Equipos industriales petroleros

Manifold de entradaEl manifold de entrada o tambin conocido como mltiple de recoleccin, es un conjunto de vlvulas y componentes de tuberas prefabricadas, donde convergen las lneas de flujo provenientes de los pozos, recolectando de esta forma, los fluidos producidos pertenecientes a una estacin recolectora de flujo.El manifold de entrada tiene como funcin recibir el fluido multifsico proveniente de los pozos que producen a una estacin recolectora de flujo y permiten las facilidades del manejo de crudo garantizando la seleccin de la direccin deseada del flujo a travs de una de las vlvulas instaladas en el mltiple.Clasificacin de los Manifold.-En las estaciones recolectoras, los mltiples se clasifican de acuerdo a sua. Temperatura de trabajob. Presin de trabajoc. Forma

a. De acuerdo a su temperatura, podemos encontrar la siguientes sub-divisin: Mltiple caliente.- estos mltiples son aquellos que tienen condiciones especiales para recibir fluidos con altas temperaturas provenientes de yacimientos sometidos a procesos de recuperacin (inyeccin de vapor). Mltiple convencional.- Aquellos que reciben la produccin de los pozos bajo condiciones de presin y temperatura normal.b. De acuerdo a la presin de trabajo, tenemos los siguientes: Mltiple de baja presin.- Estos reciben el fluido de pozos que producen a baja presin. Mltiple de alta presin.- Reciben el fluido de pozos que producen a alta presin.c. De acuerdo a su forma, encontramos los siguientes: Verticales Horizontales

Componentes del ManifoldEl mltiple est compuesto bsicamente de lneas y vlvulas; donde las lneas pueden ser lneas de produccin general o de prueba.

Slug ctcherEl slug ctcher o tambin conocido como retenedor o golpeador de lquidos, es un equipo esttico que tiene la funcin como dice su nombre de retener los baches viscosos que vienen del pozo, para no ahogar el separador y que el flujo que entre al separador sea estable Se encuentra situado entre la salida de la tubera y el equipo de procesamiento.Tipos de slug ctcherSlug ctcher tipo vessel.- Son recipientes simples de dos fases de separacin, en los cuales, mientras que la separacin del recipiente no es crtica para este, el volumen del recipiente si lo es. Slug ctcher tipo finger.- Provee una respuesta al problema econmico de tener que disear un recipiente regulador ms grande para diseos de altas presiones. Estos tipos de slug ctcher usan piezas de tubera de gran dimetro para proveer un volumen regulador. Slug catcher tipo parking loop.- Combina las caractersticas de los anteriores slug ctcher. Usa un retenedor para la separacin bsica de gas y lquido, mientras el regulador de volumen de lquido es provedo por los bucles de estacionamiento en forma de dedos. Aero-enfriadoresEl Aero-enfriador no es ms que un intercambiador de calor que est compuesto por dos paneles, un panel tiene la etapa de gas/aire y el otro panel tiene la etapa aceite/aire.

Los aero-enfriador bsicamente cumplen dos funciones: una es la de enfriar el aceite que proviene de la compresin para que no pierda sus propiedades al entrar nuevamente al proceso, y la segunda que sera la de enfriar el gas que va a ingresar al proceso de deshidratacin. Una de las mayores ventajas de estos equipos frente a los refrigerados por agua, es que hacen innecesario todo el equipo que implica un circuito de agua de enfriamiento (torre caeras, bombas, sistema de tratamiento, etc.)

Los aero-enfriadores se configuran en las llamadas bahas que constan de los siguientes componentes: Mazos de tubos: cada mazo es un conjunto de tubos aleteados transversalmente por cualquiera de los distintos mtodos posibles (arrolladas, incrustadas, extrudas, etc), cabezales de chapa soldada en calidad espesor segn las condiciones de diseo y soportes de tubos.

Ventiladores: son de flujo axial y mueven el aire en sentido perpendicular a los tubos. Si se ubican impulsando el aire fro a travs de los mazos el equipo es de tiro forzado; si, en cambio, se ubican encima de los mazos aspirando el aire caliente, el equipo es de tiro inducido. Pleno: es el espacio cerrado que permite lograr un flujo de aire bien distribuido entre el ventilador y los tubos. Los hay de tipo transicin o de seccin recta. Estructura: consta de las columnas y las vigas que soportan al resto del equipo.

SeparadoresEl flujo que se obtiene de un yacimiento petrolfero, por lo general, es multifsico. La separacin fsica de estas fases es una de las operaciones fundamentales en la produccin, procesamiento y tratamiento de los crudos y del gas natural.Un separador es un recipiente a presin cilndrico o esfrico, utilizado para separar una corriente de fases mezcladas en fases gaseosa y lquida, cada una relativamente libre de la otra, simplemente por diferencia de densidades entre las mismas. En general se usan en los efluentes de perforacin. Los separadores pueden ser horizontales o verticales. A su vez, se pueden clasificar en separadores de 2 fases (petrleo y gas) o de 3 fases (petrleo, gas y agua). Un filtro es un separador que generalmente tiene dos compartimentos, de los cuales el primero contiene elementos filtrantes/coalescedores. A medida que el gas pasa a travs de ellos, las partculas lquidas coalescen en gotas y pasan al segundo compartimento donde son removidas.Funciones que debe cumplir un separador Permitir una primera separacin entre los hidrocarburos, esencialmente lquidos y gaseosos. Refinar an ms el proceso, mediante la recoleccin de partculas lquidas atrapadas en la fase gaseosa. Descargar, por separado, las fases lquidas y gaseosa, para evitar que se puedan volver a mezclar.Aun cuando cada fabricante tiene sus propias normas de diseo y construccin de los separadores, stos deben tener cuatro secciones principales:a) Seccin de entrada o separacin primariaUnas placas deflectoras, o algn otro artefacto, recibe el choque de la corriente que ingresa, la cual disipa parte de su energa, permitiendo a los gases una primera separacin. Aqu hay cambio de velocidad y de direccin de la corriente

b) Seccin de las fuerzas gravitacionales:Las gotas de lquido contenido en el gas tratan de separarse al mximo. El gas asciende a una velocidad menor a la inicial, y las gotas de lquido decantan. En esta zona pueden generarse turbulencias, las cuales a su vez favorecen la formacin de espumas. La colocacin de placas paralelas minimiza la turbulencia y ayuda a deshacer las incipientes espumas.

c) Seccin de extraccin de neblina:En esta zona se separan las gotitas ms pequeas de lquido que acompaan todava al gas, mediante dispositivos que operan con fuerzas de choque o fuerza centrfuga. Se las retiene mediante unas almohadillas o mallas tejidas, o tambin mediante placas de metal corrugadas, desde donde caen a la seccin de lquidos.

d) Seccin de acumulacin de lquido:Los lquidos que se han ido separando se van acumulando en la parte inferior del recipiente, lo cual requiere de un tiempo mnimo para que la operacin se efecte. Cuando se alcanza un determinado nivel, se produce la descarga hacia la lnea correspondiente. En la parte inferior de esta seccin, y especialmente en los separadores verticales, suele colocarse un dispositivo rompe vrtices, con el fin de evitar la formacin de remolinos en la salida del lquido.

Los separadores se pueden clasificar de acurdo a varios aspectos como ser los siguientes:Por su configuracin: Horizontales Verticales Esfricos Por el nmero de fases de separacin: Bifsicos ( gas-lquido o gas- petrleo) Trifsico ( gas, petrleo y agua) Tetrafasico ( gas, petrleo, espuma y agua)Por la baja presin: Baja presin (10 a 225 psi) Media presin ( 230 a 700 psi) Alta presin ( 750 a 1500 psi

Ventajas de los Separadores Verticales Por lo normal se emplean cuando la relacin gas o vapor- lquido es alta y/o cuando se esperan grandes variaciones en el flujo de vapor/gas Tienen mayor facilidad, que un separador horizontal para el control del nivel del lquido, y para la instalacin fsica de la instrumentacin de control, alarmas e interruptores Ocupan poco espacio horizontal Tienen facilidades en remocin de slidos acumulados

Ventajas de los Separadores Verticales Es fcil mantenerlos limpios, por lo que se recomiendan para manejar flujos de pozos con alto contenido de lodo, arena o cualquier material slido. El control de nivel de lquido no es crtico, puesto que se puede emplear un flotador vertical, logrando que el control de nivel sea ms sensible a los cambios. Debido a que el nivel de lquido se puede mover en forma moderada, son muy recomendables para flujos de pozos que producen por bombeo neumtico, con el fin de manejar baches imprevistos de lquido que entren al separador. Normalmente empleados cuando la relacin gas o vaporlquido es alta y/o cuando se esperan grandes variaciones en el flujo de vapor/gas. Mayor facilidad, que un tambor horizontal, para el control del nivel del lquido, y para la instalacin fsica de la instrumentacin de control, alarmas e interruptores. La capacidad de separacin de la fase liviana no se afecta por variaciones en el nivel de la fase pesada. Hay menor tendencia de re vaporizacin de lquidos

Ventajas de Un Separador Horizontal Por lo normal se emplean cuando la relacin gas- lquido es baja requieren de poco espacio vertical para su instalacin Requieren menor dimetro que un separador vertical, para una capacidad dada de gas de gas Manejan grandes cantidades de lquido, optimizando el volumen de operacin requerido Los volmenes de retencin facilitan la desgasificacin del lquido y el manejo de la espuma, si se forma

Desventajas de Un Separador Horizontal No son adecuados para manejar flujos de pozos que contienen materiales slidos como arena o lodo, pues es difcil limpiar este tipo de separadores. El control de nivel de lquido es ms crtico que en los se paradores verticales. Variaciones de nivel de la fase pesada afectan la separacin de la fase liviana. Ocupan mucho espacio horizontal. Difcil remocin de slidos acumulados (Necesidad de inclinar el recipiente aadir internos como tuberas de lavado)

Ventajas de Un Separador Esfrico

Ms baratos que los horizontales o verticales. Ms compactos que los horizontales o los verticales, por lo que se usan en plataformas costa afuera. Son ms fciles de limpiar que los separadores verticales. Los diferentes tamaos disponibles los hacen el tipo ms econmico para instalaciones individuales de pozos de alta presin

FiltrosLos filtros son materiales utilizados para la purificacin de aire, agua o gases, para evitar vapores de aceite, olores, y otros hidrocarburos del aire y del gas comprimido.Se pueden destacar 2 tipos de filtros:a. Filtro de carbn activado b. Filtro de partculas

a. Filtro de carbn activado.- Es un material que se caracteriza por poseer una cantidad muy grande de micro poros (poros menores a 1 nanmetro de radio). A causa de su alta micro porosidad, Un filtro de carbn activado consiste en un recipiente o columna empacada o rellena de grnulos, que retienen las partculas slidas que puedan causar un problema en el sistema.b. Filtro de partculas.- Es un filtro que por lo general va a continuacin del filtro de carbn activado para eliminar las contaminantes solidos del solvente para evitar la formacin de espuma en la contactora y evitarla obstruccin del lecho del carbn activado.

Torre Contactora.-Este recipiente contiene bandejas de vlvulas o casquetes de burbujeo para proveer un buen contacto gas lquido. La limpieza es muy importante para prevenir los puntos de roci altos del gas de venta causado por la formacin de espumas y/o el contacto pobre gas-liquido. El taponamiento o empaque de las bandejas pueden aumentar tambin las prdidas de glicolDurante un arranque de la planta, la presin en la torre de absorcin se debe traes lentamente hasta el rango de operacin y entonces se debe circular el glicol para obtener un nivel de lquido en todas las bandejas. A continuacin, se debe aumentar lentamente la tasa de gas a ser absorbido, hasta que se alcance el nivel de operacin.Si el gas entra en la torre de absorcin antes de que las bandejas estn selladas con lquido, puede pasar a travs de los tubos de descenso y las capas de burbujas. Cuando existe esta condicin y se bombea el glicol hacia la torre de absorcin, los lquidos tiene rea de la seccin transversal interna de la torre de absorcin dar el volumen de glicol bombeado. En los sistemas ms grandes se pueden usar un medidor de flujo de glicol.

Torre regeneradora.-El objetivo de la torre regeneradora, es remover el gas cido que contiene la solucin de amina rica. La mayora tienen entre 18 a 24 platos, siendo un diseo tpico el que contiene 22 platos.

8.Intercambiadores.-Son equipos en los que dos fluidos de diferentes temperaturas intercambian calor a travs de una interfase metlica aprovechando la energa de un fluido que necesita ser enfriado y la transfiere a otro que necesita ser calentado reduciendo las perdidas y mejorando el rendimiento.Clasificacin de los intercambiadoresPara calentar: Pre-calentador.- Calienta un fluido recibiendo calor sensible de vapor de agua o de otro fluido caliente. Revoiler.- Vaporiza un lquido recibiendo calor sensible de vapor de agua o de otro fluido caliente.Para enfriar: Enfriador o cooler, enfra fluido cediendo calor al agua Condensador, condensa vapores cediendo calor al agua, empleando para recuperar vapores de destilacin y vapores de la turbina reduciendo la presin de descarga

Turbinas Una turbina de gas, es una turbo-mquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas de gas son turbo-mquinas trmicas. Comnmente se habla de las turbinas de gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus caractersticas de diseo son diferentes, y, cuando en estos trminos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores s. Una turbina de gas simple est compuesta de tres secciones principales: un compresor, un quemador y una turbina de potencia.Partes De Una Turbina De GasLas turbinas de gas pueden dividirse en seis grandes partes principales:1. Compresor2. Cmara de combustin3. Turbina de expansin4. Carcasa

CompresoresMquina que eleva la presin de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. La presin del fluido se eleva reduciendo el volumen especfico del mismo durante su paso a travs del compresor. Comparados con turbo soplantes y ventiladores centrfugos o de circulacin axial, en cuanto a la presin de salida, los compresores se clasifican generalmente como mquinas de alta presin, mientras que los ventiladores y soplantes se consideran de baja presin.Clasificacin De Los Compresores Compresores Rotativos O Centrfugos Compresores de paletas deslizantes Compresores de lbulos (Roots) Compresores de pistn lquido Compresores de tornillo Compresor Alternativo o de Embolo

Hornos (calentadores)Equipo principal existente en las estaciones de flujo, que genera energa calorfica (BTU) para calentar las tuberas o serpentines por donde fluye petrleo, para elevar y7o mantener la temperatura deseada del mismo.

TiposLos ms comunes son: Calentadores a fuego directo Calentadores de tipo tubular Calentadores de fluido tipo camisa Calentadores de volumen o tipo Jug Calentadores tipo caja de fuego interno o fogn

Partes de un calentador.-La estructura de un calentador la integran las siguientes partes: Pilotos Quemadores Cmara de combustin Chimenea Vlvulas de seguridad Regulador de tipo dmper Puertas de visita Tapas de ventilacin Mirillas/ ventanas de seguridad SerpentnVlvulasLas vlvulas son elementos que sirven para permitir o restringir el paso de un fluido.Existen varios tipos de vlvulas:1.- Vlvula de compuerta.2.- Vlvula de globo.3.- Vlvula macho.4.- Vlvula de retencin (check).5.- Vlvula de control.6.- Vlvula de seguridad1.- Vlvula de compuerta.Normalmente trabaja toda abierta o toda cerrada. Su rea de paso es del mismo dimetro del rea de la tubera. No debe usarse estrangulada, pues no sirve para regular el paso del fluido.Se usa en lneas de succin y descarga de bombas as como en lneas de descarga de pozos; como vlvula de bloqueo. Son operadas manual y elctricamente, ya sea por medio de un volante o motor elctrico, que actan sobre un vstago que levanta la compuerta. Este tipo de vlvulas no tienen sentido de entrada o de salida, cualquiera de sus lados sirven para los dos propsitos.

De la vlvula 2 a la 6 son utilizadas principalmente en el manejo de la produccin en superficie

2.- VLVULA DE GLOBO.Se llaman as por la apariencia de su cuerpo; su caracterstica es que tiene una apertura u orificio por donde pasa el flujo, siendo esta apertura perpendicular al sentido del flujo. Por tal razn este tipo de vlvulas debe ser usada en un solo sentido. Para su instalacin se requiere que la presin mayor este bajo la apertura del orificio.Se usan para estrangular o controlar un flujo determinado

3. - VLVULA MACHO.Tambin se le llama de tapn. Consta de un cilindro o tanque perforado de lado a lado, formando un canal en el cuerpo del cilindro. Cuando este canal est en el mismo sentido del flujo, permite su paso, en caso contrario es decir dando una vuelta de 90, se opone la cara slida del cilindro y obstruye el flujo.Este cilindro se acciona exteriormente por medio de un maneral o por medio de un volante acoplado a un sistema de engranes, que actan sobre el vstago unido al cilindro.Este tipo de vlvula se usa principalmente en sistemas donde se trabaja con productos ligeros, gases y gasolinas. Por su construccin son de cierre rpido ya que necesitan girar solo 9O0 para abrir o cerrar. Es necesaria una lubricacin constante y adecuada.

4.- VLVULA DE RETENCION.La vlvula de retencin ms conocida como check, tiene como caracterstica general permitir el paso del flujo en un solo sentido y evitar que ste regrese. Para este fin cuenta con una apertura que puede ser obstruida por medio de un disco, una placa o una esfera metlica.Como se puede notar este tipo de vlvula se debe colocar en el sentido correcto y para evitar confusiones cuenta con una marca en el sentido del flujo .Fig. 11.9Se usan en la descarga de bombas. Si la bomba se para, evita que regrese el fluido de la lnea de descarga a la bomba. El tipo a) Charnela o lengeta y b) Horizontal, operan solamente en posicin horizontal, no as el tipo c) De bola, que trabaja adecuadamente en posicin vertical, nunca horizontal.

5. - VLVULA DE CONTROL.Son vlvulas de construccin especial, usadas para controlar las variables del proceso de produccin, como son presin, temperatura, nivel de fluidos y flujo en forma automtica.Estas vlvulas pueden ser operadas por medio de una seal, resorte o contrapeso.a) Las de seal son operadas al admitir aire de un instrumento de control al diafragma de la vlvula; as abre o cierra la vlvula.b) La vlvula operada por resorte abre cuando la presin en la parte inferior de la vlvula es mayor que la fuerza del resorte, en caso contrario cierra.c) La vlvula operada por contrapesos emplea en lugar de resorte un contrapeso.

6. - VLVULA DE SEGURIDAD.Las vlvulas de relevo o seguridad son utilizadas para la proteccin del personal y equipo. Estn construidas para abrir a una presin calibrada especficamente y cerrar por medio de un resorte cuando disminuye la presin por debajo del ajuste.

Tanque de almacenamiento de lquidos.-Diariamente en las estaciones d eflujo es recibido el crudo producido por los pozos asociados a estas estaciones, este crudo es recolectado en tanques despus de haber sido separado del gas y luego en forma inmediata, es transferido a los patios de tanques para su tratamiento y/o despacho. Algunas empresas utilizan los tanques de recoleccin para medicin.

Partes de un tanque: Equipos de medicinSe utilizan diversos sistemas de medicin de nivel desde el ms sencillo flotador y cadena, hasta equipos electrnicos de radio frecuencias. Bocas de inspeccinFacilitan la entrada y salida de los tanques para permitir inspecciones programadas, mantenimiento y reparaciones internas de los tanques. BoquillasSon las conexiones de entrada y salida de la tubera que se conecta al casco y donde se instalan los respiradores en el techo. EscalerasSe emplean para subir al techo, para efectuar mediciones, inspecciones, mantenimiento. Boca de aforoEs la abertura sobre el techo del tanque, a travs de la cual se hacen las medidas y se toman las muestras para un aforo. RespiraderosUbicados en el techo, impiden la acumulacin de una presin excesiva dentro del tanque y el modelo en forma de hongo se instala cuando el contacto directo con la atmosfera exterior no es peligroso. LneasLas principales, en un tanque son: Lnea de entrada (llenado) Lnea de salida (succin) Lnea de contra expansin Lnea de recirculacin Lnea de drenaje Lnea de serpentn de vapor

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