PATRONES DE FLUJO

PATRONES DE FLUJO.I.INTRODUCCIÓN.
El entendimiento de los fenómenos que ocurren durante el flujo multifásico en tuberías es de suma importancia, debido a la gran cantidad de aplicaciones que tiene en la industria petrolera, a pesar de esto, la forma común de abordar los problemas de flujo multifásico no es del todo satisfactoria ya que no se toman en cuenta muchos de los fenómenos físicos queocurren durante el flujo de dos fases, si a esto le sumamos la ocurrencia en un espacio anular, la complejidad aumentara en gran medida.
1.1.PATRÓN DE FLUJO.
Como es de saberse, al fluir dos fases simultáneamente, estas pueden fluir en formas diversas; cada una de estas formas presenta una distribución relativa de una fase con respecto a la otra, constituyendo un patrón o tipo de flujo, dichopatrón también depende del propio flujo ya sea vertical u horizontal.
A continuacion se muestran la configuracion de patronesde flujo en tuberia vertical y horizontal.

1.2.MAPA DE PATRONES DE FLUJO.

El anterior es el mapa de patrones de flujo de Beggs; dicho mapa fue elaborado a partir de las observaciones realizadas por Beggs y Bill, al desarrollar una correlación a partir de datosexperimentales en tuberías de acrílico transparente de 1 y 1 ½ pg de diámetro de 90 pies de longitud y con inclinaciones de ±90° bajo condiciones de operación controlada y empleando como fluidos de prueba aire y agua. Dicha correlación trata el efecto del factor de fricción que es función del colgamiento del líquido YL y del colgamiento sin resbalamiento λ; de igual forma el mapa está en función de λ y elnúmero de Froude.
1.3.PATRONES DE FLUJO EN TUBERIA HORIZONTAL.
El estudio de flujo multifasico en tuberías horizontales data desde mediados del siglo XIX, pero ha sido en los últimos años cuando se le ha dedicado especial interés y atención.
La comprensión de los mecanismos y características del flujo de dos o más fases, en una sección del sistema de producción, tiene como finalidad optimizarel diseño de la sección en particular y del sistema en general, para obtener la máxima producción con las menores perdidas de energía.
La capacidad de flujo de un sistema integral de producción, está en función de parámetros tales como: longitud y diámetros de tubería, grado de inclinación, regímenes de flujo, propiedades de los fluidos, condiciones de presión y temperatura, entre otras, con losque se determinan las pérdidas de presión de las mezclas de fluidos desde el radio de drene del pozo hasta la batería de separación.
A continuación, se muestra la clasificación de patrones de flujo para tuberías horizontales realizada por Beggs y Bill a partir de sus observaciones de λ y el número de Froude.
CLASIFICACION DE PATRONES DE FLUJO
PATRON DE FLUJO CONDICIONES
SEGREGADO λ≤0.01 y NFR˂L1
o
λ≥0.01 y NFR ˂L2
TRANSICION λ≥0.01 y L2˂NFR ≤ L3
INTERMITENTE 0.01≤ λ˂0.4 y L3 ˂ NFR ≤L1
o
λ ˃0.4 y L3 ˂ NFR ≤ L4
DISTRIBUIDO λ ˃0.4 y NFR ≥ L1
o
λ≥0.4 y NFR ˃L4
Donde:
NFR , corresponde al número de Froude, así como L1,2,3, y 4 a correlaciones con λ.
L1=316λ0.302L2=0.0009252λ-2.4684L3=0.10λ-1.4516L4=0.5λ-6.7381.3.1. FLUJO SEGREGADO
Las dos fases están separadas por gravedad,donde la fase más densa fluye en el fondo de la tubería y la fase menos densa en el tope.
1.3.1.1. ESTRATIFICADO
En este tipo de flujo el gas se mueve en la parte superior de la tubería, y el líquido en la parte inferior, con una interfase continúa y lisa.

1.3.1.2. ONDULADO
En este tipo de flujo, se rompe la continuidad de la interfase por ondulaciones en la superficie del líquido.1.3.1.3. ANULAR
En este el líquido fluye hacia arriba de una película delgada alrededor de una película de gas mojando las paredes de la tubería o conducto. Además, una película de líquido cubre las paredes de la tubería, y el gas fluye por el interior, llevando las partículas de líquido en suspensión.

1.3.2. FLUJO INTERMITENTE
Se caracteriza por la formación de tapones de líquido y gas,...