ejemplo baches
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8/16/2019 Ejemplo Baches
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
Para encontrar el gradiente total de presión para una longituddeterminada de tubería se debe conocer por lo menos la presión en un
punto al igual que la gravedad específica de cada bache en el segmento.
En el siguiente ejemplo la comunicación se ha perdido en todos los
puntos a lo largo del segmento de la línea, menos en la estación B,
donde la presión marca 160 psi. Entre A y B existen tres diferentes
baches con gravedad específica diferente que complica el problema de
establecer la presión total de la línea.
Encuentre la presión en cada punto de elevación del perfil y establezca
la presión total de la línea. Determine si la columna se ha separado en el
punto más alto.
Los siguientes símbolos se han usado para describir las variables para
los cálculos:
P = presión (psi)
GW = Gradiente estático de presión para sola agua = 0.4333 psi/pie
SG = Gravedad específica
H = Cabeza pies
i = interfase
EL = elevación pies
∆ EL = Cambio (incremento) de elevación
HT = Gradiente total de cabeza estática pies
HP = Punto mas elevado
De la figura 1a a la 1e se muestra el segmento de la línea entre los
puntos A y D. Con la información mostrada le mostrará como calcular
las presiones a lo largo de la línea.
BACHES Y
CAMBIOS DE
DENSIDAD
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Figura 1a segmento 1 -estación A a B.
Para seguir con los cálculos, refiérase ahora a la figura 1a, el perfil de
elevación.
SEGMENTO 1.
Método para el Segmento 1
Encuentre y grafique el gradiente total estático entre las estaciones A y
B.
1. Convierta la presión conocida (PB) en B en cabeza de presión en pies
(ft) resolviendo en l a fórmula de presión estática la variable HB
P = GW x SG x HBpor tanto:
HB = PBG
W x SG
Dado que: PB = 160 psi
GW = 0.4333 psi/ft
SG = 0.830
HB = 1600.4333 x 0.830
HB = 445 pies
HIDRAULICA NIVEL - LIBRO DE TRABAJO
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4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600
4045
3600
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600BACHE 1: 0.830 BACHE 2: 0.920 BACHE 3: 0.720
C a b e z a
d e
E l e v a c i n
( f t )
Segmento 1
Estaci n A a B
A B C DPunto Alto
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
2. Determine el cambio en elevación (∆
EL) entre la estación A y B.
∆EL = ELB - ELA
Dado que: ELB = 3600 ft.
ELA = 3000 ft.
∆EL = 3600 - 3000
∆EL = 600 ft
3. Agregue los cambios en elevación (∆EL) entre A Y B y súmele la
presión estática en pies (HB) en la estación B para encontrar la
cabeza (HA) en la estación A.
HA = HB + ∆EL
Dado que: HB = 445 ft
∆EL = 600 ft
HA = 445 + 600
HA = 1045 ft
4. Encuentre el gradiente en cabeza de presión estática HT en A .
HT = ELA + HADado que: ELA = 3000 ft
HA = 1045 ft
HT = 3000 + 1045
HT = 4045 ft
El valor de HT es constante siempre y cuando la gravedad específica
del bache sea la misma para toda el área en consideración (entre los
puntos A y B). Para comprobar su cálculo determine el gradiente de
presión estática (HT) en B.
HT = ELB + HB
Dado que: ELB = 3600 ft
HB = 445 ft
HT = 3600 + 445
HT = 4045 ft
Dibuje una línea entre los puntos A y B para establecer el gradiente total
estático a 4045 ft
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Ahora podrá determinar las condiciones de presión entre A y B .En estesegmento la presión total de la línea indica si las presiones son excesivas
altas ó bajas.
5. Convierta la cabeza en pies a psi, para identificar si está por encima o
por debajo del límite de presión. Establezca la presión en A.
PA = GW x SG x HA
Dado que: GW = 0.4333 psi/ft
SG = 0.830
HA = 1045 ft
PA
= 0.4333 x 0.830 x 1045
PA = 376 psi
Figura 1b Segmento 2 - Estación B hasta punto alto.
SEGMENTO 2
Pasos para el segmento 2
Para seguir este cálculo refiérase al perfil de elevación, en la figura 1b.
Este segmento verifica la separación de columna. La separación de
columna tiende a ocurrir en los puntos de baja de presión. Recuerde que
el punto de más alta elevación, es el punto de más baja presión. Para
encontrar la línea de presión total entre la estación B y el punto alto (HP),
siga exactamente los mismos pasos del segmento 1.
HIDRAULICA NIVEL - LIBRO DE TRABAJO
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4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600
4045
3600
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600BACHE 1: 0.830 BACHE 2: 0.920 BACHE 3: 0. 720
C a b e z a
d e
E l e v a c i n
( f t )
Segmento 2
Esatci n B a Punto Alto
A B C D
4001
Punto Alto
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
1 Convierta presión conocida en B a cabeza de presión estática (ft)resolviendo la variable H en la fórmula. Busque nuevamente la
solución porque la gravedad específica del bache en este segmento
es diferente a la del segmento 1.
PB = GW x SG x H
por tanto,
HB = PBG
W xSG
Dado que: PB = 160 psi
GW = 0.4333 psi/ft
SG = 0.920
HB = 1600.4333 x 0.920
HB = 401 ft
La cabeza en pies es menor con crudo de 0.920 que con crudo de
0.830 porque el petróleo crudo con mayor gravedad específica (y
densidad) requiere menor altura (o cabeza) por tener la misma presión.
2. Encuentre el cambio de elevación (∆EL), entre la estación B y HP.
∆EL = ELB - ELHP
Dado que: ELB = 3600 ft
ELHP = 4000 ft
∆EL = 3600 - 4000
∆EL = -400 ft
3. Adicione el cambio en elevación (∆EL) entre B y HP a la cabeza
(HB) en la estación B para encontrar la cabeza (HHP) en HP.
HHP = HB + ∆EL
Dado que: HB = 401 ft
∆EL = -400 ft
HHP = 401 + (-400)
HHP = 1 ft
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4. Encuentre el gradiente estático total (HT) en HB.
HT = ELB + HB
Dado que: ELB = 3600 ft
HB = 401 ft
HT = 3600 + 401
HT = 4001 ft
El valor de HT es constante siempre y cuando la gravedad específica
a lo largo del bache sea la misma para todo el área en consideración
(entre B y HP). Revise sus cálculos encontrando el gradiente estático
total (HT) en HP.
HT = ELHP + HHP
Dado que: ELHP = 4000 ft
HHP = 1 ft
HT = 4000 + 1
HT = 4001 ft
Trace la línea entre los puntos B y HP para establecer el gradiente
estático total.
El gradiente estático total (HT) sobrepasa la cúspide por 1 ft. Se sabe
que los componentes líquidos de petróleo crudo (butano, propano, etc.)
se vaporizan a presiones menores que 3 o 4 psi. Con solo mirar el
diagrama, se observa que la columna se ha separado en el punto mas
alto.
5. Con la presión establecida en HP, revise si la suposición que la
columna se ha separado es correcta. Convierta la cabeza de ft a psi.
Establezca la presión en HP.
PHP = GW x SG x HHP
por tanto: GW = 0.4333 psi/ftSG = 0.920
HHP = 1 ft
PHP = 0.4333 x 0.920 x 1
PHP = 0.4 psi
HIDRAULICA NIVEL - LIBRO DE TRABAJO
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
La cabeza de presión es menos de 3 o 4 psi, por tanto nuestro supuestode que la columna se está separando es correcta.
Puesto que la cabeza de presión es tan baja se requerirá tiempo adicional
después del arranque para establecer flujo y presión a la estación que
está justo aguas abajo. Separaciones de columna más severas causadas
por drenajes aguas abajo requerirán aún un periodo más largo de bombeo
para restablecer la presión y el flujo en la estación aguas abajo.
Figura 1c Segmento 3-Punto Elevado en la Estación C
SEGMENTO 3
Método para el segmento 3
Para seguir con estos cálculos refiérase ahora al perfil de elevación de la
figura 1c.
Para encontrar la línea de presión total entre el punto elevado y la
estación C, siga exactamente los mismos pasos que para los segmentos 1
y 2.
1. Convierta la presión conocida en HP a cabeza (ft). Resuelva
nuevamente la ecuación de presión estática o simplemente refiérase a
los pasos del segmento 2 porque la gravedad específica de este bachese mantiene en 0.920. Si usted no tiene seguridad de los cálculos
previos para el segmento, podrá verificarlos resolviendo la fórmula
para la variable H y encontrando la solución aquí:
P = GW x SG x H
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600
4045
3600
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600BACHE 1: 0.830 BACHE 2: 0.920 BACHE 3: 0 .720
C a b e z a
d e
E l e v a c i n
( f t )
Segmento 3
Punto Alto a Esatci n C
A B C D
40004001
Punto Alto
2700
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HIDRAULICA NIVEL - LIBRO DE TRABAJO
por tanto,HHP = PHP
GW x SG
Dado que: PHP = 0.4 psi
GW = 0.4333 psi/ft
SG = 0.920
HHP = 0.40.4333 x 0.920
HHP = 1 ft
La cabeza es 1 ft para que estemos seguros de nuestros cálculos.
2. Encuentre el cambio en elevación (∆EL) entre HP y la estación C.
∆EL = ELHP - ELC
Dado que: ELHP = 4000 ft
ELC = 2700 ft
∆EL = 4000 - 2700
∆EL = 1300 ft
3. Agregue los cambios en elevación (∆EL) entre HP y C a la presión
en pies de cabeza (HHP) en HP para encontrar la cabeza (HC) en la
estación C.
HC = HHP + ∆EL
Dado que: HHP = 1 ft
∆EL = 1300 ft
HC = 1 + 1300
HC = 1301 ft
4. Encuentre el gradiente de cabeza estática (HT) en el punto elevado,
HP.
HT = ELHP + HHP
Dado que: ELHP = 4000 ft
HHP = 1 ft
HT = 4000 + 1
HT = 4001 ft
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
El valor de HT es constante siempre y cuando la gravedad específicaa lo largo del bache sea la misma para todo el área en
consideración.
(entre HP y C). Verifique su cálculo encontrando el gradiente total de
cabeza estática (HT) en C.
HT = ELC + HC
Dado que: ELC = 2700 ft
HC = 1301 ft
HT = 2700 + 1301
HT
= 4001 ft
Trace una línea entre el punto HP y C para determinar el gradiente total
de cabeza estática.
Note que el gradiente total de cabeza estática se establece de B a C. Ya
se ha verificado la cabeza en el punto elevado, para verificar la
separación de la columna. Se estableció en los pasos del segmento 2 que
hay separación de columna en HP. El segmento 3 parece mostrar que la
presión aguas abajo, aumenta suficientemente la presión para colapsar la
columna de vapor y re-licuarla. Verifique lo anterior convirtiendo la
cabeza en C a presión (psi).
5. Establezca la presión en C y convierta la cabeza de pies a psi.
Establezca la presión en HP.
PC = GW x SG x HC
por tanto: GW = 0.4333
SG = 0.920
HC = 1301 ft
PC = 0.4333 x 0.920 x 1301
PC = 519 psi
Una presión de 519 psi fácilmente mantiene a los hidrocarburos livianos
en forma líquida. La columna de vapor colapsará aguas abajo.
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Figura 1d Segmento 4 - Estación C a D
SEGMENTO 4
Método para el segmento 4
Para realizar este cálculo, refiérase al perfil de la elevación, en la figura
1d. Para averiguar la presión total de línea entre la estación C y D siga
los mismos pasos que en los Segmentos 1, 2 y 3.
1. Convierta la presión conocida en C a cabeza (pies) resolviendo la
fórmula de presión estática para la variable H. Tiene que encontrar
nuevamente la solución ya que la gravedad específica de este bachees diferente que la del Segmento 2.
P = GW x SG x H
por tanto:
HC = PC
GW x SG
Dado que: PC = 519 psi
GW = 0.4333 psi/ft
SG = 0.720
HC = 5190.4333 x 0.720
HC = 1664 ft
HIDRAULICA NIVEL - LIBRO DE TRABAJO
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600
4045
3600
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600BACHE 1: 0.830 BACHE 2: 0 .920 BACHE 3: 0 .720
C a b e z a
d e
E l e v a c i n
( f t )
Segmento 4Estaci n C a Estacin D
A B C D
40004001
Punto Alto
2700
4364
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PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO PARA OPERACIONES DE DUCTOS
2. Encuentre el cambio de elevación (∆
EL) entre la estación C y D.∆EL = ELC - ELD
Dado que: ELC = 2700
ELD = 2000
∆EL = 2700 - 2000
∆EL = 700 ft
3. Agregue el cambio de elevación (∆EL) entre C y D a la presión de
cabeza en pies (HC) en la estación C para encontrar la cabeza (HC)
en D.HD = HC + ∆EL
Dado que: HC = 1664 ft
∆EL = 700 ft
HD = 1664 + 700
HD = 2364 ft
4. Encuentre el gradiente total de cabeza estática (HT) en C.
HT = ELC + HC
Dado que: ELC = 2700 ft
HC = 1664 ft
HT = 2700 + 1664
HT = 4364 ft
El valor de HT es constante siempre y cuando la gravedad específica
del bache sea la misma para toda el área en consideración.
(Entre C y D).Verifique su cálculo encontrando el gradiente estático total
(HT) en D.
HT = ELD + HD
Dado que: ELD = 2000 ft
HD = 2364 ft
HT = 2000 + 2364
HT = 4364 ft
Trace una línea entre el punto C y HP para establecer el gradiente
estático total.
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5. Establezca presión en psi en D.
PD = GW x SG x HD
Dado que: HHP = 2364 ft
GW = 0.4333
SG = 0.720
PD = 0.4333 x 0.720 x 2364
PD = 738 psi
Figura 1e Segmento 5 estación C a D con fuga
SEGMENTO 5
Método para Segmento 5 - fuga.
Los primeros cuatro pasos le han mostrado como calcular la presión
estática en la línea y trazar las líneas para un segmento de tubería. Estos
cálculos están basados en el conocimiento de la presión actual y la
localización de los baches. Sin embargo, después de la restauración de
las comunicaciones, si la presión está por debajo de un gradiente de
presión estática en un área de ese segmento, usted debe sospechar que
existe una fuga. Si este es el caso, debe comparar la presión total actualde la línea con la presión total calculada en la línea.
En los pasos del segmento 4, calculamos la presión en D = 738 psi, y el
gradiente estático de cabeza HT se muestra en 4364 ft. Sin embargo una
vez que las comunicaciones se hayan restablecido, los transmisores de
presión en la estación C indican 187 psi y en la estación D 406 psi. Estos
valores son muy bajos comparados con los valores calculados. Use la
presión real para calcular el gradiente estático total de la línea entre C y
D.
HIDRAULICA NIVEL - LIBRO DE TRABAJO
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600
4045
3600
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1600BACHE 1: 0.830 BACHE 2: 0 .920 BACHE 3: 0 .720
C a b e z a
d e
E l e v a c i n
( f t )
Segmento 4
Estaci n C a Estacin DSegmento 3Punto Alto a
Estaci n C
Segmento 2Estaci n B a
Punto Alto
Segmento 1Estaci n A a
Estaci n B
A B C D
4000
4001
Punto alto
2700
4364
3301
Gradiente estático total calculando
Gradiente estático total real