1. INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se enfatiza la importancia que tiene la limpieza en tuberías de transporte y manejo de hidrocarburos: la corrida de diablos.

En los sistemas de tuberías de transporte de hidrocarburos es frecuente que se forman obstrucciones al flujo, debido a las mismas características del fluido, como por ejemplo: en tuberías de gas húmedo es normal encontrar líquidos que obstruyen el flujo, parafinas en sistemas de tuberías de aceite, o incrustaciones si una tubería de gas o de petróleo transporta agua. Estas obstrucciones pueden originar grandes problemas tales como la disminución de la producción, necesidad de mayor presión de bombeo, grandes acumulaciones de impurezas y corrosión en las tuberías por la presencia de agua.

La corrida de diablos es un proceso importante de limpieza de tuberías en la industria petrolera debido a los beneficios que se obtienen después de realizar dicha operación, puesto que la producción se incrementa, los productos son más limpios y se requiere una menor presión de bombeo. Se deben identificar los indicadores que se presentan en un sistema de tuberías para saber si es necesaria una corrida de diablos; es crucial conocer el proceso de la operación para prevenir los problemas que pueden presentarse. Estos estudios se realizan con ayuda de simuladores de flujo.

Las causas más comunes para realizar una operación de limpieza en sistemas de transporte de hidrocarburos, una corrida de diablos son: antes de empezar la operación en una línea nueva de producción, cuando es evidente que existe gran acumulación de parafinas, cuando en una línea de operación declina la producción, cuando baja la eficiencia del sistema, cuando se necesita mayor energía para el bombeo de los fluidos, cuando se tiene gran porcentaje de impurezas, cuando existe presencia de corrosión por la acumulación de agua en las tuberías.

2.1 Historia de la Corrida de Diablos

La corrida de diablos en tuberías fue desarrollada en los años 50`s en los Estados Unidos para limpiar las tuberías de aceite crudo, ha sido utilizada en la limpieza de tuberías en la industria del aceite y del gas por más de 50 años. Sin embargo, la corrida de diablos se está utilizando extensamente en el mundo hoy en día para limpiar tuberías en todas las industrias incluyendo las centrales eléctricas, la explotación minera, las refinerías, las plantas químicas y en las industrias petroquímicas. Con el paso de los años, la corrida de diablos se ha convertido en un método bastante sofisticado en la limpieza de tuberías.

El método de corrida de diablos fue desarrollado para eliminar depósitos que pueden obstruir o retardar el flujo a través de una tubería. Actualmente se usan durante todas las fases en la vida de un sistema de tuberías.

El nombre del instrumento de limpieza viene de la industria de petróleo, donde discos de metal conectados por una barra eran propulsados a través de oleoductos para quitar acumulaciones de parafinas de las paredes internas de tuberías. La acción del metal en el metal hace un ruido como un chillido de cerdo (pig).

2.2 Definición de Diablo

Los diablos de tubería son dispositivos que se insertan y viajan por el interior a lo largo de la longitud de una tubería de producción. Un diablo es un dispositivo mecánico para limpieza interior o inspección de una tubería.

Un diablo es el objeto, que empuja fluidos a través de la tubería. El diablo es fabricado de materiales como el silicio de alta calidad, que son muy resistentes y a la vez flexibles. Los diablos están disponibles en varias formas y se hacen de varios materiales.

Un diablo puede soportar temperaturas de hasta 200 [ºC] sin expansión o degradación significativa, permitiéndole limpiar aun con vapor si es requerido.

Un diablo puede ser un disco o un dispositivo esférico o cilíndrico hecho de un material flexible como neopreno(”Neopreno”: Es el elastómero de uso especial más difundido en todo el mundo, pues sus excelentes propiedades y características garantizan óptimos resultado, sintético resistente al calor y a productos químicos como aceites y petróleo. Se emplea en tuberías de conducción de petróleo y como aislante en cables y maquinaria.).

El movimiento del diablo a través de la tubería es logrado aplicando presión de gas o un líquido como aceite o agua en la parte de atrás o al frente del diablo.

Usualmente un diablo es un sólido o semisólido. Existen diferentes tipos de diablos, y con rangos desde esferas usadas para barrer los líquidos condensados en líneas de flujo de gas, hasta diablos altamente instrumentados para la inspección de líneas de flujo. Los diablos además son usados para separar diversos fluidos cuando una sola línea de flujo es usada para transportar diferentes fluidos.

Un diablo actúa como un pistón móvil libre dentro de la tubería, sellando contra la pared interior, con un número de elementos de sello. Los diablos pueden realizar varias tareas incluyendo la limpieza de escombros de la línea, el retiro del producto residuales internos, y calibración del diámetro interno de la tubería. Estas herramientas se emplean para la limpieza de tuberías, la separación de fluidos de diferentes densidades conducidas a través de poliductos, el llenado y vaciado de líneas en calibración y pruebas hidrostáticas.

También conocidos como diablos, los escariadores o raspatubos se fabrican en formas diversas, se utilizan para desprender las escamas de óxido, arena, basura, parafina o cualquier otro material indeseable que penetre dentro de la tubería. Algunas veces también se emplean esferas de poliuretano (Poliuretano”: resinas que van desde las formas duras y aptas para recubrimientos resistentes a los disolventes, sintéticos resistentes a la abrasión y espumas flexibles.) para desplazar aceite o agua de las líneas. Éstos pueden usarse en tuberías de cualquier diámetro, ya que su tamaño se puede ajustar inflándolas a través de una válvula (Transporte de Hidrocarburos por Ductos, CIPM).

Los diablos han probado ser eficaces para la limpieza de líneas en refinerías, instalaciones de plantas químicas, de centrales eléctricas, en la industria de aceite y el gas, explotación minera, industrias de nuevas construcciones y otros tipos. Algunas líneas que se benefician de la corrida de diablos son:

• Poliductos

• Gasoductos

• Oleoductos

• Líneas de agua

• Líneas del vapor

2.3 Corrida de diablos

La corrida de diablos es un término que describe un método mecánico de cambiar de sitio un líquido en una tubería o para limpiar parafina 3, asfaltenos 4,incrustaciones cristalinas, corrosión 5, y otros depósitos acumulados en el interior de la tubería y para determinar la integridad interna de la tubería.

En las incrustaciones minerales que se producen en los campos petroleros, el agua juega un papel crítico, dado que el problema se presenta sólo cuando existe producción de agua.

La formación de incrustaciones puede ser causada por un cambio de temperatura o de presión, la liberación de gas, modificación del pH o el contacto con agua incompatible.

Existen aguas de producción que, a pesar de encontrarse sobre saturadas y ser proclives a las incrustaciones minerales, no presentan problema alguno. Las incrustaciones pueden presentarse como una capa dura adherida a las paredes interiores de las tuberías. Con frecuencia tienen varios centímetros de espesor y presenta cristales de 1 cm. o más. El efecto primario de la formación de incrustaciones en las tuberías es la reducción de la producción al aumentar la rugosidad de la superficie de la tubería y reducir el área de flujo.

Las técnicas utilizadas para eliminar las incrustaciones deben cumplir ciertas condiciones: ser rápidas, no dañar las tuberías ni el ambiente de la formación, y prevenir precipitaciones en el futuro; la corrida de diablos puede realizar esta tarea.

El método de corrida de diablos involucra el movimiento a través de la tubería a ser limpiada de un dispositivo, cilíndrico o esférico de un diámetro exterior igual al diámetro interior de la tubería que se mueve a través de la tubería con el propósito de limpiar, dimensionar o inspeccionar.

El propósito de la operación de la corrida de diablos es para que un sistema de tuberías se mantenga eficientemente estable. La eficiencia de la tubería depende de dos aspectos: primero, la operación continua; y segundo, la reducción de costos de operación.

Cada tubería varía en configuración: diámetro, longitud, contenido de fluido, geometría, presiones y temperaturas de operación, materiales, espesor de la pared y ubicación geográfica. Estos factores son clave para elegir qué tipo de diablo se debe

utilizar para realizar las diferentes tareas, como para quitar cualquier residuo, como herramientas, varillas de soldaduras llamados escombros o animales muertos entrampados en la línea.

Cuando la tubería está en servicio, es necesaria una corrida de diablos para mantener la eficiencia de la línea y ayudar en el control de corrosión. La corrida de diablos también remueve fragmentos de soldadura. Cuando se tiene una reducción drástica del flujo. Es necesaria para remover los líquidos en sistemas de gas húmedo, remover la acumulación de agua, levantamiento y control de parafina en tuberías de aceite crudo.

2.3.1 Metodología de la corrida de diablos

Los mecanismos de la corrida de diablos son relativamente simples. El método que se debe utilizar para realizar una corrida de diablos involucra varios pasos dependiendo lo que se quiera obtener de ella. Cada uno de éstos utiliza diferentes herramientas, como es el caso de una corrida de inspección que busca un análisis de las condiciones de la tubería y para esto utilizan las herramientas de inspección más comunes, la MFL (Magnetic Flux Leakage, por sus siglas en inglés) y la Ut (Ultrasonic, por sus siglas en inglés).

Un diablo se inserta a través de un lanzador. Éste es simplemente un barril, especialmente diseñado, de gran tamaño con un reductor que se acopla a la línea existente. El lanzador del diablo tiene un diámetro más grande que la tubería para permitir inserciones del diablo a mano, y una compuerta o pestaña que después es cerrada. Esto permite la fácil introducción del diablo. El diámetro exterior de un diablo es de igual tamaño que el diámetro interior de las tuberías para mantener un buen sello. En la figura 2.4 se muestra la forma típica del lanzamiento y en la figura 2.5 el diagrama del lanzamiento.

El lanzador y el receptor son trampas para introducir en la tubería y recibir los diablos después de haber realizado una operación exitosa. El diseño de estas trampas de diablos depende del tipo de diablo que va a hacer la operación y de las condiciones de la tubería. Estos recipientes consisten en un encierro, abertura para el acceso rápido, un barril de gran tamaño, un reductor para la conexión a la tubería. El diseño del suministro en la estación debe incluir equipos de manejo para diablos. En la trampa de diablos existe derrame de líquidos y debe considerarse en el diseño y la construcción.

2.3.2 Frecuencia de la corrida de diablos

La frecuencia de la corrida de diablos, y el número de ellos, depende de las condiciones de operación de la tubería; esto es, de las condiciones de operación de cada sección, pues se necesita un tratamiento diferente como resultado de las diferentes acumulaciones en ésta.

El costo de cada operación comparado con la variación de la eficiencia de flujo de la tubería permitirá establecer el número óptimo de corridas para alcanzar la máxima eficiencia al menor costo.

En cada caso la frecuencia de la corrida de diablos debe ser determinada en un análisis de la composición del fluido y de las condiciones del sistema de transporte, por ejemplo: la frecuencia de corrida de diablos en tuberías que manejan gran porcentaje de gas depende de la composición del gas, de las condiciones a temperatura ambiente y puede variar mucho de una ubicación a otra.

Se requiere una corrida de diablos rutinaria en las líneas de aceite para determinar las proporciones de la producción y las temperaturas de operación. La frecuencia de las corridas de diablos podría variar en los tiempos de ejecución semanal, mensual o mucho más tiempo, dependiendo de la naturaleza del fluido producido y de las condiciones de operación. Existen diablos especialmente para tuberías, conocido como "diablos inteligentes" que son capaces de detectar áreas de corrosión interior en una tubería y algunos también son capaces de localizar fugas o goteras.

2.3.3 Resultados que se obtienen con la corrida de diablos

Después de limpiar una tubería con una corrida de diablos son varios los beneficios que se obtienen, algunos de ellos se enlistan a continuación:

1. El flujo se restaura; y en algunas ocasiones puede aumentar,

2. Los costos por el bombeo de fluidos se reducen; el ahorro de energía puede ser dramático en líneas grandes,

3. Los productos que se obtienen son más limpios; las impurezas como el agua pueden eliminarse,

4. En el aspecto de las ventas, los clientes resultan satisfechos y contentos debido a los buenos resultados, el tiempo fuera de servicio es mínimo.

En la figura 2.9 se muestra un diagrama de un fragmento de tubería antes, con una acumulación de parafinas, y después, con la tubería limpia, de una corrida de diablos involucrando también los gastos en cada una de los dos aspectos. En el segmento de tubería con acumulación de parafina se tiene un gasto de 250 GPM (galones por minuto, 946.357 litros por minuto) y después de realizar la corrida de diablos, y que la tubería está limpia, el gasto aumentó a 850 GPM (3217.62 litros por minuto).

2.3.4 Problemas que se pueden presentar durante la corrida de diablos y cómo solucionarlos

Uno de los problemas que se pueden presentar durante la corrida de diablos es el que un diablo se pegue en la tubería por diferentes razones. A continuación se da una breve descripción de lo que sucede y de cómo se puede solucionar el problema.

Siempre hay una razón lógica para que el diablo se detenga en la tubería: falta de presión de propulsión adecuada, acoplador flojo con propulsión detrás del diablo, cierre de una válvula delante de diablo.

El diablo puede pegarse o perderse por varias razones tal como, una tubería deformada o que el diablo esté desgastado, envío de tipo de diablo inadecuado o incompatible, cantidad excesiva de escombros.

2.3.4. a. Ubicación del diablo

De vez en cuando se pegan los diablos en línea. El diablo atascado puede encontrarse usando un diablo descubridor con un transmisor en su cuerpo. El transmisor emitirá una señal para que pueda localizarse con un receptor. Después de que el diablo se localiza, la línea puede excavarse y quitar el diablo.

El diablo tiene características especiales que le permite ser magnetizado. Los detectores son especialmente diseñados para ser utilizados en el seguimiento del diablo en cualquier extremo de la línea. Estos detectores no son introducidos en las líneas de producción y pueden detectar el campo magnético del diablo a través de la tubería de acero inoxidable. Los diablos pueden ser localizados usando señales fijas a lo largo de la tubería o sistemas electrónicos ajustados dentro del diablo.

Los detectores del diablo se utilizan para detectar el paso de un diablo. Las dos categorías básicas son intrusivas y no-intrusivas. La intrusiva se une permanentemente a la tubería y se equipa de una punta de prueba que se introduce en la tubería. Cuando un diablo pasa, dispara la palanca y actúa el detector. La no-intrusiva no se introduce en la tubería. Estas unidades son del tipo magnético, de transmisión / recepción, o ultrasónicas. Se montan a la tubería, pero son unidades móviles. Ambos tipos se equipan de una cierta clase de señal de alertar al paso del diablo. Esto puede ser una bandera, una luz, etc. Pueden también ser equipados de señales eléctricas a las operaciones de control de funcionamiento tales como válvulas, bombas, compresores, etc.

En la figura 2.10 se puede apreciar un detector de diablos, este se coloca en la tubería para poder localizar el diablo en caso de que se detenga en la tubería durante la operación, o para registrar el momento en que pasa por determinado punto. El diablo se puede ubicar con ayuda de la punta de prueba y al detectarlo se registra en la placa disparadora.

2.4 Tipos de diablo

Los diablos que se usan para lograr las diferentes tareas de la corrida de diablos pueden ser divididos en tres categorías generales:

• El convencional o diablo de utilidad o corrida de diablos de rutina que se usan para realizar funciones como limpiar y separar los fluidos.

• Diablos de gel se usan junto con los diablos convencionales para perfeccionar las tareas de drene y limpieza de la tubería.

• Diablos geométricos o herramientas de inspección en línea que proporcionan información sobre la condición de la línea así como la magnitud y situación de cualquier problema, la inspección de la pérdida de metal y corrosión.

2.4.1 Diablos convencionales

Los diablos convencionales o de utilidad pueden ser divididos en dos categorías basados en su propósito fundamental: Diablos Limpiadores y Selladores.

A. Diablos Limpiadores se usan para quitar la acumulación de sólidos o de semi-sólido y escombros acumulados en las paredes de la tubería. Esto es normalmente parafina en las tuberías de aceite crudo. Cuando se usan los inhibidores en una tubería de gas, los solventes en los inhibidores se evaporan, formando gotas en las paredes de la tubería que pueden quitarse limpiándolo con los diablos. También se usan los diablos limpiadores en conjunto con químicos tratando las líneas para perturbar los sitios de corrosión y quitar agua, microbios, productos de corrosión, y comida para los microbios. Esto aumenta la eficiencia y baja el costo de la operación.

Los diablos limpiadores están normalmente provistos con cepillos u hojas para hacer la limpieza. Tienen cepillos de alambre para raspar las paredes de la tubería y remover los sólidos. Diablos de 14" y más pequeños normalmente usan cepillos de rueda de alambres rotatorios. Estos cepillos son fáciles de reemplazar y baratos. Se usan los cepillos rotatorios especiales en algunos diablos grandes. Los diablos más grandes tienen cepillos extras.

Estos cepillos se pueden reemplazar individualmente como sea necesario y están montados en hojas de resorte de alambre, o resorte de espiral. Los resortes empujan y mantienen a los cepillos de alambre en contacto con la pared de la tubería.

B. Diablos Selladores se usan durante la prueba hidrostática de tuberías para llenar la línea de agua y después drenarla.

Se usan para mantener un buen sello para barrer líquidos de la línea o proporcionar una interface entre dos productos distintos dentro de la tubería. Quitando condensados y agua en sistemas de gas húmedo, agua de tuberías de producción o separando productos distintos en tuberías de producción. Los diablos selladores pueden ser esferas, diablos de casquete sólidos de poliuretano, o diablos de tipo cilíndrico con copas o discos selladores.

Dentro de estas dos categorías, existe una subdivisión extensa, la cual puede hacer diferencias entre los diferentes tipos o formas de diablos. Estos son los diablos de acero (cilíndricos), esferas, polietileno (espuma), y casquete sólido

• Diablos de cilindro, que tienen un tubo del cuerpo central o mandril, y varios componentes que pueden congregarse hacia el centro para configurar el diablo a realizar un deber específico.

Los diablos del acero son más duraderos. Consisten en un cuerpo de acero con elementos reemplazables (copas y discos). Pueden también ser equipados por componentes abrasivos (los cepillos y las láminas) para quitar depósitos de la pared interior de la tubería. La ventaja de los diablos de acero es la capacidad para sustituir los componentes que usan.

Los diablos de cilindro tienen un cuerpo de metal (acero o aluminio) y son equipados con selladores (copas o discos raspadores) para proporcionar la presión diferencial para propulsar el diablo en la tubería. Para limpiar la línea el diablo está equipado con cepillos del alambre u hojas del poliuretano.

Una ventaja del diablo de cilindro es que puede ser un diablo de limpieza, un diablo de sellado o una combinación de ambos. Pueden reemplazarse los selladores y cepillos para hacer que el diablo pueda re-usarse. Se diseñan los diablos limpiadores para un raspado fuerte y pueden equiparse con cepillos de alambre u hojas del poliuretano. Se diseñan para las corridas largas.

Hay también desventajas del diablo de cilindro. El costo de reajustarlo, y diablos más grandes requieren un equipo de manejo especial para cargar y descargar el diablo. De vez en cuando las cerdas de cepillo de alambre se rompen y entrarán en lugares no deseados.

En la tabla 2.2 se muestran varios modelos, los estilos más comunes, de diablos de cilindro, con diversas formas en las que se pueden presentar como es el diablo de copa, de discos, de copa cónica, de copa cónica con lámina y copa cónica con cepillo y otros tipos de arreglos con cepillos. Con esto se pude diferenciar si un diablo cilíndrico es del tipo de diablo limpiador o de sello o si es una combinación de ambos.

• Diablos Esféricos o esferas, son de una composición sólida o inflable, los inflebles se rellenan con glicol 8 y/o agua para alcanzar el diámetro óptimo. las esferas inflables de poliuretano se fabrican de manera completa para proporcionar un diseño duradero, ya que la soldadura representa un punto de debilidad.

Se han usado las esferas durante muchos años como diablos selladores. Hay cuatro tipos básicos de esferas; soluble, inflable, espuma y sólida.

La esfera soluble se usa normalmente en tuberías de aceite crudo y contiene una cera cristalina microscópica y polietileno que actúa como un inhibidor de parafina y no obstruye el flujo. Si en una línea nunca se ha corrido un diablo, la esfera soluble es una buena opción para realizas una corrida.

La esfera normalmente se disolverá en pocas horas. Esto está en función de la temperatura y movimiento del fluido, fricción y absorción de aceite.

La esfera inflable es fabricada de varios elastómeros (poliuretano, neopreno y otros) dependiendo de la aplicación. Tiene un centro hueco con válvulas que se usan para inflar la esfera con líquido. Las esferas están llenas con agua, o agua y glicol e infladas al tamaño deseado.

Nunca deben inflarse las esferas con aire, puesto que por la naturaleza del mismo puede comprimirse a alta presión y/o amoldarse a la superficie de la tubería, y no realizar eficientemente la operación de remover los líquidos

Dependiendo de la aplicación y material, la esfera es inflada de 1% a 2% arriba del diámetro interior de la tubería. En tamaños pequeños la esfera puede ser de composición sólida, eliminando la necesidad de inflarse, pero no tiene la vida útil como una esfera inflable.

Las esferas también pueden fabricarse de espuma del poliuretano. Pueden cubrirse con un material del poliuretano para dar un buen uso. Para los propósitos de limpieza pueden tener cepillos de alambre en la superficie. Las ventajas de estas esferas de espuma es que son ligeras en peso, baratas, y no necesitan ser infladas.

Las esferas son en general fáciles de manejar, maneja radios de 90o, giros y curvaturas irregulares. Pueden viajar desde las líneas laterales más pequeñas a las líneas principales más grandes, y son más fáciles de automatizar que otros diablos.

Las esferas son comúnmente usadas para quitar los líquidos de los sistemas de gas húmedo, agua de las tuberías de producción, el control de parafina en las tuberías de aceite crudo, y la prueba hidrostática y drene después de rehabilitar la tubería o una nueva construcción. Usadas para separar varios productos como gasolinas, aceites de combustible, aceites crudos, combustibles de motor de reacción, y otros productos de petróleo transportados a través de una tubería.

• Diablos de espuma, la espuma del poliuretano se amolda a varias configuraciones de tiras sólidas de poliuretano y/o materiales abrasivos permanentemente unidos a ellos;

Los diablos de espuma son un tipo de dispositivo barato y versátil en la limpieza de tuberías. Los tamaños se extienden de 2" hasta 48". Con configuraciones incluyendo

básico, entrecruzado, cepillos de alambre, cerda plástica, y de carburo de silicio. Son ligeros y fáciles de trabajar y capaces de ser utilizados en tuberías, instalaciones, y válvulas.

Las desventajas de los diablos de espuma radican en que son productos de un solo uso, longitud corta de corridas, y las concentraciones altas de algunos ácidos acortan su vida.

Se usan los diablos de espuma de poliuretano para probar la línea (un diablo pasa a través de la línea), secar y limpiar, remover depósitos espesos, condensados en las tuberías de gas húmedo y en corridas de diablos de diámetros múltiples. Los diablos de poliuretano cubiertos con un cepillo de alambre o de carburo de silicio se usan para raspar y suavizar la abrasión de la tubería.

El diablo de espuma se construye de espuma de poliuretano de varias densidades y está disponible en varios tipos de capas externas. Aunque cada diablo tiene una aplicación específica, algunos son intercambiables según la preferencia del usuario dentro de ciertos parámetros.

El diablo de espuma se adapta de material de espuma de poliuretano de densidad ligera, media, o pesada. Su forma de bala se diseña para ayudar a cruzar las instalaciones y válvulas. Los fines cóncavos están disponibles para el servicio bidireccional. La longitud del diablo es aproximadamente dos veces su diámetro para reducir la posibilidad de que diablo de volteretas en la tubería. El diámetro del diablo de poliuretano es más grande que el diámetro interior de la tubería. Esto se hace para ejercer un arrastre friccional entre el diablo de espuma y la pared de la tubería. Los diablos pueden acomodarse en cualquier orden, considerando lo que se quiera conseguir de cada uno de ellos.

• Diablos sólidos, se amoldan en una sola pieza, normalmente de poliuretano. Los diablos sólidos son de varios diseños y son normalmente hechos de poliuretano; sin embargo, el neopreno, y otros elastómeros en los diablos de tamaños más pequeños. Son considerados diablos de sellado aunque algunos diablos sólidos están disponibles con cepillos en su alrededor y pueden usarse para propósitos de limpieza. El diablo de

lanzamiento sólido está disponible en copa, disco, o una combinación de diseño copa / disco. La mayoría de los diablos son de una construcción de piezas pero varios fabricantes tienen todos los diablos de uretano con elementos de sellado reemplazables.

Debido al costo de reajustar y transportar un diablo cilíndrico (trabajo y material), muchas compañías reutilizan el diablo de lanzamiento sólido.

Los diablos sólidos son sumamente eficaces quitando los líquidos de las tuberías de producción, removiendo condensados y agua de sistemas de gas húmedo, y controlando el aumento de parafinas en los sistemas de aceite crudo.

• Diablos de conjunto Se usan los diablos de conjunto para separar fluidos distintos como las diferentes calidades de gasolina, combustoleo, etc., en tuberías de productos múltiples. Estos diablos son unidireccionales si tienen copas y bidireccional si están provisto con discos.

• Diablos de desplazamiento Estos diablos se utilizan para desplazar un fluido con otro. Pueden ser bidireccionales o unidireccionales en diseño. Se usan en la hidrostática, en el llenado, en el drene, la evacuación y en el abandono de la línea.

• Diablos calibradores Se usan los diablos calibradores después de construir la tubería para determinar si hay obstrucción en la tubería. Asegura que el ovalidad de la línea está dentro de la tolerancia aceptada. La lámina de aforo puede montarse en el frente o a atrás del diablo y es hecho de un acero ligero o de aluminio. La lámina puede ser sólida. Su diámetro externo es de un 90-95% del diámetro interno de la tubería.

• Diablo de perfil Es un diablo de aforo normalmente con tres láminas de aforo. Una lámina está colocada en el frente, una en medio, y una atrás del diablo. Normalmente

se usa antes de utilizar una herramienta de Inspección en línea, para asegurar que la herramienta pase alrededor de las curvaturas y a través de la tubería.

• Diablos de diámetros dobles Existen sistemas de producción en donde se presentan tuberías de dos diferentes diámetros es decir, 4" x 6", 8" x 10", etc. es por eso que el diablo de cilindro es normalmente ajustado con discos sólidos para la línea más pequeña y discos rasurados para la línea más grande. Si es un diablo de limpieza, los cepillos lo apoyarán en la línea y mantendrán el diablo centrado. El diablo de poliuretano también se usa ampliamente en esta aplicación.

• Diablos especiales Son diablos que se utilizan para realizar una aplicación específica y que no se lograría si se utilizara un diablo convencional. Muchas aplicaciones requieren los diablos especiales. Un ejemplo de un diablo especial es; un diablo del molinete que usa alfileres de acero con las puntas endurecidas para quitar la cera y descascarar la tubería, un diablo de limpieza magnético para recoger los escombros férreos de la tubería.

2.4.2 Diablos de gel Es una serie de sistemas de gel líquido que se ha desarrollado para el uso en operaciones en tuberías, o durante el inicio, o como una parte de un programa de mantenimiento continuo. La mayoría de los geles de tubería son basados en agua, pero con un rango de químicos, solventes, y incluso ácidos que pueden estar en los geles. El diesel de gel normalmente se usa como un portador de inhibidor de corrosión en líneas de gas.

Hay cuatro principales tipos de gel que se usa en aplicaciones de la tubería:

• Bacheo o gel separador

• Gel recogedor de escombros

• Gel de hidrocarburo

• Gel deshidratador

Como un líquido, aunque muy viscoso, el gel puede bombearse a través de cualquier línea que acepte líquidos. Pueden usarse diablos de gel exclusivamente (en líneas de líquido), en lugar de diablos, o junto con varios tipos de diablos convencionales. Cuando se usa con diablos convencionales, los diablos del gel pueden mejorar el desarrollo global mientras minimizan el riesgo de que un diablo se pegue.

En la figura 2.19 se muestra la forma en que se realiza la corrida de diablos usando en el frente un diablo de gel, éste comprende un gel separador y un gel de escombros y diablos convencionales, entre uno y otro se introduce un gel de escombros o un gel separador. Con esto se minimizar la desviación de los fluidos de los diablos y se realiza una mejor limpieza.

Las principales aplicaciones de los diablos de gel en tuberías son las siguientes:

• Separación de productos

• Escombros removidos

• Línea rellena e hidroprueba

• Desagüe y secado

• Condensados removidos de líneas de gas

• Inhibidores

• Tratamiento químico especial

• Remover los diablos atascados

2.4.3 El diablo como herramienta de inspección.

Otra de las aplicaciones que tiene el diablo durante su operación son la de inspeccionar las condiciones de la tubería. Se ha desarrollado un diablo que mide el diámetro interno este consiste en un diablo de limpieza que puede medir el diámetro interior de una tubería. Este diablo pasa a través de la tubería como un diablo de

limpieza, mismos tipos y número de copas de cerrado tienen que ser usadas, se ha hecho de los mismos materiales y se han instalado a los mismos intervalos. Este diablo se muestra en la figura 2.20.

Al contrario de un diablo del calibrador ordinario, este diablo puede usarse para detectar abolladuras. Por consiguiente, los censores que miden la distorsión y detectan la deformación, se han colocado a lo largo del interior de la copa de medición. Estos datos son usados en conjunto con el dato registrado por el propio diablo. Este diablo también tiene el mismo tipo de rodillos de medición como es encontrado en herramientas de inspección, y puede medir el diámetro interior de una tubería instalada a intervalos de 2 milímetros.

También se ha desarrollado un diablo cámara al que se le ha ajustado una cámara de video que se usa para grabar dentro de la tubería. Este diablo también puede usarse como un diablo de limpieza, tiene el mismo diseño. La lente no se coloca en el frente del diablo por que el polvo dentro de la tubería puede ensuciar la lente, en cambio la cámara se ajusta atrás del diablo así la lente no se ensucia. Entonces este diablo graba en la dirección inversa del movimiento del propio diablo y da testimonio de las condiciones internas de la tubería después de haber corrido el diablo. Este diablo se muestra en la figura 2.21.

Ejemplo de una fotografía en una línea del flujo de este diablo cámara se muestra en la figura 2.22. Esta imagen capturada por este diablo revela la forma circunferencial de la tubería. Durante el uso en el campo, este diablo ha mostrado excelente durabilidad y habilidad para pasar a través de la tubería.

Las tuberías se inspeccionarán o se estudiarán con datos existentes para determinar la situación actual de la limpieza de la tubería involucrando el estudio de extremidades y cruces.

2.5 Selección del diablo

Una vez definidos los parámetros de operación y metas del proyecto de limpieza, se debe hacer una selección del diablo para perfeccionar la eficacia de limpieza de la corrida del diablo.

El tipo de diablo a ser usado y su configuración óptima para realizar una tarea en una tubería en particular debe determinarse basado en varios criterios que incluye:

• El propósito En éste influye el tipo, dureza, situación y volumen de la sustancia que se quitara o cambiara de lugar, tiempo de acumulación, ubicación del depósito, el tipo de información que se obtendrá de una corrida de diablo y los objetivos y metas para la corrida de diablo.

• Los volúmenes de la línea Se debe considerar, los volúmenes en la línea durante la corrida de diablos, la disponibilidad contra la tendencia de presión requerida y la velocidad del diablo

• Características de la tubería Se deben de tomar en cuenta los diámetros interiores mínimos y máximos de la línea, la máxima distancia que deberá viajar el diablo, el mínimo radio de curvatura, y ángulos de la curvatura, las características adicionales como tipos de válvula, las conexiones de la rama, el perfil de elevación, y el material especifico de la tubería.

2.6 Tren de diablos

Es un proceso también llamado "corrida de diablos progresiva". Este proceso consiste en introducir a la tubería una serie de diablos de espuma de polietileno, estos limpian a través de la tubería con agentes químicos y/o un limpiador de agua para quitar todos los hidrocarburos.

El diablo es empujado por el lanzador en la tubería bombeando aire, nitrógeno, agua o químicos detrás del diablo. Una cantidad moderada de fluido o gas se bombea antes de un segundo diablo que es insertado en el lanzador, así

Hasta el número requerido de diablos con la cantidad correspondiente de químicos o limpiadores con agua se envían a través de la línea y para quitar la mayoría de los hidrocarburos depositados en la tubería. Los diablos se reciben en un "receptor de diablo" (Pig catcher).

En la figura 2.24 se muestra una corrida de diablos progresiva en donde se ilustra los diferentes tipos de diablos que se utilizan para conseguir la limpieza esperada por cada uno de ellos, se nota que cada uno de ellos cumple con un fin, que es remover la mayor cantidad de parafinas, líquidos o sólidos.

2.7 Parámetros que se utilizan durante la operación

Para poder saber cual será el comportamiento de la corrida de diablos se necesita conocer ciertos parámetros, para poder predecir las condiciones de operación bajo las cuales la limpieza de la tubería se realiza y para ver si éstas son las óptimas para el sistema, a partir de éstos se puede realizar una operación exitosa.

2.7.1 Tiempo de la corrida de diablos

La predicción del tiempo de la corrida de diablos es muy importante. Consiste en proveer al operador un tiempo estimado de llegada del diablo. Saber cuando llegará el diablo es extremadamente importante. Además, conocer los diferentes parámetros que afectan el tiempo de la corrida de diablospermite al operador minimizar la duración del proceso de corrida de diablos.

2.7.2 Velocidad de la corrida de diablos

La velocidad promedio durante la corrida de diablos afecta directamente al tiempo de la corrida de diablos. Generalmente la velocidad del diablo utilizada en tuberías es de 3 a 5 [MPH] (4.785 a 7.29 ft/s, 6.71 a 11.18 [m/s]). La velocidad del diablo determina el gasto del líquido removido, y la cantidad de depósitos removidos semejantes a las parafinas y capaz de asfaltenos. Las fuerzas sobre los equipos submarinos, secciones más altas y además codos de tuberías limitan la velocidad del diablo.

2.7.3 Velocidad diablo

Normalmente los diablos se desplazan a la misma velocidad que la corriente del flujo antes de introducirlo, sin embargo, la velocidad más eficiente oscila entre, para líneas conductoras de gas natural de 5 a 15 [MPH] (11.18 a 33.47 m⁄s), y para líneas conductoras de líquidos de 2 a 10 [MPH] (4.47 a 22.33m⁄s).

2.7.4 Control de la velocidad de llegada del diablo

La causa de la excesiva velocidad de llegada del diablo es la elevada presión diferencial a través del diablo. Esta diferencia de presión se incrementa con el acercamiento del diablo a la instalación. Para reducir la velocidad del diablo es necesario disminuir la diferencia de presión, con cualquiera de estas dos opciones:

1. incrementar la presión al frente del diablo

2. reducir presión detrás del diablo

2.7.5 Efecto de la presión del separadorLa presión en el separador tiene un gran impacto sobre el tiempo para la corrida de diablos.Reduciendo la presión del separador se incrementa la velocidad del diablo.La presión del separador se usa para ajustar o modificar la velocidad del diablo.

Aumentando la presión del separador disminuye la velocidad del diablo y viceversa.

La presión del separador no es usualmente ajustable pero cuando se trata de un tren de diablos de alta, intermedia, y baja presión del separador, la salida de la recepción del diablo se alinea con el deseo de separar y controlar la presión de respaldo.

2.7.6 Efecto de fugas alrededor del diablo

Cuando se incrementan las fugas alrededor del diablo resulta en velocidades promedio de diablo más bajas, una más baja velocidad de llegada del diablo aumenta el tiempo de llegada del diablo. En una corrida de diablos con presión suministrada por gas los requisitos aumentan cuando se tiene una gran cantidad de fugas de gas alrededor del diablo.

2.7.7 Efecto de la presión del separador

La presión en el separador tiene un gran impacto sobre el tiempo para la corrida de diablos.

Reduciendo la presión del separador se incrementa la velocidad del diablo. La presión del separador se usa para ajustar o modificar la velocidad del diablo.

2.7.8 Efecto del líquido delante del diablo

La presencia de una gran columna de líquido frente del diablo es crucial, para reducir la aceleración del diablo. Esto llega a ser un aspecto muy significativo en el control del movimiento del diablo en segmentos de tubería horizontal y semi-horizontal.