teorico

CAPÍTULO 6
FLUJO EN
ESTRANGULADORES

IADL

OBJETIVO Y CONTENIDO
Objetivo:
Conocer los métodos para calcular caídas de presión en flujo
multifásico a través de restricciones.

Contenido:
6.1
6.2
6.3
6.4

Flujo crítico y subcrítico
Modelos para gas
Modelos para líquidos
Modelos multifásico

IADL

INTRODUCCIÓN
Los estranguladores son dispositivos mecánicos que se utilizanen los
pozos para provocar una restricción al flujo.

FUNCIONES:
•
•
•
•
•
•
•
•

Controlar los volúmenes de hidrocarburos que se requieren producir.
Asegurar la estabilidad del flujo en tuberías.
Aumentar la recuperación total y la vida fluyente del pozo.
Protege el equipo superficial de producción.
Evitar el daño a la formación.
Evitar conificación de agua.
Evitar arenamientoen el pozo.
Controlar y administrar la presión de los pozos.

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INTRODUCCIÓN
TIPOS DE ESTRANGULADORES

Fijos
Manual

Estránguladores de
Superficie

Eléctrico

Variables
Estránguladores de
fondo

Hidráulico
Neumático

IADL

INTRODUCCIÓN

Estrangulador de Diámetro Fijo

Estrangulador de Diámetro Variable

IADL

INTRODUCCIÓN

Detalle de los internos de unestrangulador de fondo típico
dentro de la TP

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FLUJO CRÍTICO Y SUBCRÍTICO
Es un fenómeno que se presenta en fluidos compresibles, en el mayor de
los casos en gases.
Frecuentemente se presenta cuando el flujo incrementa su velocidad al
pasar a través de una garganta o reducción y la velocidad alcanza la
velocidad del sonido. Esta condición es conocida como “Mach 1”.
El número deMatch, es la relación de la velocidad real del fluido entre la
velocidad de propagación de la onda acústica en el fluido en cuestión.

Vf
M
Vp

Donde:
Vf = Velocidad real del fluido
Vp = Velocidad de propagación de la onda acústica en el fluido
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MODELOS PARA GAS
En función de este número se definen 3 diferentes regímenes de flujo:

Para M1 el flujo supersónico (o supercrítico)Para M=1 el flujo es sónico (o crítico)
Si 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 criticas, entonces el flujo comienza a ser independiente de los
cambios en la presión corriente abajo, de la T o de la ρ, debido a que
dichos cambios no pueden viajar corriente arriba, asegurando así nuestro
pozo yyacimiento.

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MODELOS PARA GAS
Combinando una ecuación de estado y la ecuación de Bernoulli y
considerando flujo adiabático sin fricción, se obtiene una expresión
general para calcular el diámetro de estrangulador en 64 vos de pg, y
puede aplicarse para flujo crítico o subcrítico:

 k  
qg 
H 
0.5 
 g T  460Z   k 1  
2
th 

Cd p d

Donde:
2

 pe k  pe 
H     
p  p 
 th   th 

0.5

( k 1)
k

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MODELOS PARA GAS
El valor de k puede obtenerse de la siguiente figura:

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MODELOS PARA GAS
O bien de la siguiente ecuación:

k  b0  b1 x  b2 x  b3 x  b4 x  b5 x  b6 x  b7 x  b8 x  b9 x
2

3

4

5

6

7

8

Donde:

x  10 g  7.1

b0  1.245874  0.027331Y  0.017771Y 0.00305Y
2

3

 0.013167Y 4
b1  0.027336  0.001484Y  0.015829Y  0.0033Y
2

3

 0.015654Y 4
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9

MODELOS PARA GAS

b2  0.002485  0.008877Y  0.020643Y 2  0.009488Y 3
 0.021162Y

4

b3  0.002334  0.007175Y  0.025258Y  0.009191Y
2

3

 0.024669Y 4
b4  0.000717  0.006973Y  0.017431Y  0.007491Y
2

 0.017444Y

3

4

b5  0.002823  0.004985Y 2 0.004656Y 3  0.06673Y 4
b6  0.001784Y  0.003282Y  0.002643Y  0.004141Y
2

3

4

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MODELOS PARA GAS

b7  0.000029  0.000056Y  0.000191Y  0.000223Y
2

3

b8  0.000041  0.00008Y  0.000275Y 2  0.000321Y 3
b9  0.000028  0.000056Y
Y  0.01T  1.5

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MODELOS PARA GAS
Por su parte Cook y Dotterweich, plantearon la siguiente ecuación para
calcular el...