cap. 4 proceso de separación

7/25/2019 Cap. 4 Proceso de Separacin

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Proceso de Separacin

CAPTULO 4

PROCESO DE SEPARACIN

Una vez recolectado, el petrleo se somete a un proceso dentro delseparador, en el cual el gas y el lquido (petrleo y agua se separan abajas y altas presiones que oscilan en el orden de 80 a 200 libras odependiendo de las caractersticas de los pozos. l gas sale por la partesuperior del separador mientras que el lquido va a la parte in!erior delmismo. "as presiones correspondientes son mantenidas por losinstrumentos de control que posee el separador.

1. DESCRIPCIN DEL SEPARADOR

#onstituye el equipo !undamental en el proceso de separacin y puededescribirse como un recipiente en !orma cilndrica o es!$rica, colocadoen posicin %orizontal o vertical cuyo propsito es separar el gas de loslquidos que constituyen el crudo que llega al m&ltiple. "os separadoresson dise'ados para rangos de oseen presiones de trabajo alta,mediana y baja.

oseen l)minas de de!le*in ubicadas inmediatas a su entrada, donde alproducirse el c%oque del !lujo con las mismas, ocurre el

desprendimiento del gas asociado, llamado proceso de separacin gas+lquido. n la parte superior tienen un tamiz llamado e*tractor deniebla- el cual retiene las partculas del lquido que pueda llevar el gas.

"a descarga de crudo del separador es controlada por un dispositivoque opera con la presin de la columna de !luido, dentro del recipiente.

ste dispositivo, llamado piloto im+/ay-, enva la se'al de cierre yapertura a la v)lvula de descarga del separador cuya utilizacin es muycon!iable y de !)cil mantenimiento. *isten otras v)lvulas de controlmenos utilizadas, tales como las assoneillan-, las cuales %an o!recido

tambi$n resultados aceptables.

l gas sale por el tope del separador y va %acia el depurador, el cualretiene las &ltimas partculas lquidas del gas, antes de ser enviado a lasunidades de compresin.

1ambi$n es !uncin de este recipiente, recoger el lquido proveniente decualquier mal !uncionamiento de los separadores.

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2. PARTES DE UN SEPARADOR

continuacin se mencionan las partes de un separador (!ig. 3+45.

#uerpo6 s la parte principal del separador, en !orma cilndrica oes!$rica y de tama'o variable, dependiendo de la capacidad dedise'o.

7)lvula de descarga de lquido, ubicada en la parte in!erior del

separador, permite la salida del lquido.

7)lvula de entrada de lquido, situada generalmente casi a la

mitad del separador.

7)lvula de control de la presin de gas. sta v)lvula, gobernada

por un controlador, mantiene la presin m)s o menos constante

en el separador. 7entana o tapa de inspeccin6 ermite la inspeccin y realizacin

de trabajos de limpieza en el interior del separador.

7)lvula de drenaje6 sta conectada a la parte in!erior del

separador (en el !ondo5 y se usa cuando es necesario drenar ellquido que est) por debajo de la salida del separador, el cualpuede ser desplazado a trav$s de la v)lvula de salida.

#ontrolador o regulador de presin6 #olocado en la lnea de salida

de gas, gobierna la v)lvula controladora de presin de gas.

#ontrolador de nivel6 irve para gobernar la v)lvula de salida delquido.

7)lvula de seguridad6 st) v)lvula puede estar colocada en la

salida de gas o en otro ori!icio situado en la parte superior delseparador. u !uncin es garantizar la seguridad del separador yest) calibrada para abrir a una determinada presin, evitando quecualquier aumento anormal de presin, da'e el separador.

lato de ruptura6 st)n dise'ado para romperse a una

determinada presin, la cual debe ser ligeramente superior a la

presin de apertura de la v)lvula de seguridad, pero siemprein!erior a la presin de prueba del separador.

#one*iones para la inyeccin de qumica antiespumante y

demulsi!icante.

#one*iones para manmetro y termmetros.

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#ristal de nivel.6 ste cristal debe ser colocado a una altura tal,

que permita un control visual del nivel del lquido, dentro delseparador.

Fig. 4-1. Partes de u Se!arad"r

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#. CLASIFICACIN DE LOS SEPARADORES

e clasi!ican seg&n su !uncin o !orma.

SE$%N SU FUNCIN&

Se!arad"res de !r"du''i( geera). /ecibe los !luidosprovenientes de la lnea general del m&ltiple de produccin general(ver !ig. 3+25.

Fig. 4-2. Se!arad"r de Pr"du''i( $eera)

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Se!arad"r de !rue*a " +edida./ecibe la produccin de un solopozo con el objeto de ser medida. n la !ilial araven, e*isten 2tipos de separadores de prueba. Uno general, el otro es similar alque se describe a continuacin, utilizado por la empresa "agoven.

s un envase dividido en dos c)maras6 una superior por donde entrael !luido bi!)sico proveniente del pozo y la c)mara in!erior donde serealiza la medicin. sta &ltima posee un sistema de dos !lotadoresdentro de recipientes con !orma de bombonas interconectadas poruna lnea de 9- de di)metro, en los cuales debe cumplirse elprincipio de los vasos comunicantes en relacin al movimiento del!luido en la c)mara in!erior. l resto del equipo lo con!orman dosv)lvulas de control, una que gobierna la intercomunicacin entreambas c)maras (:o. 45 y (:o.25 que controla la descarga del !luido%acia los tanques (!ig. 3+95.

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Fig. 4-#. Se!arad"r de Prue*a

Fu'i"a+iet" de) se!arad"r de !rue*a&

l !luido entra por la c)mara superior, en donde ocurre la separacingas+crudo. "a v)lvula :o. 2 permanece cerrada y la :o. 4 abierta.

;e esta manera comienza el llenado de la c)mara in!erior %asta queel crudo alcanza el nivel del !lotador superior, entonces el controladorde $ste emite una se'al de cierre a la v)lvula :o. 4 y de apertura ala :o. 2. n ese momento comienza la trans!erencia de crudo delseparador %acia los tanques de almacenamiento. l separadorcontin&a su proceso de llenado en la c)mara superior, mientras queel !luido desciende al nivel del !lotador in!erior, luego emite la se'al

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de cierre a la v)lvula de descarga (:o. 25 y de apertura (:o. 45 y seinicia nuevamente el ciclo (!ig. 3+95

n cada ciclo completado (golpe-5, se desplaza una cantidad de

crudo que depende del di)metro interno del separador y de ladistancia entre los !lotadores. l n&mero de desplazamientos odescargas lo registra un contador- que est) conectado al !lotadorsuperior.

SE$%N SU FOR,A&

Se!arad"res 'i)dri'"s. on lo m)s com&nmente usados y suposicin puede ser vertical u %orizontal (ver !igs. 3+3 y 3+


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Fig. 4-4. Se!arad"r erti'a)

Se!arad"r /"ri0"ta)&l igual que los separadores verticales, sonde !orma cilndrica, pero su posicin es %orizontal. resenta lassiguientes ventajas6

*iste mayor separacin de agua.

ayor )rea para la dispersin de espuma.

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A. Entrada de Petrleo y GasB. ngulo de ImpactoC. Placa de DesviacinD. Cajetin de ControlE. Cristal de Nivel. !alida de Petrleo

G. !alida de Gas". DrenajeI. #anmetro$. %&lvula de Descarga del '()uido*. %&lvula de !eguridad'. Plato Disco de !eguridad

Fig. 4-. Se!arad"r /"ri0"ta)

4. FASES DE SEPARACIN

ara mostrar el !uncionamiento de un separador, se consideran cuatro(35 !ases6

Se!ara'i( !ri+aria&sta !ase recibe la mayor cantidad de !luidosprovenientes del pozo. st) provista de piezas desviadoras (=a!!les5cuyo objetivo es desviar el !luido para que e!ect&e un mayorrecorrido dentro del separador, aprovec%ando al m)*imo el espacio

disponible. sto, junto con la !uerza centr!uga y el cambio abruptode direccin, ayuda a una mejor separacin del gas y el lquido.

Se!ara'i( se'udaria& st) dise'ada para usar la !uerza degravedad en la separacin del gas y el lquido. #onsta de una seriede vasos, a trav$s de los cuales el gas se mueve a baja velocidad ycon poca turbulencia.

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Etra''i( de e*)ia&n esta !ase se usa un e*tractor de neblina,el cual puede ser de varios dise'os. Una serie de aspas, un colc%nde mallas de alambre. ;ic%o e*tractor de neblina remueve las gotasmuy peque'as de lquido en una separacin !inal, antes que el gas

salga de los vasos.

A'u+u)a'i( de )3uid"s& act&a como recolectora de todo ellquido removido del gas en las tres !ases anteriores. st) provistade un instrumento del control de nivel de lquido.

. SISTE,A DE CONTROL EN EL SEPARADOR

ara que un separador realice sus !unciones normalmente, es necesariomantener en su interior una presin determinada a !in de que el lquidoy el gas, despu$s del proceso de separacin puedan ser desplazados asus respectivos sistemas de recoleccin. ara que el gas no escape atrav$s de la lnea de descarga de lquido, es necesario mantener unnivel dentro del recipiente por encima de la misma. ara lograr unproceso ptimo de separacin, los !luidos (gas>petrleo>agua5 debenpermanecer un tiempo mnimo dentro del recipiente (entre 4 y mantener una presin constante dentro del separador, paralo cual se utiliza un controlador proporcional de presin, acoplado auna v)lvula de control neum)tica instalada en la lnea de recoleccinde gas.

Siste+a de C"tr") de Nie)& ste sistema tiene como !inalidadmantener un nivel de lquido dentro del separador, por encima de lalnea de salida de petrleo, para evitar !ugas de gas a los tanques derecoleccin.

"as estaciones de !lujo utilizan sistemas neum)ticos, cuyos elementossensores pueden ser un desplazador, !lotador (ver !ig. 3+9 separador derueba5.

l controlador de nivel con !lotador y c)maras de presin di!erencialinterno consiste en una es!era de metal (!lotador5 que sigue losmovimientos del lquido en el separador y los transmite por medio de

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una e*c$ntrica a un piloto neum)tico que enva una se'al proporcionala la v)lvula de control, para reajustar su abertura. l punto de controlse ajusta, variando la posicin de la e*c$ntrica, con respecto al piloto.ste tipo de controlador puede estar instalado en una c)mara especial,

conectada e*ternamente al separador.

Fig. 4-5. Siste+a de Des'arga Neu+6ti'"

l '"tr")ad"r de ie) '" des!)a0ad"r, utiliza como elementosensor un cilindro met)lico de peso y dimensiones determinadas,acoplada a una varilla de torsin que transmite a $sta las di!erencias enpeso del volumen desplazado, seg&n la altura del lquido en el cual est)sumergido. su vez, la varilla de torsin transmite su movimiento a unjuego de palanca, que acciona el sistema tobera>obturador, originandoas una se'al neum)tica proporcional que va a ajustar la posicin de lav)lvula de control.

n algunas estaciones de tierra, se utiliza para control de nivel en losseparadores, un sistema que consiste en un !lotador instalado en elinterior del recipiente, que sigue las variaciones del nivel del lquido ytransmite su movimiento al e*terior, por medio de una serie depalancas que mueven la v)lvula, tambi$n mec)nica, para abrir o cerrar,

seg&n sea el caso. l sistema se equilibra por medio de pesas que secolocan en las palancas e*ternas del !lotador y la v)lvula. ara ajustarel nivel deseado, se cambia la longitud de la palanca de intercone*inentre el movimiento del !lotador y el movimiento de la v)lvula (!ig. 3+?5.

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Fig. 4-7. C"tr") de Nie) 8 Des!)a0ad"r

5. PROCEDI,IENTO PARA PONER EN SERICIO UN SEPARADOR

brir v)lvula manual instalada en la lnea de recoleccin de gas,

para presurizar el separador.

brir v)lvula manual instalada en la lnea de descarga de lquido

(petrleo+gas5.

brir v)lvula manual instalada en la lnea de entrada de !luidos al

separador (lnea proveniente del m&ltiple5.

#errar lentamente la v)lvula manual instalada en el desvo (by

pass5, para evitar golpes bruscos de presin en el separador, quepuedan da'ar sus instrumentos o e !lotador.

/evisar la instrumentacin (/egistrador de !lujo de gas, controlador

de descarga @as :eum)tico-5.

Los pasos dados anteriormente, debern ser ejecutados en formasecuencial, sin omitir o variar el orden. La violacin de esta

secuencia puede ocasionar accidentes fatales.

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7. PROCEDI,IENTO PARA SACAR DE SERICIO UN SEPARADOR

ste procedimiento puede ser6

,aua)

brir lentamente la v)lvula manual instalada en el desvo (by

pass5, para que la produccin proveniente del m&ltiple pasedirectamente al tanque de recoleccin o al calentador, en aquellasestaciones que manejan crudo pesado.

#errar la v)lvula manual instalada en la lnea de entrada de !luido

al separador.

#errar la v)lvula manual instalada en la lnea de descarga de

lquidos (petrleo+agua5.

brir la v)lvula manual instalada en la lnea de drenaje del

separadorA cerrarla una vez desalojado el lquido.

#errar la v)lvula manual instalada en la lnea de recoleccin de

gas, para impedir la entrada del mismo al separador.

brir nuevamente la v)lvula manual instalada en la lnea de

drenaje para despresurizar el separador.

Aut"+6ti'a

ara esto, es necesario que el separador alcance un alto nivel, lo cualactiva el control de cierre por alto nivel, permitiendo que se corte elsuministro de aire o gas de instrumento %acia la v)lvula de control deentrada, instalada en la lnea de petrleo del separador, provocando elcierre de la v)lvula.

Una vez que se %a sacado de servicio el separador en !orma

autom)tica, es necesario ponerlo a !uncionar. ara ello, se deben tomarlas medidas descritas para colocar en bloqueo o cierre la v)lvulamanual de entrada al separador, antes de reposicionar la se'al o suplaya la v)lvula de control o autom)tica (este procedimiento es tpico de lasinstalaciones araven5.

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