P
1. Objetivos Objetivo General •
Realizar el diseño del manifold con criterios técnicos
Objetivos Especícos •
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Entender las ecuaciones y normas que se aplican para el diseño del anifold !sumir datos reales de campo para el diseño del anifold "escribir el proceso que si#ue el crudo desde el cabezal $asta las facilidades de producci%n&
2. Introducción
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!'()O*"
Es un #rupo de cone+iones de tuberías y v,lvulas- las cuales distribuyen y controlan que el petr%leo .uya $acia los tanques de almacenamiento •
)*/0O O'O)12(3O
*a ley de "arcy es aplicable 4nicamente cuando en el reservorio se produce un .ujo monof,sico& En el caso de un reservorio de petr%leoel .ujo monof,sico ocurre cuando la presi%n din,mica de fondo de los .uidos de reservorio est, por encima del presi%n de punto de burbuja a la temperatura del reservorio& "urante la depleci%n del reservoriola presi%n de este contin4a cayendo- y puede mantenerse por la inyecci%n de .uidos en una recuperaci%n asistida& 3omo consecuencia- durante la depleci%n la presi%n din,mica cae por debajo del punto de burbuja- lo cual resulta en la combinaci%n de un .ujo monof,sico con uno bif,sico dentro del reservorio& •
)lujo laminar
Es uno de los dos tipos principales de .ujo en .uido& 2e llama .ujo laminar o corriente laminar- al movimiento de un .uido cuando éste es ordenadoestraticado- suave& En un .ujo laminar el .uido se mueve en l,minas paralelas sin entremezclarse y cada partícula de .uido si#ue una trayectoria suavellamada línea de corriente Ilustración 1Distribución de Velocidades en fujo laminar
Líneas de Producción
*íneas de producci%n se consideran a todas aquellas tuberías que transportan el $idrocarburo proveniente de pozos de producci%n y lo llevan a las fases de proceso como medici%n- separaci%n- transporte& 3. Proceso que sigue el crudo Hasta las facilidades de Producción
El crudo una vez e+traído del subsuelo es llevado por tuberías a un m4ltiple de producci%n o manifold- el .uido pasa a 5 separadores de producci%n que tienen una capacidad diferente dependiendo de la cantidad de crudo que se produzca& *a producci%n de cada pozo es probada a través de un separador de pruebautiliza una placa de oricio para medir el #as de formaci%n y un contador con su respectiva turbina para medir el .uido& El #as es separado y medido para lue#o ser quemado en los dos mec$eros que posee la Estaci%n& El crudo y a#ua son enviados al tanque de lavadoallí se separa por efecto de la #ravedad y proceso térmicos- para lo cual se calienta el colc$%n de a#ua con dos calentadores6 por 4ltimo el crudo pasa al tanque de sur#encia en donde termina el proceso de separaci%n& 7oda el a#ua de formaci%n que se produce en el campo es inyectada a la arena 8ollín& *a transferencia de crudo desde el tanque de sur#encia $acia el oleoducto se da mediante un sistema que consta de 5 bombas 9ort$inton# que son alimentadas por 5 bombas centrifu#as que elevan la presi%n del .uido a :; psi& *a tasa de transferencia es de <-== barriles por minuto&
4. ise!o del "anifold
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2e tiene < pozos que se encuentran en un ,rea de =-5 $a los cuales aportan un caudal de 5:;; >PP"& El sistema de levantamiento articial que se emplea en este campo es por bombeo electrosumer#ible y es enviado a las facilidades de producci%n que se encuentran a = ?m apro+imadamente desde el cabezal&
"atos •
)luido onof,sico y laminar
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7emperatura de operaci%n@ A::&B CD 5;;C)F Presi%n de operaci%n @ A;; psi 1rea @ =-5 $a '4mero de pozos < productores
"atos de Prueba PH7 C!P(@ 5; "E'2("!"@ B:&5B *>IP(EJA K 5;; C) Hiscosidad @ B:: 3p K :;C)
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Presiones asumidas Presi%n en la plataforma de Producci%n 9ella padF para transportar todo el .uido $asta las intalaciones @
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"atos !mbientales • • • •
7m,+ @ A=5 CD=;=-LC)F 7min @ 5LL CD BN-;F C) Pabsoluta ma+@ NL&L DPa =<-AA psiaF Pabsoluta min @ N:- Dpa =<-;5psiaF
3,lculos 8idr,ulicos
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λ =
2600 QL = =1 Ql + Qg 2600 + 0
'os dice que solo tenemos una sola fase&
Helocidad de Erosi%n& *as líneas de )lujo que van al "anifold se deben dimensionar- este c,lculo se realizar, bas,ndose en la velocidad de .ujo- debido a que tiene principal relaci%n en la erosi%n o corrosi%n de las partes de la tubería& Esta corrosi%n es proporcional a la velocidad y aumento con la presencia de 3O5 y 852& "e acuerdo a la (n#eniería >,sica se selecciona de tablas el valor de 3@5;; que es para el transporte de $idrocarburos y el uso de in$ibidores de corrosi%n con las líneas que transportan el crudo& Ve =
200
√ 56.25 @ 5:-:: )tIs
Es la m,+ima velocidad permitida para todas aquellas líneas que transportan crudo&
1rea mínima requerida para la tubería& 'orma en ejecuci%n #PI $P 14 % 9.35 +
A =
0 ZRTr 9.35 + 21.25 Pa 21.25 Pa 2 = =0,35 i n / 1000 BPPD VE 26,66
"iseño 8idr,ulico 3on la velocidad calculada nos vamos a la tabla de la norma !P( RP =< E para el diseño de las líneas del manifold& 3on base al Pipin# 3lass las líneas que conver#en al manifold provenientes de los pozos es •
•
7ubería de ==
7abla de 'orma !P( RP =< E
3on esta velocidad de erosi%n se va a realizar la secci%n del ,rea mínima requerida para evitar pasar la velocidad de erosi%n- la cual determina los mínimos valores de ,rea que debe pasar la tubería& Para el caso de ramicaciones y en nuestro ejemplo son de < pozos$ay que tener en cuenta que la suma de las ,reas parciales no debe ser menor al valor del ,rea mínima requerida&
2
A = π ( De −2 e )
/4
! ==@ ==- Amin Amínima= Amin =
2
0,35 i n / 1000 BPPD 2
0,35 i n / 1000 BPPD * 2600!!"
Amin= 0,91 in^2 #n$once% c&mp'e con 'o ico q&e Aeq>Amin
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Co'ocación e +'&'a%
-e co'oca &na +'&'a cec. q&e e% &n $ipo e +'&'a q&e permi$e a' /'&io /'&ir en &na irección pero cierra a&$om+$icamen$e para preenir /'&o en 'a irección op&e%$a (con$ra /'&o) a% +'&'a% cec. %e &%an en &na 3ran ariea e 'ocacione%, pero e' en/oq&e e 'a i%c&%ión en e%$e $&$oría %er+ 'a in%$a'ación e 'a% +'&'a% cec. a 'a en$raa e' mani/o'
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1=2
Comprobación
ℜ=
1488 ρVD
μ
=
1488∗56.25∗26.66∗0,375 566
=1478.42
f =0.04 ∆ p > 50 psi #' /'&io %e e%p'aa e maor a menor po$encia', en$once% ''e3a a' mani/o' a 'a% i/eren$e% /aci'iae% e pro&cción 7ab'a "e e%&'$ao% !oo
!(p%i)
:(!!")
!oo 1 !oo 2 !oo < !oo 4
480 480 480 480
400 500 800 900
∆ P ( psi ) !oper(p%i ) >50 <00 >50 <00 >50 <00 >50 <00
Ilustración 2Esquema de la acilidades de producción
e(/$;%)
26,66
7ubería ==
Ilustración 3Diseño de Maniold •
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Conc'&%ión
El .uido de cada pozo debe ser conducido a través de una tubería de ==
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>iblo#rafía 7/>E Q P(PE !22O3(!7(O' ('7ER'!7(O'!*- 2uministros Peñaranda2&!& H(**!!R(' O29!*"O- 3!RRER! !*E6 "iseño de una plataforma típica de producci%n petrolera en la !mazonía Ecuatoriana& Escuela Politécnica 'acional& Suito- arzo 5;=;&
