Seleccion de Las Unidades de Bombeo

7/31/2019 Seleccion de Las Unidades de Bombeo

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SELECCION DE LAS UNIDADES DE BOMBEO

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION ________________________________________________________1Propsitos del modulo __________________________________________________1

SECCION 1 - PERDIDA POR FRICCION EN EL OLEODUCTOIntroduccin __________________________________________________________3Prdida por Friccin en el Oleoducto ______________________________________4Calculando la Prdida por Friccin en el Oleoducto __________________________4Factores que influyen en la Prdida de Friccin en el Oleoducto ________________8Repaso 1 ____________________________________________________________10

SECCION 2 - SELECCION DE LA UNIDAD DE BOMBEO

Introduccin ________________________________________________________13Seleccin de las Unidades de Bombeo ____________________________________14Eficiencia y Efectividad de la Unidad de Bombeo____________________________14Review 2 ____________________________________________________________18

SECCION 3 - ARRANQ UE Y PARADAS DE LAS UNIDADES DE BOMBEOIntroduccin ________________________________________________________21Consideraciones ______________________________________________________22Repaso 3 ____________________________________________________________26

SECCION 4 - APLICACION DEL MODELO PARA HACER

DECISIONES PARA SELECCIONAR LA UNIDAD DE BOMBEOIntroduccin ________________________________________________________27Aplicacin del Modelo para Hacer Decisiones ______________________________28Reconocimiento ______________________________________________________29Interpretacin ________________________________________________________29Prioridad ____________________________________________________________30Decisin ____________________________________________________________30Implementar ________________________________________________________31Monitoreo __________________________________________________________32Evaluacin de Cambios ________________________________________________33

SUMARIO__________________________________________________34

GLOSARIO ________________________________________________35

RESPUESTAS________________________________________________36

APENDICE ________________________________________________37


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ATENCIONEl personal de operaciones usa tecnologa para alcanzarmetas especficas. Un objetivo clave del programa deentrenamiento es promover la comprensin de latecnologa que el personal operativo, usa en su trabajodiario. Este programa de entrenamiento refuerza larelacion trabajo-habilidades mediante el suministro deinformacin adecuada de tal manera que los empleadosde oleoductos la puedan aplicar in mediatamente.

La informacin contenida en los mdulos es terica. Elfundamento de la informacin bsica facilita el

entendimiento de la tecnologa y sus aplicaciones en elcontexto de un sistema de oleoducto. Todos los esfuerzosse han encaminado para que reflejen los principioscientficos puros en el programa de entrenamiento. Sinembargo en algunos casos la teora rie con larealidad de la operacin diaria. La utilidad para losoperadores de oleoductos es nuestra prioridad masimportante durante el desarrollo de los temas en elPrograma de Entrenamiento para el Funcionamientode Oleoductos.

SELECCION DE LAS UNIDADES DEBOMBEOTc nica s Bsica s de Operac in

1995 IPL Technology & Consulting Services Inc.Prohibida la Reproduccin (Diciembre, 1995)

IPL TECHNOLOG Y & CONSULTING SERVICES INC.7th Floo r IPL Tow er

10201 Jasper Ave nue

Edmonton, AlbertaCa nad T5J 3N7

Telfono +1-403-420-8489

Fax +1-403-420-8411

Refe renc ia: 7.3 IPL Pump Unit Selec t. Ma rch, 1998


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TECNICAS DE ESTUDIO

Para que el aprendizaje de los mdulos sea ms efectivo, sesugiere tener en cuenta las siguientes recomendaciones.

Trate de que cada periodo de estudio sea corto peroproductivo (de 10 a 45 minutos). Si usted ha establecido queestudiar durante los cinco dias de la semana un total de doshoras por da, separe los tiempos de estudio con periodos dedescanso de dos a cinco minutos entre cada sesion. Recuerdeque generalmente una semana de auto estudio reemplaza 10

de horas de asistencia a clases. Por ejemplo si usted tiene unperiodo de tres semanas de autoestudio, deber contar treintahoras de estudio si quiere mantener el ritmo de la mayora delos programas de aprendizaje.

Cuando usted est estudiando establezca conexiones entrecaptulos y tareas. Entre ms relaciones logre hacer le serms fcil recordar la informacin.

Hay cuestionarios de auto-evaluacin al final de cada seccindel mdulo. Habitualmente al completar a estos cuestionariosincrementar su habilidad para recordar la informacin.

Cuando est leyendo una seccin o un mdulo, primero de unvistazo rpido a toda el material antes de comenzar la lecturadetallada. Lea la introduccin, conclusiones y preguntas alfinal de cada seccin. A continuacin como una tareaseparada estudie los encabezados, grficos, figurasy ttulos. Despus de sta excelente tcnica de revisionprevia, usted estar familiarizado con la forma comoest organizado el contenido. Despus de la lectura rpidacontinue con la lectura detallada. Su lectura detallada,refuerza lo que ya usted ha estudiado y adems le clarifica eltema. Mientras usted este realizando sta lectura detngase alfinal de cada sub-seccin y pregntese Que es lo que heacabado de leer?

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2.

3.

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Otra tcnica de estudio til es escribir sus propias preguntasbasadas en sus notas de estudio y/o en los ttulos y subtitulosde los mdulos.

Cuando est tomando notas en el saln de clases considere lasiguiente tcnica. Si usa un cuaderno argollas escriba solo enlas pgina de la derecha. Reserve las pgina de la izquierdapara sus propias observaciones, ideas o reas en las quenecesite aclaraciones. Importante: escriba las preguntas quesu instructor hace, es posible que usted las encuentre en elcuestionario final.

Revise. Revise. Revise, El revisar el material aumentarenormemente su capacidad de recordar.

El uso de tarjetas para notas, le ayudar a identificarrpidamente reas en las cules usted necesita repasar antesde un exmen. Comience por ordenar a conciencia las tarjetasdespus de cada sesin de lectura. Cuando aparezca unanueva palabra, escrbala en una cara de la tarjeta y en elreverso escriba la definicin. Esto es aplicable para todos losmdulos. Por ejemplo, smbolos qumicos/que representan;estacin terminal/definicin; una sigla (acronismo)/quesignifica. Una vez haya compilado sus tarjetas y se est

preparando para una prueba, ordnelas con el lado quecontiene las palabras hacia arriba; pase una tras otra paraverificar si usted sabe que hay en el reverso. Se hapreguntado usted por qu gastar tiempo innecesario ensignificados o conceptos? Porque las tarjetas que no pudoidentificar, le indican las reas en las cules necesita reforzarsu estudio.

Adicionalmente stos mdulos tienen mtodos identificadosde enseanza especfica para ayudar a la comprensin deltema y su revisin. Los trminos (palabras, definiciones), queaparecen en negrilla estn en el glosario. Para relacionar la

informacin de los trminos y su significado, los nmeros delas pginas aparecen en las definiciones del glosario con elobjeto de identificar donde apareci el trmino por primeravez en el txto. Las definiciones que en el glosario no tienenningn nmero de pgina es importante de igual maneraentenderlas, pero estn completamente explicadas en otromdulo.

5.

6.

7.

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SELECCION DE LA UNIDAD DE BOMBEO

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En los mdulos anteriores se analiz la perspectiva y el balance detodo el oleoducto. Como se indic, el factor principal en el balancede un oleoducto es el de mantener el flujo balanceado a lo largo deloleoducto. Con el objetivo de crear y mantener el flujo deloleoducto, se requiere energa en forma de presin. El mayorporcentaje de esta presin es generado por las unidades de bombeo.

Este mdulo comienza con una discusin de las prdidas porfriccin en un oleoducto, luego describe cmo seleccionar lasunidades de bombeo apropiadas para superar las prdidas porfriccin. En este mdulo tambin se discute lo que debe serconsiderado antes de arrancar y parar las unidades de bombeo.Finalmente, este mdulo proporciona un ejemplo utilizando elmodelo para la toma de

decisiones que ayudar a los operadores a escoger las unidades debombeo ms convenientes o la combinacin de stas.

El control de la presin generada por estas unidades de bombeo sediscutir en el prximo mdulo de Control.

Las preguntas de repaso se encontrarn al final de cada seccin delos siguientes mdulos: Perspectiva integral del oleoducto,Balance, Seleccin de la Unidad de bombeo y Control. Uncuaderno de trabajo por separado contendr el material de loscuatro mdulos de tal forma que el operador pueda utilizar todoslos conceptos, utilizando el modelo para tomar, o hacer decisionespara analizar situaciones y proponer soluciones desde laperspectiva integral del ducto. Este cuaderno de trabajo reemplaza

las preguntas de prueba generadas por la computadora que siguenlos mdulos de otras fases.

A travs de este mdulo, varias representaciones visuales sepresentan. Hay ejemplos extraidos de sistemas Norte Americanos.Algunas de las variables en esas pantallas aparecen en sistemamtrico. Para convertirlos a sistema Ingls, por favor consulte elApndice.

INTRODUCCION

En ste mdulo se muestran representaciones grficas de unsistema real de oleoductos. Por este motivo, las variablescontenidas en dicoas grficas se encuentran en ingls.


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Este mdulo presenta informacin de los objetivos: Describe cmo seleccionar las unidades de bombeo parasatisfacer las necesidades de presin.

Describe cmo escoger las unidades de bombeo ms eficientes Describe cmo escoger la unidades de bombeo ms efectivas.

Describe cmo aplicar el modelo para tomar decisiones en elproceso de seleccin de bombeo.

Todos los mdulos dentro de las siguientes fases:Introduccin al Comportamiento del FluidoEquipo del OleoductoRepresentacin del Sistema Graficamente

Sistemas de Control del OleoductoComportamiento Avanzado del FluidoProgramacin

Los siguientes mdulos:PERSPECTIVA INTEGRAL DEL OLEODUCTOBALANCE

PROPOSITOSDEL MODULO

PREREQUISITOS

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PROGRAMA DE CAPACITACION PARA LA OPERACION DEL OLEODUCTO


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La presin hace que los productos dentro del oleoducto fluyan. Ladeterminacin de qu tanta presin se necesita es, por lo tanto, elprimer paso en el proceso de seleccin de la unidad de bombeo.

Cada oleoducto tiene un requerimiento de la tasa de flujo (usualmenteestablecida por la programacin de despacho). Para determinar qutanta presin se necesitar para crear el flujo requerido, el operador,utilizando la teora hidrulica y la informacin SCADA deloleoducto, debe entender el efecto que causa durante su operacin, laprdida por friccin en el oleoducto, despus de estimar la energaque ser requerida para establecer el flujo al valor especificado.

Despus de esta seccin, estar en capacidad de llevar a cabo lossiguientes objetivos: Definir el termino prdida por friccin en el

oleoducto. Calcular la prdida por friccin en el oleoducto,proporcionando grficas de lnea y los perfiles hidrulicos.

Identificar qu tasa de flujo, dimetro de la tubera,longitud de la tubera y las caractersticas del fluido queinfluyenen la prdida por friccin en el oleoducto.

SECCION 1

PERDIDA POR FRICCION EN EL OLEODUCTO

OBJETIVOS

INTRODUCCION


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A medida que los productos fluyen en un oleoducto, se pierde energadebido a la friccin entre el producto y las paredes del oleoducto. Aesta prdida de energa se le llama prdida por friccin en el oleoducto.

La Prdida por Friccin en el oleoducto es la diferencia entre lapresin de descarga aguas arriba y la presin de succin aguas abajo

en la siguiente estacin de bombeo.

La cantidad de prdida por friccin (prdida de energa) entre

estaciones depende de la distancia entre las estaciones aguas arriba y

aguas abajo, la tasa de flujo, el tamao de la tubera y las

caractersticas del fluido que ocupa el oleoducto.

Hay dos formas para calcular la prdida por friccin. Aplicar la ecuacin de Darcy. La ecuacin de

Darcy asocia el flujo balanceado de un fluidoincompresible en una tubera con la prdida depresin causada por la friccin. Refirase a losmdulos de COMPORTAMIENTO AVANZADODEL FLUIDO para una discusin detallada y eluso de esta ecuacin.

Derivar la prdida por friccin en el oleoductode una grfica digital o un perfil hidrulico.Substraer la presin de succin aguas abajo de lapresin de descarga aguas arriba.

Las siguientes figuras ilustran una comparacin de lasprdidas de la lnea por friccin de un oleoducto en Norte Amricaoperando con dos fluidos distintos en la lnea. Hay distintasdiferencias en los diferenciales de las estaciones , la tasa de flujo yprdidas por friccin que pueden ser observadas en las grficas delsistema y en las del perfil para las dos situaciones de un oleoducto enservicio con un hidrocarburo dulce y en servicio con un hidrocarburopesado. Tmese un momento para notar las diferencias entre lasgrficas de los sistemas y de los perfiles. Puede identificar la partedel gradiente que refleja una disminucin en las prdidas por friccindebido a un incremento en el dimetro del oleoducto? Al comparar la

Figura 1b con la Figura 2b, Qu diferencia significativa se observacon respecto a la pendiente de cada gradiente?

Al entenderse que se requiere ms energa para bombear un hidrocarburoms pesado, observe las diferencias en la seleccin del bombeo entre losdos ejemplos. Aunque se utilizan ms bombas en las Figuras 2a y 2b,note que la tasa de flujo es menor que el de las Figuras 1a y 1b. Esto esun reflejo del bombeo de un hidrocarburo del tipo ms pesadoFigura 1a


PERDIDA PORFRICCION EN EL

OLEODUCTO

CALCULANDOLA PERDIDA PORFRICCION EN EL

OLEODUCTO


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Pantalla del sistema en un Oleoducto en servicio con Hidocarburo

dulce c on una de nsida d d e 51 (830 kg/ m3) .m/.tt3(630 kg/ m3)

Ob serve q ue las estac iones GA, GC y G E tienen e n servic io lasbo mb as y que las estac iones GB, GD y GF han sido d esviad as.

Figura 1b

Una G rfica de Perfil Rep resenta nd o la figura 1a, mo strand o e l

Cabeza, Elevacin y Flujo


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Figura 2aPantalla del sistema de un Oleoducto en servicio con un Hidrocarburopesad o c on una d ensidad de 57.5 lbm/ ft

3 (921 kg/ m3)

Ob serve q ue se usaron las misma s c onfigurac iones de la estac in co n

el fin de po de r com pa rar las p rdida s de la lnea po r fricc in en las dos

c lases de c rudo .

Figura 2b

Una Grfica de Perfil Rep resenta ndo la Figura 2a, mo strando e l

Cabeza, Elevacin y Flujo



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Figura 3Ca lculo de la Prdida po r Fricc in en el oleoduc to ilustrad a e n

las figuras1a, 1b, 2a, 2b.

Entonces qu significan estas comparaciones?

Las grficas comparativas ilustran un incremento significativo en laprdida de la lnea por friccin con la densidad y viscosidad delfluido de la lnea. Este incremento requiere el uso de energaadicional para generar el flujo en el oleoducto. Observe que seadicionan bombas en cada estacin para generar la energa necesariapara superar la prdida por friccin en el oleoducto mientras esta enservicio pesado.

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GA to GC 546 (3761.94) 202 (1391.78) 344 (2370.16) 471 (3245.19)GC to GE 524 (3610.36) 197 (1357.33) 327 (2253.03) 322 (2218.58)GE to GG 583 (4016.87) 275 (1894.75) 308 (2122.12) 386 (2659.54)

Servicio de Hidrocarburo Pesado - 57.5 lbm/ft3 (921 kg/m3)

De Estacin Presin de Descarga Presin de Succin Prdida por Fr iccin en el Presin Di ferencial de la

a Estacin Aguas Arriba (psi) (kPa) Aguas Abajo (psi) (kPa) Oleoducto (psi) (kPa) Estacin (psi) (kPa)

GA to GC 783 (5394.87) 122 (840.58) 661 (4554.29) 708 (4878.12)GC to GE 670 (4616.3) 40 (275.6) 630 (4340.7) 548 (3775.72)GE to GG 698 (4809.22) 65 (447.85) 633 (4361.37) 658 (4533.62)

Comparacin de Prdida por Friccin en el Oleoducto y Diferencial de la Estacion Para Dos Distintos

Servicios de Crudo Representando Perdidas Por Friccion (psi)(kPa)

GA to GC GC to GE GE to GCServicio Dulce 344 (2370.16) 327 (2253.03) 308 (2122.12)Servicio Pesado 661 (4554.29) 630 (4340.7) 633 (4361.37)Diferencia (psi)(kPa)-317 (-2184.13) -303 (-2087.67) -325 (-2239.25)

Comparacin de Prdida por Friccin en el Oleoducto y Diferencial de la Estacion Para Dos Distintos

Servicios de Crudo Representando Difencial de Estacion (psi)(kPa)

GA to GC GC to GE GE to GCServicio Dulce 471 (3245.19) 322 (2218.58) 386 (2659.54)Servicio Pesado 708 (4878.12) 548 (3775.72) 658 (4533.62)Diferencia (psi)(kPa)-237 (-1632.93) -226 (-1557.14) -272 (-1874.08)

CALCULO POR PERDIDA DE FRICCION EN EL OLEODUCTO (PSI)(kPa)Servicio de Hidrocarburo Dulce - 51.8 lbm/ ft

3 (830 kg/m3)De Estacin Presin de Descarga Pres in de Succin Prdida por Fr iccin en el Pres in Di ferenc ial de laa Estacin Aguas Arriba (psi) (kPa) Aguas Abajo (psi) (kPa) Oleoducto Prdida (psi) (kPa) Estacin Presin (psi) (kPa)


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Note que el incremento promedio en el diferencial de la estacin es de245 psi (1688 kPa) mientras que el incremento promedio en la prdidapor friccin en el oleoducto es de 315 psi. (2170 kPa). Esta diferenciaentre el incremento del diferencial de la estacin y el incremento de laprdida por friccin se refleja en la diferencia de la tasa de flujo,entonces de 23 084 Bbl/hr a 21 009 Bbl/hr(3670 m3/hr a 3340 m3/hr), la diferencia es de 2076 Bbl/hr(330 m3/hr).

EL EFECTO DE LA TASA DE FLUJO EN LA PERDIDAPOR FRICCIONHay una relacin directa entre la tasa de flujo y la prdida por friccin

en el oleoducto: a medida de que la tasa de flujo aumenta, la prdidapor friccin en el oleoducto tambin se incrementa. Esto fue discutidoen los mdulos de INTRODUCCIN AL COMPORTAMIENTOAVANZADO DEL FLUIDOS y EL COMPORTAMIENTO DEFLUIDOS. Para compensar los cambios en la tasa de flujo y loscambios asociados con la prdida por friccin, la presin del oleoductodebe cambiarse tambin. Esto significa que cuando el flujo seincrementa, la presin requerida tambin debe incrementarse. Asmismo, cuando el flujo decrece, la demanda por presin tambindecrece.

Figure 4

Dos pe rfiles

hidrulic os: uno a una

tasa de flujo m enor yel otro a una tasa d e

flujo ma yor. Ob serve

c mo las pend ientes

de los grad ientes de

p resin varan c on e l

flujo: a med ida d e

que e l flujo a umenta ,

las pe nd ientes de los

grad ientes de p resin

tamb in aumentan.

EFECTO DEL TAMAO Y LA LONGITUD DE LASTUBERIA EN LA PERDIDA POR LA FRICCION

En algunos oleoductos el dimetro de la tubera cambia. Cuando losfluidos en una tubera de gran dimetro entran a una tubera de menordimetro, las prdidas por friccin en el oleoducto aumenta.Inversamente, cuando los fluidos entran a una tubera de mayordimetro, las prdidas por friccin en el oleoducto disminuyen (verFigura 5). La prdida por friccin tambin esta asociada con lalongitud del oleoducto (la distancia entre estaciones): el oleoducto mslargo, tiene mayores prdidas debido a la friccin.

FACTORES QUEINFLUYEN EN LA

PERDIDA PORFRICCION EN EL

OLEODUCTO


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Figura 5

El perfil hid rulicoindica los efec tos deun increme nto en eldimetro deloleod ucto . Observeque e ntre lasEsta c iones A y B lapend iente de losgrad ientes de p resines me nor. Esto indic auna tub era d ema yor dimetro.Note tamb in q ue latasa d e flujo norefleja que el

dimetro hacambiado.

EL EFECTO DE LAS CARACTERISTICAS DEL FLUIDOEN LA PERDIDA POR FRICCIONEn un oleoducto que est fluyendo, las caractersticas del fluido afectan laprdida por friccin. Por ejemplo, se necesita ms presin para bombear uncrudo pesado que para bombear un crudo liviano. Como diferentes bachescon caractersticas diferentes (gravedad especifica y viscosidad) fluyen atravs del oleoducto, la cantidad de presin generada por la unidad debombeo debe cambiar para mantener el flujo del fluido corriendo a unatasa constante. No obstante, si estos cambios de presin son muysignificativos, necesitaremos arrancar algunas unidades de bombeo,

mientras que otras sean paradas.

Figura 6Un Perfil Hidr ulicoLos perfiles hidrulic os mostrados arriba indica n d e la c abe za y el flujopa ra do s tipo s diferentes de c rudo . El perfil de la c ab eza en el diag ram ade l c rudo d ulc e, indica un ca be za a gua s arriba meno r y un perfil de lc ab eza m s plano, que el del pe rfil hidrulic o p ara e l servic io d e c rudope sad o, para c rea r una ta sa d e flujo b alanc ea da de 23 084 Bbl/hr(3670 m3/ hr). El pe rfil de la c ab eza en el diagram a d el crudo p esad o,indica un ca be za a gua s arriba ma yor, el cua l resulta d e la a dicin d ebom ba s en c ad a e stac in y un perfil de la c ab eza c on una p endientema yor, que el del p erfil hidrulic o p ara e l servic io d e c rudo dulce , pa rac rea r una tasa d e flujo ba lanc ea da de 21 009 Bbl/hr(3340 m3/ hr).


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1. La p rdida p or fricc in en el oleod ucto pued e serdefinida como _____.a) la diferencia entre la presin de succin y la presin

de descarga en la estacinb) la diferencia entre la presin de descarga aguas arriba

y la presin de succin aguas abajoc) la suma de la presin de descarga aguas arriba y la

presin de succin aguas abajod) ninguna de las anteriores

2. Cuando aumenta la tasa d e f lujo, la p rdida porfric c in en e l oleoduc to ______.

a) aumentab) disminuyec) permanece igual

3. Si la tasa de flujo se ma ntiene c onstante yd isminuye el dim etro de la tub era , la p rd ida porfric c in en e l oleoduc to ____.a) aumentab) disminuyec) permanece igual

4. Si la ta sa d e flujo pe rmanec e c onstante y la

densidad y la viscosida d d el prod uc to en eloleoduc to aumentan, la p rdida po r fric c in en eloleod uc to _____.a) aumentab) disminuyec) permanece igual

5. En la Figura 7, la p rdida po r fric c in en eloleod uc to entre las Esta c iones A y B es ____.a) 14 psi (96 kPa)b) 89 psi (613 kPa)c) 79 psi (544 kPa)

d) 36 psi (248 kPa)

REPASO 1


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6. En la Figura 7, la p rd ida p or fric c in en eloleoduc to entre las Esta c iones B y C es _____.a) 36 psi (248 kPa)b) 63 psi (434 kPa)c) 72 psi (496 kPa)d) ninguna de las anteriores

7. En la Figura 7, la p rd ida p or fric c in en eloleod uc to entre las Esta c iones C y D es _____.a) 27 psi (186 kPa)b) 73 psi (503 kPa)c) 29 psi (200 kPa)

d) 75 psi (517 kPa)

StationA (psi) (kPa) B (psi) (kPa) C (psi) (kPa) D (psi) (kPa)

SPL -- 28 (192.9) 24 (165.4) 36.5 (251.5)DPL 108 (74.4) 100 (689) 83 (571.9) ---

SP 5 (34.4) 15 (103) 24 (165.3) 22 (151.6)CP 112 (777.2) 98 (675) 51 (351.4) ---DP 94 (647.7) 87 (599) 51 (351.4) --HP 5 (34.4)

FLOW OUT 1400 1400 1400LNPK OUT 0 -0 -0PCV 0.72 0.75 1.00 1.00

UNIT 1 RUNNING RUNNING RUNNINGUNIT 2 RUNNING RUNNING RUNNINGUNIT 3 RUNNING RUNNING RUNNINGUNIT 4 RUNNING RUNNING RUNNING

SET POINT ... 15 15SET POINT 95 82

SET POINT 1400SET POINT 2S

Figura 7

Las respuestas se encuentran al final del mdulo.


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A medida que la complejidad del oleoducto aumenta (ej. msestaciones, ms cambios en los dimetros de la tubera, ms cambiosen los baches, etc.), el nmero de unidades de bombeo y lasconfiguraciones posibles tambin aumentan. Sin embargo, aun con

cambios bruscos en un oleoducto u otros problemas que requieranaccin inmediata, es importante considerar el estado del oleoducto enforma integral y tan a fondo como sea posible. Reconozca einterprete todos los factores importantes antes de tomar accin. Estoaplica particularmente al arranque o parada de unidades de bombeodebido a la introduccin de oleadas o pulsaciones de presin.

El objetivo principal al seleccionar unidades de bombeo es escoger launidad que produce la presin requerida y que tambin es la mseficiente y efectiva.

Despus de esta seccin, estar en capacidad de cumplir los siguientesobjetivos.

Reconocer el objetivo principal en la seleccin de una unidad debombeo Definir la eficiencia y su relacin con la seleccin de una unidad de

bombeo Definir la efectividad con relacion a la seleccion de la unidad de

bombeo

SECTION 2

SELECCION DE LAS UNIDADES DE BOMBEO

OBJECTIVOS

INTRODUCCION


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Antes de tomar una decisin que se refiera a la seleccin de la unidadde bombeo, se deben tener en cuenta las siguientes preguntas: Cuanta presin se requiere? Necesita hacer algunos cambios? Hay unidades de bombeo o combinaciones de unidades que

generen la presin que se requiere? Puede el oleoducto ajustarse a los cambios propuestos en la

unidad de bombeo? Se excedern los lmites de operacin permisibles aguas arriba y

aguas abajo? El perfil geogrfico circunvecino tiene algn efecto en la seleccin

de la unidad de bombeo? Qu se sabe de los datos histricos? Los datos histricos

muestran qu tan grandes son los cambios y qu tan rpido estnsucediendo? El marco de tiempo para la seleccin de la unidad debombeo se ve afectado por los dos.

Hay algn cambio en el dimetro de la tubera qu pueda afectarla seleccion de las unidades de bombeo?

Hay algunos cambios anticipados en los baches ?

El no tomar en cuenta todas estas preguntas puede conducir a unaoperacin del oleoducto impredecible e ineficiente. Una seleccin

inadecuada de la unidad de bombeo puede causar una presin y unflujo inestable, haciendo difcil el determinar qu accin causo cualevento, as como causar un desgaste innecesario del equipo.

Las unidades de bombeo pueden ser seleccionadas con base en laeficiencia y la efectividad. La eficiencia es medida en trminos de lacantidad de presin que genera la unidad de bombeo y por la cantidadde energa que sta consume. Considerando que la presin causa elflujo, la eficiencia de la unidad de bombeo se mide por la cantidad deenerga que sta requiere para crear el flujo. La efectividad, conrespecto a la operacin del oleoducto, es medida en trminos delbalance del oleoducto: esto significa una tasa de flujo estable, con

volmenes aproximadamente iguales entrando y saliendo, sincondiciones de empaquetamiento ni drenaje presentes a lo largo deloleoducto.

SELECCIONDE LAS UNIDADES

DE BOMBEO

EFICIENCIAY EFECTIVIDADDE LA UNIDAD

DE BOMBEO


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La eficiencia es la primera consideracin en la seleccin de lasunidades de bombeo. As como se indic en el mdulo de lasCURVAS DE BOMBAS, cada bomba tiene un punto donde larelacin entre el flujo y la energa es ptima. Adicionalmente a laseleccin de las unidades de bombeo que produzcan la presinnecesaria o necesitada, las bombas escogidas, deben ser aquellas quetengan un punto de eficiencia ptimo ms cercano a la tasa de flujorequerido por el oleoducto

Algunas veces, cuando se mide la eficiencia de todo el oleoducto, sepresentan situaciones donde el resultado de seleccionarcombinaciones de unidades de bombeo de un grupo de las estacionesgenera una eficiencia mayor que el de la unidad(es) con mseficiencia en cada estacin (ver Figura 8).

Figura 8La Esta c inA tiene un nm ero de unida de s que son m uy eficientes pa ra la tasa

reque rida . Las unida de s en la Estac in B fueron d isea da s para las

tasas de flujo ma yores que las norma lme nte b om be ad as y son

inefic ientes en la ta sa reque rida. En este c aso, as c om o en e l perfil

hidrulic o 9A, la selecc in de la unida d(es) c on m s efic ienc ia de la

Estac in A y de la Estac in B no sera ta n eficiente g loba lmente

c om o es el selec c ionar todas las unida des de la Estac in A y dejar po r

fuera las unida des de la Estac in B c om o es indica do en e l perfil

hidrulico 9B.

EFICIENCIA


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La efectividad junto con la eficiencia, es la mayor consideracin en laseleccin de una unidad de bombeo; es medida en trminos de la tasade flujo estable, con volmenes aproximadamente iguales de entraday salida del oleoducto y sin mostrar condiciones de empaquetamientoni drenaje.

La eficiencia y la efectividad deben ser complementarias. Estosignifica, que las unidades de bombeo deben suministrar la presinrequerida al mayor valor de eficiencia de energa. Sin embargo,algunas veces la unidad de bombeo de mayor eficiencia ocombinacin de unidades puede no producir la presin requerida. Elseleccionar las unidades de bombeo nicamente con base en laeficiencia puede significar el arranque de una unidad de bombeo, que

produce ms presin de la que se necesita, operar la unidad por uncorto periodo de tiempo (creando un flujo desbalanceado yaumentando el empaque de la lnea aguas abajo y disminuir elempaque de la lnea aguas arriba) y luego parar la unidad para revertirel proceso.

Teniendo en cuenta que el arrancar y parar las unidades de bombeofrecuentemente es perjudicial para el equipo, puede resultar msefectivo el escoger unidades de menor eficiencia que satisfagan elrequerimiento de presin que el arrancar y parar continuamente launidad disponible de mayor eficiencia.

La efectividad puede convertirse en la prioridad operacionalcambiando o aplicando las siguientes condiciones: densidad y viscosidad del fluido bombeado disponibilidad de caballos de potencia (potencia disponible y paros

de unidades) la tasa de flujo del oleoducto condiciones climticas (calor o fro extremo) calidad de la energa suministrada, lo cual puede incrementar la

carga en el motor disponibilidad de combustible nmero de arranques o paradas de las unidades de bombeo a la

fecha

tiempo de operacin de la unidad de bombeo (horas de operacin)

EFECTIVIDAD


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La operacin exitosa del oleoducto siempre necesita de arreglosviables entre la eficiencia y la efectividad y los operadores debentrabajar constantemente dentro de las restricciones especificas. Porejemplo, el equipo que se necesita no siempre puede estar disponible,la tasa de flujo puede no coincidir con el pico del punto de eficienciade la unidad, las fallas en las comunicaciones pueden impedir que eloperador reciba informacin vital o los climas extremos puedenafectar el funcionamiento del equipo. Se deben tener en cuenta estasconsideraciones de tal forma que se puedan tomar decisionesefectivas con relacin a la unidad de bombeo. La eficiencia y laefectividad del equipo de bombeo pueden afectar a largo plazo, laoperacin e integridad del sistema del oleoducto completo.


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1. La efic iencia de la unida d d e bomb eo es med idaen t rminos de _____.a) cantidad de energa generada por la presin consumidab) balance del oleoducto: una tasa de flujo estable,

empaque uniforme de la tubera, volumen de entradaigual al volumen de salida

c) cantidad de presin generada por la energa consumidad) cantidad de flujo generado por una sola unidad de bombeo

2. La efectividad de la unidad de bom beo esdefinida en trminos de _____.a) cantidad de energa generada por la presin consumida

b) balance del oleoducto: una tasa de flujo estable, sincondiciones de empaquetamiento ni drenaje, convolmenes de entrada iguales a los volmenes de salida

c) cantidad de presin generada por la energa consumidad) cantidad de flujo generado por una sola unidad de bombeo

3. La efic ienc ia es el req uisito p rimo rd ial pa ra selecc ionar una unida d de bomb eo. Al selecc ionarunida des de b omb eo tomando co mo b asenic am ente la efic ienc ia, signific a que puedeselecc ionar unidad es de bo mb eo que _____.a) producen la presin que necesitab) tienen el punto ptimo de eficiencia muy cerca de la

tasa de flujo requerido en el oleoductoc) generan una tasa de flujo estable a lo largo del

oleoductod) crean un flujo uniforme con volmenes de entrada

iguales a los de salida

REPASO 2


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4. Si selec c iona las unida des de b omb eo tomandoc omo b ase nicam ente la efic ienc ia, puede q uetengaque a rranc ar una unida d de bom beo queproduzc am s presin d e la q ue nec esite, correr la bo mb a po r unc orto period o de tiemp o y luego p ararla p ara dejarque la p resin disminuya. Cu l sera la forma m sefectiva pa ra selecc ionar las unida des de bo mb eo?a) De un grupo de estaciones, seleccionar las unidades

de bombeo con menor eficiencia, de manera que engeneral, cumpla con los requerimientos de presin.

b) De un grupo de estaciones, seleccionar las unidadesde bombeo con mayor eficiencia, de manera que engeneral, cumpla con los requerimientos de presin.

c) Arrancar las unidades de bombeo para producir exceso depresin, luego parar la unidad de manera que la presindisminuya; repetir el proceso tantas vecescomo sea necesario.

d) ninguna de las anteriores

5. La efectivida d se c onvierte a una priorida dop erac ional c uando se a plic an c iertas cond ic iones.Cu l de las siguientes c ond iciones ap lic ara?a) densidad y viscosidad del fluido bombeadob) disponibilidad de caballos de potenciac) la tasa de flujo del oleoductod) todas las anteriores

Las respuestas se encuentran al final de este mdulo.


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El arrancar y parar unidades de bombeo afecta la presin y el flujo detodo el oleoducto. Los operadores deben estar familiarizados con losposibles efectos, tanto en la estacin como a lo largo de todo elsistema, los cuales pueden resultar de una unidad de bombeo prendida

o apagada.

Despus de esta seccin, estar en capacidad de cumplir el siguienteobjetivo. Identificar las consideraciones para arrancar o parar las bombas.

SECCION 3

ARRANQUE Y PARADA DE LAS UNIDADES DE BOMBEO

OBJETIVOS

INTRODUCCION


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Antes de que decida arrancar (o parar) una unidad de bombeo enparticular, debe considerar las implicaciones de este comando tantoen la estacin como en el oleoducto completo.

Antes de arrancar o parar una unidad de bombeo, es necesario analizarsi el arranque resultara o no en una violacin de alguno de los lmitesde operacin permisibles en la estacin. Se deben tener en cuenta lassiguientes preguntas: Caer la presin de succin por debajo del mnimo permisible? Exceder la presin de descarga o la presin de la caja de su lmite

respectivo? Operarn las unidades de bombeo a velocidades excesivas? Se disparara alguno de los artefactos de proteccin?

Figura 9

Una grfic a de l sistema de un oleoduc to q ue tiene una

Estac in GE op erand o c erc a d el lmite de a pa ga do po rsucc in y tam bin ce rc a d el lmite de a pa ga do de la p resin

de d esca rga .

Normalmente, la operacin no debe considerar el arranque de unaunidad de bombeo en una estacin tal como la Estacin GE, quemuestra presiones muy cerca a los lmites de operacin. La siguientesituacin ocurrira si los lmites fuesen ignorados y se arrancara unaunidad de bombeo.

1. Arrancar una unidad de bombeo GE4 - con 1515 caballos depotencia con el potencial para generar 136 psi (937 kPa)parael crudo de petroleo encontrado a travs de la estacin.

2. Una oleada de presin ocurrira si la unidad de velocidadfijas alcanza la velocidad mxima. Esta oleada de presintiene el potencial de afectar las presiones de succin ydescarga en la estacin.

EL EFECTO DEARRANCAR O PARAR

UNA UNIDAD DEBOMBEO

CONSIDERACIONES

EL EFECTO DEARRANCAR UNA

UNIDAD DE BOMBEO

CUANDO LASPRESIONES ESTAN

CERCA DE LOS LIMITES


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3. La unidad de bombeo GE1 se apagara por la baja succionque fue causada por la oleada de presin de arranque de GE4.La unidad de bombeo GE1 esta descargando 228 psi(1571kPa) antes de parar. La ganancia/prdida neta en la presinpara la estacin es -92 psi (-634 kPa). La presin diferencialde la estacin disminuira a 598 psi (4120 kPa) que en suturno podra reducir la presin de descarga a aproximadamente 668 psi (4602 kPa).

4. La tasa de flujo a travs de la estacin GE disminuira ycomo y aguas abajo reaccionen al cambio en la tasa de flujo debalances previos.

Analizar si el arranque o paro potencial de una unidad de bombeo

generara o no cambios en la tasa de flujo, los cuales podran resultaren una violacin de los siguientes lmites de operacion en lasestaciones aguas arriba o aguas abajo: lmites de presin lmites de energa lmites de proteccin de la unidad de bombeo

(vibracin alta, sobrevelocidad o sobrecorriente, etc.)

Evidentemente, cualquier cosa que afecte la tasa de flujo en una solaestacin afectar las secciones aguas arriba y aguas abajo en eloleoducto. Nosotros examinaremos los efectos de la situacin de laFigura 10 en ambos segmentos del oleoducto.

1. La disminucin en la tasa de flujo de la Estacin GE generarun empaque de lnea aguas arriba en la estacin GE.Las presiones aumentarn a medida que la la bombaconvierte el flujo disminuiolo a travs de las bombasaguas arriba a presin.

2. El aumento estimado en la presin de succin en la EstacinGE es de 70 psi (482 kPa). Esto representa un cambio en elgradiente hidrulico que exhibir una pendiente de incli-nacin menor a medida que la onda de la presin llega aguasarriba en la Estacin GC. La presin de descarga de laEstacin GC aumentar al igual que la succin. El diferencialde la Estacin GC permanecer aproximadamente en lomismo, con cambios en la presin que se reflejan nicamenteen los cambios de la tasa de flujo a travs de las bombas dela Estacin GC.

EL EFECTO DEARRANCAR OAPAGAR LA UNIDADDE BOMBEO EN ELDUCTO


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Una ruptura en el oleoducto puede ser disimulada por unaseparacin de la columna. El sistema del oleoducto es diseandopara permanecer en un estado de fluido. Cuando ocurre unaseparacin de columna, el oleoducto entrara en flujo bi-fsico.Habrn dos tasas diferentes asociadas con la seccin deloleoducto aguas arriba y aguas abajo de la separacin. Laprdida de la lnea ira disminuyendo desde el puntode separacin hasta la estacin aguas abajo, a medida de que elflujo es drenado desde la elevacin msalta . Este cambio en laprdida de lnea es usualmente asociado con cambios en ladensidad a medida de que el fluido se mueve a travs del sistema,cuando la presin de descarga de aguas arriba permaneceinvariable. Si ocurriera una fuga entre el punto de separacin y laestacin aguas abajo, este no se detectara por lo que el cambioen la prdida de la lnea no podra ser diferenciado del resultadode la separacin o una fuga en progreso.Recuerde que la separacin de una columna puede ser el resultadode una fuga, y por consiguiente, no puede ser tratada como unaoperacin normal del oleoducto. Se recomienda fuertemente quelas organizaciones que operan oleoductos, con cambios deelevacin severa o moderada, desarrollen estndares yprocedimientos que se refieran a la separacin de columna, talescomo el dispositivo disparador de la fuga con el requerimiento dela regla de los diez-minutos.

Cuando un oleoducto es sometido a continuas separaciones de

columna, los equipos, tales como tuberas y vlvulas, son afectadospor la erosin debido a la impulsin de burbujas de gas. La energaliberada a raz de los continuos cambios de estado, de gas a liquidoa gas, tiene la potencia para desgastar el equipo del oleoducto hastael punto de romperse debido a la fatiga del metal bajo las diferentespresiones de operacin normal. El resultado de la separacin decolumna tiene un verdadero impacto financiero en unaorganizacin, teniendo en cuenta que el equipo puede necesitar serreemplazado prematuramente antes de lo esperado.

El equipo de deteccin de fuga que es usado para trabajos enoleoductos son ptimos cuando el flujo permanece en estadolquido. Los datos reportados por la instrumentacin pueden llegara ser errneos, si estos son sujetos a reportar bajo condiciones fuera

de sus capacidades de diseo. Esta condicin potencialmentepuede ocasionar que el oleoducto se pare por una condicin de fugafalsa u ocasionar una situacin peor que sera el no reportar unafuga real cuando esta ocurre.

Esto nos ha enfocado a lo difcil de las operaciones, los aspectosfinancieros y el dao ambiental en potencia para ilustrar que unaoperacin en lnea apretada debe mantener presiones positivas sobrelas presiones de vapor liquido para evitar la consecuencia de unaseparacin de columna.Estas consideraciones sern discutidas ms a fondo en mdulosposteriores.


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1. Antes de emitir la orden d e a rranc ar o pa rar unaunidad d e bom beo , los efec tos en _____ y en ______se d eben tener en cuenta.a) la estacin y el sitio de inyeccinb) el sitio de inyeccin y el oleoducto completoc) la estacin y el oleoducto completod) ninguna de las anteriores

2. Antes de a rranca r una unidad de b ombeo,cua les de las siguientes preg unta s se d eb en te neren cuenta?a) resultar el arranque de una unidad de bombeo en la

violacin de alguno de los lmites de operacin

permisibles en la estacin ?b) excedern estos lmites las presiones de descarga o

de la caja?c) Iniciara cambios en la tasa de flujo el arranque o pare

de la unidad de bombeo, los cuales pueden resultaren una violacin de los lmites en las estacionesaguas arriba y aguas abajo?

d) todas las anteriores

3. Arranca r o pa rar una unidad de b ombeo, puedeinic ia r cam bios en la tasa d e flujo q ue pueden

violar cua l de los siguientes lmites de op erac in?a) lmites de presinb) lmites de energac) lmites de proteccin de la unidad de bombeod) todas las anteriores

Las respuestas se encuentran al final de este mdulo.

REPASO 3


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SECCION 4

OBJETIVOS

INTRODUCCIONEl modelo para hacer decisiones, descrito en el mdulo,PERSPECTIVA INTEGRAL DEL DUCTO, suministra al operadorun mtodo til para determinar los requerimientos de una bomba conrelacin al oleoducto entero, antes de tomar una accin. El modelopara hacer decisiones consiste de diferentes pasos: Reconocer la situacin, en particular, si necesita arrancar o parar

una unidad de bombeo. Interpretar la situacin. Establecer prioridades cuando existe ms de una situacin. Decidir la unidad de bombeo o la combinacin de unidades de

bombeo ms adecuada. Implementar la decisin: arranque o pare de bombas o

combinaciones. Hacer el monitoreo y evaluar los resultados del arranque o el pare

de la unidad de bombeo

La siguiente seccin del mdulo presenta un ejemplo al cual se leaplic el modelo para hacer de decisiones.

Despus de esta seccin, estar en capacidad de cumplir el siguienteobjetivo. Reconocer el valor del modelo para hacer decisiones al seleccionar

unidades de bombeo para obtener el mejor balance posible deloleoducto.

APLICACION DEL MODELO PARA HACERDECISIONES EN LA SELECCION

DE UNIDADES DE BOMBEO


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23:21:00 h Station Station Station StationA (psi)(kPa) B (psi)(kPa) C (psi)(kPa) D (psi)(kPa)

SPL -- 45 (310) 45 (310) 45 (310)DPL 700 (4823) 534 (3679) 625 (4306) --

--SP 99 (682) 156 (1095) 229 (1578) ---CP 449 (3094) 347 (2391) 559 (3851) -- -DP 449 (3094) 344 (2370) 556 (3831) -- -HP --- -- - --- 224 (1543)

FLOW OUT 23 223 (3692) 22 738 (3615) 22 839 (3631) ----

LNPK OUT 0 0 0 ----PCV 1.0 1.0 1.0 ----

UNIT V STOPPED STOPPED STOPPEDUNIT W RUNNING STOPPED STOPPEDUNIT X RUNNING RUNNING STOPPEDUNIT Y STOPPED ----- -- STOPPEDUNIT Z STOPPED ---- --- RUNNING

SU SETPOINT -- - 65 65 ---DP SETPOINT 450 554 620 -- -FL SETPOINT --- --- --- -- -HP SETPOINT --- --- --- 220

SPL: Suct ion Pressure Limi t DPL: Discharge Pressure Limi tSP: Suction Pressure CP: Case PressureDP: Discharge Pressure HP: Holding Pressure

SPL:

Limite de la Presinde Succin

DPL:

Limite de la Presinde Descarga

SP:

Presin de SuccinCP:

Presin de caja

DP:

Presin de Descarga

HP:

Presin Mantenida

Decidir mediante el empleo del modelo para la toma de decisiones,mostraremos cmo obtener la eficiencia y la efectividad en la seleccinde una unidad de bombeo.

Demostraremos y explicaremos el razonamiento para la seleccin de lasunidades de bombeo para aumentar la tasa de flujo para un oleoductobalanceado. Durante los 22 minutos, la tasa de flujo fue aumentadadesde 22 644 Bbl/hr a 27 047Bbl/hr (3600 m3/h a 4300 m3/h).La Figura 10 es una grfica digital del punto de partida.


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APLICACION DELMODULO PARA

HACERDECISIONES

Figura 10

Punto de Partida Rea lizada a la Hora 23:21El oleod ucto esta fluyend o b alanc ea da mente a una tasa d e 22 644 Bbl/hr

(3,600 m3/ h)


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RECONOCIMIENTO

INTERPRETACION

El Primer paso en el modelo para hacer decisiones es elreconocimiento de la situacin. En este caso, la tasa de flujo se debeaumentar de 22 644 Bbl/hr a 27 047 /bb (3600 m3/h a 4300 m3/h) paracumplir con los requerimientos de la programacin.

A continuacin, interprete los datos que tiene a la mano. Esteoleoducto con cuatro estaciones fue diseado para ser ms eficiente auna tasa de flujo de 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h). Para determinar qu tanta presin se necesita para crear una tasa de

flujo de 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h), calcule la prdida por friccinen el oleoducto entre las estaciones (presin de descarga aguasarriba menos la presin de succin aguas abajo). Debido a que latasa de flujo est incrementando, la prdida por friccin a la tasa

actual es irrelevante. La prdida por friccin puede ser calculada ala tasa de flujo deseada. Puesto que esto no puede ser determinadoa partir de las grficas digitales actuales o perfiles hidrulicos, sedebe utilizar la ecuacin de Darcy. De la ecuacin la prdida porfriccin en el oleoducto se determin como:Estacin A a la B 356 psi (2432 kPa)Estacin B a la C 221 psi (1523 kPs)Estacin C a la D 456 psi (3142 kPs)

La tasa de flujo mxima (capacidad) para este oleoducto es 29 563Bbl/hr (4700 m3/h). Debido a que la tasa de flujo es menor que sta27 047 Bbl/hr (4300 m3/h), el riesgo de operar en/o cerca de loslmites de presin permisibles es improbable.

Considere las unidades de bombeo disponibles. El tamao,velocidad y tasa de flujo ptimo (obtenidas de las curvas de labomba) para cada tipo de bomba son:

Unidades Tipo V Unidades de bombeo de 1500 hp (2010 kW)(110 psi @ 27 047 Bbl/hr (758 kPa @ 4300 m3/h) 1800 rpmy una tasa de flujo ptimo de 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h). Lasunidades de bombeo V (de 1500 hp (2010 kW) sern muyeficientes a la tasa de flujo de 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h)puesto que esta es su tasa de flujo ptimo. Tambin, estasunidades de bombeo sern ideales donde los requerimientosde presin (prdida por friccin en el oleoducto) sean de 110psi (758 kPa) o cuando sean usadas en combinacin con otras

bombas.Unidades Tipo W Unidades de bombeo de 2500 hp (3350 kW)(165 psi @ 27 047 Bbl/hr (1137 kPa @ 4300 m3/h),1800 rpm y una tasa de flujo ptimo de 27 047 Bbl/hr(4300 m3/h). Las unidades de bombeo W (de 2500 hp)sern muy eficientes a la tasa de flujo de 27 047 Bbl/hr(4300 m3/h) puesto que su tasa de flujo ptimo es 27 047 Bbl/hr(4300 m3/h). Tambin, estas unidades de bombeo sernideales donde los requerimientos de presin (prdida porfriccin en el oleoducto) sean de 165 psi (1137 kPa).


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PRIORIDAD

DECISION

Unidades Tipo X Unidades de bombeo de 2500 hp (3350 kW)(185 psi @ 27 047 Bbl/hr (1275 kPa @ 4300 m3/h), 1800 rpm yuna tasa de flujo ptimo de 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h)). Lasunidades de bombeo X (de 2500 hp (3350 kW)) no deben serutilizadas a una tasa de flujo de 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h). Estatasa supera la capacidad de flujo de esta unidad.

Unidades Tipo Y Unidades de bombeo de 4100 hp (5494 kW)(260 psi @ 27 047 Bbl/hr (1791 kPa @ 4300 m3/h) 1800 rpmy una tasa de flujo ptimo de 39 627 Bbl/hr (6300 m3/h)).Las unidades de bombeo Y (de 4100 hp (5494 kW)) seranmuy ineficientes a la tasa de flujo de 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h).Aun cuando la prdida por friccin en el oleoducto sea igual a laenerga de salida de estas unidades de bombeo

(240 psi (1654 kPa)), las usaremos nicamente como unltimo recurso.Unidades Tipo Z Unidades de bombeo de 5000 hp (6700 kW)

(330 psi @ 27 047 Bbl/hr (2274 kPa @ 4300 m3/h), 3600rpmy una tasa de flujo ptimo de 31 450 Bbl/hr (5000 m3/h)).Las unidades de bombeo Z (de 5000 hp (6700 kW)) seranmuy ineficientes a la tasa de flujo de 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h).La velocidad alta de estas unidades de bombeo (3600 rpm) lashace susceptibles de una vibracin alta a una tasa de flujo de 27047 Bbl/hr (4300 m3/h).

Cuando se reconocen diversas situaciones, es necesario decidir cualsituacin se va a tratar primero. En este ejemplo, sin embargo, haysolo una situacin, una tasa de flujo cambia desde 22 644 Bbl/hr hasta

27 047 Bbl/hr (3600 m3/h a 4300 m3/h). Por esta razn, no haynecesidad de hacer un anlisis de prioridad a las situaciones.

En el modelo para hacer decisiones, este paso involucra ladeterminacin del resultado final decidiendo qu accin tomar paracumplirlo.

El resultado final deseado es una tasa de flujo incrementada desde21 386 Bbl/hr hasta 27 047 /bb (3400 m3/h hasta 4300 m3/h).

Decidir sobre la accin a tomar involucra el anlisis de la unidad debombeo en trminos de su capacidad para funcionar de acuerdo conlas presentes necesidades. Mientras los requerimientos de presin

(prdida por friccin en el oleoducto) y la eficiencia de la unidad debombeo son las consideraciones primordiales cuando se seleccionanunidades de bombeo, hay otras consideraciones: disponibilidad,tamao o salida de las unidades de bombeo, presin permisible ylmites de potencia, el lenado en el oleoducto, elevacin y clima sonparte de la ecuacin.


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ESTACION A

ESTACION B

ESTACION C

IMPLEMENTAR

Las unidades de bombeo fueron seleccionadas as:En la Estacin A, es requerida una combinacin de unidades debombeo debido a que el requerimiento de la presin(367 psi (2529 kPa)) es mayor que la salida de cualquiera de lasunidades de bombeo. Se seleccionaron las unidades de bombeo V yY tomando como base primordial su combinacin de presin de salida(110 + 260 = 370 psi)(758 + 1791 = 2549 kPa). Aunque Y no es launidad de bombeo ms eficiente, no hay combinacin que genere lapresin requerida y sea tenga ms eficiente.

Si las unidades de bombeo fueron seleccionadas tomando como basenicamente la salida de presin, Y habra sido seleccionada. Sin

embargo, los requerimientos de presin pueden ser cumplidosutilizando una combinacin ms eficiente de las unidades de bombeo:V y W. Sus salidas de presin combinadas (110 + 165 = 275 psi)(758 + 1137 = 18 954 kPa) cumplen con los requerimientos de presinde 271 psi (1867 kPa) y es muy eficiente a 27 047 Bbl/hr(4300 m3/h).

Una combinacin de las unidades de bombeo se necesita en laEstacin C puesto a que los requerimientos de presin(419 psi (2887 kPa) es ms grande que la salida de cualquiera de lasunidades. Las unidades de bombeo W y Y son seleccionadasbasndoseprimordialmente en sus salidas de presin combinadas

(165 + 260 = 425 psi (1791 + 1137 = 2928 kPa)). A pesar de que Yno es la unidad de bombeo ms eficiente, no hay una combinacin delas unidades de bombeo que sea ms eficiente.

Una vez que se ha tomado la decisin, el prximo paso en el modelopara hacer decisiones es el implementar la decisin. En este ejemplo,hay dos formas diferentes para llevar a cabo el resultado final. Seilustrar una posibilidad para ejecutar los comandos necesarios queincrementen la tasa de flujo de 22 644 Bbl/hr a 27 047 /bb(3600 m3/h a 4300 m3/h),

ESTACION A Arrancar la unidad de bombeo Y Parar la unidad de bombeo X Arrancar la unidad de bombeo V Parar la unidad de bombeo W

Debido a que la tasa de flujo deseada de 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h) esmucho mayor para la unidad de bombeo X, es necesario pararla antesde que la tasa de flujo se incremente.

No hay garanta de que la unidad requerida para arrancar, arrancar entodo momento. Por lo tanto, cuando cambie de una unidad de bombeoa otra, primero arranque una unidad de bombeo y despus pare la otraunidad de bombeo de tal forma que se asegure que la presinrequerida es generada primero.


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ESTACION B Arrancar la unidad de bombeo V Arrancar la unidad de bombeo W Parar la unidad de bombeo W

ESTACION C Arrancar la unidad de bombeo W Arrancar la unidad de bombeo Y

Parar la unidad de bombeo Z

El paso final en el modelo para hacer decisiones es el desupervisar y evaluar el resultado de las acciones. En la Figura 11 hayuna grfica digital del oleoducto 22 minutos despus de la situacininicial. La tasa de flujo requerida en las tres estaciones ha sidoalcanzada.

Debido a que este balance es medido en trmino de los cambios en eltiempo, basndonos en est nica grfica, nosotros no podemosdeterminar si el oleoducto esta en un estado de balance. Para lospropsitos de nuestro ejemplo, asumiremos que el oleoducto estabalanceado.

Figura 11

El Resulta do Final a la hora 23:43El oleod ucto fue b alancea do a una tasa de flujo d e

29 563 Bb l/hr(4300 m3/ h) en 22 minuto s.

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MONITOREO

23:43:00 hs. Station A(psi)(kPa) Station B(psi)(kPa) Station C(psi)(kPa) Station D(psi)(kPa)

SPL 45 (310) 45 (310) 45 (310)DPL 700 (4823) 534 (3679) 625 (4306) --

SP 85 (586) 99 (682) 147 (1013) ---CP 452 (3114) 370 (2549) 566 (3899) ---DP 452 (3114) 368 (2535) 566 (3899) ---

HP 104(717)FLOW OUT 27 670 (4399) 27 487 (4370) 29 450 (4682)LNPK OUT 0 0 0PCV 1.0 1.0 1.0

UNIT V RUNNING RUNNING STOPPED STOPPEDUNIT W STOPPED RUNNING RUNNINGUNIT X STOPPED STOPPED STOPPEDUNIT Y RUNNING --- ---- RUNNINGUNIT Z STOPPED --- ---- STOPPED

SU SETPOINT --- 100 135 -- -DP SETPOINT 485 554 620 -- -FL SETPOINT --- -- - --- -- -HP SETPOINT --- -- - --- 100


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EVALUACION DECAMBIOS

El ejercicio comenz con el oleoducto fluyendo a 22 644 Bbl/hr(3600 m3/h) y aument hasta 27 047 Bbl/hr (4300 m3/h). El oleoducto tiene ahora una tasa de flujo balanceada de

27 047 Bbl/hr (4300 m3/h). Las unidades de bombeo inicialmente en operacin no produjeron

la suficiente presin y sern ineficientes a una tasa de flujo mayor.El objetivo principal al seleccionar las unidades de bombeo es el deoperar cada unidad lo ms cerca de su eficiencia mxima como seaposible mientras mantienen la tasa de flujo requerido. En esteejemplo, las unidades de bombeo en las tres estaciones fueronseleccionadas por eficiencia.El criterio de la efectividad no fue considerado porque las

condiciones de operacin eran ideales (lo cual no se da en lasoperaciones reales de los oleoductos).

Sin embargo, la eficiencia y la efectividad deben ser las condicionesprincipales en cualquier proceso de seleccin de unidades de bombeo.


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SECCION 1 - PERDIDA POR FRICCION EN EL OLEODUCTO La prdida por friccin en el oleoducto es la diferencia entre la

presin de descarga aguas abajo y la presin de succin aguasarriba en la prxima estacin de bombeo. La cantidad de prdidapor friccin (prdida de energa) entre las estaciones depende de latasa de flujo, la dimensin de la tubera y las caractersticas delfluido.

SECCION 2 - SELECCION DE LAS UNIDADES DE BOMBEO Antes de seleccionar las unidades de bombeo, tmese un momento

para analizar el llenado del oleoducto, la topografa, la dimensinde la tubera y los datos histricos.

El objetivo principal en la seleccin de la unidad de bombeo es elde operar las bombas lo ms cercano posible a sus eficienciasmximas.

La eficiencia de la unidad de bombeo puede ser descrita al analizarla mayor presin producida con respecto a la energa consumida.Cuando la bomba esta operando en el punto de eficiencia ptimo enla curva de la bomba, significa que est operando con eficiencia.

La efectividad de la Unidad de Bombeo se mide en trminos delbalance en el ducto: Tasa de flujo estable no mostrando condicionesde empacamiento ni drenaje y un empaque parejo a travs del ducto.

SECCION 3 - ARRANQUE Y PARADA DE LAS UNIDADES DE

BOMBEO Las unidades de bombeo deben ser seleccionadas para funcionar alargo plazo.

Antes de arrancar o parar una unidad, considere las implicacionesen la estacin y para todo el oleoducto.

SECCION 4 - APLICAC ION DEL MODELO PARA LA TOMA DE

DECISIONES AL SELECCIONAR UNA UNIDAD DE BOMBEO El modelo para la toma de decisiones se compone de diferentes

pasos:- reconozca- interprete

- de prioridad- decida- implemente- haga el monitrear- evale

PROGRAMA DE CAPACITACION PARA LA OPERACION DE OLEODUCTO

SUMARIO


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GLOSARIObalanceun balance en el oleoducto posee tres caractersticas esenciales:

- una tasa simple del punto de injeccin al punto de entregas

- empacamiento uniforme a travs del oleoducto

- un volumen aprximadamente igual entrando y saliendo el

oleoducto.

Una cuarta caracterstica no es crtica para crear un estado balanceado,

pero es deseable: presin diferencial de la estacion igual a la prida por

friccin entre esa estacin y la prxima estacin de bombeo agua abajo.

control

la imposicin de lmites operacionales temporales del oleoducto.Condiciones podrian existir cuando la eficiencia y efectividad de la

unidad seleccionada no puede alcanzar el Balance del Oleoducto. En

este caso el control debe ser aplicado.

efectividad

medida en terminos de oleoductos del balance en el oleducto: tasa de

flujo estable, volumen en iguales salidas de volumen, y un constante

empaque en el oleoducto. (pg. 15)

eficiencia

producir lo msde presin por la energa consumida. Esta toma lugar

cuando las bombas se encuentran a su mxima punto de eficiencia en la

curva de bomba. (pg. 14)

prdida por friccin en el oleoducto

La diferencia entre la presin de descarga agua arriba y la presin de

succin agua abajo. La cantidad de energa perdida entre las

estaciones depende de la velocidad de flujo, el tamao de la tubera, y

las caractersticas de fluido. (pg. 4)


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RESPUESTAS REPASO 1 REPASO 2 REPASO 31. b 1. c 1. c

2. a 2. b 2. d

3. a 3. b 3. d

4. a 4. b

5. c 5. d

6. b

7. c


41/42

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Factores de conversin:


APENDICE AVariable indicadas en las Unidades Para Convertir a Multiplicar por grficas de los mdulos

Cabeza/Elevacin Pies Metros 0.3048

Distancia Millas Kilmetetros 1.609

Flujo m3/h Bbl/ hr 6.29

Presin psi kPa 6.89

Presin psi kgf/cm2 7.042E-2


42/42


Resuelva Problema

defina el problema identifi que causas posibles

determine causas probables verif ique causas probables

Regla de 10 Minutos defina el problema identifi que causas posibles

determine causas probables verif ique causas probables

Evalue Solucin

3 activadoreso mas

NO

SI

APAGADO

activadorpor

ruptura?

Reconozca Situacin cambio de tendencia cambio repentino

Monitorear Solucin

problemas potenciales real vs. esperada

Implemente Solucin

anticipe problemas potenciales ensaye paso implemente

Decida Solucin

defina resultado genere acciones escoga la mejor alternativa

causaconocida?

Prioritice Situacin magnitud proximidad

cambio

Interprete Situacin causa conocida

problema potencial oportunidad potencial

NOSI

SISI

NO

SINO

NO

requereapagado?

Causa del

problema

determinado

en 10 min?

APENDICE B MODELO PARALA TOMA DE DECISIONES

Seleccion de Las Unidades de Bombeo

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