transporte de liquidos

Capítulo 2

Transporte de Líquidos por Ductos y Sistemas de Bombeo

2.1 Introducción

En la industria de hidrocarburos se tiene varios productos que se transportan en fase líquida por ductos, desde el tubing de producción de los yacimientos de petróleo, pasando por las líneas de recolección de crudo desde varios pozos, las líneas de conexión en las plantas de tratamiento de crudo y gasnatural, y las líneas de transporte de crudo/condensado y derivados a largas distancias. Los niveles de presión que se alcanzan en las líneas son variados dependiendo del área de aplicación y finalidad del ducto.

La cantidad de fluido que debe transportar un ducto es una de las primeras informaciones que se requiere para el diseño, sin embargo, el prevenir futuras demandas al sistema proyectadodificultan su definición. Por ejemplo, el determinar la capacidad requerida para un sistema de recolección de crudo de un campo productor puede ser dificultoso por que dependerá de los niveles de producción en los distintos pozos y, consiguientemente, de las condiciones del reservorio. Cuando se descubre petróleo o gas en un área, es normal que pasen muchos años hasta que el campo esté totalmentedesarrollado y se conozca la máxima capacidad requerida. Capacidades adicionales serán necesarias en la medida en que produzcan mas pozos, pero, la tubería de transporte es necesaria desde el inicio de producción en el campo.

Por otro lado, los requerimientos de capacidad no siempre se irán incrementando, puesto que, esto dependerá del comportamiento de los niveles de producción de los pozosy de las condiciones del reservorio, llegará un momento en que la declinación en la producción será evidente.

La mayoría de las líneas de transporte son diseñadas con algún exceso de capacidad o diseñadas de forma que la capacidad pueda ser incrementada por la adición de potencia de bombeo. El incremento en la carga que puede ser obtenido adicionando la potencia es limitado por la presión deoperación máxima permisible del sistema. La máxima presión de operación permisible está establecido por las normas y regulaciones aplicable a dimensionamiento de la tubería, peso, tipo de material y dependiendo del lugar donde esta la línea.

2.2 Fases de Diseño de una Línea de Transporte

Existen varios abordajes para el diseño de la tubería, el método más apropiado depende del sistema, deldiseñador, del número de variables fijas, la disponibilidad de tubería y equipamiento, y el costo.

Conociendo el volumen de trasporte proyectado, el punto de origen y el destino de la línea de transporte, un diseño puede seguir los siguientes pasos:

1. La presión de entrega es definida en el punto de destino de la tubería. Esta presión generalmente es establecida por el cliente y susinstalaciones de recepción, si la línea es un ramal, por la presión requerida en el nodo de conexión con la línea principal.
2. Las pérdidas de presión debido a la fricción y los cambios de presión por efectos de altura son adicionados a la presión de entrega para determinar la presión de entrada a la línea. De forma más general esto se obtiene a partir de la ecuación de conservación de energía mecánicaque puede considerar efectos de caída de presión por fricción, por cambio de densidad o inercia y gravedad.
Cuando se tiene estrictamente flujo monofásico, la caída de presión es esencialmente debido a efectos de fricción y gravedad, si se quiere calcular la caída de presión en un segmento de línea se procede de la misma forma.
Un procedimiento de prueba y error será necesario por que no setiene definido el tamaño del ducto y se tendrá que asumir un tamaño para así poder calcular las caídas de presión. El objetivo es seleccionar el tamaño de tubería que pueda ser operado eficientemente a una presión de operación permitida por las regulaciones aplicables.
3. Con el tamaño de la línea y las presiones de operación determinadas, la potencia de bombeo o compresión necesaria para enviar...