiste en producir peridicamentedeterminado volumen de aceite impulsado por el as que se inyecta a altapresin, el as es inyectado en la superficie al espacio anular por medio deun reulador, un interruptor o por la combinacin de ambos9 este as pasaposteriormente del espacio anular a la $ a travs de una vlvula que vainsertada en la $. :uando la vlvula abre, el fluido proveniente de laformacin que se 1a estado acumulando dentro de la $, es expulsado alexterior en forma de un tapn o bac1e de aceite a causa de la enera delas, 7in embaro, debido al fenmeno de ;resbalamiento< del lquido, queocurre dentro de la tubera de produccin, solo una parte del volumen de

aceite inicial se recupera en superficie, mientras que el resto cae al fondo del

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po"o interndose al bac1e de aceite en formacin. =espus de que lavlvula cierra, transcurre un periodo de inactividad aparente, en el cual la

formacin productora continua aportando fluido al po"o, 1asta formar undeterminado volumen de aceite con el que se inicia otro ciclo.En el bombeo neumtico intermitente el as es inyectado a intervalosreulares, de tal manera que el ciclo es reulado para que coincida con larelacin de fluidos que esta produciendo la formacin 1acia el po"o.El bombeo neumtico intermitente es usado en po"os las siuientescaractersticas0

>ajo ndice de productividad, baja ?&L de yacimiento, baja presin deyacimiento, bajas tasas de produccin, po"os sin produccin de arena, enpo"os con baja presin de fondo, columna 1idrosttica del orden del ()6 omenor en relacin a la profundidad. Las caractersticas de los yacimientos del

campo #ncn cumplen con los requisitos necesarios para la aplicacin delsistema de bombeo neumtico intermitente.

1.5 CARACTERISTICAS DE LAS VALVULAS DE BOMBEO NEUMATICO

#l establecer el mtodo de bombeo neumtico %>@- se debe seleccionar eltipo de vlvula subsuperficial, de acuerdo a las caractersticas propias deldise!o de la instalacin, ya que estas pueden operar en forma continua ointermitente.

1.6 MECANISMO DE LAS VALVULAS SUBSUPERFICIALES DE BN.

Los diversos fabricantes 1an cateori"ado a las vlvulas de >@dependiendo de que tan sensible es una vlvula a una determinada presinactuando en la $ o en la $?. &eneralmente son clasificadas por el efectoque la presin tiene sobre la apertura de la vlvula, esta sensibilidad estadeterminada por la construccin del mecanismo que cierra o abre la entrada

del as.

@ormalmente la presin a la que se expone una vlvula la determina el readel asiento de dic1a vlvula. Los principales mecanismos de las vlvulaspara ambos casos, es decir, en la tubera de revestimiento y en la $, sonlos mismos, y solo la nomenclatura cambia.Las vlvulas de >@ operan de acuerdo a ciertos principios bsicos, que sonsimilares a los reuladores de presin. Las partes que componen una vlvula de >@ %i. /.5- son0/. :uerpo de la vlvula %fuelle-.5. Elemento de cara %resorte, as o una combinacin de ambos-

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(. Elemento de respuesta a una presin %fuelle de metal, pistn o diaframade 1ule-

'. Elemento de transmisin % diaframa de 1ule o vstao de metal-3. Elemento medidor %orificio o asiento-.

1.7 CLASIFICACION DE LAS VALVULAS DE BOMBEO NEUMATICO

Las vlvulas de bombeo neumtico se clasifican en0

a) Vlvulas balanceadas.Es la que no esta influenciada por la presin en la tubera de produccincuando est en la posicin cerrada o en la posicin abierta %fi./.(-. 7eobserva que la presin de la tubera de revestimiento acta en el rea del

fuelle durante todo el tiempo. Esto sinifica que la vlvula abre y cierra a lamisma presin %presin del domo-. =e acuerdo a esto la diferencia depresin entre la de cierre y la de apertura es cero.b) Vlvulas desbalanceadas.7on aquellas que tienen un rano de presin limitado por una presinsuperior de apertura y por una presin inferior de cierre, determinada por lascondiciones de trabajo del po"o9 es decir, las vlvulas desbalanceadas seabren a una presin determinada y lueo se cierran con una presin msbaja.=entro de este rupo de vlvulas tenemos las siuientes0

Vlvula operada por presin del gas de inyeccin.-&eneralmente seconoce como vlvula de presin, esta vlvula es del 3) al /))6 sensible a lapresin en la tubera de revestimiento en la posicin cerrada y el /))6sensible en la posicin de apertura. 7e requiere un aumento en presin en elespacio anular para abrir y una reduccin de presin en la tubera derevestimiento para cerrar la vlvula.

Vlvula reguladora de presin.- Es tambin llamada como vlvulaproporcional o vlvula de flujo continuo. Las condiciones que imperan enesta son las mismas a las de la vlvula de presin en la posicin cerrada. Es

decir, una ve" que la vlvula esta en la posicin abierta es sensible a lapresin en la $, es lo que se requiere que se aumente la presin en elespacio anular para abrirla y una reduccin de presin en la $ o en la $?para cerrar la vlvula.

Vlvula operada por fluidos de formacin.-La vlvula operada por fluidosde la formacin es 3) a /))6 sensible a la presin en la $ en la posicincerrada y /))6 sensible a la presin en la $ en la posicin abierta. Estavlvula requiere un incremento en la presin de la $ para abrir y unareduccin en la presin de la $ para lorar el cierre de la vlvula.

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Vlvula combinada.-$ambin es llamada vlvula de presin operada porfluidos y por presin del as de inyeccin9 en sta se requiere un incremento

en la presin del fluido para su apertura y una reduccin de presin en elespacio anular para cerrarla.

Vlvulas para bombeo neumtico continuo.- Ana vlvula usada para flujocontinuo debe ser sensible a la presin en la $ cuando esta en la posicinde apertura, es decir, responder proporcionalmente al incremento ydecremento de la presin en la $. :uando la presin decre"ca la vlvuladeber empe"ar a reular el cierre, para disminuir el paso de as. :uando lapresin en la tubera de produccin se incrementa, la vlvula debe reular laapertura en la cual se incrementa, el flujo de as a travs de la misma. Estasrespuesta de la vlvula mantienen estabili"ada la presin en la $ o tienden

a mantener una presin constante. Estas mismas caractersticas pueden serdeterminadas en el caso de que se tuviera un reulador de presin o unavlvula operada por fluidos.Vlvula para bombeo neumtico intermitente.- Ana instalacin de >@intermitente puede llevarse a cabo con cualquier tipo de vlvula de >@, soloque debe ser dise!ada propiamente, de acuerdo a las caractersticas ocondiciones de trabajo del po"o. >sicamente se tienen dos tipos de >@intermitente0Ano es el de punto nico de inyeccin, en este caso todo el as necesariopara subir el bac1e de petrleo a la superficie se inyecta a travs de lavlvula operante %i. /.'-.El otro es el de punto mltiple de inyeccin. La i. /.3 muestra la secuenciade los pasos para el punto mltiple de inyeccin. La operacin de la vlvulaense!a en cada esquema la expansin del as elevando consio el bac1ede aceite a una vlvula posterior locali"ada inmediatamente arriba. En estetipo se abre la vlvula que se encuentra debajo del bac1e de petrleo y quese comporta como una vlvula de operacin.

$odas las vlvulas que se tienen en la sarta de produccin no necesitanestar abiertas en el tiempo que se aplica este tipo de bombeo. El numero devlvulas abiertas va 1a depender del tipo de vlvula usada, del dise!o de

>@, y en si de toda la confiuracin del bombeo neumtico. :ualquiera delas vlvulas vistas pueden ser usadas en este tipo de bombeo, perodise!adas correctamente.Existen otros tipos de vlvulas de >@, tales como0Vlvula piloto.Vlvula de nitrgeno.Vlvula sensitiva a la presin de liquido.

1.8 CLASIFICACION DE LAS INSTALACIONES DE BOMBEO NEUMATICO

En eneral, el tipo de instalacin esta condicionada por la decisin de 1acer

producir un po"o con bombeo neumtico continuo o intermitente.

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Las caractersticas del po"o, el tipo de completacin, tal como aujerodescubierto, as como la posible produccin de arena y la conificacin de

aua y4o as son condiciones de vital importancia que influyen en el dise!ode una instalacin.Existen los siuientes tipos de instalaciones para >@0

1.8.1 Instalacin abierta.

La tubera de produccin se suspende en el po"o sin obturador. El as seinyecta 1acia abajo por el espacio anular casin 4 tubin y el fluido seproduce a travs del tubin. %i. /.B-@o es muy recomendada para po"os de >@ intermitente.

1.8.2 Instalacin semi cerrada.

Es idntica a la instalacin abierta, excepto que se area un obturador paraestablecer un sello entre el tubin y el casin. i. /.CDfrece varias ventajas0/. Ana ve" que el po"o se 1a descarado, no 1ay camino por el cual el

fluido pueda reresar al espacio anular de la $?, ya que todas lasvlvulas tienen un dispositivo de retencin ; c1ec@ intermitente.

1.8. Instalacin cerrada.Es similar a la instalacin semi F cerrada excepto que en el tubin se colocauna vlvula fija. Esta vlvula evita que la presin del as de inyeccin actecontra la formacin. i. /.8Este tipo de instalacin es a menudo recomendada para >@ intermitente.

1.8! Instalacin macarroni.

7on instalaciones que se terminan con tubin de 5 (48 5C48 de puladas y

dentro de ellas se corre tubera de / /G respectivamente para producir elpo"o por as lift. Esta tubera de dimetros peque!os se denominacomnmente macarroni. i. /.+.Este tipo de instalaciones son las que se utili"an en el campo #ncn.

1.9 MEDIDA DE RELACION GAS INYECTADO-PETROLEOPARA BOMBEO NEUMATICO INTERMITENTE.

Ano de los criterios sobre eficiencia de las operaciones de as lift es el

mantenimiento de ptima relacin as inyectado petrleo %2&D?- el cual es

9


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5. Asando las medidas de presin de flujo descendente y presin de flujoascendente es posible obtener la relacin de flujo, usando uno de los

siuientes rficos. iura /.// F (4 /B< c1oes iura /./5 F /4'< c1oesEjemplo0o"o #@:)/5)resin de flujo ascendente % presin esttica en la lnea- J 'B) psi.resin promedio de flujo descendente %presin de inyeccin- J (() psi.:1oe Kaja presin y domestico.

1.1.1 U'%(#(! (! :!(%(#.

En el sistema inles de unidades que es el que se utili"a en el campo, losvolmenes de as se miden en pies cbicos estndar.

1.1.2 V#",/ (! :!(%$%&' !;#$#.

Las exactitudes en la medicin de caudal se expresan como un porcentajepor encima y por debajo del valor real. La mejor exactitud obtenible con un

medidor de orificio oscila entre ).3 6 y / 6 de la escala total. =esde el

punto de vista tcnico, estas exactitudes solo pueden obtenerse observandoriurosamente las recomendaciones de instalacin y operacin enunciadasen las normas sobre la materia. En vista de la cuantiosa inversin de dineroque sinifica la medicin de caudal, es importante que todo el personal

involucrado en esta actividad este consciente de utili"ar los cuidadosnecesarios en la instalacin, mantenimiento y operacin diaria de losequipos para aseurar la mejor exactitud posible en la medicin de caudal.

1.1.3 C,:,%$%&' 0 $#"%(#( (!"


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: n N%5n*5-0=onde n es l numero de tomos de carbono.

La tabla /./.muestra la composicin del as del campo #ncn.La composicin del as es de vital importancia para determinar laspropiedades fsicas del flujo de as, parmetros importantes en el dise!o,redise!o y operacin de las facilidades de superficie de as lift, en nuestrocaso.

1.1.4 T%, (! :!(%(,/! (! )"*+, (! %'#.D. O/, %, (! :!(%(,/!.

/. Oortex5. #rea variable %rotmetros-

1.1.5 M!(%(,/ (! ,/%)%$%, DANIEL

El medidor de presin diferencial utili"ado en el campo #ncn es el medidorde orificio. :onsiste una placa metlica delada y plana montadaperpendicularmente al sentido de flujo dentro de una tubera. # la planta sele abre un orificio afilado que actuara con una restriccin al flujo para crearuna cada de presin. El as al entrar por el orificio incrementa su velocidadcreando una disminucin de presin en ese punto. #l salir el as del orificio orestriccin este disminuye su velocidad incrementando la presin de nuevo.7in embaro la presin no retorna a su valor anterior debido a cierta perdidapermanente de presin %friccin- i /./(.

1.1.6 C?"$*", ,"*:@/%$,

13


11/39

Los datos obtenidos en la instalacin de un medidor de orificio se emplean

para calcular el flujo a travs del medidor mediante el uso de una formularelativamente sencilla. La ecuacin bsica de flujo de as combina los datosde presin diferencial atraves del orificio y la presin esttica junto con uncoeficiente del orificio para determinar el caudal. El coeficiente del orificiocontiene factores para el dimetro del orificio, las caractersticas del asmedido y las condiciones bases de un pie cubico de as.

1.1.7 E$*#$%&' (! )"*+, #/#


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'actores variables

Los factores variables se consideran constantes durante cualquier periododado pero puede variar con cambios en las condiciones de flujo, por lo quese debe utili"ar un valor promedio durante el periodo. Los factores variablesson0a. actor de ravedad especifica %F


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ara cartas L*/) %rficas de ra" cuadrada- use0Ec. /.B

donde0

1I%max- Jmximo rano de la presin diferencial

f%max- J mximo rano de la presin esttica.:uando se emplean cartas L*/) el elemento de presinesttica del reistrador debe calibrarse en unidades absolutas%psia- no manomtricas %psi-.

c- Hultiplique el coeficiente de orificio por la extensin de presin.1.11 PROPIEDADES FISICAS DE LOS FLUIDOS.

#ntes de dise!ar los equipos y tuberas usadas en el proceso, es necesariodefinir alunas propiedades bsicas de los fluidos, as como tambin anali"arlos procedimientos de clculos, conversiones y operaciones usadas para losfluidos.

*ravedad especifica y densidad.

Es la relacin de la densidad del liquido a B) , para la densidad del auapura.

=onde07& J ravedad especifica de un liquido % aua J / -.La ravedad especifica de un as % 7& -, es la relacin de la densidad del airea condiciones standard de presin y temperatura.

La densidad del as a cualquier condicin de presin y temperatura puede ser

determinada considerando que la densidad del aire a condiciones standard es0

,

16

PhM **( )1.6Ec.

( )1.7Ec.( ) ( )maxPfmaxhwM *01.0=

5.1315.141

=SG

API ( )8.1.Ec

29

MwSG= ( )9.1.Ec

( )10.1.EcZTPSG

g*

*=

ZT

pMwg

*

**093.0= ( )11.1.Ec


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donde0

J presin, sia.R J factor de compresibilidad del as.$ J temperatura, .

Viscosidad.

2ndica su resistencia al flujo, es una propiedad dinmica, es medida cuando elfluido esta en movimiento.La viscosidad sin embaro es una simple relacin a cualquier rata de corte,entre el esfuer"o cortante a la rata de corte.

Viscosidad absoluta o dinmica % - es representada en el 72 por elpoiseuille %l- cuya unidad es el seundo ascal % as- o tambin @eItonseundo por metro cuadrado % @ s 4 m5-, o sea iloramo por metro seundo% S 4 ms -.El l no es iual que el poise % -. El poise es la unidad correspondiente en elsistema :&7 de unidades y tiene dimensiones de dina seundo por centmetrocuadrado o de ramos por centmetro seundo. La unidad mas utili"ada para

medir la es el centipoise % $P-.

La viscosidad cinemtica0 es el cociente entre la viscosidad dinmica y la

densidad.

% :entistoes- J % centipoise- 4 % ramos 4 cm(-. (c.+1.12)La viscosidad cambia con la temperatura. La viscosidad de los lquidos decrececon el incremento de la temperatura. La viscosidad del as inicialmentedecrece con un incremento de temperatura, para lueo crecer con elincremento de temperatura.

1.11.1 R!!/#

Nay dos tipos diferentes de flujo de fluidos en tuberas0

'lu#o laminar.* Existe a velocidades ms bajas que la critica, se caracteri"apor el desli"amiento de capas cilndricas concntricas una sobre otras demanera ordenada. se determina que 1ay flujo laminar cuando el numero de ?e% ?eynolds - es menor de 5))). i. /./3.

'lu#o transicional. * tambin llamado flujo critico, existe cuando el caudal seincrementa despus de estar en flujo laminar 1asta que las laminas comien"ana ondularse y romperse en forma brusca y difusa. 7e determina cuando el

numero de ?e tiene valores entre 5))) y '))). i. /./B.

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'lu#o turbulento.* existe a velocidades mayores que la critica, cuando 1ay unmovimiento irreular e indeterminado de las partculas del fluido en direcciones

transversales a la direccin principal de flujo. Es determinado cuando elnumero de ?e tiene valores mayores a '))). i. /./C.

,umero de "eynolds.

?elaciona la fuer"a de inercia y fuer"a de viscosidad. ara calcular el numerode ?e tenemos la siuiente ecuacin0=onde0

?e J numero de ?eynolds.

J densidad % lb4 pie(-

= J dimetro 2=, ft.O J velocidad de flujo % pie 4 se -.

J viscosidad % lb 4 ft*se-.

ara ases se utili"a0=onde07& J ravedad especifica del as a condiciones standard % aire J /-

d J dimetro interior de tubera, in % puladas-

J viscosidad del as, cpT J flujo de as, en HH7: % millones de pies cbicos standard-.

1.12 ECUACION GENERAL PARA EL BALANCE DE ENERGIAMECANICA.

El teorema de >ernoulli es una forma de expresin de la aplicacin de la ley dela conservacin de la enera al flujo de fluidos en tuberas.La i. /./8 ilustra el balance de enera para dos puntos de un fluido sen>ernoulli.

=onde 0

R J elevacin de la cabe"a, ft

18

vD**Re= ( )13.1.Ec

***20100Re

dSGQg= ( )14.1.Ec

LHg

vPZ

g

vPZ +++=++

2

*144

2

*144 22

2

22

21

1

11

( )15.1.Ec


16/39

J presin , psi

=densidad, lb4ft(

v J velocidad, pie % ft-4se. J constante ravitacionalNLJ perdida de presin de cabe"a por friccin, psi.

ara calcular NLutili"amos la ecuacin de =arcy0

=onde0f J factor de proporcionalidad % factor de friccin -.L J lonitud de tubera en pies.= J dimetro de tubera.

7i conocemos en los dos puntos / y 5 R, , = respectivamente se puedecalcular fcilmente la velocidad de flujo.ara dise!o de facilidades en ocasiones se asume que R/ F R5 es cero por loque la ecuacin de >ernoulli % Ec. /./3 - nos queda09

donde0d J dimetro interior de la tubera % 2=-, in.ara determinar )utili"amos el rfico '. =esarrollada por Hoody.ara flujos turbulentos necesitamos el factor de ruosidad %4 d -.

En la tabla /.5 encontramos valores de ruosidad para distintos tipos detuberas0

TABLA 1.2

RUGOSIDAD DE TUBERIA

TIPO DE TUBERIA L%:%# 0 '*!#

RUGOSIDAD ) RUGOSIDAD %'

C,'$/!, *'"%'!( $,'$/!, ).)))/* ).)/ ).)/5 * )./5C#%/&' *'$,#!(. ).)))83 ).)/G#"#'%=!( %/,' ).)))3 ).))BC#/>,' !"" ).)))/3 ).))/8

19

gD

vLfHL

2*

** 2=( )16.1.Ec

144

*21

LHPPP

== dvLf

P2**

0013.0=( )18.1.Ec ( )17.1.Ec


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F%>!/"!.

La determinacin de la perdida de enera de un fluido compresible que circulapor una tubera requiere conocer, la relacin entre presin y volumenespecifico9 esto no es fcil de determinar para cada problema en particular. Loscasos extremos considerados normalmente son el flujo adiabtico % .OJ:-, el cual se supone ocurre en tuberas cortas y bien aisladas, y el flujoisotrmico o flujo a temperatura constante que se considera, ocurre muy amenudo, en parte por conveniencia, o mas bien, porque se acerca mas a larealidad de lo que sucede en las tuberas de as natural.

20

dgQ

( )19.1.Ec5

2

16 ***

5.11 d

SGQLf

P

=


18/39

La solucin para un fluido compresible a travs de una tubera puede obtenerseutili"ando las siuientes ecuaciones con la ayuda de una ecuacin de estado y

la ecuacin de continuidad para expresar la densidad y la velocidad entrminos de presin.

En eneral se 1ace las siuientes suposiciones0

/. lujo isotrmico.5. @o se aporta ni se reali"a trabajo mecnico sobre o por el sistema.(. El cambio en la enera cintica es insinificante y es asumido iual a cero.'. La temperatura es constante a un valor promedio para la seccin

considerada.3. El factor de compresibilidad es considerado constante a una temperatura y

presin promedia.B. La tubera es recta y 1ori"ontal entre los puntos extremos.C. La aceleracin puede despreciarse por ser una tubera lara.

1.13.2.1 ECUACIN ISOTERMAL.

=onde0

U J rata de flujo de as, lb4se. J ft4 se5

# J rea o seccin de tubera ft5.Oe J volumen especifico de as a condiciones contra corriente ft(4lb.f J factor de friccin./ J presin contracorriente, psia % upstream -.5 J presin a factor corriente, psia % doInstream -.Esta ecuacin asume0

/. @o se reali"a trabajo entre los puntos / y 5.5. @o 1ay compresores.(. @o 1ay expansin de as.'. @o existen cambios de elevacin.3. El as esta fluyendo.

#sunciones para fines prcticos en el campo.

/. ara propsitos de oleoductos.

5 loe% / 4 5 - VV fL 4 =, por lo que puede ser inorado.

21

1

2

2

2

1

2

1

2

/*

**144

P

PP

P

PLgDLf!"

Ag#g

"

+

= ( )20.1.Ec

5

1

2

2

2

2

1

*****1.25

d

LfTZQSGPP

g=


19/39

=onde0

T J HHscfd

$/ J temperatura de flujo % ? -.f J factor de friccin de Hoodyd J dimetro interno tubera, in.5. El factor R puede cambiar entre un punto y / Q 5, entonces se puede

promediar utili"ando la siuiente ecuacin0

ara obtener0

(. 7i el cambio de presin es menor al /) 6, entonces0

or lo tanto0

'. #sumo un dimetro para ver el factor de friccin.

El objetivo del dise!o es determinar un dimetro que produ"ca la menor cadade presin a una tasa de flujo deseada.Las siuientes ecuaciones evitan las asunciones anteriores0

1.13.2.2 E$*#$%&' (! !0:,*

unciona donde la curva de Hoody es la parte 1ori"ontal

22

( )21.1.Ec

( ) ( )

++= 21

2121

*

*3

2

PP

PP

PPprm"d$ ( )22.1.Ec

( ) 21

1

2

2

2

1

5

*****199.0

=

SGLfTZ

PPdQg ( )23.1.Ec

( ) ( )2112

2

2

1 *2 PPPPP ( )24.1.Ec

5

1

1

******

dPLfTZQSGP g= ( )25.1.Ec


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21/39

Asa la rein de pendiente moderada sobre la curva de Hoody, esta ecuacinasume valores moderados de ?e.

:on las siuientes ecuaciones0

#sumiendo viscosidad constante0

=onde0E J factor de eficiencia de tuberasLa tabla /.( muestra valores tabulados de E para diferentes estados de lastuberas.

TABLA 1.3

VALOR DE E CONDICIONES DE LA TUBERIA

/.) :ompletamente nueva

).+3 En buenas condiciones

).+5 En condicin promedio

).83 En condiciones no favorables

?ecomendaciones para el uso de estas ecuaciones0/. La ecuacin de eneral de flujo es recomendada para la mayora de usos.5. Ase la ecuacin de Ueymout1 solamente para peque!os dimetros % V

/3< -, lonitudes cortas y ?e altos.(. Ase la ecuacin de an1ale solamente para dimetros % W /3< - y

lonitudes randes, y ?e moderados.'. $ena cuidado con el uso de factor de eficiencia en tuberas usadas.

1.14 SELECCIN DE LA TUBERIA.

ara seleccionar tuberas se deben considerar los siuientes factores0=imetro, espesor, presin de trabajo, material, juntas, uniones y pruebas.

La #7$H % #merican 7ociety for $estin Haterial -, la #7HE #merican7ociety of Hec1anical Enineers - y la #2 % #merican etroleum 2nstitute -

24

%

cf

C%f

Re

logReloglog

=

+=

53.2

51.0

1

961.0

2

2

2

1028.0 dLmZTS

PPEQg

=

( )29.1.Ec( )30.1.Ec

( )31.1.Ec


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reali"aron una clasificacin detallada de mas de /3) materiales diferentes parausarse en la fabricacin de tubos.

ara tuberas a presin se aplican las normas dependiendo del fluido amanejar y el tipo de servicio. ara determinar el espesor de la tubera se debe atender a los siuientesestndar. #7HE >(/.' Liquid etroleum $ransportation ipin 7ystems. Este estndares normalmente usado en facilidades de produccin de petrleo en tierra.

#7HE >(/.8 &as $ransmisin and =istribution ipin 7ystems.Este estndar es normalmente usado para lneas de as en acilidades deproduccin en tierra o en transporte y distribucin de as.

#7HE > :1emical lant and etroleum ?efinery and ipin.Este estndar es usado para tuberas en refineras y plantas qumicas.

El espesor especificado por #7HE >(/.8 para una tubera dada puede sercalculado por0

=onde0 J presin de dise!o, lpcm7/ J esfuer"o mnimo de deformacin permanente, lpc./ J factor de dise!o del tipo de construccin.E/ J factor de junta.$/ J factor de temperatura.$m J espesor mnimo requerido, pul.=o J dimetro externo nominal, pul.

Las tablas ( y ' de los #@EXD7 2 y 22 presentan datos de dimensiones de

tuberas comerciales.

1.15 TUBERIAS EUIVALENTES.

7e dice que dos sistemas de tuberas son equivalentes si la misma perdida decara produce iual flujo de descara en ambos sistemas.

1.16 DISTRIBUCION DE FLUO DE FLUIDOS EN TUBERIAS EN SERIE YEN PARALELO.

En la solucin de problemas de flujo de fluidos en tuberas, se dispone desistemas que constan de mas de una tubera de dimetros diferentes de

dimetros iuales y ruosidad diferentes arreladas en serie y4o en paralelo.

25

1111m 2 TEFS

PDt = ( )32.1.Ec


23/39

istemas de tuberas en serie.

:uando dos tuberas de dimetro o ruosidad diferentes conectan de modoque el fluido fluya por la tubera y lueo por la otra, se dice que estnconectadas en serie. La i. /.5) ilustra un sistema tpico de tuberas en serie, donde fluye unfluido de # a >, se 1a simplificado a un sistema 1ori"ontal donde se desprecianlas perdidas secundarias.

'ig 1.2/. Sistemas de tuberas en serie.

ara tuberas en serie se cumple0

ara solucin de tuberas en serie se suiere convertir en sistema de ;@%!/#.

Ana red es abierta cuando las tuberas que la componen se ramificansucesivamente sin interceptarse lueo, para formar circuitos.En la siuiente fiura %i. /.55- se muestra una red sencilla compuesta por

tres tuberas. 7e conoce la enera esttica % 4 Y R - de los puntos

terminales del sistema dado, las lonitudes, dimetros y ruosidad de lastuberas y las propiedades del fluido. El propsito es conocer la manitud ydireccin del flujo en cada tubera..La solucin de este problema para cualquier tipo de fluido monofsico, seresuelve por ensayo y error, suponiendo una enera esttica en un punto % # -,despreciando el cambio de enera cintica y aplicando la ecuacin decontinuidad de manera que el flujo que entra en la unin % # - sea iual al flujoque sale de la misma. La ecuacin de continuidad suponiendo un fluidoincompresible resulta0

ara la aplicacin de la ecuacin de continuidad se debe tener en cuenta si elfluido entra o sale del punto de referencia. :onvencionalmente se considera% * - cuando entra y % Y -cuando sale el flujo del nodo. or ejemplo0 para estecaso en el punto # la ecuacin de continuidad es0

28

( )

1001

%

1

5.05.0

5.25.05.0

5.2

=

=

'

$ $$

$$$

$$

Lf

DLf

DQ

100

/

/%

1

2/1667.2

2/1667.2

=

=

'

$

$$

$$$

LD

LDQ para '$ ,1= ( )40.1.Ec

321 QQQ +=

A

1Q

2Q

3Q

( )41.1.Ec


26/39

F%%!/# (! *>!/#

1.17.2 R!( $!//#(#.

Es aquella en la cual las tuberas que la componen se cierran formandocircuitos. 7e requiere un diarama de la red, que consiste de un mapa a escaladel sistema de tuberas, donde se indique los puntos de consumo,

denominados nodos de consumo y los puntos de alimentacin de fluidodenominados nodos fuente, as como la informacin de cada tuberaincluyendo las prdidas menores y otros equipos que pueden estar presentesen la tubera. La solucin de una red implica calcular el caudal de cada tramo de tubera yla presin en cada nodo. La i. /.5( muestra una red de tuberas que constade dos circuitos / y 5 con C tramos de tuberas identificados con el numero del%/- al %C- y seis nodos con las letras de %#- a %-, un nodo fuente %#- y de dosnodos de consumo %:,E-.El mtodo sistemtico mas utili"ado para resolver problemas de flujoestacionario en redes de distribucin de fluidos monofsicos en tuberas es el

mtodo de Nardy :ross, para resolver redes relativamente peque!as.En los ltimos a!os con el aue de las computadoras se 1an desarrolladomodelos que utili"an el mtodo de @eIton ?ap1son para resolver randesredes de distribucin, en el cual se plantea un conjunto de ecuaciones que seresuelven simultneamente.El fundamento matemtico de los mtodos de calculo provienen de las leyes deSirc1off. La primera ley plantea la ecuacin de continuidad en cada nodo y laseunda ley establece la iualdad de la cada de presin para cada circuito.

'ig. 1.2. Red cerrada de tuberas.

29

321 QQQ =+

A & E

AQ

( )1 ( )5

( )42.1.Ec


27/39

1.18 CAIDA DE PRESION EN VALVULAS Y ACCESORIOS

:onstituyen una de las partes bsicas en una planta de procesos, estacionesde flujo, lneas de flujo, Etc. sirven para controlar el flujo en un fluido, pueden

ser de cierre o bloqueo, de estranulacin % modulacin del flujo-, o paraimpedir el flujo inverso.

1.18.1 0ipos de Vlvulas

El tipo de vlvula depender de la funcin que debe efectuar, se clasificanen0 vlvulas de cierre o bloqueo, vlvulas de estranulamiento y vlvulas deretencin o de flujo inverso, vlvulas de control de presin y otras vlvulas parafunciones especiales tales como diriir , servicio de muestreo, cerrar salidas derecipientes o tanques, Etc.

1.18.2 Vlvulas de bloueo.

7on dispositivos cuya misin es la de bloquear cuando sea necesario, el flujode fluidos de alimentacin o escape en tuberas o equipos de procesos.

=entro de este rupo estn las siuientes vlvulas0

=e compuerta.

=e mac1o.

=e bola.

=e mariposa.

=e nulo. =e tipo Q.

1.18. Vlvulas de estrangulamiento.

Estas vlvulas permiten reular el paso de un fluido en funcin de losrequerimientos del proceso.

Las mas comunes son0

=e lobo.

30

EQ( )2( )4

( )6

( )7


28/39

=e auja.

En Q.

=e nulo.

=e mariposa.

1.18.! Vlvulas de retencin + c3ec4 ).

7on aquellas que no permiten el flujo inverso, actan de manera automticaentre los cambios de presin para evitar que se invierta el flujo. La presin delfluido circulante abre la vlvula9 el peso del mecanismo de retencin y cualquierinversin en el flujo la cierran.Existen diferentes tipos, y su seleccin depende de la temperatura, cada de

presin que producen y la limpie"a del fluido. Estn disponibles en los siuientes tipos0

>isara.

=isco inclinable

Elevacin % disco, pistn o bola -.

=e pie.

1.18.5 Vlvulas de control o desa3ogo de presin.

7e utili"an cuando se requiere el desa1oo o descara de la presin cuandoesta exceda la que se puede controlar.

=ependiendo del servicio que reali"an se les denomina0

=e desa1oo.

=e seuridad.

=e seuridad convencional.

=e desa1oo equilibrado.

=e pura.

La fiura /.5' muestra diferentes tipos de vlvulas usadas en una planta deprocesos.

1.18.6Accesorios.

Los acoplamientos o accesorios para conexin se clasifican en0

=e derivacin

?educcin.

#mpliacin y derivacin.

31


29/39

=entro de los accesorios derivacin tenemos0

$s. :ruces

:odos con salida lateral, Etc.

Los conectores de reduccin o ampliacin son aquellos que cambian lasuperficie de paso de fluido. En esta clase estn las reducciones y manuitos.

Los accesorios de desvo, curvas, codos, curvas en A etc., son los quecambian la direccin de flujo.

1.19 ECUACIONES PARA CALCULAR LA PERDIDA DE PRESIONDEBIDO A VALVULAS Y ACCESORIOS.

Las vlvulas y accesorios en una tubera alteran la confiuracin del flujo yproducen una perdida de enera adicional a la friccin en la lnea.

La perdida de presin total producida por una vlvula o accesorio consiste en0/. La perdida de presin dentro de la vlvula.5. La perdida de presin en la tubera de entrada es mayor de la que se

produce normalmente si no existe vlvula en la lnea. Este efecto espeque!o.

(. La perdida de presin en la tubera de salida es superior a la que seproduce normalmente si no 1ubiera vlvula en la lnea. Este efecto puedeser muy rande.

El flujo por una vlvula o accesorio en una lnea de tubera causa unareduccin de la altura esttica que puede expresarse en funcin de una alturade velocidad y aplicando la ecuacin de =arcy por0

En unidades de campo para fluido incompresible

=onde01LJ erdida de cara, pies.T J caudal del liquido, alones por minuto %al 4 min -.d J dimetro, puladas % pul. -.S J coeficiente de resistencia.

1Ldepende del numero de ?eynolds, ruosidad y de la eometra de la vlvula

o conector.

32

g

!(hL

2

2

= ( )43.1.Ec4

2

00259.0d

(QhL =

( )44.1.Ec


30/39

El coeficiente de resistencia S es independiente del factor de friccin y del

numero de ?eynolds y puede considerarse constante para cualquier obstculodado en un sistema de tubera bajo cualquier condicin de flujo, incluida la derimen laminar.

:rane presenta informacin de coeficientes de resistencia S para diferentestipos de vlvulas y accesorios. Estos coeficientes se dan como el producto delfactor de friccin para la medida deseada de tubera nueva de acero comercialy flujo en la "ona de turbulencia completa, por una constante que representa lalonitud equivalente L 4 = de la vlvula o accesorio en dimetros de tuberapara las mismas condiciones de flujo, basados en datos de pruebas. Estalonitud equivalente o constante, es valida para todas las medidas del tipo devlvula o accesorio con el cual se identifica.

6oeficiente de flu#o 6v de la vlvula.

En la industria de fabricacin de vlvulas de control es conveniente expresar lacapacidad de flujo de la vlvula y las caractersticas de flujo en funcin de un

:oeficiente de vlvula definido como los alones de aua a B) a travs de lavlvula con una cada de presin de un psi. ara lquidos se aplican las

siuientes ecuaciones.

La ecuacin /.'C es la relacin entre el :v y el S.

=onde0

:v J coeficiente de flujo para vlvulas %#@EXD 222-.

33

D

fL( =

( )45.1.Ec

P

SQCv

=

( )46.1.Ec

DfL

dCv

29.29 =

(

dCv

29.29 = ( )47.1.Ec

( )48.1.Ec

( )vcMPE)M PrP(P = 1.

( )49.1.Ec


31/39

T J caudal. &H.7 J ravedad especifica.

=presin diferencial a travs de la vlvula.perm. J mxima cada de presin permitida para propsito de calcular el

tama!o de la vlvula.v J presin de vapor del liquido a la temperatura de entrada a la vlvula.SHJ coeficiente de ajuste de la vlvula. =ado por el fabricante.rc J relacin de presin critica.d J dimetro interno, in.= J dimetro de la tubera.La siuiente ecuacin dada por luid :ontrols 2nstitute puede ser aplicada paraases.

=onde0:v J coeficiente de la vlvula %&H de flujo de aua a B) a travs de la

vlvula con un de / psi-.

T J flujo de as, HHH:@= %a /'.C psi y B)-.7 J ravedad especifica del as referida al aire.$ J temperatura, ?. J presin de entrada., psia.

=resin diferencial a travs de la vlvula %psi-.

La tabla /.', muestra valores de coeficiente de resistencia para conectores detuberas.

TABLA 1.4.COEFICIENTES DE RESISTENCIA PARA CONECTORES DETUBERIA

TIPO DE CONECTOR VALOR

Olvula de lobo o de esfera abierta /).)

Olvula de nulo abierta 3.)

Olvula de compuerta abierta ).5

Olvula de compuerta medio abierta % 3) 6 - 3.B

?etorno doblado 5.5

$ /.8)

:odo +) ).+

:odo '3 ).'

34

=

P

ST

Cv

QP G

2

941 ( )50.1.Ec


32/39

En el #@EXD 2O se encuentran la tabla B,%#5'- para determinar el factor Spara vlvulas y accesorios y en el #@EXD O la fiura /.53, %#5B- para

determinar la equivalencia del coeficiente de resistencia S y el coeficiente deflujo :v. % tomados del libro de :rane -.

1.2 SISTEMA DE COMPRESORES.

1.2.1 G!'!/#"%(#(!.

La operacin de compresin constituye un factor fundamental y comnen cualquier campo petrleo donde se produce y maneja as natural.

La necesidad de comprimir as natural sure ante el 1ec1o de disponerde un volumen dado de as a un nivel de presin inferior al requerido.

La compresin de as natural es utili"ada eneralmente para0

a- 2nyeccin en yacimientos petroleros a fin de mantener presiones defondo para incrementar el volumen de petrleo a recuperar.

b- #limentacin de as comprimido a plantas de procesamiento pararecuperar 1idrocarburos licuables presentes en el as natural rico o1medo.

c- $ransmisin de volmenes de as a travs de asoductos 1astacentros de consumo urbano o industriales.

1.2.2 P/%'$%%, (! ,!/#$%&'.

El principio consiste en el movimiento de un as causado por la disminucindel volumen de una cmara, producido por el rano intercambiador de laenera el cual est sometido a un movimiento alternativo o a unmovimiento rotativo.

El rano transmisor de la enera puede ser un pistn, un mbolo o undiaframa sometido a un movimiento alternativo tipo reciprocante o untornillo, aletas, pistn u otros sometidos a un movimiento rotativo.

1.21 CONSIDERACIONES BASICAS PARA EL DISEO DE UN SERVICIODECOMPRESION DE GASES.

35


33/39

El dise!o de un servicio de compresin comprende bsicamente tresetapas0

a- Establecer la necesidad del servicio de compresin.b- 7eleccin y dise!o del compresor requerido.c- =ise!o de las instalaciones.

:onducen estas etapas a escoer unidades que cumplan con lasexiencias pautadas de operatividad, confiabilidad y costos involucrados.

Los factores que tienen mayor influencia en los costos involucrados son0

@mero de unidades de compresin.

@mero de etapas.

$ipo de compresor.

$asa de flujo.

:abe"al o cara de enera requerida.

otencia requerida.

Equipos auxiliares.

$ipos de control requerido.

$ipo de motor a usar.

1.21.1 P/,%!(#(! (!"


34/39

=onde0H:p J calor especfico molar a presin constante, >$A4lbmmol .

H:v J calor especifico molar a volumen constante, >$A4lbmmol .

'actor de compresibilidad +7).

7e recomienda calcular un promedio entre las condiciones de entrada y dedescara.

6ontenido de luidos.

El contenido de lquidos en la corriente de entrada al compresor usualmente es

da!ino, y debe ser retirado antes de entrar al compresor, colocando undepurador a la entrada de cada etapa del compresor.

6ontenido de slidos.

Las partculas de slidos de ran tama!o en la corriente del as causan da!osen todos los compresores y las partculas peque!as tales como desec1os desoldadura, productos de corrosin, arena, etc. ueden da!ar las vlvulas ydesastar las partes de los compresores reciprocantes, no as en loscompresores centrfuos y rotativos a menos que las cantidades seanexcesivas.

6omponentes corrosivos del gas.

:omponentes tales como el sulfuro de 1idreno, dixido de carbono, aua yotros componentes cidos pueden causar corrosin en los equipos.6omponentes peligrosos en el gas

La presencia de aire en el as constituye un peliro latente en los cilindros decompresin ya que forma una combinacin explosiva.

$resin de entrada.

=ebe ser especificada para el valor ms bajo para el cual el compresor va aoperar. Es la presin inmediatamente auas arriba de la brida de entrada alcompresor.

$resin de descarga.

Es la requerida en la brida de descara del compresor. =ebe considerar lapresin deseada en la descara ms la cada de presin permitida para el flujoa travs de las tuberas, iterenfriadores, depuradores, etc.

37


35/39

0emperatura de entrada.

#fecta al flujo volumtrico y los requerimientos del cabe"al para el servicio decompresin, ra"n por la que debe conocerse y controlarse durante lacompresin, est influenciada por otros equipos como los intercambiadorescuando estos estn locali"ados a la entrada de cada etapa de compresin.

0emperatura de descarga.Est influenciada por la temperatura de entrada, por la relacin de presin dedescara y de entrada, el calor especifico del as y por la eficiencia delcompresor. La temperatura de descara afecta el dise!o mecnico, latendencia a la formacin de espuma en el as, el numero de etapas, dise!o delos iterenfriadores, dise!o mecnico de las tuberas y los requerimientos de

aislamiento.

1.22 TIPOS DE COMPRESORES

Existen dos randes rupos de tipos de compresores, que son0?eciprocantes y :entrfuos# continuacin se describe al rupo de los compresores reciprocantes porformar parte del sistema de compresin del campo #ncn.

1.22.1 C,:/!,/! /!$%/,$#'!.

Los compresores de tipo reciprocante constan bsicamente de las siuientespartes0

El cilindro en que se desli"an los pistones o mbolos y donde se deposita

momentneamente el as.

El pistn o embolo que tiene la funcin de impulsar el as en un movimiento

alternativo dentro del cilindro, montado sobre los vstaos con su tuerca ycontratuerca.

El vstao que est conectado en un extremo al pistn y por el otro a las

bielas. Las vlvulas de succin y de descara que permiten la entrada y salida del

as y operan automticamente por un diferencial de presin dentro delcilindro entre la lnea de succin o de descara.

La parte mecnica o transmisin cuya funcin es transformar el movimiento

rotativo del eje del motor en un movimiento alternativo de los vstaos. Estaparte mecnica a su ves consta de las siuientes partes0

a- Eje intermedio montado transversalmente sobre el cuerpo y en

su extremo saliente tiene montada una polea.

38


36/39

b- i!n, el cual es un enranaje menor y forma una sola pie"a

con el eje intermedio.

c- Eje ciZe!al, sobre el cual est montada una rueda dentada.

d- >ielas, colocadas una a cada lado de la rueda dentada.

e- :ruceta, donde estn conectadas las bielas en un extremo y enel otro los vstaos.

La fuer"a motri" puede ser oriinada por un motor elctrico o unmotor de combustin interna.En estos compresores el as siue un ciclo de operacin que

consiste en cuatro etapas que son0 compresin, descara,expansin y succin.

1.22.2 C#/#$!/%$# (! ", $,:/!,/! /!$%/,$#'!.

D!"#=#:%!', (!" %&'0 volumen barrido en el recorrido delpistn

desde el comien"o de la compresin 1asta el final de laembolada. ara determinar el despla"amiento del pistn se usanlas siuientes ecuaciones0

a- ara accin simple y compresin del lado del vstao.

b- ara accin simple y compresin del lado del vstao

c- ara accin doble de ambos lados del pistn.=onde0

= J despla"amiento del pistn %pies[4min-.7 J lonitud del movimiento del pistn o carrera %pul-.@ J velocidad %?H-.= J dimetro interno del cilindro %pul-.d J dimetro externo del vstao %pul-.

V,"*:!' :*!/,0 es el volumen que permanece en el cilindro despus deuna embolada. :onsiste en el volumen entre el cabe"al del cilindro y elpistn, el

39

24 ***10*55.4 D'SPD =)(***10*55.4 224 dD'SPD =

)2(***10*55.4 224 dD'SPD =

)52.1.(Ec )53.1.(Ec

)54.1.(Ec


37/39

volumen remanente en las partes de asentamiento de las vlvulas y entre elcilindro y el pistn. ara compresores de accin doble, se debe sumar el

volumen de las dos carreras efectuadas por el pistn. 7e cuantifica enporcentaje sen la ecuacin0

E)%$%!'$%# ,"*:@/%$#0 es la relacin entre el flujo volumtrico real de asmedido a condiciones de temperatura y presin de entrada y el despla"amientodel pistn.

=onde0

T J capacidad actual o flujo volumtrico real descarado a condiciones detemperatura y presin de succin, pies[4min.Rs y Rd J factores de compresibilidad a condiciones de succin y dedescara.? J ra"n de compresin para cada etapa.Os y Od J volmenes especficos a condiciones de succin y de descararespectivamente, pies[4lbm.

C##$%(#( #$*#"0 es el volumen de as medido a las condiciones de

entrada de la primera etapa de un compresor de mltiples etapas. uedeser calculada por requerimientos del proceso o si se conoce lasespecificaciones del cilindro, por la ecuacin0

7i se conoce el flujo volumtrico a otras condiciones, se calcula con laecuacin0

40

100*%p$*t+%d"l"%td"*pla,am$

ttalm-"rtvl-m"%C

=

PD

QEv=

( )

= 1*%96

1.r

Zd

Z*CrEv

= 1%96!d

!*

Zd

Z*CrEv

EvPDQ *=

P*

Z*T*QgQ

*05192.0

**=

)55.1.(Ec

)56.1.(Ec

)57.1.(Ec

)58.1.(Ec

)59.1.(Ec

)60.1.(Ec


38/39

=onde0

T J volumen de as comprimido, HHH:7= a B) \, /'.C lpca.s J presin de succin, lpca.$s J temperatura de succin, \?.Rs J factor de compresibilidad a condiciones de succin.T J capacidad actual a condiciones de entrada, pies[4min.

R#=&' (! $,:/!%&'0 relacin entre la presin de descara y la presinde succin.

ara este tipo de compresores la ra"n de compresin est limitada por latemperatura de descara, que no debe pasar de los ()) \, y por las carassobre el vstao del pistn para prevenir fallas mecnicas, normalmentepara una etapa la ra"n de compresin est entre ' 3.

:uando no se cumple la ra"n de compresin o la temperatura de descararecomendada, se requieren mltiples etapas las cuales deben seranali"adas para decidir si requieren o no enfriamiento.El calculo de la ra"n de compresin se reali"a de la siuiente manera.

ara un compresor de n etapas sin enfriamiento.

P#/# *' $,:/!,/ (! ' !## $,' !')/%#:%!',.

=onde0i J /,5,5]].. n

J cada de presin iteretapas, %lpca-.

E)%$%!'$%# (! $,:/!%&' %!'/&%$#0 es la relacin entre el trabajoisentropico y el trabajo real de compresin. Los valores varan entre 3) F+36 dependiendo del dise!o del cilindro y la ra"n de compresin.

41

%

*

%d

"P

Pr

1

=

"*d rPP $$ *=

( )[ ]1= $$

$*$d PPP

r"al

$*$*

#

#=

)61.1.(Ec

)62.1.(Ec

)64.1.(Ec

( )63.1.Ec


39/39

E)%$%!'$%# :!$?'%$#0 es la relacin entre la potencia real de compresinrequerida por el as y la potencia al freno.

Los valores varan entre +) F+(6 para cilindros manejados por motoreselctricos y entre 8C F +)6 para unidades manejadas por maquinas devapor.

:ara sobre el vstao del pistn0 las caras sobre el vstao varan

cclicamente ocasionando caras de compresin y de tensin. Las mximascaras estn dadas por0C#/

Sistema de Levantamiento Gas Lift

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