Estudiante

6.1 Conceptos fundamentales
6.1.1 Estrangulador
La mayoría de los pozos productores o fluyentes cuenta con algún tipo de
restricción en la superficie, como lo es un estrangulador superficial instalado cerca de la
cabeza del pozo para controlar los gastos de producción (en las cantidades deseadas) y/o las
presiones corriente abajo.
Un estrangulador es una herramienta cuya función es la derestringir el paso de un
fluido bajo presión, con el objeto de controlar el gasto del pozo en las cantidades deseadas
y con esto:
 Ejercer la contrapresión suficiente para evitar la entrada de arena en el pozo
o la conificación de agua.


Conservar la energía del yacimiento, asegurando una declinación más lenta
de su presión.



Proteger el equipo superficial y subsuperficial.Escoger un estrangulador para un pozo fluyente es una práctica común en la industria
petrolera de tal manera que pequeñas variaciones en la presión corriente abajo (esto es, en la
presión de la línea de flujo, provocado, por ejemplo, por el uso de un separador de descarga)
no afecten la presión en la cabeza de la TP y por ende el desempeño del pozo.

El propósito de un estrangulador es proveerun control preciso del gasto de aceite y
gas en la cabeza del pozo.
Un estrangulador es una restricción en una línea de flujo que provoca una caída de
presión o reduce el gasto a través de un orificio.
Los estranguladores son capaces de provocar caídas de presión grandes. Por ejemplo,
el gas puede entrar en un estrangulador a 5,000 lb/pg2 abs y salir a 2,000 lb/pg2 abs.

6.1.2 Flujocrítico y subcrítico
El flujo multifásico a través de restricciones, puede ser evaluado bajo condiciones
de flujo crítico y subcrítico.
El flujo crítico o sónico de un fluido es definido como el flujo del fluido a la
velocidad equivalente a la velocidad de propagación (sin considerar la fricción) de una
onda de presión (sonido) en el medio (fluido).
El flujo crítico o sónico ocurre cuando lavelocidad relativa de un fluido en
cualquier punto (vf, pie/seg) es equivalente a la velocidad de onda elástica (vp, pie/seg) en
ese punto, o sea:

vf
 M 1
vp
Donde M = Número de Mach
En función de este número se definen tres diferentes regímenes de flujo:




Para M < 1 el flujo es subsónico.
Para M > 1 el flujo es supersónico.
Para M = 1 el flujo es sónico o crítico.

(6.1)Cuando M = 1, el área de flujo alcanza su valor mínimo y se dice que se ha logrado
una condición de garganta a cuyas propiedades se les denomina “críticas” y a las ant eriores
a ella como relaciones críticas.
El flujo crítico para los gases ocurre aproximadamente cuando:

p2
 0.528
p1

(6.2)

Mach 1 o flujo sónico para gases (1100 pie/seg para aire) es diferente que para los
líquidos.Para flujo multifásico algunos investigadores han observado que la velocidad sónica
para una mezcla de gas-líquido es menor que para una sola fase. Olson (Essentials of
Engineering Fluid Mechanics, Intl. Textbook, 1961) estableció que para mezclas gaslíquido la velocidad acústica es menor que para cualquiera de las fases por sí solas.
Durante la presencia de flujo crítico o supercrítico, elgasto a través del
estrangulador alcanza un valor máximo con respecto a las condiciones prevalecientes
corriente arriba. La velocidad del fluido bifásico fluyendo a través de la restricción alcanza
la presión sónica o presión de velocidad de propagación de la onda para los fluidos en dos
fases. Esto implica que el flujo es “estrangulado” porque los disturbios corriente abajo no
puedenpropagarse corriente arriba. Por lo tanto disminuciones no tan significantes en la
presión corriente abajo no hacen incrementar el gasto, es decir, el flujo crítico o sónico es el
flujo en el cual perturbaciones de presión y temperatura corriente abajo no son transmitidas
corriente arriba tal que puedan afectar el gasto, no así en flujo subcrítico.

Si la presión corriente abajo es gradualmente...