CURSO BÁSICO OPERADORES DE FACILIDAD

5/9/2018 CURSO BÁSICO OPERADORES DE FACILIDAD - slidepdf.com

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POZO

PETRÓLEO CRUDO

GAS

PETRÓLEO

HACIA PLANTADE GAS

HACIAREFINERÍA

METANO COMBUSTIBLEETANO PETROQUÍMICA

FERTILIZANTES

LPG – PROPANO – COMBUSTIBLE - DISOLVENTEBUTANO - COMBUSTIBLE

GASOLINA NATURAL COMBUSTIBLEDISOLVENTES

GASESGASOLINADISOLVENTESKEROSENEBASES PETROQUÍMICASLUBRICANTESPARAFINASCOMBUSTIBLES

CERASDIESELASFALTOS

CURSO BÁSICO PARA OPERADORES DE FACILIDADES DE SUPERFICIE

1. GENERALIDADESEl petróleo es una mezcla de hidrocarburos e impurezas, entre las cuales se encuentran compuesorgánicos de azufre, oxígeno y nitrógeno.

La composición elemental del petróleo es:Carbono de 83 a 87 % (masa / masa)Hidrógeno de 1,4 al 4 % ( masa / masa)Impurezas de 0,5 a 5,0 % (masa / masa)

Se han encontrado en el petróleo, hidrocarburos desde C1 (molécula de un átomo de carbono) a C(molécula de ochenta átomos de carbono).

Comúnmente en la industria petrolera, al petróleo se le denomina "Crudo". Los crudos por lo general presentan reactividad química, pero sin embargo, en algunos casos son salados o ácidos (agrios) por

presencia de las impurezas de sal, o compuestos de azufre, oxígeno o nitrógeno. En la figura 1.1pueden apreciar sus derivados primarios

FIGURA 1.1 EL PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS PRIMARIOS

La propiedad mas importante y por la cual prácticamente se le caracteriza, es la gravedad A(American Petroleum Institute). Esta es un indicador de la densidad y de la calidad del crudo. A ma



Gravedad API, mayor será su valor. Existen otros factores que inciden en su precio como el contende azufre, parafinas y metales pesados, pero el factor predominante es su Gravedad API.

Gravedad API (ºAPI) = (141.5 / Gravedad Especifica) – 131.5

La gravedad específica es una propiedad del crudo y es la relación entre su densidad (crudo) y

densidad del agua. Sustancias con gravedad específica mayor que 1 son mas pesadas que el agua y menores que uno son menos densas que el agua. Densidad es otra propiedad del crudo y se define cola masa por unidad de volumen. La densidad del agua pura es de 62.4 Lb/Ft3 o 8.33 Lb/gal. Ldensidades de los crudos están normalmente entre 50 y 55 Lb/Ft 3.

En función de la ecuación anterior, se acostumbra clasificar los crudos de la siguiente manera:

Livianos ºAPI > = 25Medios 15 < = ºAPI < 25Pesados ºAPI < 15Otras propiedades importantes son la viscosidad y su capacidad de contener gas en solución como u

función de la temperatura y la presión. La viscosidad es una característica de los fluidos, relacioncon su facilidad a deformarse cuando se le aplica un esfuerzo cortante. La unidad práctica escentipoise (cp) y su unidad absoluta es Lb/Ft s.

Bases de crudosLas series de hidrocarburos presentes en el petróleo, le dan a cada uno de ellos características especiapara la producción de determinados productos, de tal manera que se dice que los crudos se puedclasificar por la calidad predominante que le confiere cada sede de hidrocarburos, en la forma siguient

- Crudos de base parafínica (alcanos)- Crudos de base nafténica (alquenos)- Crudos de base aromática (cíclicos)- Crudos de base asfáltica (heterocíclicos)- Crudos de base intermedia (mezcla de las bases anteriores, sin predominio de ninguna de ellas).

DensidadPor lo general los crudos son más livianos que el agua (crudos livianos y medianos) y algunos son m"pesados" que el agua (crudos pesados y extrapesados). En términos numéricos se habla de un intervde densidad desde 0,75 a 1,1 Kg/l, lo cual equivale en grados API a un intervalo de 57,2 a 3,0 grados.

La gravedad API no es aditiva, para calcular su valor en una mezcla es necesario convertir los gradAPI de los componentes de la mezcla en gravedades específicas, las cuales sí se pueden sumar yresultado convertirlo de nuevo en grados API. Hay tablas de conversión que facilitan la operación.

La viscosidad de un crudo es su resistencia a deslizarse sobre sí mismo; ella da una idea de la capacidde fluir a través de un espacio confinado (oleoducto), y la de formar una película lubricante paradeslizamiento de partes metálicas entro sí. La unidad en el sistema internacional es el poise (p), quela fuerza en dinas que hay que suministrar a una lámina de líquido de 1 CM2 para que se desplace un sobre una lámina igual del mismo líquido, a una velocidad de 1 cm por seg. El submúltiplo mutilizado es el centipoise 0,01 poise (cp).



Contenido de azufreLa cantidad de azufre contenida en un crudo es importante porque es responsable del efecto corrosivolos crudos y sus productos, en equipos de refinería y sistemas. Así, la presencia del azufre en las naf(producto intermedio para la producción de gasolinas) que alimentan las plantas de reformación,

perjudicial porque inactiva a los catalizadores.La gasolina sulfurosa además de atacar el sistema de combustión de los automóviles y al motcontamina la atmósfera con los productos de la combustión ("Lluvia ácida").

Intervalo de destilación: Indica los intervalos de temperatura en los cuales se separan las fracciones yproporción de las cantidades en que estas fracciones están presentes en el crudo.

Contenido de agua y sedimento

Es un indicador del grado de suciedad por la presencia de agua y otros materiales. Contenido de sal se limita solamente a la presencia de NaCl, sino de todas las sales, pero que se interpreta en términosNaCl.

Es indeseable la presencia de sales por su tendencia a cristalizar y obstruir los tubos conductores líquidos, además al calentarse se descomponen haciéndose corrosivas

Puntos de fluidez: Definido como la temperatura mínima en la cual el material fluye, depende decomposición del crudo.

Los hidrocarburos en estado gaseoso poseen un comportamiento similar a cualquier gas, sin embarhay que tener en cuenta que algunos de ellos cambian de liquido a gas o de gas a liquido con pequevariaciones de temperatura y presión.

El gas que se produce asociado con el petróleo, se le conoce como GAS NATURAL ASOCIADCuando el gas es producido solamente como gas, lo llamamos GAS NATURAL. Cuando los anteriotienen hidrocarburos licuables para producir propano y butano líquidos al igual que gasolina natural,denomina GAS HÚMEDO. Al gas que se le han retirado los hidrocarburos licuables, se le denomGAS SECO.

1.1 UNIDADES Y CONVERSIONES

1.1.1 MAGNITUDSe puede definir magnitud como algo que se puede cuantificar o medir. Cuantificar una magnisignifica compararla con un patrón o referencia, conocido como UNIDAD. Por ejemplo, al decir qun cuerpo tiene 10 metros de longitud, significa que es 10 veces mas largo que la unidad patrón qsería un metro. Las magnitudes pueden ser PRIMARIAS o SECUNDARIAS. Las primarias conocidas también como DIMENSIONES y son aquellas básicas que dan origen a las secundariEjemplo de magnitudes primarias La masa, la longitud, el tiempo. Como se observa, estas no se pueddividir en otras. Las secundarias, se definen siempre en función de las primarias, es decir la agrupacde primarias, forman las secundarias. Ejemplo de secundarias la velocidad, presión, aceleración, etc.



1.1.2 UNIDADEs un valor, cantidad o magnitud en términos de cualquier otro valor, cantidad o magnitud.

1.1.3 SISTEMA DE UNIDADESUn sistema de unidades es básicamente un conjunto de magnitudes fundamentales o primarias, con cuales se pueden definir las magnitudes secundarias. Existen dos sistemas básicos, el Sistema métric

Internacional, el cual se basa en el metro y el Kilogramo; y el Sistema Inglés, que se basa en la pulgay la Libra.

Sistema Internacional Sistema Inglés

Magn. Primarias masa(m), longitud(l), tiempo(t) masa(m), longitud(l), tiempo

Unidades Básicas Kilogramo, metro, segundo Libra, pie, segundo

Unid. mas usadas Masa Kg LibraLongitud mt, cm, Km Ft, Pulg., milla

Tiempo s, día, hora s, día, horaVelocidad mt/s, Km/h Ft/s, millas/hVolúmen m3, c.c, lt bbls, ft3, galCaudal m3 /día, lt/h bbls/día, ft3 /día, gal/minFuerza Newton (Kg m/s2) Lbf(librafuerza)Presión Kpa (KN/m2), Mpa Lbf / pulg2 (Psi)Densidad() gr/c.c Lb/Ft3, Lb/galTemperatura ºC ºFViscosidad mPa s cp (centipoise)Trabajo joules lbf FtÁrea mt2, cm2, Km2 pulg2 , Ft2

Diámetro cm pulg.Potencia N m/s (Joule/s) Ft Lbf/s

1.1.4 ALGUNAS EQUIVALENCIAS ENTRE SISTEMAS

1 Lb = 0.454 Kg 1 Ft = 12 pulg. = 30.48 cm 1 bbl = 5.615 ft3 = 0.189 m3

1 Ft3 = 1728 pulg3 = 0.0283 m3 1 barril = 42 gal

1 gal/min = 3.875 lt /min 1 Lbf = 4.457 Newton 1 Lbf / pulg2.(Psi) = 6.905 Kpa

1 atm = 14.7 1(Psi) = 101.5 Kpa 1 cp = 1 mPa s

1 lbf/Ft = 1.359 joules 1 gr/c.c = 62.4 Lb/Ft3 = 8.33 Lb/gal

1 watt = 1 Joule/s = 1 N m/s = 0.0013 hp

1.2 TIPOS DE FLUJOEl método más común para el transporte de fluidos es a través de tuberías. Las tuberías de secccircular son las más frecuentes, por que ofrecen mayor resistencia estructural y mayor secctransversal para el mismo perímetro exterior de cualquier otra forma de conducción de fluidos.



El flujo a través de tuberías está regido por ciertas variables de cuyas magnitudes dependerá el diseñolas tuberías requeridas en cada caso.Al flujo se oponen fuerzas contrarias como son la fricción del fluido contra las paredes de la tubería qlo contiene y la fricción entre las partículas del mismo fluido; estas razones junto con las pérdidocasionadas por accesorios son las responsables de las pérdidas de presión a lo largo de sistemas tuberías. Dentro del flujo de fluidos a través de tubería podemos considerar dos tipos

comportamiento o régimen, el laminar y el turbulento. Las investigaciones de Osborne Reynolds hdemostrado que el régimen de flujo en tuberías (laminar o turbulento), depende del diámetro detubería, de la densidad y de la viscosidad del fluido, lo mismo que la velocidad de flujo. El vanumérico de estas cuatro variables es adimensional y es conocido como Número de Reynolds.

Número de Reynolds (Re) = d V / ; (CENTISTOKES) = (Centipoises) / (gr./c.c)= d V /

d = Diámetro Interno de la Tubería (pulg) = Viscosidad cinemática (Ft2 / s) = Densidad del fluido (Lb/Ft3)

= Viscosidad Absoluta (centipoises - cp)V = Velocidad (Ft/s)Q = Caudal en barriles por hora

Re = 35. 4 Q * / (d * )

El número de Reynolds es la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas. Un númeroReynolds crítico distingue entre los diferentes regímenes de flujo, tales como laminar (si es que menor a 2000), o turbulento (si es mayor a 4000) en tuberías, en la capa límite, o alrededor de objesumergidos. El valor particular depende de la situación. Es un número adimensional que indica el gra

de turbulencia de un fluido.

1.2.1 FLUJO LAMINAREs un tipo flujo que se genera a velocidades bajas donde las capas de fluido se mantienen ordenadaparalelas. El desplazamiento dentro de una tubería se lleva a cabo en capas cilíndricas concéntricexistiendo una velocidad máxima en el centro de estas capas y una velocidad mínima en proximidades de la tubería. Esto genere un perfil de flujo parabólico.

Si Re (número de Reynolds)< = 2000, se considera régimen de flujo laminar.

EJE DETUBERÍA

V max.

V min.



1.2.2 FLUJO TURBULENTOEn este tipo de flujo, hay movimiento irregular e indeterminado de las partículas de flujo. El perfilflujo en cuanto a velocidades es mas uniforme que en el régimen laminar.

Si Re (número de Reynolds)> 4000, El régimen de flujo es turbulento.

Para valores de número de Reynolds entre 2000 y 4000 el régimen de flujo se encuentra en una zocrítica, donde dicho régimen se vuelve impredecible, pudiendo ser laminar, turbulento o de transicidependiendo de la variación de muchas condiciones.

1.2.3 VELOCIDAD CRITICAEs aquella en la cual se inicia el rompimiento del flujo laminar para convertirse en flujo turbulento.

Ejemplo:Calcular el numero de Reynolds para un aceite de 30 ºAPI a 60 ºF, que fluye por una tubería de acerocarbón con un diámetro nominal de 12 Pulg., Schedule 30. El aceite tiene una viscosidad de 12.5 cfluye un caudal de 1900 barriles por hora.

Usando tablas de espesores de tubería, se encuentra su diámetro externo real, su espesor paraschedule indicado (40) y por consiguiente su diámetro interno. Para este caso es de 12.09 Pulgadas.

d = 12.09 Pulgadas (Tablas de espesores de acero al carbón de acuerdo a su schedule)

141.5Gravedad específica (G.E) = ______________________

131.5 + ºAPI

G.E = 0.876

(aceite) (aceite)Como G.E = ___________ = ______________ , entonces (aceite)= G.E * 62.4 Lb/Ft3 (Aceite)

(agua) 62.4 Lb/Ft3

(aceite) = 0.876 * 62.4 Lb/Ft3 = 54.6 Lb/Ft3

Finalmente, reemplazando en la fórmula:

Re = 35. 4 Q * / (d * ) = 35.4 * 1900 * 54.6 /(12.09 * 12.5)

EJE DETUBERÍA

Perfilde

Velocidad



Re = 24300 lo que indica un FLUJO TURBULENTO

1.3 CALCULO DE CAUDAL DE CRUDOLas variables que determinan el flujo a través de tuberías para petróleo son:Presión de flujo.

Viscosidad del fluido.Longitud de tubería requerida.Velocidad lineal promedia del flujo a través de la tubería.Gravedad específica del crudo.Diámetro interno de tubería.

Para el caso de flujo laminar, es bastante común la ecuación de POISEUILLE

P = Caída de presión entre dos sitios de la línea (Psi). = Viscosidad absoluta del crudo en centipoises (cp)L = Longitud de la tubería entre dos sitios de la línea donde se evalúa la caída de presión.V = Velocidad lineal promedia del flujo a través de la tubería (Ft/s).S = Gravedad específica del crudoD = Diámetro interno de la tubería (pulg)

Para flujo Turbulento, se utiliza con frecuencia la fórmula de FANNING

Q = Caudal (gal/min)F = Factor de fricción (D V S / ).P = Caída de presión entre dos sitios de la línea (Psi).L = Longitud de la tubería entre dos sitios de la línea donde se evalúa la caída de presión.V = Velocidad lineal promedia del flujo a través de la tubería (Ft/s).

S = Gravedad específica del crudoD = Diámetro interno de la tubería (pulg)

1.4 CALCULO DE CAUDAL DE GASLas variables que determinan el flujo a través de tuberías para gas son:Presión de flujo.Temperatura de flujo.Longitud de tubería requerida.Caudal a condiciones de temperatura y presión existentes.

0.000668 L VP = -------------------------

D2 S

0.323 F L S V2 P = -------------------------

D

0.0538 F L S Q2

P = -------------------------D5



Gravedad específica del gas.Diámetro interno de tubería.

Para el cálculo de gas es de gran utilidad la fórmula propuesta por Thomas R Weymouth

Q = Caudal en Millones de Pies cúbicos por día, medidos a To y a Po.d = Diámetro interno de la tubería (Pulg.)L = Longitud de la tubería (millas)G = Gravedad específica del gas (Aire =1.0).

T = Temperatura absoluta a la cual el gas fluye en la tubería (ºR = ºF + 460)To = Temperatura absoluta base (generalmente 520 ºR = 60ºF)Po = Presión absoluta base, generalmente 14.7 PsiaP1 = Presión absoluta punto aguas arriba o extremo inicial (Psia).P2 = Presión absoluta punto aguas abajo o extremo final (Psia).

1.5 ELECTRICIDAD BASICAToda la materia esta hecha de átomos los cuales son pequeñísimas esferas que tienen un núcleo de carpositiva y un cascarón de varias capas de electrones que giran muy rápidamente alrededor del núcletienen carga negativa. La cantidad de carga positiva y negativa son iguales entre si, por lo tanto tienen carga de sobra. Se dice entonces que los átomos son de carga neutra.

Los materiales sólidos mantienen su forma debido a que los átomos están compartiendo algunos de electrones de la periferia. Esto se denomina enlaces covalentes. En los enlaces de los metales, no todlos electrones de la capa exterior forman parte de los enlaces, quedando así algún o algunos electro“libres”. No quiere esto decir que los metales tienen mas carga negativa que positiva, sino que en electrones exteriores hay algunos que no forman parte de los enlaces.

Estos electrones libres se puede hacerlos mover, lo que se denomina electricidad. Una batería o una pes una fuente de electricidad de valor continuo o corriente continua. Al conectar una batería a un mesaltan chispas. La batería tiene muchos electrones libres que son empujados desde el borne negatipasando por el metal, haciendo mover los electrones hacia el positivo de la batería. Al hacer pasar

electricidad por un metal o por un cable solo sin ningún otro aparato se produce un “corto circuiporque no tiene donde convertirse en calor o movimiento, y calienta inmediatamente al metal o el cabl

Los electrones al moverse en un cable o un metal lo hacen a la velocidad de la luz que es de 300.0kilómetros por segundo. Cuando en vez de conectar un metal o un cable, conectamos una resistencia,no se produce corto circuito porque los electrones al moverse van a calentar la resistencia. Aunque electrones se mueven del borne negativo al positivo, se ha convenido decir que la corriente va positivo al negativo

1/2

To (P12 – P2

2)Q = 0.4338 ---------- d 8/3 ----------------------------

Po G T L



La Ley de OHMCuando fluyen los electrones por una resistencia, la cantidad de electrones que pasan a través de ecada segundo de tiempo se define como “corriente” y se mide en “Amperios”, o si es muy pequeña,milésimas de amperio o “miliamperios”. La cualidad de la resistencia de oponerse a que pasen tanelectrones se denomina “resistencia” y se mide en “ohmios”. Si es grande, se usan “kilo -ohmios” qson miles, o “mega-ohmios” que son millones. El paso de los electrones por la r esistencia hace que h

una diferencia de potencial como cuando se restringe el paso de un liquido por una obstrucción en utubería y se produce una presión diferencial, se denomina “Voltaje” y se mide en “voltios” y se utambién “milivoltios” para milésimas o “kilovoltios” para miles de voltios. La ley de ohm relacionadiferencia de potencial (voltaje), cantidad de electrones por segundo (corriente) y resistencia así:

V = I x R

Donde V es el voltaje que hay entre los extremos de la resistencia, I la corriente que pasa por dentroella, y R el valor de la resistencia.

Estas apreciaciones son muy importantes pues tendemos a confundir corriente con voltaje. Dicho de oforma, para medir el voltaje, debemos conectar el medidor entre los dos extremos de la resistenciapara medir su corriente, debemos cortar uno de los extremos de la resistencia y colocar el mediduniendo los extremos cortados con el medidor.

Veamos el siguiente dibujo donde tenemos la fuente de voltaje conectada a la resistencia, y los aparade medición para medir su voltaje y corriente.

IR

V

Batería



Se puede deducir de la ley de ohm que la resistencia y no la batería es la que define cuanta corriente vpasar por la resistencia, pues con diferentes resistencias la corriente es diferente. Que el voltaje lo defla batería, pues con diferentes resistencias siempre vamos a tener el mismo voltaje.

Como los medidores de voltaje y corriente no deben afectar el funcionamiento del circuito, voltímetro debe tener resistencia infinita (equivale a circuito abierto o desconectado), y un amperímedebe tener resistencia cero. (equivale a un corto circuito)¿Que pasa con la corriente si la resistencia de la figura anterior tiene un valor cero?Aplicando la ley de ohm:

I = V / R

Es un corto circuito.

Circuito serieLa conexión más simple que tenemos en el ejemplo de una resistencia conectada a una batería denomina circuito. Circuito es el conjunto de elementos por donde circula la corriente. Hagamossiguiente circuito: conectemos dos resistencias de diferente valor una a continuación de la otra comoindica la figura

En la figura calculemos los voltajes V1 y V2:

V1 = I x R1 V2 = I x R2.

Como V = V1 + V2, la resistencia total será:

+

_

+

R1

Baterí

R2

I

V1

V2

+

_

0

V I



Rt = V / I = (V1 + V2) / I

O sea ((I x R1) + (I x R2)) / I. Por tanto Rt = R1 + R2.Observamos que en un circuito serie, los voltajes se suman, las corrientes a través de cada una de resistencias es la misma, por tanto la resistencia equivalente es la suma de sus componentes.

Circuito paraleloObservando la siguiente figura , tenemos un circuito paralelo donde los extremos de las resistencias RR2 están conectadas directamente a la batería.

Calculemos las corrientes: I1 = V / R1 I2 = V / R2La corriente total que sale de la batería It es la suma de las dos corrientes I1 + I2.

La resistencia equivalente de estas dos resistencias será Rt = V / It

Despejando de:

Si los valores de resistencia son iguales entre si, la resistencia equivalente es la mitad de cada unaellas. Dicho de otra forma, cuando se conectan resistencias en paralelo, la resistencia equivalentemenor a sus componentes. Si son mas de 2 resistencias en paralelo, la resistencia equivalente será:

R1 I2 R2I1

It

Circuito paralelo

V



Corriente alternaSi la polaridad de la batería la hacemos cambiar de un sentido al contrario muchas veces por segundoproduce la corriente alterna. Observe en la siguiente figura donde aparece una onda sinusoidal, porqtiene la forma de una onda seno.

Onda Sinusoidal

En la corriente alterna el voltaje empieza en cero, va aumentando con el positivo hacia arriba, llega a máximo, y empieza a disminuir pasando por cero, invirtiendo su polaridad, y empezando a aumentar

sentido negativo hasta llegar a un máximo (negativo) y empieza a disminuir hasta llegar a cero. Eciclo se repite 60 veces por segundo en la distribución eléctrica domiciliaria. En la práctica esta clasecorriente se produce con generadores especialmente diseñados para producir esta clase de onda.

La manera más fácil de producirla es en forma “Trifásica” en la cual se producen en tres cabdiferentes la forma de la figuraanterior pero desplazadas en el tiempo 120 grados. En la corriente altelos electrones también se mueven a la velocidad de la luz. Lo que pasa es que el generador los obligdesplazarse en un sentido y luego en el otro.En la figura se observan las posiciones de las fases con respecto al tiempo. Haga de cuenta que la figrota con respecto al centro 60 veces por segundo. Cada vez que una de las flechas pase por la vertihacia arriba, se produce el valor mas alto de su voltaje, mientras una de las otras dos vandisminuyendo o aumentando. Al llegar a la vertical hacia abajo, obtiene su voltaje mas bajo, y sucesivamente. El voltaje de cada flecha con respecto al centro es el voltaje de línea, y el voltaje enpuntas de flecha es el voltaje de fase. Si llamamos Vf el voltaje de fase y Vl el de línea, entonces elestán relacionados por la siguiente relación:

Vf = Vl x √3

R

ST

Fases de la trifásica



Cuando se dice que un voltaje trifásico es de 220 V, el voltaje de línea será de 127 V que es lo qtenemos en el Parque Industrial, y no 110 V como estamos acostumbrados a decir. (Nota: la rcuadrada de 3 es 1,732). En la siguiente figura se observa la onda trifásica.

Onda Trifásica

En las instalaciones eléctricas tenemos 4 cables donde se ven representadas estas letras. El punto cenes el neutro. Cada voltaje de línea con respecto al neutro es una corriente monofásica. El neutro espunto de cero voltaje, y es nuestra protección pues es donde podemos tocar sin ningún peligro. A epunto se le llama “Tierra” pues se puede conectar físicamente a la tierra.

Nunca debemos tocar los conductores o cables cuando están conectados a la corriente domiciliapues nuestros cuerpos tienen una resistencia de unos kilo-ohmios, haciendo que del cable pase pla resistencia del cuerpo una corriente lo suficientemente grande para matarnos. Con miliamperios podemos morir. La resistencia del cuerpo varia con la humedad del sudor. Con las mansecas, nuestra resistencia es mas elevada, y es posible que ni sintamos el efecto del corrientazo. Pero clas manos sudorosas puede haber peligro de muerte.

Es por esto que debemos hacer los tomacorrientes con conectores hembra y el cable que conectamos tenga un conector macho. Una extensión por lo tanto debe ser de conector macho donde se conecta atoma, y hembra por donde va a salir la corriente, pues si al contrario, corremos el peligro electrocutarnos.

Carga estáticaPor acción del viento se producen acumulaciones de electrones en las nubes a tal punto que puedacumularse varios millones de voltios con respecto a la tierra. Se denomina estática, pues la acumulacino tiene movimiento. Cuando el aire está húmedo por causa de la lluvia, se produce un camino fácil plos electrones moverse a la tierra, se producen los rayos de las tormentas. Por esta razón se construylos pararrayos, para que este camino sea más fácil por él. Las masas grandes de metal si están aisladdel piso, también pueden adquirir cargas estáticas. Ocurre con los separadores, camiones, tanques, eEs por esto que debemos conectar un cable desde el equipo hasta la tierra, para evitar que se acumcarga.

Condensadores y bobinasCuando se colocan dos placas metálicas paralelamente sin tocarse o con un material aislante enellas como papel, cerámica, aceite, cera o un electrolito, se produce un condensador . Al aplicarlevoltaje de corriente continua a las placas, se acumulan electrones en una de las placas, y al desconecla fuente o batería, esta carga estática permanece por un rato mientras se descarga a través del aire. valor se mide en Faradios, pero como es un valor muy grande, se usan los micro-faradios.



V1

T

V2

T

R

CV1

Condensador en Circuito Serie

V2

Circuito RC serie

Observe la figura anterior, donde tenemos un circuito de resistencia y condensador en serie. Se llacircuito RC. Al conectar el suiche a la parte superior, los electrones que salen de la batería pasan porresistencia y empiezan a acumularse en las placas del condensador; debido a esto, el voltaje sobrecondensador que estaba en cero, empieza a elevarse lentamente, porque los condensadores se oponelos cambios de voltaje. Al pasar el suiche a la posición inferior, la carga del condensador se descargtravés de la resistencia.

R

C

V1

Condensador en Circuito Serie

V2

V1

V2

Otro circuito RC serie

En la figura se tiene otro circuito RC pero esta vez el condensador esta primero, y el voltaje lo medimesta vez en la resistencia. Como el condensador se opone a los cambios de voltaje sobre el mismo, toel voltaje se presenta sobre la resistencia, pero como el condensador empieza a cargarse, su voltempieza a aumentar, disminuyendo el de la resistencia. Cuando pasamos el suiche a la otra posicióncondensador que esta cargado de izquierda a derecha + --, presenta su carga a la resistencia con el lanegativo hacia arriba; por eso el voltaje sobre la resistencia se invierte y luego se acerca a cero cuandocondensador se descargue completamente.

En resumen tenemos que un condensador en el momento de un cambio se comporta como un cortodespués de un tiempo es un circuito abierto (desconectado). Sirve para acumular voltaje. Si no h



resistencia para descargarlo y hacemos corto entre sus extremos, la corriente tiende a infinproduciéndose una gran chispa.

V1

V2

R

LV1 V2

Circuito RL serie

En la figura anterior tenemos un circuito RL serie donde L es una inductancia o bobina. Se construenrollando alambre aislado alrededor de un objeto aislante o sobre un metal. Entre mas vueltas tenmas valor de inductancia tiene. También aumenta su valor si se enrolla sobre hierro o ferrita. Lunidades de la inductancia son los Henry o Henrios. Pero como es un valor muy grande, se usan mas mili-Henrios y los micro-Henrios.Al pasar el suiche a la posición superior, la inductancia recibe el cambio brusco de la corriente que ecero. Las inductancias se oponen a los cambios de corriente. Para que esto ocurra, se comporta en emomento como un circuito abierto (desconectado) por tanto su voltaje es el de la batería. Lueglentamente permite el paso de la corriente hasta dejarla pasar toda (corto circuito) y su voltaje bajcero. Al pasar el suiche a la posición inferior, la corriente en la bobina es la de la resistencia soltratara de mantener esta corriente sobre la resistencia aun no haya batería, por eso el voltaje se inviert

la carga acumulada de corriente se descarga sobre la resistencia. En la figura siguiente, se tiene ocircuito RL pero con la inductancia en la parte superior y medimos el voltaje sobre la resistencia. pasar el suiche a la posición superior, a la inductancia le llega el voltaje de la batería pero comoinductancia se opone al cambio de corriente que era cero, no deja llegar nada a la resistencia, pero poa poco va permitiendo el cambio de corriente hasta aparecer todo el voltaje de la batería sobreresistencia.

V1

T

V2

T

R

L

V1 V2

Otro circuito RL serie



Deducimos de esto que la inductancia para los cambios de corriente se comporta como un circuabierto (desconectada), y a tiempo infinito como un corto. Que la inductancia sirve para acumucorriente. Si no hay una resistencia, el voltaje tiende a infinito y esto es lo que se emplea en la chispalos carros.

Transformadores

Las bobinas también tienen la propiedad de que cuando hay dos de ellas enrolladas sobre el misnúcleo, los cambios de corriente de una se pasan a la otra con lo que se forma un transformador. bobina de un carro es en realidad in transformador. La cantidad de voltaje que llega a la segunda bobidepende de los valores de inductancia de sus partes. Así hay transformadores reductores y elevadorDonde colocamos el voltaje alterno de entrada se llama primario, y el de la salida se llama secundarLa bobina de un carro es un transformador elevador. Los transformadores solo funcionan con corriealterna, por eso en los carros lo que hacemos es conectar la batería al primario en forma discontinua pmedio de los platinos los cuales hacen conectar y desconectar la batería. El condensador que va paralelo con los platinos, absorbe la chispa que se tiende a producir en el primario evitando quemar platinos. El secundario va a las bujías para producir la chispa de unos 15.000 voltios.

TransformadorLa figura muestra un transformador. La bobina de la izquierda es el primario y la de la derechasecundario. En medio de ellas se representa el núcleo. Si el núcleo es de aire o material aislante, nodibuja.

Circuito de la chispa del carro



DiodosEl diodo es un elemento que tiene la propiedad de dejar pasar la corriente en un solo sentido. Ensiguiente figura, se observa el símbolo del diodo y su aspecto verdadero con la línea al extremo cátodo. También hay un circuito rectificador sencillo que consta de una fuente de voltaje alterno, pejemplo el secundario de un transformador reductor, un diodo y una resistencia en serie. Al lado derectenemos dos gráficas: la de arriba, muestra la onda que sale del transformador, y en la parte de abajo

que le llega a la resistencia. Solo la porción positiva es la que llega a la resistencia. Si se conecta condensador de un valor grande en paralelo con la resistencia, el condensador se opone a estos cambde voltaje, cargándose en las subidas, y entregando parte de su carga en las bajadas, haciendo que sola resistencia el voltaje sea siempre el valor mas alto de la onda. Con este circuito, hemos convertidocorriente alterna en continua.

Para chequear un diodo en el multímetro, debemos colocar el selector del multímetro en posición pdiodos (de acuerdo a su símbolo); con el terminal negro o negativo colocarlo al cátodo (extremo conlínea); el positivo o rojo al ánodo. Debe leer 0,5 o 0,6 voltios. Al invertir los cables debe marcar “.OFo el valor máximo.

Rectificador de media onda

1.6 ETAPAS PREVIAS A LA PRODUCCIÓN DE POZOSUna vez terminada la PERFORACIÓN y haber atravesado la formación que constituye el objetivo pozo, se toman una serie de registros eléctricos, los cuales entre otras cosas, permiten determinar características de la roca almacenadora y la clase de fluido almacenado (Petróleo, Agua, Gas), junto calgunas de sus propiedades. Del análisis de los REGISTROS ELÉCTRICOS y de otra informactomada durante la perforación, se puede definir con bastante aproximación la comercialidad o no de

pozo. Una vez aprobada su COMERCIALIDAD, se procede a proteger el hueco perforado, ya questas condiciones las paredes del pozo resisten solamente pocos días antes de derrumbarse, por lo ces necesario darle estabilidad, aislar unas zonas de otras y permitir el control de los fluidos que se vaproducir. Esto se logra por medio de un REVESTIMIENTO que es un tubo metálico que se baja dendel hueco perforado, se cementa en el espacio anular entre el tubo y la roca. Una vez realizadorevestimiento, se procede con una etapa conocida como COMPLETAMIENTO en la cual se realiuna serie de actividades con el fin de que el petróleo o gas encontrado en una o varias rocas, pueda traído a superficie para su aprovechamiento. Finalizada esta etapa, se procede a la operación CAÑONEO; la cual consiste en perforar el tubo de acero junto con el anillo de cemento y penetrar ucuantas pulgadas dentro de la formación.



1.7 MÉTODOS DE PRODUCCIÓNSi el fluido almacenado en la formación tiene suficiente energía (Presión), podrá desplazar el fluido qse encuentra llenando el tubo y de esta manera fluir a superficie hasta las instalaciones de producc(Flujo natural). Si no tiene suficiente energía, será necesario inducir el flujo hasta superficie instalansistemas de producción (Bombeo mecánico-bomba operada por varillas, Neumático – Gas LHidráulico-Bomba reciprocante operada por líquido bombeado desde superficie, Electrosumergib

bombas centrífugas multietapas operadas por motor eléctrico acoplado directamente a la bomba).1.7.1 FLUJO NATURALEs el proceso en el cual el petróleo fluye a la superficie a causa de la energía (diferencia de presionentre yacimiento y la superficie) suministrada por:

El gas que se encuentra sobre la capa de petróleo en el yacimiento o el gas que se encuendisuelto dentro de la capa de petróleo.

Fuerza de empuje generada por la capa de agua ubicada debajo del petróleo.La compactación de las capas de tierra debido al proceso de explotación

Este es el método de producción más económico, y es por eso que una gestión adecuada deproducción del pozo de una manera natural, maximizará la rentabilidad del yacimiento, para ello

recomendable la utilización de estranguladotes o choques en pasos de flujo natural para mantenerenergía del gas y controlar la producción y la presión del pozo.La puesta en producción de un pozo, con suficiente energía o presión para fluir a superficie, se llevcabo por tres métodos:Circulación Directa: Se inyecta en el tubing un volumen de agua o petróleo para reemplazar el lodo perforación o de terminación que contiene el pozo. Esta operación se realiza a través de la válvulacirculación que esta abierta o a través del pie del tubing si no tiene empaque.Circulación Inversa: Igual al anterior, pero la inyección se realiza por el anular y el líquido sale potubing.Método de Pistonéo: Se baja un pistón a un nivel determinado, por ejemplo a 50 metros de la superfiy se sube rápidamente el pistón afuera. Se baja nuevamente y se repite la operación hasta que el po

fluya.Le elección del método depende del equipo de tubing de producción, de la permeabilidad de la roproductora, de la importancia de la cantidad de lodo y cemento que ha penetrado en el yacimiendurante la fase de terminación y del valor de presión del yacimiento. Posteriormente a la limpieza lodo, el pozo comienza a fluir por acción de su propia energía. Una vez el pozo no puede fluir pomismo, se requiere instalar métodos artificiales de producción, para compensar la pérdida de energía.

MÉTODOS ARTIFICIALES

1.7.2 BOMBEO MECÁNICO

Es el que se lleva a cabo por medio de una unidad de bombeo que acciona una sarta de varillas, cuales a su vez, accionan una bomba de pistón instalada en el extremo inferior de la tubería producción. Generalmente usado para petróleos viscosos y pesados. El equipo consta de las siguienpartes principales:Unidad de Bombeo: Es un balancín destinado a imprimir un movimiento ascendente y descendente asarta de varillas. Consta de un motor, un reductor de velocidad, contrapesas, etc. El balancín econstruido de tal manera que permite aumentar o disminuir la velocidad de operación, aumentardisminuir la carrera ascendente o descendente y aumentar o disminuir la carga en las contrapesas confin de acondicionarla a la capacidad de producción del pozo.Bomba de Subsuelo: Es un tubo de acero dentro del cual funciona recíprocamente un embolo o pistóncual desplaza el fluido proveniente de la formación hacia el exterior. La bomba posee válvulas en



extremo inferior y en el pistón viajero, de tal manera que en su carrera ascendente permite la entrada fluido al cuerpo de la bomba y en la carrera descendente permite que el fluido pase a la parte superdel pistón, que al viajar nuevamente hacia arriba, obliga al fluido que esta dentro del tubing a salir hala superficie. El tipo de bomba a utilizar depende de los volúmenes a manejar, relación gas – ace(GOR), aporte de agua, contenido de arena, etc. La ubicación de estas puede ser conectadas enextremo del tubing o estar ancladas dentro del mismo.

Varillas: Son las que conectan el balancín (superficie) con la bomba (subsuelo), transmitiendomovimiento ascendente y descendente.. Los diámetros mas usados son 5/8, ¾, 7/8 y 1 pulg. longitud de cada varilla es de 25 Ft., y son conectadas entre sí por medio de roscas.

Características: Útil para trabajar a bajas presiones de fondo. Método simple y de fácil uso para los operadores. Permite controlar las tasas de producción de acuerdo al tipo de yacimiento. Permite el levantamiento de crudo a altas temperaturas. Presenta problemas en pozos con alta producción de sólidos.

1.7.3 GAS LIFTSe utiliza gas comprimido como fluido motriz, el cual logra una o varias de las siguientes acciones:Aireación de la columna de fluido, disminuyendo así su peso.Por expansión del gas comprimido al ascender por la columna de fluido, actuando como pistón.Por desplazamiento de la columna de líquido al entrar el gas bombeado.Consiste en bombear gas a través de una válvula, lo que favorece el ascenso de la columna de fluido qse encuentra en el tubing, hacia superficie. Cuando el líquido llega a superficie, no hay razón pmantener la circulación de gas por lo cual puede ser suspendida y se da especio para que un nuevolumen de fluido invada la tubería de producción debido a la disminución de la altura de la columnafluido. Esta operación se lleva a cabo cíclicamente y se logra producir una cantidad de líquido igua

aporte de la formación.La parte clave de este sistema es la válvula de gas, la cual controla la inyección a presión que se llevcabo al fluido contenido en el tubing. Estas son instaladas en la sarta del tubing y están calibradas demanera que cuando la columna de gas que las hace operar alcanza una presión determinada, permiteentrada de gas del revestimiento al tubing en un volumen igualmente determinado para que el fluialmacenado en el tubing sea barrido hasta superficie.

Características: Diseñado para pozos con alto potencial de producción. Limitado por la profundidad del pozo. La producción de arena no dificulta la producción. La inyección se realiza usando válvulas reemplazables. Permite la opción de completamientos desviados. Puede ser de difícil uso en campos con baja presencia de gas. Pueden existir problemas de congelación de las líneas de flujo.

1.7.4 BOMBEO HIDRÁULICOBásicamente, este método utiliza una bomba reciprocante instalada en el fondo de la sarta producción, la cual es operada por medio de un líquido bombeado desde superficie, el cual acciona pistón de manera recíproca. La diferencia con el bombeo mecánico, radica en que la potencia en e



método es transmitida por medio de un líquido de potencia y no por medio de varillas como lo hacebombeo mecánico. Estas bombas tienen limitaciones en cuanto a volumen y profundidad de instalaciEn los casos en los que se requiere bombear grandes volúmenes, se utilizan unas bombas “jet” en cuales el fluido de potencia pasa por una boquilla a gran velocidad, la cual causa un vacío que arrastrafluido de pozo y lo impulsa a superficie.

Características: Ideal para pozos a grandes profundidades. La bomba de subsuelo es fácilmente reemplazable. Puede utilizar gas o electricidad como fuente de energía. El fluido de trabajo puede ser agua o incluso petróleo. Altos costos de mantenimiento. Problemas para el análisis de las pruebas de producción.

1.7.5 BOMBAS ELECTROSUMERGIBLES

Estas bombas son centrífugas multietapas operadas por un motor eléctrico, el cual va acopladirectamente a la bomba. El conjunto motor – bomba es instalado en el extremo inferior de la sarta producción. Los rotores del motor van en la parte inferior y los “impellers” de la bomba en la psuperior. El tamaño de la bomba es controlado por el tamaño del tamaño del revestimiento; sin embaeste tipo de bombas se caracterizan por mover grandes volúmenes de fluido a grandes profundidades.



El sistema básico consta de un motor eléctrico, una sección de sello, una sección de entrada de fluiuna bomba centrífuga multietapa, cale eléctrico, panel de control y transformadores.

Características: Altas tasas de producción (15000 bopd) Altos contenidos de agua

Limitado por la profundidad del pozo Fácil operación Bajos costos de levantamiento. Al momento de la producción se pueden usar tratamientos para la producción de sólidos. Limitado por la disponibilidad de energía eléctrica. Los cambios de equipo son muy costosos y los cables se deterioran con rapidez. Su operabilidad es de difícil análisis.

1.8 TIPOS DE RECOBRODurante la explotación de un campo de petróleo, se pueden presentar diferentes procesos de recobro

crudo como son:Recobro Primario: Se aprovecha la energía natural del yacimiento. El aceite puede ser desplazado enyacimiento hacia superficie por gas (desplazamiento por capa de gas), por agua (empuje de agudrenaje por gravedad o alguna combinación de estos mecanismos.Recobro Secundario: La energía es suministrada externamente. El recobro puede ser por InyecciónGas, Inyección de Agua, Inyección combinada gas – agua, o logrando un ensanchamiento del raefectivo del pozo por Cañoneo, Acidificación o Fracturamiento. La Inyección de agua consisteinyectar agua por pozos denominados Inyectores que empujan el crudo hacia los pozos productores. fracción de crudo que se puede recuperar por este método es función de los siguientes factores:

Eficiencia horizontal de Barrido: Es la eficiencia en el cubrimiento horizontal que hace el aguadesplazarse desde los pozos inyectores hacia los productores.

Factor de Contacto: Son aquellas fracciones del volumen barrido que ha sido alcanzadocontactado por el fluido inyectado. Este factor tiene que ver con la homogeneidad y a su vezve afectado por efecto de barreras de arcilla, fallas, variaciones de permeabilidad, etc., los cuaaíslan bloques de crudo al barrido del agua.Eficiencia de Desplazamiento: Es la fracción del crudo almacenado o la parte de formación qha sido desplazada por el agua. El agua por acción de las variaciones de porosidad de la rocamueve con mayor facilidad por los poros de menor tamaño, dejando en los poros mas grandgotas de crudo que no se pueden mover por acción de la tensión capilar. Esto origina lo quedenomina petróleo residual.

Recobro Terciario: Este busca mejorar la eficiencia del barrido de la formación adicionando calor (comreductor de viscosidad) o inyectando productos químicos (Mejoramiento de la mojabilidad de los fluid

inyectados y ajustar o cambiar la tensión interfacial entre el crudo y el agua).



2. FACILIDADES DE SUPERFICIE

Una instalación de superficie, llamada en el ambiente petrolero, EPF Early Production Facilities, batede producción o estación de producción es el grupo de equipos, instalaciones y elementos que permitomar los fluidos provenientes de pozos productores de crudo (crudo, agua, gas y sólidos), separarloscada una de sus fases, analizarlos, tratarlos, medirlos y despacharlos a su un destino predeterminado.

El diseño de los sistemas de producción (Facilidad) guarda estrecha relación con la cantidad y calidadlos fluidos que se esperan producir; no es lo mismo producir solamente gas en grandes volúmenes y apresión, que petróleo con una baja relación gas – aceite y con alto volumen de agua. Cada uno de sistemas del ejemplo anterior requiere diferentes equipos, dimensiones y consideraciones en general pel diseño de una facilidad.

En una batería todos los pozos llegan a un sitio común denominado MANIFOLD o MÚLTIPLE y deeste punto cada pozo es enviado a un sitio determinado de la Batería o facilidad, que puede ser tanque, separador, calentador, etc. La operación más común que se lleva a cabo en un MANIFOLDmúltiple es generalmente direccionar un pozo hacia un SEPARADOR de prueba con el fin de determinsu producción, con la ayuda de elementos y equipos de medición instalados en el mismo. Otros equip

que normalmente se encuentran en una facilidad son tanques de almacenamiento, tratadores térmicintercambiadores de calor, bombas, válvulas, medidores de flujo, controladores, compresorgeneradores e instalaciones complementarias.

2.1 PROCESO DE DESHIDRATACIÓN Y DESALACIÓN DE CRUDOLa comercialización del petróleo crudo tiene como destino final su destilación en refinerías. Estas ppoder efectuar su proceso, en la forma más viable y económica posible, exigen determinadcondiciones de calidad del petróleo crudo, de manera especial en lo relacionado a su contenido de agsal y sedimentos, mas conocido como BS&W. La sal causa deterioro en oleoductos y refinerías, deba su alto poder corrosivo y los sedimentos ocasionan problemas en los procesos de destilación. Por e



es fundamental que una facilidad cuente con los mecanismos y equipos que garanticen la entrega decrudo con un mínimo de impurezas, cuyos valores son definidos por entes gubernamentalescompradores.En la mayoría de los campos de petróleo, el agua se produce asociada con el petróleo. Su producciónincrementa con la vida productiva del campo, ya que esta trata de invadir los espacios que inicialmese encontraban con hidrocarburo. El agua así producida puede clasificarse en dos categorías, la prim

como agua libre, que es la de fácil separación (por simple diferencia de densidades hay separación) ysegunda que es agua en emulsión, que es aquella que no puede separase por simple decantación, sque hay que recurrir a otros métodos de tratamiento como son tratamiento químico, térmico, eléctrifiltración, centrífugo, y tratamientos combinados, con los cuales eliminamos las emulsiones. Lemulsiones contienen alto contenido de sal y son las causantes de la mayoría de los sedimentos.

2.1.1 EMULSIONESSe denomina emulsión a una mezcla íntima de dos fases líquidas tales como aceite y agua, en la cual ude ellas está dispersa en la otra. Por lo común se encuentran dos tipos de emulsiones, aceemulsificado en agua (AC/AG) y agua emulsificada en aceite (AG/AC).Las aguas de desecho aceitoso por lo común pueden distinguirse visualmente de las emulsiones de ace

de desecho. La emulsión AC/AG tiene justamente la apariencia aceitosa, la del agua sucia; una gotaesta emulsión se dispersará al ponerla en agua. Una emulsión AG/AC es generalmente espesa y viscouna gota de esta emulsión no se dispersará al ponerla en agua.. este último es el timo de emulsión mfrecuente en los hidrocarburos, razón por lo cual se le denomina EMULSIONES NORMALES. El otipo de emulsión es muy casual y se le denominan EMULSIONES INVERTIDAS. El tamaño de glóbulos varia desde 0.00001 milímetros hasta varios milímetros de diámetro.

La ESTABILIDAD es una propiedad que depende del mayor o menor grado de resistencia que oponglas emulsiones al rompimiento y separación de sus glóbulos. Las emulsiones inestables por lo tanto, de fácil rompimiento, solo basta dejar la mezcla un periodo prudencial y esta se separa por sí soCuando una emulsión es estable, romperla requiere de ciertos tratamientos con el fin de lograr una fen óptimas condiciones para su transferencia o venta como es el caso de la separación del aguapetróleo.

Una EMULSIÓN ESTABLE está formada por:Una fase dispersa formada por las partículas del líquido que está en emulsión.Una fase continua formada por el líquido que rodea la fase dispersa.Un Agente Emulsificante, el cual permite la estabilidad de la emulsión. (Generalmente partícudiminutas que se acumulan y son retenidas en la interfase de los dos líquidos por medio de un fenómefísico llamado ADSORCIÓN – Adhesión física de moléculas o pequeñas partículas a las superficiesun sólido, un adsorbente, si llevarse a cabo una reacción química).Un AGENTE EMULSIFICANTE, tiene las siguientes características:Puede ser una sustancia de tamaño coloidal, finamente dividida, soluble o insoluble en petróleo oagua, formando una suspensión coloidal.Se comporta como una molécula con raíces, mantenida en tal posición por medio de cargas eléctriciónicas que a veces llegan a los 0.05 voltios.Actúa como un forro envolviendo la molécula de agua por adsorción, evitando que se junten entre ely se separen del crudo.



Los Agentes emulsificantes más comunes en emulsiones Agua en Petróleo son:Sustancias asfálticasSustancias resinosasÁcidos orgánicos solubles en petróleoArcilla saturada con petróleo

Jabones de calcioNegro de humo

Los Agentes emulsificantes más comunes en emulsiones Petróleo en Agua son:ArcillaSíliceJabones de sodioSales metálicas

Suspensión Coloidal: Algunas arcillas, cuando son sometidas a un proceso de agitación dentro de ufase acuosa, por un periodo suficiente que permita su dispersión, permanecen en dispersión por muc

tiempo, y la suspensión así obtenida tiene características o propiedades físicas muy especiales comparable a la de sus componentes. Esta suspensión se denomina Coloidal.Al parecer las emulsiones agua en aceite, se comportan como suspensiones coloidales con propiedafísicas especiales. La forma esférica de los glóbulos de agua en el aceite, es consecuencia de la matensión superficial del agua, que la obliga a presentar una mínima superficie de contacto con el aceite.

Es muy variable, pero parece existir un cierto porcentaje de agua en el cual la emulsión es máxima.Al aumentar la viscosidad y la densidad de un crudo, aumenta la tendencia a formar emulsiones.

2.1.2 TIPOS DE TRATAMIENTO

2.1.2.1 TRATAMIENTO QUÍMICOSe agregan determinadas sustancias químicas llamadas DEMULSIFICANTES, los cuales se concentren la interfase de la emulsión y atacan la sustancia causante de la emulsión ya sea por alteración detensión interfacial, por variación de la MOJABILIDAD, debilitación de la película emulsificanteneutralizando las cargas de los glóbulos de la emulsión.Los agentes DEMULSIFICANTES más comunes para emulsiones normales son:

Sílice finamente pulverizada. Oxido de hierro Arcilla Sales solubles en agua (NaCl).

AGUA

AGUA

AGUA

AGUA

AGUA

ACEITE

ACEITE

AGENTE

EMULSIFICANTE



Ácido sulfúrico Cloruro férrico Fenol Ácido cresílico Ácido esteárico Ácido oleico Oleato de sodio Ácidos sulfónicos aromáticos Compuestos sulfonados orgánicos Silicato de sodio Otros.

Para la determinación del demulsificante apropiado, se realizan pruebas de laboratorio, varianproductos y dosificaciones.Su aplicación debe incluir una buena agitación y tiempo prudencial de mezcla, por esta razónimportante escoger el mejor sitio de inyección. Estos sitios pueden ser la línea de flujo (cerca de cabde pozo), en el fondo del pozo a través del anular entre casing y tubing, en tanques, etc.

Las emulsiones en caliente se rompen con mayor facilidad que en frío.

Dentro de las ventajas de este tratamiento tenemos: Bajo costo de instalación y operación Equipo y proceso sencillo Adaptable fácilmente para altas y bajas presiones Demulsificación rápida y efectiva No alteración de calidad del crudo.

2.1.2.2 TRATAMIENTO TÉRMICOSe aplica calor a las emulsiones. Con el fin de reducir la cantidad de calor requerida, es necesarliberar el gas y el agua libre antes de realizar el tratamiento. Cuando se aplica calor se favorecerompimiento de la emulsión por las siguientes razones:Dilata la película de emulsificante que rodea las gotas de agua, la debilita y facilita la unión de final agua.Incrementa el movimiento de las moléculas de agua, propiciando la colisión entre ellas y rompiendopelícula que las separaba inicialmente.Reduce la viscosidad del crudo. Mejor movimiento y colisiones.Ayuda a aumentar la diferencia de densidad entre el crudo y el agua, facilitando la segregación.Reduce la tensión superficial del agua, facilitando la unión de los glóbulos.

Para este tratamiento se utilizan Calentadores directos (emulsión en contacto directo con el elemento calentamiento) e indirectos y/o Tratadores.

Este tipo de tratamiento algunas veces no es completamente efectivo, pues se puede requetemperaturas por arriba del punto de ebullición del agua, lo que acarrea pérdida de hidrocarbulivianos.

2.1.2.3 TRATAMIENTO ELÉCTRICOAl pasar gotas de agua en medio de dos electrodos a los cuales se les carga con un alto voltaje, las goadquieren carga por Inducción, un lado con carga positiva y el otro con carga negativa, lo que orig



una atracción entre los lados con cargas opuestas, alineándose y formando cadenas continuas que mtarde se asientan en la fase acuosa. Este proceso se facilita por incrementos de temperatura. Lvoltajes aplicados varían entre 5000 y 10000 voltios por pulgada entre los electrodos.

2.1.2.4 TRATAMIENTO POR FILTRACIÓN

La emulsión es rota al hacerla pasar por un medio poroso (filtro) bajo condiciones especiales de presióCuando el medio poroso es de tipo humedecido por agua, la fase de aceite pasa a través y se estabilizala parte superior, mientras que el agua es absorbida por el lecho filtrante facilitando su sedimentaciónla fase acuosa. Los materiales mas comúnmente usado en este tratamiento son:

Biruta de madera especial. Arena. Tierra de diatomáceas. Lana de vidrio.

Este proceso solo se ve operar en campos viejos, pues actualmente se utilizan procesos combinados Demulsificación más sofisticados y eficientes.

2.1.2.5 TRATAMIENTO CENTRÍFUGOSe logra la separación de fases por medio de fuerza centrífuga, debido a la diferencia de densidaexistentes. La mezcla en el proceso es precalentada con el fin de reducir la viscosidad del petrólposteriormente entra por una sección central de un recipiente hacia su parte inferior donde un dispositle imprime una fuerza centrífuga y lanza el agua hacia la periferia por ser mas densa que el crudo. crudo limpio fluye por la parte superior cerca de la parte central del dispositivo.

2.1.2.6 TRATAMIENTO COMBINADOEstos tratamientos permiten trabajar con grandes volúmenes y a presiones y temperaturas mas variadaLos diseños varían de acuerdo al tipo de crudo, las emulsiones presentes y las condiciones de presió

temperatura.

2.2 ACCESORIOS Y EQUIPOS2.2.1 MANIFOLD DE PRODUCCIÓN

Como se dijo anteriormente es el primer lugar de recibo de fluidos provenientes de los pozos, dedonde a través de un sistema de válvulas se direccionan dichos fluidos hacia determinado equipo defacilidad, según la operación a realizar. El manifold permite el manejo total o individual del flujo de diferentes pozos para la medición y recolección del petróleo y facilitar trabajos de reparación.

2.2.2 VÁLVULAS

Son mecanismos para controlar el flujo de fluidos (líquidos y gases). Pueden ser operadas manuaautomáticamente. La operación automática puede ser de tipo eléctrico o neumático. Las válvumanuales pueden convertirse en automáticas colocándoles un actuador. Existen diferentes tipdependiendo de su uso o aplicación, las manuales más comunes son:

a) Válvulas de CompuertaUna compuerta permite o no (parcial o totalmente) el flujo a través de ella. Generalmente son válvugrandes y la compuerta se abre o cierra por medio de un volante. Existen dos tipos, la primera es lavástago externo, el cual sube o baja al ser accionada la válvula; en esta es fácilmente apreciable siválvula esta abierta o cerrada, apreciando la posición del vástago. La segunda es la rosca



internamente, en la cual no se aprecia movimiento del vástago. Ambos tipos abren y cierran de la misforma. Para abrir, de vueltas al volante en el sentido contrario a las manecillas del reloj hasta que toPosteriormente, gire el volante un poco en sentido contrario para evitar que la válvula se pegue pcualquier motivo. Para cerrar, de vueltas al volante en sentido de las manecillas del reloj hasta que btodo el vástago y tope el volante. Gire el volante ¼ de vuelta en sentido contrario. Algunas válvurequieren ser abiertas o cerradas fuertemente, sin devolver un poco el volante (ejemplo las de mar

WKM). Consulte el fabricante.b) Válvulas de Bola, Tapón y Mariposa

Estas son similares en su operación y diseño. Se caracterizan por girar ¼ de vuelta dentro de su cuepara obtener posición abierta o cerrada. Una manija hace girar la bola, el tapón o el disco y esta esindicador de la posición de abierto o cerrado. Si la manija está paralela a la tubería, la válvulaencuentra abierta, en caso contrario (perpendicular a la tubería), la válvula se encuentra cerrada.

c) Válvulas de Control (Manual)La válvula de aguja es un ejemplo de este tipo de válvulas. Consiste en una pieza cónica que va enextremo inferior de la válvula, la cual desciende con el vástago hasta sellar completamente en

asientos. No se puede saber a simple vista en que posición se encuentra. Para comprobarlo, girevolante en el sentido de las manecillas del reloj. Si al dar dos vueltas el volante, este sigue giranlibremente, la válvula debe estar abierta. Al igual que las válvulas de compuerta, para abrir o certotalmente, el volante debe girarse ¼ de vuelta en sentido contrario. Estas válvulas son por lo geneson pequeñas y se utilizan para regular el flujo.

2.2.3 TRAMPAS DE GASSon sistemas de separación inicial, los cuales pueden ser verticales o horizontales.Las trampas de gas Verticales, consisten en uno o más tubos de casing, soportados verticalmente. flujo (gas – crudo) entra par la parte superior a través de un tubo de diámetro pequeño de una longiigual al 33% del total de la trampa. El gas sale por una conexión hecha en el tope del separador ypetróleo crudo sale por la parte inferior. El nivel de fluido se mantiene constante por medio de un sique se extiende hasta la mitad de la trampa.Las trampas Horizontales, operan bajo el mismo principio de separación anterior y están compuestas pvarios tubos dispuestos en posición horizontal con una sección tubular cerrada en los extremos, de 12160 Ft de largo y de 12 ½ a 15 ½ pulg. de diámetro. Este tubo sirve como cámara de separaciónpetróleo y gas. El flujo de crudo es como si fuera a través de un canal, donde fluye manteniendonivel cercano a la mitad del diámetro del tubo. De la cámara de gas, el petróleo sube a la segunsección a través de una serie de tubos de pequeño diámetro (1 o 2 pulg.). Esta segunda sección es120 a 160 Ft de largo y de 6 ¼ pulg. de diámetro, el cual descarga al sistema de recolección de gas. petróleo libre de gas fluye desde un extremo de la cámara de separación al sistema de recoleccióncrudo. El sistema deberá tener dispositivos de válvulas de control para facilitar el proceso de separacdel gas, a las presiones de las líneas de flujo.



2.2.4 SEPARADORES

Un separador es un recipiente cerrado cuya función es la separación de los fluidos provenientes de pozen componentes líquidos y gaseosos. Posee esencialmente las siguientes características y component

Una vasija, la cual incluyeUn mecanismo de separación primaria o secciónSección secundaria o de asentamientoExtractor de niebla, para remover pequeñas partículas de líquido del gas.Salida de gasSección de asentamiento de líquido, para remover gas o vapor del aceite y agua sitrifásico.Salida de aceiteSalida de agua, si es un separador trifásicoCapacidad volumétrica de liquido adecuada.

Diámetro, altura y longitud adecuada Medio de control de nivel, el cual incluye un controlador y una válvula controladora de ni

(LCV-Level Control Valve). Un mecanismo de control de presión (controlador + PCV – Pressure control Valve)

Mecanismos de alivio de presión.Los fluidos de pozo que ingresan a un separador:

Crudo (6 a 50 ºAPI, viscosidades de 5.0 a 90,000 cp) Condensado (Puede existir en la formación como líquido o como vapor condensable.

licuefacción de sus gases componentes ocurre por una reducción en la temperatura del pozcondiciones de operación de superficie)

Gas Natural (Como Gas libre o como Gas en solución con gravedades específicas entre 0.50.90; Viscosidades entre 0.011 a 0.024 cp a condiciones estándar. Como vapores



hidrocarburo condensables con gravedades específicas entre0.55 a 4.91 y viscosidades de0.006 a 0.011 cp a condiciones estándar).

Agua (Como vapor o líquido; libre o emulsionada) Impurezas (Gaseosas como N2, CO2, , H2S y otros diferentes a hidrocarburos. Líquidas co

agua y parafinas. Sólidas como lodo de perforación, arena, cieno y sal)

Las Funciones Primarias de un separador son: Remoción de Aceite del Gas, llevada a cabo generalmente por la DIFERENCIA DENSIDADES (para lo cual la velocidad de la corriente debe ser lo suficientemente baja plograr un buen tiempo de retención y cumplir una buena separación) y por el uso de mecanismo conocido como EXTRACTOR DE NIEBLA con variados diseños, el cual puede uuno o más de los siguientes métodos: CHOQUE, CAMBIO DE DIRECCIÓN DE FLUJCAMBIO DE VELOCIDAD DE FLUJO, FUERZA CENTRÍFUGA, COALESCENCIAFILTRACIÓN

Remoción de gas del Aceite. La cantidad de gas en solución que un aceite puede contedepende de las propiedades físico-químicas del aceite y de las condiciones de presióntemperatura a que este se halle, por consiguiente, el volumen de gas que un separador po

remover al crudo depende igualmente de las propiedades físico-químicas del aceite, dePRESIÓN y TEMPERATURA de operación, del caudal que se encuentra manejando, del tamay configuración del separador, etc. El CAUDAL y la PROFUNDIDAD DEL LÍQUIDdeterminan el TIEMPO DE RETENCIÓN del fluido, el cual es fundamental para lograr ubuena separación. Este debe ser de 1 a 3 MINUTOS, a menos que se este fluyenCRUDOS ESPUMOSOS, donde habría que tener tiempos de retención de 5 a MINUTOS, dependiendo de la estabilidad de la espuma y del diseño del separador .Los métodos usados en separadores para remover gas de aceite crudo son: ASENTAMIEN(tiempo de retención), AGITACIÓN(moderada y controlada para causar la coalescenciaseparación de las burbujas de gas en menos tiempo), BAFFLING(deflectores en la trayectoria crudo), CALENTAMIENTO (reduce la tensión superficial y la viscosidad del aceite ayudand

la liberación del gas), QUÍMICOS (para reducción de la tensión superficial, reduce la tendenciformación de espuma. Silicona es usada para este propósito en pequeñas cantidades) y FUERCENTRÍFUGA (el aceite pesado es forzado hacia las paredes del remolino, mientras que el gpermanece en su centro, logrando la separación.)

Separación de agua del Aceite, la cual se puede lograr por medio de QUÍMICOS y pSEPARACIÓN GRAVITACIONAL.

Las Funciones secundarias de un separador son: Mantener una presión óptima, para garantizar la entrega de fluidos hacia otros equipos o tanqu

de almacenamiento. Mantener un nivel óptimo, para garantizar un sello que evite la pérdida de gas en aceite.

Problemas especiales encontrados en la separación: Crudos espumosos. Al reducir la presión en ciertos tipos de crudos, burbujas de gas

encapsuladas en una delgada película de aceite, cuando el gas en solución trata de liberarse. otros tipos de crudo, la Viscosidad y la Tensión superficial del aceite pueden atrapar el gas un efecto similar al de la espuma. La espuma no debe ser estable por largos periodos de tiema menos que un agente espumante esté presente en el aceite. El crudo tiende a formar espucuando tiene gravedades API menores de 40º, temperaturas menores de 160ºF, aceites viscocon valores mayores a 53 centipoises (cp). Crudos espumosos no pueden ser mediapropiadamente con medidores de desplazamiento positivo o con medidores volumétric



convencionales. Para atacar el problema, e utilizan elementos desgasificadores a la entrada separador, el cual agita el fluido removiendo el gas y rompen las burbujas de espuma. Plarompedores de espuma son utilizados a lo largo del separador, los cuales la parte inmersas enaceite rompe la espuma y la parte que se encuentra sobre el aceite, atrapa las gotitas de crudo qpuede llevar el gas.

Parafinas. Su presencia reduce la eficiencia de separación debido a que puede ocupar alg

espacio de la vasija o taponar los espacios del extractor de niebla. Esta puede ser removusando vapor o solventes. Arena, Cieno, Lodo, Sal, Etc. Corrosión. Los fluidos de pozo pueden llega a ser muy corrosivos y causar daño al equi

Los dos principales agentes causantes de la corrosión son le CO 2 y el H2S. Estos gapueden estar presentes desde trazas hasta 40 a 50% de gas en volumen.

En cuanto a las fases a separar, pueden ser bifásicos o trifásicos. Bifásicos cuando la separación qse logra es de líquido y gas. Son trifásicos cuando separamos petróleo, agua y gas; estos últimos usados generalmente cuando se trabaja con crudos livianos y no se presentan emulsiones.En cuanto a su posición pueden ser horizontales o verticales. Los verticales son usados cuando hay urelación gas – aceite (GOR) baja y en pozos que exista producción de arena. Los horizontales pued

manejar GOR mas altos. En cuanto a su utilización, una facilidad puede tener separadores de pruegenerales, de alta y de baja presión.Durante la separación se pueden presentar algunos problemas como ARRASTRE (CARRY OVER)cual puede ser causado por un alto caudal, nivel alto en el separador, baja presión de operación, accide ondas generadas al interior del separador y/o por presencia de espuma. POBRE SEPARACIÓcausada posiblemente por alta presión en el separador y/o alta viscosidad de crudo.

a) MECANISMOS DE SEPARACIÓN Y DISPOSITIVOSLos mecanismos de separación son físicos y mecánicos. Los físicos son la segregación y la fuecentrífuga y los mecánicos son dispositivos que generalmente actúan sobre la fase líquida y permigeneralmente escapar la fase gaseosa o contribuyen a una mejor separación por efecto de la gravedad

la fuerza centrífuga.Dentro de los dispositivos que facilitan la separación tenemos:

2.2.4.1.1 CENTRÍFUGOSSon difusores que someten el flujo de entrada al separador a una fuerza centrífuga, la cual permite useparación primaria del gas y del líquido por la diferencia de densidades.El líquido cae hacia la parte inferior del recipiente con alguna cantidad de gas atrapada, y el gas se dirihacia la parte superior con algunas gotas de liquido

2.2.4.1.2 DE ASENTAMIENTOEsta es una gran sección o área de asentamiento que permite el escape o salida del gas de la pa

líquida. Controlando el nivel de líquido dentro del separador, impedimos que dicho nivel suba hastasalida de gas.

2.2.4.1.3 ELIMINADOR DE GRUMOSConocido también como extractor de niebla. Este se encarga de retirar las gotas de crudo que no hsido separadas del gas, por medio de unas mallas contra las cuales choca el flujo de gas causando rompimiento que permite la acumulación de pequeñas gotas de líquido en la malla, las cuales finalmese precipitan hacia la parte inferior del separador. El gas continúa fluyendo a través de la malla.



2.2.4.1.4 DRENAJESSon instalados en la parte inferior de las vasijas y controlados automáticamente por medio de flotadorLos drenajes permiten la salida de agua, arena y algunas impurezas que entran con la fase líquidaseparador.

2.2.4.1.5 BAFLES, PLATINAS Y FLOTADORES

Facilitan la separación y acumulación de las fases, así como también la operación de los controles.2.2.4.1.6 VISORES, VÁLVULAS, REGULADORES, VÁLVULAS DE SEGURIDA

MANHOLESon dispositivos externos. Los visores son hechos de tubos de vidrio con los cuales se puede apreclos niveles de crudo y agua. Las válvulas controlan los diferentes flujos.Los reguladores son utilizados para el control de las presiones y flujos del separador.Las válvulas de seguridad son mecanismos que protegen el sistema de sobrepresurizaciones causadpor taponamiento de válvulas o mal funcionamiento de controles.El manhole es una compuerta lateral para facilitar el acceso, con el fin de realizar inspecciones reparaciones en la parte interna del separador.

2.2.4.1.7 ÁNODOS DE PROTECCIÓN CATÓDICASon dispositivos especiales para evitar la corrosión de los separadores por efecto del oxígeno y del agsalada.

b) SECCIONES DE UN SEPARADOR



2.2.4.2.1 SECCIÓN PRIMARIAEs la sección ubicada inmediatamente a la entrada del separador. En ella ocurre la primera separacde las fases por acción de la gravedad y la fuerza centrífuga.

2.2.4.2.2 SECCIÓN SECUNDARIAEn esta sección el mecanismo de separación es la gravedad. Gotas de líquido que viajan con el gas c

por gravedad a la fase líquida.2.2.4.2.3 SECCIÓN ACUMULADORA DE LIQUIDO

El líquido al ser mas pesado que el gas cae mientras el gas trata de salir por la parte superior. El líquse va así acumulando en la parte inferior del separador y permanece un periodo de tiempo repopermitiendo que el gas atrapado en el ascienda. Este tiempo es conocido como TIEMPO RETENCIÓN. En el caso de separadores trifásicos, en esta sección se presenta también la separaciónagua y crudo.

2.2.4.2.4 SECCIÓN EXTRACTORA DE HUMEDADEsta sección se encarga de retirar las gotas de líquido que no se han precipitado en las seccion

anteriores. Esta operación es llevada a cabo por unos filtros donde debido a su configuración, quedatrapadas pequeñas gotas de liquido y liberando gas. Al irse acumulando estas gotas de líquido, su pva aumentando hasta caer hacia la fase líquida.

c) SEPARADOR HORIZONTALUsado con éxito para manejar crudos espumosos y altas relaciones gas - aceite. Es menos costoso un separador vertical de igual capacidad. Su área de interfase gas / líquido es mucho mayor, lo qpermite mayores velocidades de gas. Es mas fácil de transportar. Es mas eficiente y económico pprocesar grandes cantidades de gas. Su diámetro es mas pequeño para manejar una cantidad de dada. Los bifásicos son idénticos a los trifásicos excepto por el compartimiento de agua, un controlnivel extra y válvula de drenaje.

d) SEPARADOR VERTICALUsado para relaciones gas / aceite de bajas a medias. Usados donde el espacio es limitado. El controlnivel no es crítico. Puede manejar sin mucho problema cantidades apreciables de arena. Mas fácillimpiar. Mayor cantidad de surgencia de líquido. Menos tendencia a la revaporización de líquido.

e) SEPARADOR ESFÉRICOTiene la ventaja de ser mas barato que los verticales y los horizontales. Mas compacto que los ottipos. Fácil de drenar y limpiar.

2.2.5 TRATADORES TÉRMICOSEn muchos de los casos para poder separar las diferentes fases de la mezcla proveniente del fondo dpozo, no es suficiente con la separación física y/o química, y se hace necesario el uso de equipllamados tratadores térmicos, que básicamente son recipientes a Presión con dispositivos adecuados pproporcionarle calor a la mezcla usando calderas que transfieren dicho calor a los tratadores por mede capilares o tubos de fuego.Ese calor proporcionado sirve para eliminar la emulsión que se forma entre las fases agua-aceiteayudar a la separación química que se hace con productos químicos. En otras palabras, son recipientes calentadores a presión, los cuales usan químicos para finalizarseparación del petróleo, gas y agua emulsionados. La mezcla entra al tratador e inicialmente sepermite al agua libre que se separe del aceite y la emulsión, luego, la mezcla pasa a una zona calentamiento y finalmente a una zona de COALESCENCIA y asentamiento, donde permanece



determinado tiempo en reposo para permitir la separación de fases. El fluido o mezcla antes de entratratador, se le debe haber agregado un agente demulsificante.Los tratadores pueden ser verticales y horizontales. La mezcla proveniente del separador bifásico olos pozos en los casos en que la cantidad de gas sea baja, entra al tratador por la zona de separaciónagua y gas libres; se considera agua libre la que se puede separar en cinco minutos, esta zona eseparada del resto del recipiente por medio de un bafle o placa inclinada; el agua libre se irá a la pa

inferior de la zona y de allí saldrá a través de una válvula controlada por el nivel de agua. El gas se irla parte superior y saldrá a través de una válvula controlada por la presión interna del mismo. Cuandonivel de aceite mas emulsión llega al vertedero que se encuentra en la parte superior, se irá por este hael fondo del recipiente e irá subiendo de nivel por la parte central del tratador hasta alcanzar la zonacalentamiento con el fin de romper la emulsión. Posteriormente continúa subiendo hasta alcanzarzona de filtración (COALESCENCIA), y allí la fricción y la adsorción acabaran de romper la emulsiEl petróleo sale entonces por la parte superior y el agua que se va hacia el fondo del recipiente puede drenada. El agua de emulsión sale por el fondo del recipiente a través de una válvula que es controlpor el contacto agua – aceiten la sección de asentamiento. Al igual que todos los recipientes a presiel tratador posee válvula de relevo y disco de ruptura. La anterior descripción corresponde a un tratavertical con calentamiento flujo arriba. También existe flujo abajo. Al parecer este último ayud

evitar la depositación de escamas en el tubo de combustión. Además de los componentes fundamentamencionados, el tratador puede esta equipado con elementos adicionales para optimizar la separaciónfases como son extractores de humedad y mezcladores de gas, degasificadores en la zona calentamiento, intercambiadores externos de calor, sifones ajustables para la salida de agua

2.2.6 INTERCAMBIADORES DE CALORPueden ser directos o indirectos dependiendo de si están en contacto o no con el elemento qproporciona calor. Dentro de los Directos, el mas común es el de Tipo Tubular, en el cual el petrófluye a través de los espacios entre una cámara y los tubos de fuego, dentro de los cuales se quema gEl calor generado por la superficie de estos tubos, calienta el crudo. Es usado para emulsiones corrosivas a baja presión, son eficiente, económicos, pero por su alto calentamiento, se desperdichidrocarburos livianos y requieren supervisión por el peligro que conlleva su diseño. Su capacidad vahasta 5000 bbls/día para aumentar la temperatura hasta 150ºF.En los de tipo Indirecto, la emulsión fluye a través de tubos sumergidos en agua y esta se calienta contacto con el elemento de calentamiento. Su operación es mas segura y de fácil control. Su princise aplica en los tratadores térmicos.

2.2.7 MEDIDORES DE FLUJOUno de los objetivos fundamentales de la instalación de superficie y en la mayor parte de operaciorealizadas en cualquier tipo de proceso industrial es el de poder medir y evaluar todos sus procesos cual permite generar programas de desarrollo que permitan su optimización. Existen varios métopara medir el caudal según sea el tipo VOLUMÉTRICO o MÁSICO.

a) MEDIDORES VOLUMÉTRICOSEstos determinan el caudal en volumen de fluido, bien sea directamente (desplazamiento) o bindirectamente por deducción (presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducitorbellino). En la industria en general, la medida de caudal volumétrico se lleva a cabo principalmecon elementos que dan lugar a una presión diferencial al paso de fluidos (placa de orificio, tobera o tuventuri).



Para el caso de medición de gas en campo, se utilizan medidores cuyo elemento primario del medidoruna PLATINA DE ORIFICIO. Esta consiste de una placa perforada instalada en la tubería, con sistema de tomas de presión ubicados en la parte anterior y posterior de la placa las cuales captanpresión diferencial, esta presión diferencial es proporcional al cuadrado del caudal que fluye a través sistema. La disposición de las tomas de presión puede ser de:

Tomas en la brida (Flange Taps): Es bastante utilizada por que su instalación es cómoda, ya que tomas están taladradas en las bridas que soportan la platina y situadas a 1 pulgada de distancia demisma.

Tomas en la vena contraída (Vena Contracta Taps): La toma posterior esta situada en un punto dondevena alcanza su diámetro más pequeño, lo cual depende de los diámetros y se presenta a ½ diámetrola tubería. La toma anterior se sitúa a 1 diámetro de la tubería.

Tomas radiales (Radius Taps): Son parecidas a las anteriores, pero fijando siempre las tomas anterioposterior a 1 diámetro y a ½ diámetro respectivamente.

Tomas en la cámara anular (Corner Taps): las tomas están ubicadas inmediatamente antes y después diafragma y requieren el empleo de una cámara anular especial. Muy usadas en Europa.

Tomas en la tubería ( Pipe Taps): Las tomas anterior y posterior están situadas a 2.5 diámetros y diámetros respectivamente. Se emplean cuando se desea aumentar el intervalo de medida de un medide caudal dado. La situación de las tomas esta en un lugar menos sensible a la medida.

El orificio puede ser CONCÉNTRICO, EXCÉNTRICO o SEGMENTAL con un pequeño orificio purga para los pequeños arrastres sólidos o gaseosos que puede llevar el fluido. Los dos últimos tipos



(Excéntrico y Segmental), permiten medir caudales de fluidos con pequeños arrastres sólidosgaseosos.La precisión de este tipo de medición es del orden de +/- 1 a +/- 2%.

Para el caso de medición de líquidos en campo, se usan generalmente TURBINAS (Aceite y Agu

Estos son del tipo Volumétrico cuyo sistema de medición es la VELOCIDAD a diferencia de PresDiferencial en Platinas de Orificio.

Estos medidores consisten en un ROTOR que gira al paso de fluido con una velocidad directameproporcional al caudal. La velocidad de flujo ejerce una fuerza de arrastre en el rotor; la diferenciapresiones debido al cambio de área entre el rotor y el cono posterior ejerce una fuerza igual y opuesta,que origina un equilibrio hidrodinámico del rotor, evitando la necesidad de usar rodamientos axialepor lo tanto rozamientos. Estos medidores usan dos tipos de convertidores para evaluar la velocidadla turbina: el de RELUCTANCIA y el de tipo INDUCTIVO.

En el de Reluctancia, la velocidad es determinada por el paso de cada aspa o paleta de la turbina a travde un campo magnético, el cual es creado por un imán montado en una bobina captadora exterior. pasar cada paleta, varia la reluctancia del circuito magnético. Esta variación cambia el flujo inducienen la bobina captadora una corriente alterna, la cual es proporcional al giro de la turbina..

En el de tipo Inductivo, el rotor lleva incorporado un imán y su campo magnético (generado), induce ucorriente alterna en una bobina captadora exterior.En los dos casos anteriores, la frecuencia generada por el rotor de la turbina es proporcional al caudestando entre valores de 250 a 1200 ciclos por segundo.

La utilización de turbinas está limitada por la viscosidad del fluido, por lo tanto su aplicación requifluidos con viscosidades superiores a 3-5 CENTISTOKES. La precisión es muy buena +/- 0.3%.



Su máxima precisión se alcanza con un RÉGIMEN LAMINAR, instalando el instrumento sobtuberías rectas con distancias de 15 diámetros aguas arriba y 6 diámetros aguas abajo. Pumedir fluidos de líquidos limpios o filtrados.Se debe evitar que se vacié la tubería que lo contiene, pues este instrumento es sensible al choque fluidos a alta velocidad contra el medidor vacío; también es sensible a la sobrevelocidad.

El campo de medida llega hasta una relación de 15:1 y su escala es lineal. La frecuencia generadatransmitida a un convertidor indicador o a un totalizador.

Otros tipos de medidores volumétricos:

De Área Variable (Rotámetros). De Fuerza (Placa de Impacto) De Tensión Inducida (Medidor Magnético) Desplazamiento Positivo (Disco giratorio, Pistón Oscilante, Pistón Alternativo, Pared

Deformables).

Torbellino (Medidor de frecuencia de termistancia , o condensador o ultrasonidos) Oscilante (Válvula Oscilante).

b) MEDIDORES MÁSICOSEn este tipo de medidores, la determinación del caudal de masa puede llevarse a cabo teniendo umedida volumétrica y compensándola por variaciones en la Densidad, o aprovechando característimedibles en la masa del fluido.

Dentro de Medidores Másicos tenemos:

Medidores volumétricos con compensación por presión y temperatura. Térmicos (Diferencia de temperatura entre dos sondas de resistencia). Momento Angular (Medidor Axial) Fuerza de Coriolis (Tubo en vibración) Presión Diferencial (Puente Hidráulico)

2.2.8 BOMBASUna bomba es básicamente, un mecanismo construido para trasportar o mover líquidos de un lugaotro.

Existen varios fabricantes y clases de bombas, la clave para una selección apropiada, radesencialmente en el conocimiento del proceso para el cual se requiere (volúmenes a transferir, bombde sustancias corrosivas, altas presiones, altas temperaturas, altas viscosidades, contenido de sólidos fluido, etc.).

Podemos clasificarlas esencialmente en dos tipos:

Centrífugas y de Desplazamiento Positivo.



2.2.8.1 Bombas Centrífugas

Estas bombas son utilizadas en aplicaciones donde se tiene que mover un gran volumen de fluiDentro de un campo de petróleo o facilidad, este tipo de bombas pueden ser vistas en trabajos comproveer agua en caso de incendios, vaciar tanques de almacenamiento, mover fluidos de proceso plantas de gas, circular agua en torres de enfriamiento y en muchas otras aplicaciones. Debido a su pmantenimiento, la simplicidad en su construcción y operación, estas bombas presentan un menor cosLas partes mas importantes son:

La Carcaza: La cual almacena y protege las partes internas.

El Impulsor: Es la parte que imparte energía al fluido bombeado. Este va unido al eje y rota avelocidad.

El Eje: Va unido al eje del motor por medio de un acople, el cual debe ser lo suficientemente fuerte paresistir los cambios repentinos en la carga de la bomba y cuando se detenga el accionador. El transmite la energía que proporciona el motor al Impulsor.

Las Balineras: Son las que soportan el eje y reducen la fricción cuando este rota dentro de la carcaEvitan movimientos del eje en cualquier sentido que puedan dañar la carcaza por la fricción.

Los Sellos o Empaques: Son utilizados para evitar fugas de fluido alrededor del eje. Generalmente sellos mecánicos, los cuales tienen un anillo fijo y un anillo de rotación. Los anillos se encuentfuertemente presionados alrededor del eje en la caja de prensaestopas.

La operación de estas bombas se basa como su nombre lo indica en la fuerza centrífuga, que es ufuerza que trata de mover objetos hacia fuera del centro de rotación. El impulsor, al rotar, genera efuerza y envía el fluido que se encuentra en sus paletas hacia fuera de su centro. Este movimiento tidos efectos, el primero el fluido que se encuentra en las paletas del impulsor, es forzado hacia la pade la carcaza que lo conduce a la descarga de la bomba; el segundo, crea una succión en el centro dimpulsor, lo que hace que mas fluido ingrese a sus paletas, para posteriormente ser bombeado.



El alineamiento del eje del accionador y el eje de la bomba es critico para su buena operación. Si no huna buena alineación, se generará una vibración, lo que puede hacer que las balineras se gasten, que spartes internas se salgan de su balance, se generen fugas, ruptura de acoples y demás daños graves.

2.2.8.2 Bombas de Desplazamiento Positivo

Utilizadas cuando se trabaja con volúmenes bajos, o donde sean necesarias altas presiones. Encampo, podremos encontrar este tipo de bombas en trabajos de transferencia de productos desde tanquhacia tuberías como crudo por ejemplo, reinyección de agua a yacimientos, bombeo de glicol pprocesos de deshidratación, lubricación de compresores, etc. Estas bombas ofrecen ventajas en trabacon fluidos densos, calientes y vaporizantes y pueden entregar volúmenes medidos de líquidos.

Dentro de las bombas de desplazamiento positivo, se tienen básicamente dos tipos de bombas:Las Bombas recíprocas y Las bombas Rotatorias. Las bombas reciprocas o reciprocantes, incluyen bombas de pistón, embolo y de diafragma, por lo tanto poseen pistones, émbolos y diafragmas quemueven dentro de un cilindro hacia delante y atrás (movimiento recíproco). Son activadas por máquide combustión interna o por motores eléctricos. Poseen dos secciones, la de bombeo, la cual se enca

de bombear el fluido y la sección accionadora, la cual suministra la fuerza necesaria para operar. Sidesea bombear mas fluido, se puede lograr, utilizando cilindros mas grandes, agregando mas cilindroaumentando la velocidad de la bomba. Algunas veces bombas que han sido programadas debidamenpueden bombear en forma irregular, ocasionando niveles de vibración indeseados, Para estos casosinstala un amortiguador de vibración, que es un recipiente que contiene gas, el cual controla variaciones fuertes de volumen de fluido, evitando dicha vibración. Las bombas con émbolodiferencia de las de pistón, no ocupan toda el área de cilindro, lo cual es útil para el bombeo de fluidoaltas temperaturas o cuando el fluido bombeado hace que el pistón se pegue o que el cilindro se raLas bombas de diafragma, como su nombre lo indican, consta de un diafragma hecho de un materparecido al caucho, cubierto con un disco fino de metal donde se conecta a una biela. El diafragmaextiende a lo largo de la parte mas ancha de cilindro de la bomba, separando una mitad del cilindro deotra; debido a esto, este tipo de bombas son útiles para el bombeo de fluidos corrosivos o abrasivos. Lrotatorias, poseen engranajes, lóbulos, o rotores de rosca que rotan dentro de un cilindro para mofluidos. Este tipo es ideal para aplicaciones con presiones de bajas a medias. Presentan una presióndescarga mas uniforme que las recíprocas y no necesitan mucho mantenimiento. Son utilizadas enmayoría de sistemas hidráulicos, lubricación de compresores y balineras, bombeo de aceite demáquina y en la inyección de químicos. Las de rosca se utilizan en transferencia debido a su gcapacidad, sin embargo, son muy costosas y pueden ser dañadas fácilmente con materiales abrasivos.



Las bombas de desplazamiento positivo poseen varias partes móviles y por tanto, su lubricación continua. Muchas de sus partes son lubricadas por el mismo fluido que es bombeado; sin embargo otpartes requieren grasa o aceite, suministrados por procesos de lubricación como goteo y salpiqalimentación forzada, etc. Además de la lubricación, estas bombas también requieren ser enfriadas caire o agua.

El mecanismo de funcionamiento consiste en que el fluido ingresa a una cámara, posteriormente forzado por un pistón, émbolo u otro mecanismo a salir de ella, incrementándose la presión. Este pues importante, puesto que en este tipo de bombas, al bloquearse la descarga o un punto aguas debajoella, causará un incremento de presión, la cual puede romper la línea de descarga, generando lesionepersonas e incluso fatalidades, lo mismo que derrames de líquido bombeado (contaminación). Pevitar esto, este tipo de bombas deben tener siempre una VÁLVULA DE ALIVIO y una línea de desv(BY-PASS), localizadas a una distancia corta aguas abajo de la descarga de la bomba.El siguiente diagrama ayuda a la selección de la bomba adecuada para un sistema requerido.

2.2.9 COMPRESORES

Un compresor es un mecanismo accionado por una fuerza motriz que sirve para elevar la presión degas sobre el cual actúa realizando un trabajo. Los compresores y las bombas son los impulsoresfluidos más importantesComprimir tiene varios propósitos:

Transmitir potencia. Proveer aire para la combustión. Transportar y distribuir gas. Circular un gas dentro de un proceso o sistema. Producir condiciones mas propicias para reacciones químicas. Producir y mantener distintos niveles de presión para múltiple propósitos.

CENTRÍFUGA DESPLAZAMIENTO POSITIVO

A. HORIZONTAL A. ROTATORIAServicio General. EngranajesProductos Químicos (ANSI). TornilloAlta Temperatura (API). Cavidad CrecienteEtapas Múltiples. LóbulosAutocebantes. ÁlabesFlujo mixto.Hélice. B. RECIPROCANTE Rotor Sellado. Tipo Acción DirectaPasta Aguada. Tipo Bastidor de Potencia

Embolo o PistónHorizontal o Vertical

B. VERTICALServicio General (Tipo Turbina, Tipo Voluta) C. VOLUMEN CONTROLADO Tipo Sumidero Tipo EmboloEn Línea, Productos Químicos Tipo DiafragmaEn Línea, Alta Velocidad Número de AlimentacionesEnlatada (Baja NPSH) Tipo De Ajuste de la CarreraFlujo Mixto



En términos generales, los compresores se clasifican de acuerdo a los gases que van a comprimir en:

Compresores de aire. Compresores para gases diversos (Oxígeno, Nitrógeno, Hidrógeno, Helio, Acetileno, Etc.). Compresores de frío (Refrigeración)

La buena operación de un compresor se mide por dos factores: El Volumen La Presión del Aire Expelido.

Debido a que el aire es más abundante y económico se suele comprimir mas que cualquier otro. Lcompresores que suministran aire comprimido a presiones inferiores a 30 Psig, se conocen comVentiladores.

2.2.9.1 TIPOS DE COMPRESORESExiste una gran variedad de compresores y se clasifican de acuerdo a su manera de operar como

aprecia en el siguiente cuadro.

COMPRESORES DE AIRE

1. DESPLAZAMIENTOPOSITIVO

A. ALTERNATIVOS1. PISTÓN2. DIAFRAGMA

B. ROTATORIOS

1. PALETA DESLIZANTE2. ANILLO LIQUIDO3. TIPO ROOTS4. TORNILLO SIN FIN

2. DINÁMICOS

A. RADIAL

B. AXIAL

2.2.9.1.1 COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOEstos aumentan la presión directamente por reducción del volumen de la cámara que encierra el gas.



2.2.9.1.1.1 ALTERNATIVOS

Se caracterizan por tener partes que alternan en su movimiento para comprimir el aire y pueden serPistón o de Diafragma.

En los de Pistón, el funcionamiento es similar al motor de combustión interna. El pistón recibe el

(Admisión), llenando la capacidad del cilindro hasta cerrar la válvula (Inyección y Escape). Luego suy comprime el gas y posteriormente lo expulsa. Pueden ser de doble efecto, es decir el pistón comprien su carrera ascendente y también lo hace en su carrera descendente.

En los de Diafragma, es igual al anterior con la diferencia que para su funcionamiento usa un diafragflexible en una cámara de compresión en vez de un pistón alternativo. El diafragma puede ser accionapor medios mecánicos o hidráulicos y puede ser de una o varias etapas. En el compresor de diafragaccionado mecánicamente, el eje está conectado a un motor eléctrico que lo hace girar. En el accionahidráulicamente, el movimiento del diafragma es causado por presión alternativa hidráulica ejercsobre la parte inferior del diafragma.

2.2.9.1.1.2 ROTATORIOSEstos como su nombre lo indican, emplean rotores para realizar la compresión. Pueden ser de vartipos:

De Aleta Corrediza, los cuales tienen un rotor redondo montado excéntricamente en el cilindro. Enrotor hay una serie de ranuras y cada ranura lleva una aleta. Con la revolución del rotor, las aletas enty salen en la ranura. El borde exterior de cada aleta se mantiene en contacto con el cilindro por la fuedel rotor en movimiento. La compresión se realiza de la siguiente manera: el aire que se induce en



cámara por el orificio de entrada, es atrapado en las aletas que lo llevan por el cilindro. Al girar el rose va reduciendo el espacio existente entre las aletas (compresión) y el aire contenido en ese espaciocomprime hasta llegar al orificio de salida. De Anillo Líquido, es similar al anterior en su construcciEl rotor se monta excéntricamente en el cilindro y lleva una serie de aletas fijas. El cilindro se llparcialmente con un líquido (generalmente agua si la máquina comprime aire), se agita por la acción las aletas del rotor y forma un anillo. La distancia entre el borde interior de anillo líquido y el rotor

variable y con ello varia el espacio entre las aletas. El aire se comprime entre el líquido y las aletas rotor. La compresión se produce así: El aire es succionado y se introduce en el cilindro; luego pasaespacio que queda entre el líquido y las aletas del rotor donde se comprime. El aire se comprime uvez por cada revolución del rotor y se pueden obtener varios ciclos de compresión dando una foradecuada a la cara interior del cilindro. En la práctica, sin embargo, los ciclos se limitan a dos.

De tipo Roots, este tipo tiene dos o mas rotores encerrados en una caja, los rotores tienen lóbulos redondos que giran sobre ejes paralelos separados y accionados exteriormente por mecanismsincronizados perfectamente para que engranen correctamente. Los rotores no tienen contacto concaja ni entre si.La compresión tiene lugar de la siguiente manera: el aire es succionado por el orificio de entrada y

introduce en la cámara de compresión; los rotores que giran forzan su paso por la caja; como el espade los rotores entre si y con la caja es reducido, el aire debe comprimirse en esos espacios; el acomprimido es expulsado por el orificio de salida. La presión a la cual se comprime el gas es baja que el aire no sufre mucha compresión, pero el volumen es alto por que el aire fluye constantemehacia la cámara de compresión.

Los compresores rotatorios de Tornillo sin Fin, tienen dos rotores que engranan con lóbulos en formatornillo. Los rotores son accionados por un mecanismo externo. En el rotor macho los lóbulos convexos, mientras que en el rotor hembra los lóbulos son cóncavos. El espacio entre los rotores macy hembra y entre estos y la caja, debe ser lo mas pequeño posible. El aire entra a la cámara compresión y penetra en el espacio libre que dejan los rotores. Los rotores engranan al girar y obliganaire a pasar por la rosca. El aire es comprimido debido a que se reduce su volumen.

2.2.9.1.2 COMPRESORES DINÁMICOSSon aquellos que tienen paletas o impulsadores que giran a gran revolución para aumentar la velocidapresión del aire. Son también llamados compresores aerodinámicos o turbocompresores.Los compresores dinámicos se clasifican según la dirección del flujo del aire a lo largo de los rotorepueden ser de flujo RADIAL o de flujo AXIAL.

2.2.9.1.2.1 DE FLUJO RADIALTambién llamado compresor centrífugo. Tiene paletas fijas y giran en una caja de diseño especial. aire entra por un extremo del rotor, aumenta su velocidad y es expelido. Del rotor el aire pasa al difuCuando el aire entra al difusor, disminuye su velocidad y aumenta su presión para luego pasar a la cy buscar la salida. Estos compresores pueden entregar aire a alta o baja presión, según la forma del roy el difusor. El volumen entregado siempre es alto. Cuando el aire entra por un solo lado del rotor,denomina “de flujo simple”, cuando entra por ambos lados del rotor, se denomina “de doble flujo”. rotor y el difusor no se tocan en este tipo de compresores, por lo cual no necesita lubricación interna. lubricación se reduce a los cojinetes y engranajes y el método depende del tamaño de la máquina. Lgrandes tienen un sistema de circulación de aceite y las pequeñas usan grasa o baño de aceite.



2.2.9.1.2.2 DE FLUJO AXIALEstos son similares a los de flujo radial, con la excepción de que el aire fluye de manera distinta alargo del rotor. Este se mueve paralelamente al eje del rotor. La caja de la cámara de compresiónamplia en el extremo de la entrada de aire y estrecha en el de la salida del aire. La caja lleva montaseries de hileras de paletas curvas fijas que alternan con paletas curvas móviles montadas en el rogiratorio. En la parte estrecha, las paletas son mas cortas y el espacio entre ellas es mas pequeño.

curvatura de las paletas fijas es opuesta a la de las paletas móviles.El aire entra por el extremo amplio hacia el primer grupo de paletas móviles. La forma de estas esque aumentan considerablemente la velocidad del aire antes de hacerlo pasar por el grupo de palefijas que sigue. Al pasar por las paletas fijas, el aire reduce su velocidad debido a la forma curva de paletas y aumenta su presión.El proceso de aumentar y disminuir la velocidad del aire alternadamente y aumentar cada vez mas presión, continua en toda la longitud del rotor en etapas, debido a la forma de las paletas. El acomprimido es expelido por la parte estrecha.

El aire generado por un compresor axial tiene alta presión y volumen; es mas pequeño que uno de flradial y puede procesar grandes volúmenes de aire con gran eficacia, ya que una sola unidad es de po

de varios pasos. Debido a que las paletas fijas y las móviles no se tocan, no se necesita de lubricacinterna. La lubricación se reduce a cojinetes y engranajes como en los compresores de flujo radial.

2.2.9.2 REQUERIMIENTOS DE LOS LUBRICANTES PARA COMPRESORESEl uso de un lubricante adecuado asegura el buen funcionamiento de un compresor.La emulsificación se convierte en un problema para los compresores alternativos cuando el aire enfriador intermedio llega a la temperatura del punto de condensación previo a la presión de operaciEl punto de condensación es la temperatura a la cual el vapor de agua comienza a condensarse en el ay forma gotitas de agua. Si la emulsión entra en el carter en grandes cantidades, puede causar una rotde los cojinetes.El aceite lubricante presente en las paredes del cilindro se emulsificará fácilmente con el agua. El aceque rodea el agua la hará menos corrosiva (menos propensa a causar herrumbre), pero el aceite perdalguna de sus propiedades lubricantes y permitirá el desgaste.

2.2.10 GENERADORESGrupos rotativos.Los grupos rotativos consisten básicamente en un motor de corriente alterna, un alternador y una batede condensadores.Mediante la elección del número de polos y de la velocidad, el alternador, acoplado al motor, produuna corriente de una frecuencia determinada. Esta corriente es la que se aplica al inductor.

Para conseguir un factor de potencia cercano a la unidad, se conecta una batería de condensadores paralelo al inductor.El rendimiento de estos equipos es bajo y por razones constructivas su frecuencia máxima es de 10 KHLa frecuencia es fija y en consecuencia es difícil conseguir una buena adaptación del inductor.Aunque hoy todavía se encuentran unidades en servicio, su producción ha sido abandonada por todos fabricantes de equipos de inducción.Nunca debe añadir gasolina al equipo mientras esté encendido.



Nunca conecte más equipo (enseres) del que realmente soporta su generador, o sea, no lo sobrecargueNunca use cables dañados o sin cubierta. Consulte el Manual para saber qué tipo de extensiones pueusar y el número o grosor de las mismas.Nunca debe usar el generador en espacios cerrados, pues todos producen monóxido de carbono, queun veneno.Consulte con la Junta de Calidad Ambiental para conocer los decibeles de sonido permitidos, de man

tal, que no se viole la Ley.

2.2.11 MOTORESUn motor es una máquina que cambia una forma de energía en POTENCIA (fuerza y movimiento). Apor ejemplo, la energía que lleva el combustible entra al motor y se transforma en movimiento. cuerpo humano podría catalogarse como un motor, ya que transforma la energía contenida en alimentos en fuerza y movimiento.

a) TIPOS DE MOTORESEn el siguiente cuadro se aprecian los tipos de motores mas conocidos según la fuente de energía q

utilizan.TIPO DE MOTOR FUENTE DE ENERGÍA OBSERVACIONES Motor de Combustión Gasolina, Diesel, Fuel Oil, Kerosene, Puede ser de 2 o 4 tiemposInterna Gas, Crudo y tener 1 o varios cilindros,

dispuestos en línea o en “V”El pistón se mueve dentro decilindro.

Eléctrico Energía Eléctrica Un rotor se mueve dentro deun estator.

2.2.11.1.1 MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNAEste tipo de motor utiliza un combustible, lo encierra en un cilindro, lo enciende y con esto producemovimiento del motor.Un motor está constituido por uno o varios cilindros, dentro de los cuales se realiza la explosión demezcla aire – gasolina que proporciona el carburador, y cuya enorme fuerza expansiva se convierte energía mecánica. Dentro de cada cilindro se desplaza un pistón hacia arriba y hacia abajo, que por ubiela se enlaza a una manivela o codo del cigüeñal, cuya rotación es la que se transmite a las ruedCuando el pistón recibe por su parte alta la explosión de la mezcla aire – gasolina, se desplaza cfuerza hacia abajo y su movimiento rectilíneo se convierte por medio de la biela en un giro del cigüeñRecíprocamente, si este gira, el pistón a el enlazado por la biela tendrá que moverse hacia arriba y haabajo del cilindro. En los costados superiores del cilindro existen dos conductos, uno de admisión donde ingresa la mezcla y otro de escape para evacuarla al exterior cuando ya se ha quemado. Estos dorificios se cierran y abren por medio de válvulas. El cilindro adicionalmente, viene con una bu(motores a gasolina), la cual proporciona un chispa eléctrica que quema la mezcla gasolina – aire. Echispa salta en el omento conveniente.Dentro de los cilindros, la distancia de recorrido del pistón desde el punto mas bajo hasta el punto malto, se conoce como CARRERA.En un motor de 4 tiempos se llevan a cabo 4 etapas. El la primera etapa (Admisión), el pistónencuentra en la parte mas alta y empieza a descender; en este instante se abre la válvula de admisión y



mezcla es aspirada por el pistón que desciende y se va llenando el cilindro. La válvula de admisióncierra cuando el pistón llega a la parte mas baja del recorrido y el cigüeñal ha dado media vuelta. Ensegunda etapa (Compresión), el pistón sube desde la parte inferior y las dos válvulas (admisión y escapestán cerradas, de esta manera, los gases que se encuentran en el cilindro, comienzan a comprimirspor esta acción se caliente, lográndose así una mejor condición para la explosión que va a realizarsela siguiente etapa. El cigüeñal ha dado otra media vuelta. En la tercera etapa o tiempo (Explosió

estando los gases comprimidos, salta la chispa en la bujía que los inflama; la fuerza de la explosión lanel pistón desde el punto mas alto del cilindro hacia el punto mas bajo ocasionando un fuerte impulso qse transmite por el pistón hacia la biela y esta a su vez hacia el cigüeñal y su volante. Durante la carrdel émbolo en la explosión, las dos válvulas han permanecido cerradas y el cigüeñal efectúa una tercmedia vuelta. En el cuarto tiempo (Escape), el pistón se encuentra en la parte mas baja de su recorrila válvula de escape se abre y el pistón al subir, empieza a expulsar los gases quemados hacia el exterpor la tubería de escape. Al llegar el pistón al punto mas alto, se cierra la válvula de escape. El cigüeha girado otra media vuelta.Luego se abre la válvula de admisión y se repiten todas las fases anteriores en la misma forma y enmismo orden, mientras el motor está funcionando; el conjunto de las cuatro operaciones distin(Admisión, Compresión, Explosión y escape) se llama ciclo de cuatro tiempos. Como a cada tiempo

motor le corresponde media vuelta del cigüeñal, el ciclo se realiza en cuatro medias vueltas, o sea en dvueltas completas del cigüeñal.En el caso de motores Diesel, el funcionamiento es igual al anterior a excepción de que no usa bujsino inyectores de combustible y este en lugar de encender por chispa, lo hace por alta temperatulograda por la compresión.

La potencia del motor depende de la cantidad de mezcla que haga explosión en el cilindro. En lugarhacer un solo cilindro, se pueden hacer varios mas pequeños, lo que hará una marcha mas regular.

Para la lubricación, este tipo de motores posee una bomba que aspira el lubricante que se encuentra enparte inferior del CARTER a través de un flotador, lo pasa posteriormente por un filtro y de allí va punos ductos que van a lubricar el cigüeñal, árbol de levas y balancines de válvulas. El lubricante retoluego al Carter para repetir el recorrido.La Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) ha establecido unos grados (rangos o grupos) viscosidad para motores. Los grados de aceite que llevan la letra “W” son apropiados parafuncionamiento en frío de los motores; los que no llevan”W” trabajan especialmente bien cuandomotor se encuentra caliente. Para motores cuya temperatura varia mucho (funcionamiento interrumpise han fabricado aceites multigrados, que operan adecuadamente cuando el motor esta frío o calienPor oto lado, el Instituto Americano del Petróleo (API) ha clasificado los aceites de motor de acuerdotipo de trabajo que estos puedan realizar. La clasificación se ha dividido en aceites para motoregasolina y aceites para motores diesel

Aceites para Motores a GasolinaSA: Aceites automotores compuestos únicamente por la base lubricante.SB: Aceites automotores compuestos por la base lubricante y por aditivos antioxidantes y anticorrosivSC: Cumple con la necesidad de los motores a gasolina fabricados entre 1964 y 1967. Contiene aditiv

detergentes y dispersantes.SD: Cumple con los requisitos de lubricación de motores entre 1968 hasta 1971SE: Presenta mayor protección que los SD y cumple con los requisitos de lubricación de motores a

gasolina construidos entre 1972 y 1980. Un aceite con esta especificación cumple con las anteriocategorías de servicio.

SF: Los aceites con esta categoría protegen contra la formación de depósitos, herrumbre y corrosión.Cumple con los requerimientos de lubricación de los motores a gasolina fabricados a partir de 198



esta categoría se puede recomendar en lugar de los aceites clasificado como SE, SD, o SC.

Aceites para Motores DieselCA: Motores Diesel sometidos a trabajo liviano.CB: Trabajo moderado (Camiones, Buses, etc.) y que utilicen combustibles de buena calidad.CC: Motores Diesel no turboalimentados pero que trabajan bajo condiciones severas.

CD: Motores turboalimentados o no y que trabajan bajo condiciones criticas (maquinaria pesada).Máxima protección contra formación de depósitos a baja y alta temperatura, desgaste, oxidación yCorrosión. Esta categoría cubre la CA, CB, y CC.

Todo envase de aceite debe venir marcado con el grado de viscosidad SAE y el tipo API

Los motores con funcionamiento a gas (Gas Natural), necesitan un aceite que produzca pocas cenicon el fin de reducir a un mínimo la formación de depósitos en la cámara de combustión, que pudierproducir pre-ignición y daños severos.

2.2.11.1.2 MOTORES ELÉCTRICOSEste Tipo de motor transforma la energía eléctrica en movimiento y fuerza. Sus partes son CarcaRotor, Embobinado, Estator, Conmutador, Base, Eje del Rotor y Soporte del Cojinete.La energía eléctrica llega al Conmutador (plaquitas de cobre) y de allí por los cables pasa al embobina(cable enrollado) del motor. Simultáneamente está entrando energía eléctrica al estator. El estatormontado dentro de la carcasa fija y por lo tanto no se mueve. Cuando el estator y el rotor se encuentenergizados, se produce movimiento del rotor, es decir, del eje. De esta manera se ha transformadoenergía eléctrica en fuerza y movimiento.

La lubricación de este tipo de motores, consiste en lubricar los cojinetes. Estos pueden ser rodamientocojinetes planos. Algunos rodamientos vienen sellados y no se hace necesaria su lubricación. lubricación puede ser por aceite o por grasa, según el diseño del cojinete.



2.2.12 UNIDADES AUTOMÁTICAS DE FISCALIZACIÓN Y TRANSFERENCIA (LACT

La unidad LACT sirve para la medición o aforo y transferencia automatizada de petróleo, condensadogas natural e igualmente mide las calidades del producto transferido de vendedor a comprador. Eúltimo puede recibir el producto por tuberías, camón cisterna o barco. El crudo a si vendido, será srecibido por el comprador con pequeñas cantidades de impurezas, las cuales pueden ser aguasedimentos básicos como arcilla, arena, etc., que es lo que conocemos como BS&W .Como se mencionó en el primer capitulo, la rentabilidad del crudo se basa en el volumen y su gravedAPI. El volumen base es el conocido como “Barril”, el cual equivale a 42 galones (0.16 m3 aproEste volumen cambia de acuerdo a las condiciones de temperatura; por esta razón, las medicionesllevan o convierten a una temperatura establecida de 60ºF (15.5ºC o 289ºR). Esta corrección volumen por temperatura, también debe realizarse a la gravedad API; que como se mencionó al inicioeste libro, es una unidad que mide la calidad del crudo (A mayor ºAPI mejor precio por barril de crudo

Una Unidad LACT transporta el petróleo tratado y almacenado en los tanques , detecta directamenteexceso de sedimentos básicos y agua, la gravedad API, mide el volumen, lo corrige a 60ºF y transfiere, todo esto de manera automática.

Con el uso de Unidades LACT, se obtienen las siguientes ventajas: Mejora la medición de crudo eliminando errores comunes en los aforos y pruebas. Incrementa la rentabilidad, ya que cuanto menos tiempo permanece el crudo en

tanques, mayor es su volumen y su gravedad API es mas alta . Disminuye costos debido a la necesidad de un número menor de tranques en la facilidad. Reduce el trabajo del personal en lo referente a papeleo, operación de bombas, etc. Reduce riesgos de derrames.



Se incrementa la automatización al tener la posibilidad de operar las 24 horas del día.

Las unidades LACT están montadas generalmente sobre patines y se instalan en grupo en las plantascampo. La complejidad y distribución de los dispositivos puede variar. Un ejemplo típico contiene:

Bomba: Para conducir el petróleo del tanque a través de la unidad y finalmente hacia el oleoduc

Puede ser centrífuga o de desplazamiento positivo, siendo más comunes las primeras, debido a qvibran menos y logran un flujo mas uniforme para la prueba del medidor. Su operación se lleva a cadesde el Tablero de Control, pueden programarse su encendido y apagado automático después de volumen determinado de fluido desplazado o puede hacerse manualmente.

Filtro: Elimina partículas sólidas tales como costras de la tubería, esquirlas de soldadura, arena, etc., cuales pueden causar muestreos y aforos inexactos. Cuando se trabaja con bombas centrífugas, el fise instala aguas debajo de ellas. En el caso de bombas de desplazamiento positivo, la instalación se hen la bomba.

Desaereador: Es un dispositivo que elimina el gas o el aire del petróleo. Algunas veces este y el fi

conforman un solo dispositivo. El gas libre o el aire pueden causar cavitación en la bomba, hacer quemedidor patine o que se tome una muestra no representativa. En este dispositivo se acumula petróleocual permite una separación de gas y aire. Después de que se ha acumulado cierto volumen de gas, uválvula que opera con un flotador, se abre y permite su salida hacia una línea de ventilación.

Sonda de BS&W: Detecta impurezas (sedimentos y agua).

Monitor de BS&W: Dispositivo de control que interpreta las señales de la sonda y envía señales aválvula de derivación. Cuando el BS&W es mayor que lo permitido o programado, el moninterrumpe la entrega y automáticamente dirige el flujo de petróleo a la planta purificadora.

Sonda de Muestreo: Dispositivo que toma muestras de petróleo para determinar el BS&W y ºAPI.Receptáculo de Muestras: Colecta y almacena las muestra tomadas por la sonda. Compradorevendedores tomas muestras de este recipiente.

Válvula de Derivación: Es una válvula de 3 vías que permite el paso del fluido hacia el sistema tratamiento o hacia el medidor. Opera de acuerdo a las señales recibidas desde el monitor. La operacde desvío de fluido hacia el tratamiento en caso de que no cumpla los requerimientos programados,programa con un retraso de 30 segundos para que una pequeña cantidad de sedimentos básicos y aguaactive la válvula. Una vez el BS&W vuelve a los valores permitidos, la válvula camautomáticamente el flujo hacia el medidor para su distribución.

Medidor: Dispositivo de buena exactitud y repetibilidad que mide el volumen de petróleo que se etransfiriendo.

Conexiones en Circuito para el Probador: Es un sistema de válvulas y accesorios que facilitanverificación de la precisión del medidor, por medio de un probador portátil.

Válvula de Contrapresión: Válvula colocada aguas abajo del medidor.

Tablero de Control: Es el centro de comando de la unidad. Desde allí se enciende, controla y apagaunidad.



Otro equipo que puede tener una unidad LACT, incluye una bomba agitadora del receptáculo muestras, válvula de 4 pasos en el muestreador, un medidor de volumen máximo de concesión, medidor de verificación adicional o una bomba reforzadora en la línea de descarga.

3. INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS (BÁSICO)Los instrumentos son dispositivos utilizados para el monitoreo y control de las variables de un procea su vez, un proceso es una serie de pasos secuenciales que deben realizarse para obtener un producto

En épocas anteriores, se llevaba a cabo un control manual de variables utilizando solo instrumensimples como, manómetros, termómetros, válvulas manuales, etc., lo cual era suficiente para la relatsimplicidad de los procesos. El aumento gradual de la complejidad con que estos se han desarrollando ha exigido su automatización progresiva por medio de instrumentos de medicióncontrol.Aunque aún existen controles de proceso que son ajustados por una persona, mediante lectura de medidor, mucha instrumentación y controles de procesos utilizados en las industrias son automáticos.

FUNCIÓN DEL CONTROL AUTOMÁTICOLa idea básica de lazo realimentado de control es mas fácilmente entendida imaginando qué es lo que operador tendría que hacer si el control automático no existiera.

La figura muestra una aplicación común del control automático encontrada en muchas planIndustriales, un intercambiador de calor que usa calor para calentar agua fría.En operación manual, la cantidad de vapor que ingresa al intercambiador de calor depende de la preside aire hacia la válvula que regula el paso de vapor . Para controlar la temperatura manualmente,operador observaría la temperatura indicada, y al compararla con el valor de temperatura deseaabriría o cerraría la válvula para admitir mas o menos vapor . Cuando la temperatura ha alcanzadovalor deseado, el operador simplemente mantendría esa regulación en la válvula para mantenertemperatura constante. Bajo el control automático, el controlador de temperatura lleva a cabo la mismfunción. La señal de medición hacia el controlador desde el transmisor de temperatura (o sea el sensque mide la temperatura) es continuamente comparada con el valor de consigna (set-point en Ingléingresado al controlador .Basándose en una comparación de señales, el controlador automático puede decir si la señal medición está por arriba o por debajo del valor de consigna y mueve la válvula de acuerdo a é



diferencia hasta que la medición (temperatura ) alcance su valor final .

Para este tipo de control (automático), es importante tener un concepto claro a cerca de lo que signifun BUCLE o LAZO. Un Lazo es simplemente el camino que sigue una señal en un SISTEMA CONTROL. Un sistema de control es a su vez el que cumple la función de mantener una variable

interés en un valor o rango deseado. Estos sistemas pueden ser:De Lazo Abierto, cuando el sistema realiza una sola corrección al valor de una variable, pero retroalimentación.

De lazo Cerrado, cuando realiza correcciones continuas si la primera corrección no fue exacta y continsiempre corrigiendo, midiendo y rehaciendo la corrección.

Por cada proceso debe haber un ACTUADOR FINAL, el cual regule el suministro de energía o materal proceso y cambie la señal de medición. Este es a menudo algún tipo de válvula, pero puede además una correa, un regulador de velocidad de motor, posicionador, etc.

El último elemento del lazo de control es el CONTROLADOR AUTOMÁTICO, su trabajo es controla medición. “Controlar” significa mantener la medición dentro de los límites aceptables. controlador debe poder mover la válvula, la válvula debe poder afectar a la medición, y la señal medición debe ser reportada al controlador. Si la conexión se rompe en cualquier punto, se dice quelazo está abierto.

En todo proceso industrial se manejan cuatro variables muy importantes que son: Presión, Caudal, Niy Temperatura. Estas son consideradas de mayor importancia, puesto que son controladas mamenudo que otras. Para cualquier variable del proceso, cualquier condición que hace que una variapreviamente ajustada cambie, se conoce como PERTURBACIÓN DEL PROCESO.

Al monitorear y controlar variables, los dispositivos o instrumentos usados tienen dos funciones básica

Medir y mostrar el valor de la variable.Comparar este valor con uno previamente determinado.

3.1 MEDICIÓN DE LAS VARIABLES DEL PROCESOComo se mencionó anteriormente, existen cuatro variables fundamentales en todo proceso enindustria del petróleo, los cuales son presión, temperatura, nivel y flujo. Cada una de ellas utilidispositivos especializados para medir cambios en le proceso.

3.1.1 PRESIÓNEs la cantidad de fuerza que aplicamos sobre un área determinada. En la industria del petróleo usamcon mayor frecuencia la unidad Psi (Pound per square inch – libra por pulgada cuadrada). La leídaun manómetro es Psig (medidor o gauge), generalmente se expresa solo como Psi. La unidad pexpresar valor absoluto es el Psia (Psia = Psig + 14.7). Cuando tenemos presiones bajas, las medimospulgadas de agua.

Un TUBO BOURDON es un tubo hueco y curvado, cerrado en uno de sus extremos que detecta cambios de presión y convierte este cambio en movimiento mecánico. Este movimiento es transmitidotros dispositivos como manecillas o plumillas, a través de una unión mecánica, la cual finalme



provee un medio visual para la lectura de la presión. Al aplicarle presión por su extremo hueco, etrata de enderezarse en su punta, este movimiento es traducido por la conexión mecánica en movimiento mucho mayor. y por medio de una plumilla es registrado en una carta. de presión.

Otro elemento sensible a la presión es el DIAFRAGMA, el cual es usado para medir e indicar pequeñcambios de presión. Son hechos de caucho (diafragmas) o de materiales delgados.

ELEMENTO FUELLE es un tubo encerrado, hecho generalmente de caucho o materiales delgadPosee pliegues, lo que le permite reaccionar a manera de acordeón. Puede medir altas o bajas presion

3.1.2 TEMPERATURAEs la medida del grado de calor o frió que posee una sustancia u objeto. Su aumento ocurre por friccen el sistema, combustión o aumento de presión. En la industria del petróleo, la medimos en graFAHRENHEIT (ºF). En valores absolutos utilizamos grados RANKINE (ºR), y un grado Rankequivale a los grados Fahrenheit más 460. Para su medición existen dos dispositivos, el primero propiedades mecánicas de la sustancia para expandirse cuando es calentado y contraído cuando enfriado. El segundo es conocido como dispositivo TERMOELÉCTRICO y funciona detectancambios en el recorrido de la señal eléctrica en los metales que son calentados o enfriados.El dispositivo mecánico más usado es Termómetro Capilar Cilíndrico. Este consiste en una bola qcontiene fluido, por lo general alcohol o mercurio, conectado a un tubo capilar de vidrio. El tubo osoporte posee una escala. Cuando el fluido en la bola es calentado, este se expande y asciende porcapilar. Su nivel se lee en la escala y es el valor de temperatura actual. Algunas veces se encuentranTERMOPOZOS, el cual es una cubierta protectora que se sumerge dentro del fluido. El termopofacilita cuando es necesario el cambio de instrumento sin interrumpir el proceso.



Los Detectores Térmicos de Resistencia (RTD – Resistance Thermal Detectors), es un disposittermoeléctrico para la medición de la temperatura. Su principio es basado en el hecho de que cuancalentamos o enfriamos un cable por el que circula una corriente eléctrica, la resistencia del catambién cambia en cantidades específicas cuantificables. Por lo general los RTD son cables de NíquePlatino que están conectados a circuitos eléctricos. Este circuito eléctrico está conectado a la vez aindicador el cual muestra el cambio de temperatura. Por lo general tienen una recubierta anticorros

de acero, diseñados para ser introducidos en las cisternas térmicas. Esta conexión tiene conectoeléctricos para conectar el RTD a indicadores u otros dispositivos.Los Acoples Térmicos, consisten de dos alambre metálicos diferentes unidos en uno de sus extremoconectados a un circuito eléctrico en el otro. El circuito está conectado a un indicador o dispositivocontrol. Estos pueden encontrarse en sistemas de calefacción y de calentamiento de agua en hogares.

3.1.3 NIVELLa medición de nivel en un tanque, es simplemente la altura del fluido con referencia al fondo mismo. Los dispositivos existentes para la medición de nivel son: Flotador – Cable, DesplazadPresión de altura, Capacitancia y Celda D/P (dispositivo diferencial de presión).

El Flotador con su Cable, es un dispositivo muy simple que se utiliza para medir nivel en tanques presión. Se le conoce también como flotador con cinta de medición. El dispositivo consiste en flotador conectado a una cinta de medición externa al tanque, la cual se mueve dentro de una escaforada, que a su vez indica el nivel actual del tanque. Al cambiar el nivel del fluido, cambia la posicdel flotador y a su vez el movimiento ascendente o descendente es transmitido a la cinreposicionandose su indicador el una nueva posición.El desplazador, es un dispositivo que funciona de acuerdo al principio de flotación para medir la altude un fluido en un recipiente. Son tubos hechos de materiales relativamente delgados, diseñados acuerdo a las propiedades del fluido al cual se le desea medir su nivel. El flotador está unido porparte superior a un mecanismo de brazos, los cuales transmiten la fuerza (ascendente) ejercida porflotador a un indicador. El desplazador se coloca en el fluido y su peso de flotación es medido pomedidor. Cuando el nivel en un tanque sube, el peso de flotación del desplazador cambia, lo cualregistrado por el medidor.



El mecanismo de Presión de Altura funciona bajo el principio de proporcionalidad que existe entrealtura de un fluido en un tanque con la presión que este ejerce (Altura - Presión hidrostática). Al notacambio de presión en el fluido en la parte inferior del recipiente, se puede medir el nivel del fluidoforma indirecta. La presión hidrostática de un mismo fluido no cambia en función al ancho (diámetde un tanque que lo contenga. Solo varía en función de la altura.

Otro mecanismo que se utiliza para medir nivel es el de Capacitancia. La Capacitancia es la habilidde una sustancia de servir como “área de almacenaje” de la corriente eléctrica. El agua dulce y el asalada son conocidos como buenos conductores de corriente, mientras que los hidrocarburos no lo sPor tal razón, al medir niveles de hidrocarburos se usan dos placas capacitadoras con el líquidieléctrico (aislante de energía) entre ellas. Algunas veces la pared del tanque actúa como una de ellauna sonda en el medio del tanque actúa como la otra. El hidrocarburo se encuentra en medio de esdos placas al cambiar de nivel, aumenta o disminuye la Capacitancia registrada de manera proporcionEn otras palabras el hidrocarburo es un aislante o dieléctrico que al subir de nivel, aumentaCapacitancia registrada entre el sensor y la pared del tanque. Caso contrario (descenso de nivdisminuye la Capacitancia por que ya no existe el “aislante de corriente” en el intervalo de altura quedescendió.

3.1.4 FLUJOEsta es una de las variables de proceso más importantes en la industria. Para cuantificarlo, se toman uo dos medidas como son la velocidad de flujo o el volumen total. Esta variable se explica con mdetalle en el numeral 2.2.5.

3.2 CONTROL DE LAS VARIABLES DEL PROCESOCuando las variables de un proceso son medidas, esta información es utilizada por el sistema de contpara asegurar que las operaciones se hacen en una forma segura y eficiente. La información recopilpor los diferentes instrumentos de medición es transmitida a otra clase de indicador, otra parte sistema de control o ambas.

En otras palabras, comparando un sistema manual con un sistema automatizado, la informacitransmitida primero a los indicadores, es recopilada por una persona u operador, quien evalúa esvalores, los compara con una calibración preestablecida y determina si estos deben ser cambiados pvolver a su punto de calibración. En lugar de que esta labor sea realizada por un operador,información transmitida podría ser recopilada por un SISTEMA AUTOMÁTICO DE CONTROquien a su vez también puede realizar acciones necesarias para hacer que el proceso vuelva a su puntocalibración. Esta información transmitida al sistema automático de control, puede ser en forma PRESIÓN NEUMÁTICA o SEÑALES ELECTRÓNICAS.

3.2.1 CONTROLES NEUMÁTICOSUn controlador neumático está diseñado para detectar una variación en el sistema a ser controladotransformar esta variación en un impulso de presión, el cual actúa realizando el desplazamiento de válvula para corregir la variación. Para nuestra operación, las variables a controlar son la presión (medio de un Tubo Bourdon) y el nivel (por medio de un flotador).Consta de un sistema de tuberías y líneas para transmitir los cambios en la presión que activan PILOTOS DE PRESIÓN. Estos son similares a los interruptores eléctricos por que están diseñados pcambiar algo, por lo general en sistemas con válvulas de dos o tres pasos, al abrir o cerrar una válvulaal encauzar el flujo de un orificio a otro. Son abiertos o cerrador, no valores intermedios.Los controles neumáticos también usan los cambios de presión para activar los CONTROLADORPROPORCIONALES. Estos últimos pueden estar de un 0% a un 100% abiertos.



Los sistemas neumáticos utilizan controladores neumáticos para desarrollar presiones necesarias pactivar dispositivos de control. El rango de presión para sistemas neumáticos es de 3 a 15 Psig.Este tipo de control es usado con frecuencia donde interruptores eléctricos pueden presentar riesgcomo es el caso de instalaciones de petróleo y gas. Para su funcionamiento utilizan aire o fluicomprimidos.La línea de gas de un separador, además de tener sus respectivos elementos de medición tiene

elemento que permite, por medios neumáticos, controlar la salida de gas del separador, de acuerdo anecesidad de la operación, con esto se controla la presión interna del separador.Neumáticamente, y de manera similar al control de presión las líneas de agua y crudo de un separatienen válvulas controladoras de flujo que permiten mas o menos flujo, de acuerdo a los diseñiniciales.

3.2.2 CONTROLES ELÉCTRICOSUsan interruptores eléctricos, los cuales son activados cuando se alcanza un límite establecido. activar el interruptor, este activará o desactivará otro dispositivo eléctrico.Pueden operar válvulas, bombas, alarmas, calentadores, o lo necesario para controlar la variable

proceso. El interruptor eléctrico de presión es el mas utilizado en los procesos de control. En el haycomponente sensible a la presión, el cual está diseñado para activar un contacto eléctrico a un pupredeterminado de calibración. Existe también un controlador proporcional eléctrico, el cual responen proporción al cambio de punto de calibración. El rango común de calibración es de 4 a 20 m(miliamperios).

Cuando existen sistemas combinados en los que es necesario transformar señales eléctricas en señaneumáticas o viceversa, se utilizan TRANSDUCTORES, los cuales traducen de manera proporciouna señal a otra.

3.2.3 ELEMENTOS FINALES DE CONTROLSon dispositivos que controlan el valor de las variables de proceso. Estos responden a señales enviapor los controladores, manteniendo las variables de proceso dentro de un rango de seguridad estableci

4. DISPOSITIVOS DE SEGURIDADEn cualquier planta de proceso se tiene mucho equipo que trabaja y puede estar sometido a cambbruscos de presión. La sobrepresión puede ocasionar un incendio, el llenado excesivo de un recipienapertura accidental de válvula, demasiada aplicación de calor, reacciones exotérmicas, enfriamieinadecuado, falla mecánica de válvulas, etc. Por esta razón, se hace necesaria la instalación dispositivos que garanticen su vida útil, evitando daños y accidentes de todo tipo. Para controlar esituación, existen códigos internacionales que incluyen procedimientos para este caso, comoAmerican Petroleum Institute API RP 520 “Práctica recomendada para el diseño e instalaciónsistemas de liberación de presión en refinerías”. El diseño general de los dispositivos de seguridad ptodos los recipientes a presión se encuentra en el código ASME UG-125 hasta 134 de la sección VDivisión 1.

A pesar de contar con estas normas, el ingeniero se encuentra aún con el problema de seleccionar dispositivo de desahogo o alivio para una situación específica; hay disponibles diversos tipos de ellAunque ninguno es adecuado para todos los servicios, cada uno es idóneo para una situación particulaLos dispositivos se dividen básicamente en dos, que son las Válvulas y los Discos de Ruptura.



4.1 VÁLVULAS PARA LIBERACIÓN DE PRESIÓNGeneralmente están bajo carga de un resorte, salvo las que operan con un piloto. Sus asientos o disno deben ser fabricados en hierro fundido. Si el diseño permite que se acumule líquido en el ladodescarga del Disco, la válvula debe tener drenaje.Las válvulas, como dispositivo de liberación de presión, se subdividen en válvulas de seguridadválvulas de alivio. Ninguno de estos tipos se debe emplear en servicio con polímeros a menos que

entrada esté aislada del líquido por un disco de ruptura.4.1.1 ALIVIO

Es un dispositivo aliviante de presión automático, que abre en proporción al incremento en presión sola posición de ajuste de la válvula; es decir, son dispositivos automáticos para liberación de presión,los cuales su porcentaje de apertura depende de la presión a la cual este calibrada y de la presión operación del recipiente en el cual fue instalada. Están hechas para funcionar sobre un rango de ajuLa etiqueta de identificación de la válvula señala el rango de operación y el punto de control.

Estas válvulas permiten aperturas intermedias entre su 0% y su 100%, dependiendo de la presión qestén controlando. Operan generalmente con líquidos. Son calibradas para que se abran a un 10por arriba de la presión normal de operación. Esta calibración se realiza por medio de un tornque está situado encima del resorte. Para impedir modificaciones no autorizadas en la calibracióntornillo cuenta con un tapón roscado.Existen dos tipos de válvulas de alivio de acción directa:Las accionadas por resorte, las cuales poseen Carcaza, Admisión, Descarga, Disco, Asiento, VástagCápsula. En estas, el disco o tapón es mantenido en su sitio por un resorte, las arandelas del resortetornillo ajustable y la tuerca de seguridad. Son usadas en aplicaciones de alta presión



Las accionadas por peso, la fuerza de cierre es suministrada por las paletas pesadas y ensambles depalanca. Son usadas generalmente en operaciones de baja presión (Tratadores térmicos y tanqatmosféricos). La presión necesaria en el sistema para alcanzar el levante total de este tipo de válvudebe aumentar en grandes cantidades, algunas veces un 100% sobre la presión de ajuste.Las válvulas de alivio de presión para líquidos comienzan a abrir cuando la presión interna llega al vade la presión seteada y tendrá un aumento gradual hasta que sea de 10 a 33% mas que la seteada.

válvula llega a su plena capacidad con una sobre presión de 25%.Las válvulas de alivio de presión para vapor de agua, aire, gas y vapores comienzan a abrir cuandopresión llega al valor seteado y continuará abriendo al llegar desde un 3 a 33% por arriba de la seteaDespués de presentarse la descarga, el disco vuelve a sentar a mas o menos 4% por debajo de la presseteada.

4.1.2 DE SEGURIDAD (PSV – Pressure Safety Valve)Los tipos regulares de válvula de alivio no funcionarán adecuadamente en sistemas de vapor o de gEn estos sistemas, se necesita una válvula que abra instantáneamente por acción de exceso de presiBásicamente, estas válvulas son dispositivos automáticos para liberación de presión, diseñados paperturas rápidas y al 100%, de su capacidad, sin valores intermedios de apertura (plena apertura).

accionan cuando alcanzan una presión preestablecida.Al igual que las de alivio, las válvulas de seguridad de acción directa tienen dentro de sus componentCarcaza, Admisión, Descarga, Disco, Asiento, Vástago y Cápsula. Utilizan además uno o mas anillosajuste para formar una cámara especial de aprisionamiento, la cual protege al disco de golpeteos dendel asiento, que podrían dañar la válvula. La forma tanto del disco como del asiento están diseñadpara que la válvula abra en su totalidad, cuando la presión del sistema es mayor de lo normal. De éforma la válvula se abrirá completamente, aliviando la presión. La presión a la cual la válvula se acompletamente es llamada PRESIÓN DE APERTURA o de DISPARO. El cierre rápido es llamaASENTAMIENTO POSITIVO. La diferencia entre Presión de Apertura y Asentamiento Positivo, es



conocida como CAÍDA DE PRESIÓN. Algunas válvulas de seguridad poseen en su montaje upalanca para su accionamiento. Cuando esta es operada, el montaje empuja hacia arriba sobre la tuesuelta, levantando el vástago y el disco. Cuando esta palanca se suelta, la válvula se cierra.

4.1.3 VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y DE ALIVIO

Este tipo de válvulas están construidas para ser utilizadas como válvula de alivio o como válvula seguridad. Se usan generalmente en sistemas de mezcla líquido – gas, tales como separadores producción y tratadores térmicos. Una válvula típica tiene la admisión en forma de boquilla y juegos de anillos ajustables. Dependiendo de cómo son colocados estos anillos, el flujo será dirigidlos anillos inferiores (Válvula de alivio) o directamente al disco (Válvula de seguridad). Este ajustehace en fábrica (tipo de servicio) y nunca debe ser reajustada en el sitio, excepto por personal calificad

La norma ASME las define como “Dispositivo de alivio automático, accionado por presión, adecua para uso como válvula de seguridad o válvula de desahogo, según la aplicación”. Por lo tanto este tde válvula de alivio de presión, puede tener las características de ambos tipo, excepto que siempre tieBonete cerrado. Estas válvulas son de carácter obligatorio en calderas a alta temperatura. Su aplicac

según ASME, son recipientes a presión sin fuego. También se utilizan en las descargas de las bombacompresores de desplazamiento positivo para la dilatación térmica de líquidos o gases y para servigeneral de vapor o aire, siendo es estas últimas (Vapor) obligatoria la palanca de elevación.

4.1.4 VÁLVULAS DE ALIVIO OPERADAS POR PILOTO



Estas válvulas no pueden ser usadas con pastas aguadas o polímeros por que pueden obstruir el piloson excelentes para servicio con gas a alta presión a temperaturas de máximo 300 ºF debido a la máxitemperatura que soportan los sellos anulares. Estas válvulas consisten en dos componentes que sonprincipal y el piloto.

La válvula principal tiene un pistón con superficie transversal más grande en el lado de la descarga q

en la entrada.La válvula piloto bajo carga de resorte, que se abre a la presión de alivio, aplica la fuerza de un gas olíquido a la misma presión que la del proceso. Esto causa que el pistón tenga la misma presión enparte superior y en su parte inferior, y la superficie más grande en la parte superior produce mafuerza para empujar al pistón hacia abajo contra su asiento. Entonces, la válvula se asienta con mfuerza conforme aumenta la presión de funcionamiento; la válvula se puede graduar a presiones mligeramente más altas de la operación y no oscilará.

Las ventajas de estas válvulas sobre resortes son: Son más económicas

Manejo de mayor volumen Suministran un sello hermético de burbuja Fáciles de probar en sitio

4.2 DISCOS DE RUPTURA



Es el dispositivo de seguridad más simple; es una pieza de metal en forma de domo diseñada promperse a una presión predeterminada. Consiste en un sujetador (de una o dos piezas) y un dimetálico destinado a romperse a la presión de desahogo. Se pueden utilizar para la protecciónrecipientes con presiones de diseño muy altas, que exceden mucho la capacidad de las válvulas desahogo o alivio. Hay dos tipos:

Preabombado: Es el convencional. Requiere una presión de graduación de alrededor de 1.5 veces maque la presión de operación, debido a su susceptibilidad a la fatiga por esfuerzo. Esto significa querecipiente protegido se debe proyectar a una presión mas alta. Las presiones de disparo pueden erráticas.

De Combatura Inversa: Se puede graduar a no más de 1.1 veces la presión de operación. Su precisiónhace adecuado para proteger la entrada a las válvulas de alivio en servicio con líquidos sucio polímeros. (Puede encontrarse con paleta cortante, con mordaza o rayado en forma de “X”).

La mayor desventaja de los discos de ruptura es que no pueden volver a asentar. La ruptura hace quepierda la presión en el sistema protegido y hay que parar el proceso para cambiar el disco. Por e

razón no son seguros para fluidos tóxicos y se debe pensar en instalar válvulas de alivio en serie despde un disco de ruptura para esos fluidos.Pueden ser utilizados en lugar de las válvulas de seguridad como protección contra la corrosión y pevitar fugas. Es decir el disco se puede instalar en un recipiente y una válvula que opere por resosiempre y cuando se tenga un manómetro, libre respiración o un indicador de ruptura o fugas.

Si el disco de ruptura es instalado inadecuadamente, este deja de ser un dispositivo de protecciSi un disco de Combatura Inversa o Curvado Inverso es instalado en la dirección equivocadpodría permitir que la presión del sistema llegue de 8 a 10 veces la presión límite de seguridad.

5. LABORATORIOEn campos de petróleo, se lleva a cabo ciertas pruebas a los fluidos con el fin de verificar su calidadrealizar los controles pertinentes.

Para determinar la calidad del crudo específicamente, se requiere tomar muestras para llevarlaslaboratorio y analizarlas. Estas muestras pueden ser tomadas en los tanques o en la línea. El muesten los tanques se lleva a cabo por medio de “ladrones” o “botellas”, aunque algunas veces el tanqposee válvulas o grifos ubicados lateralmente para tal propósito. El ladrón es un recipiente cilíndricoaproximadamente 15 pulg. de longitud cuyo fondo es una especie de válvula de mariposa que pueabrirse o cerrarse completamente. El cilindro se baja unido a una cuerda desde el techo del tanque hael nivel donde se desea tomar la muestra. Durante el descenso, la válvula se encuentra abierta y una vse llega al nivel deseado, se cierra la válvula halando el ladrón hacia arriba y se procede a subirmuestra hacia superficie.

5.1 DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECIFICASe determina con un instrumento llamado HIDRÓMETRO (o Termohidrómetro). Se inicia colocandomuestra de crudo en un recipiente cilíndrico con un diámetro de al menos 1 pulg mayor que el hidrómetro y una profundidad suficiente para que la distancia de su fondo a la base del instrumento stambién de al menos 1 pulg. Dicho recipiente debe estar limpio y seco antes de vaciar en el la muesEl hidrómetro (limpio y seco) se introduce en el recipiente con cuidado y luego se suelta. Se dejareposo flotando libremente (separado de las paredes del cilindro). Se lee la gravedad API al próximo



0.1 ºAPI, leyendo de la parte inferior del menisco (debido a la tensión superficial del líquido, este intenpegarse a las paredes del recipiente, dando la impresión visual de un nivel superior. Por tal razón se el punto mas bajo de la figura cóncava formada por la tensión superficial). Simultáneamente leatemperatura que corresponde a la ºAPI tomada. Finalmente corrija el valor de ºAPI a 60ºF y repórteusando tablas de corrección por temperatura, las cuales deben estar disponibles en el laboratorio. necesita calcular la gravedad específica, use la fórmula:

Gravedad Específica = 141.5 / (131.5 + ºAPI)

Si necesita calcular la densidad del crudo, use la fórmula:

= 62.4 * Gravedad Específica

Donde es la densidad del crudo en libras / Ft3

5.2 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA Y SEDIMENTOSExisten Dos métodos, el de centrifugación y el de destilación.El primero es el mas usado ya que el segundo solo determina la cantidad de agua. La muestra del primmétodo puede ser tomado en cualquier punto de la facilidad, mientras que para el segundo recomienda que se tome después de que haya pasado por la unidad LACT en un punto aguas debajolos filtros.



Método de Centrifugación:En un tubo de centrífuga aforado a 100% introduzca 50 c.c de muestra y posteriormente agregue 50 solvente (benzol, toluol, gasolina blanca, gasolina de aviación, etc).Centrifugue por 10 minutos a 1500 RPM.Lea el contenido de agua y sedimentos y multiplique este valor por 2. Reporte.

Método de Destilación:Prepare una mezcla de solvente y muestra igual al método anterior.Conecte el recipiente con la mezcla a una trampa, la cual consta de dos partes, la superior que es condensador y la inferior que es la trampa propiamente dicha. El condensador consta de dos tubconcéntricos, el interior está conectado a la trampa y el exterior posee dos posibilidades de conexiuna en la parte superior y otra en la parte inferior. Una es para la entrada de agua y la otra para la saliEl agua actúa como refrigerante.Se monta este sistema sobre un calentador eléctrico. Al cabo de poco tiempo, empiezan a salir vapolos cuales al pasar por el condensador se vuelven líquidos y caen a la trampa.Terminada la prueba, en la trampa hay un destilado que es agua e hidrocarburos, pero se puede aprecla interfase. Conociendo el volumen de agua en la trampa y la cantidad de crudo que se usó, se pu

determinar el BS&W de la siguiente manera:BS&W = (Volumen de agua / Volumen de crudo) * 100

La cantidad de muestra depende del contenido de agua presente, pues en la trampa solamente se puedmedir hasta 10 c.c de agua.

5.3 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE SALA partir de la cantidad de agua obtenida en la toma de BS&W, se puede encontrar la concentracde cloruros por medio de titulación y posteriormente aplicar la fórmula:

Salinidad del agua en ppm Cl- = 173 * Libras de sal por cada 1000 bbls de crudo / BSW



6. SEGURIDAD INDUSTRIAL

Como en este sector los principales productos del sector son potencialmente inflamablesexplosivos, la seguridad reviste una importancia primordial. Las operaciones de perforación entrañ

peligros de explosión y la producción de petróleo y de gas presenta riesgos de incendio y explosión en todas sus fases. La manipulación de los pesados tubos de oleoducto y de otmateriales y máquinas es peligrosa para la salud y la seguridad. El ruido, las vibraciones yutilización de productos químicos tóxicos plantean asimismo problemas en las operaciones prospección y producción, al igual que en las de distribución. Cuando las instalaciones están situaen zonas apartadas, el transporte de ida y vuelta al lugar de trabajo puede acarrear graves riesgsobre todo en el caso de las operaciones en el mar, que presentan riesgos propios además de derivados del carácter combustible de la materia prima. En los últimos años se han registrado ensector graves incendios y explosiones que se han cobrado vidas humanas, tanto en las instalacionde producción -- el ejemplo más conocido es el de la plataforma Piper Alpha, en el Mar del Nordonde perecieron 167 personas en 1988 --, como en las refinerías. Desde aquel año, se han hec

muchos esfuerzos en los subsectores de la prospección y de la producción para mejorar la seguridLas actividades pueden tener repercusiones de diverso tipo en el medio ambiente, por ejemplocontaminación del mar y la tierra causada por derrames de petróleo y gas, o la del aire y del agua pemisiones tóxicas de las refinerías. Sin embargo, algunos de los efectos más graves no se deben aproducción, sino al transporte (accidentes de buques petroleros, escapes en oleoductos) y autilización (centrales eléctricas y emisiones de automóviles) de los productos del sector.

Todo esto hace necesaria la implementación de un sistema o departamento dentro de la compaque enfoque sus actividades hacia la protección de la salud de los trabajadores, la seguridad ymedio ambiente. Esto es lo que se conoce como HSE (Health Safety and Environment).

6.1 HSESu objetivo es proteger la salud, la seguridad y el bienestar de todos sus empleados y de todopersonal involucrado en sus actividades o las afectadas por ellas, así como de minimizar el impade tales actividades sobre el medio ambiente.La práctica de sus normas básicas en el trabajo y fuera del mismo, le ayudará a evitar accidentes,enfermedades y a proteger el medio ambiente. Si su actitud hacia HSE es positiva, su posibilidadsufrir lesiones, enfermedades o accidentes, se reduce al máximo y es casi nula si sus compañerostrabajo asumen la misma actitud.

6.2 RIESGOCada decisión o actividad que desarrollamos diariamente, esta acompañada de algún tipo de riesLa mejor manera de realizar una labor, actividad o tarea de una manera segura, es desarrollautilizar una técnica práctica que ayude al empleado a prevenir lesiones o accidentes.

Un ejemplo de una de estas técnicas es el desarrollado hace más de 20 años por la compañía Pont, denominado Programa STOP (Seguridad en el Trabajo por la Observación Preventiva), concual sus empleados y los de otras organizaciones han logrado reducir las lesiones a sí mismos y a demás. La herramienta básica del programa STOP es el CICLO de la seguridad, el cual le ayudreconocer y eliminar los ACTOS INSEGUROS (algo que hace una persona y que puede causarincidente o lesión) y las CONDICIONES INSEGURAS (son generalmente el resultado de los acinseguros) que podrían ocurrir al estar haciendo el trabajo.



El primer paso del ciclo de la seguridad es DECIDA, en el cual usted debe ser consiente que vhacer de la seguridad su primera prioridad. El segundo paso del ciclo es DETÉNGASE, en el cantes de iniciar cualquier actividad haga un paro total y preste atención a toda el área, a lo que en esucede y a lo que intenta hacer. El tercer paso del ciclo es OBSERVE, para buscar actos insegurocondiciones inseguras que le podrían causar lesiones a usted o a los demás. PIENSE, es el cuapaso que usted debe tomar, en donde se hace un análisis de lo que acaba de observar. Se pregu

acerca de que cosas pueden ocurrir inesperadamente durante el trabajo, que lesiones y comopuede hacer para evitarlas. Finalmente usted cumple el último paso que es ACTÚE, donde aplicacriterio para tomar medidas encaminadas a eliminar y prevenir los actos y las condiciones insegura

Si usted cumple con este sencillo ciclo (Decida, Deténgase, Observe, Piense y Actúe), eeliminando prácticamente, las causas de accidentes tanto suyos como de sus compañeros de trabajo

A veces nos acostumbramos a realizar nuestro trabajo exponiéndonos a peligros, que accidentarnos es cuestión de suerte. Por que no hacerlo de una mejor manera?.

6.3 ÁREAS CLASIFICADASEn la elaboración, procesamiento, transporte y almacenamiento de sustancias inflamables, coproductos químicos y derivados del petróleo (por ejemplo: el Benceno, el Alcohol, el Acetileno, yGas de hulla), es inevitable que ocurran escapes de gases y vapores que, en contacto con el oxígede la atmósfera, pueden producir mezclas de una concentración explosiva. La ignición accidental dtales mezclas - ocasionada, por ejemplo, por una chispa eléctrica o una superficie excesivamecaliente - puede causar una explosión que ponga en peligro la vida humana y los bienes.

A fin de evitar estos riesgos, numerosos países han desarrollado métodos específicos de seguridEn vista del creciente carácter internacional de las industrias, se considera ampliamerecomendable el establecimiento de estándares internacionales y acuerdos con respecto a métodos de seguridad.

Las Industrias que trabajan en atmósferas potencialmente explosivas han representado un reto plos comités que definen los códigos y estándares nacionales e internacionales por décadas. clasificación de áreas, normalización de equipos, los códigos de instalación y canalización para etipo de ambientes, se dividen en dos sistemas básicos en todo el mundo.Europa y la mayoría de los países del mundo han sido influenciados por el sistema de aproximacia tres Zonas de la International Electrotechnical Commission (IEC). El estándar IEC separaatmósfera potencialmente explosiva en Zonas 0, 1, y 2 basado en probabilidades de ocurrencilongitud de tiempo en que la mezcla potencialmente explosiva se presente.Norte América, y otras partes del mundo influenciados por las practicas de Norte Amértradicionalmente han utilizado el sistema de Clase y División. Las Clases identifican el riepresente como: Gases o vapores, polvo combustible y fibras inflamables. Divisiones definencondición normal o anormal en la cual el material de riesgo puede estar presente.En unos cuantos países existen paralelamente los dos sistemas. Ciertas naciones (Venezuepermiten la construcción de fabricas por compañías multinacionales que utilizan el sistema que mse acomoda a sus necesidades.

En la siguiente tabla se hace una comparación de los dos sistemas de identificación de atmósfepeligrosas, aunque en la actualidad el sistema norteamericano busca la homogenización de sistemas.



Comparación de clasificación IEC, Norte América

Material Peligroso IEC Clasificación Tradicional (USA., Canadá)

Gas o Vapor

Zona 0Zona 1

Zona 2

Clase 1

División 1

División 2

Polvo

Zona 10 (Zona 20)

Zona 11 (Zona 21)( Zona 22)

Clase 2

División 1

División 2

Fibras Igual a la anterior Clase 3

División 1

División 2

USA define áreas de alto riesgo (clasificadas) a sitios donde existen Gases, Polvo o Fibpotencialmente explosivas. El Code Making Panel (CMP) - 14 es responsable de los Artículos N500-517 que tratan la clasificación e instalación de equipos en tales áreas. Este panel esta compuepor representantes de la industria en las áreas de fabricación, mano de obra, inspección, usuariocertificación. Ellos revisan y evalúan todos los cambios propuestos en esta sección del estánNEC. Propuestas hechas anteriormente al estándar NEC sugirieron la eliminación del sistema ClI, División a favor del Sistema de tres Zonas o reemplazar la Clase I, División 1 y 2 por División 11.1 y 1.2. Estas propuestas fueron recibidas con gran resistencia desde el primer momento ya qrequerían re - clasificación de todas las áreas de alto riesgo y forzaban al re - entrenamiento personal para un sistema completamente nuevo. La solución propuesta por el CMP - 14 ahora forparte de la edición de 1996 del estándar NEC como una nueva sección titulada Articulo 505. Enuevo texto contiene los requerimientos fundamentales de las áreas clasificadas Clase I, ZonaZona 1 y Zona 2. La estrategia de USA es un acercamiento de múltiples pasos introduciendo varelementos del sistema en forma controlada al usuario, con el fin de que pueda entendepreviamente a la implantación completa. Las normativas de producto, que son desarrolladindependientemente del NEC, están siendo re-escritas para que cumplan con los requerimientos mismo. Como una combinación de códigos y estándares vinculados, emerge un sistema similarIEC. Él articulo 505 introduce terminología y el sistema internacional de clasificación de áreasNEC dejando intacto el sistema existente de Clase y División. Esto resulta en un sistema paraleque le da al usuario el beneficio de elección en la clasificación de áreas, instalación de productométodo de canalización que más se ajuste a su aplicación.



6.4 ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL

Nunca debe ser considerado como totalmente seguro un ambiente de trabajo. Los EPP protegmuchas partes de su cuerpo de lesiones y heridas.

Protección de la cabeza: El casco protege su cabeza de lesiones severas causadas por escombroobjetos que se pueden caer.

Protección de sus ojos: Las gafas de seguridad le protegen contra partículas lanzadas al aire.

Protección de sus oídos: Existen OREJERAS y TAPONES, los cuales protegen su oído del excede ruido. La pérdida de audición por exceso de ruido es gradual y prácticamente imperceptiblirreversible.

Protección de las manos: Una de las formas más efectivas para prevenir lesiones en las manos euso de guantes apropiados. No los use si está trabajando con maquinaria en movimiento, ya que epuede quedar atrapado en la máquina y su mano puede ser halada junto con el.

Protección de los pies: Existen diferentes tipos de botas de seguridad según el trabajo a realizcomo por ejemplo, botas reforzadas con acero, para choques eléctricos, de suela antideslizante, etc

Protección de las manos: Una de las formas más efectivas para prevenir lesiones en las manos euso de guantes apropiados. No los use si está trabajando con maquinaria en movimiento, ya que epuede quedar atrapado en la máquina y su mano puede ser halada junto con el.

Protección de los pies: Existen diferentes tipos de botas de seguridad según el trabajo a realizcomo por ejemplo, botas reforzadas con acero, para choques eléctricos, de suela antideslizante, etc

Protección respiratoria: Cuando se trabaja en atmósferas carentes de oxígeno o contaminada cgases tóxicos o partículas, se requiere el uso de un respirador purificador de aire o suplidor de aire



6.5 PERMISOS DE TRABAJO

Es indispensable tener un control sobre todos los trabajos que se llevan a cabo en el área. Esto evita q

se ejecuten simultánea o individualmente trabajos que pueden resultar riesgosos o peligrosos parasalud e incluso la vida de los trabajadores, la integridad de los equipos y la preservación del meambiente.Un permiso de trabajo es un documento donde se registra una tarea, los riesgos, las precaucionetomar, recomendaciones especiales y la autorización de las personas pertinentes.Antes de iniciar un trabajo diligencie el respectivo permiso de trabajo; verifique que trabajos adicionase realizan cerca de su área trabajo y tome las medidas de seguridad pertinentes.

6.6 EXCAVACIONESSe considera excavación a una zanja, trinchera, grieta o perforación que haya sido hecha por el hombr

de manera natural, en la cual existe riesgo de que una persona pueda ser atrapada, enterrada o asfixipor derrumbe, inundación o ingreso de material peligroso o tóxico. Esta requiere de algún tipoprotección para eliminar o minimizar los riesgos. Muchas excavaciones son consideradas coESPACIOS CONFINADOS.

Tenga en cuenta las siguientes recomendaciones:Antes de iniciar cualquier excavación identifique la presencia de cualquier sistema enterrado (tubercables energizados, cajas,etc.). Señalice su presencia mediante estacas o banderines e identifique profundidad.Identifique construcciones aledañas que puedan sufrir deterioro en su estructura debido a la cercaníala excavación.La excavación debe ser aislada y demarcada claramente para prevenir controlar el acceso de personasárea de trabajo.En caso de dejarse abiertas excavaciones durante la noche, éstas deberán estar debidamente señalizadiluminadas o aisladas para evitar la caída de personal, equipos o animales.No estacione equipo o maquinaría muy cerca del borde de las excavaciones, en terrenos inestables niun día para otro.Utilice señaleros durante los trabajos de excavación cuando utilicen equipos, de tal manera que advierta al operador la presencia de personal o alguna condición insegura en el área de trabajo.Recuerde que en terrenos aluviales o con presencia de rocas dentro del suelo, los equipos vibratorpueden generar su caída. Revise a diario las paredes de la excavación antes de iniciar la actividad.Muchas veces el suelo falla súbitamente poco después de realizada la excavación. Evite entinmediatamente haya terminado la excavación.Recuerde que un cambio en las condiciones climáticas (presencia de lluvias) disminuye los factores seguridad de las excavaciones, acrecentando los riesgos de derrumbes.Toda agua infiltrada dentro de la excavación genera riesgo de derrumbes.Los materiales removidos deben ser colocados a mínimo un (1) metro del borde de la excavación. norma OSHA (Occupational Safety And Health Administration) recomienda al menos 2 pies distancia, para lo cual habrá la necesidad de instalar barreras con el fin de retener el material sin qruede o caiga dentro de la excavación.Revise periódicamente la aparición de grietas de tensión en el suelo circundante al borde deexcavación. Es una señal de alerta de que las paredes pueden fallar.Debe proveerse medios de acceso y salidas adecuadas, se recomienda cada 15 metros (escaleras).



Use las escaleras adecuadas para el trabajo. Se recomienda que éstas deben sobresalir un (1) metro pencima del nivel superior de la excavación.Asegure debidamente las escaleras.Cuando se requiera transitar a través de la excavación utilice pasarelas resistentes, provistas cpasamanos y debidamente soportados en los extremos.La madera que se utilice para construir pasarelas debe estar libre de clavos, de nudos grandes y astill

Se debe hacer empalmes de tope para evitar riesgo de tropiezos.No olvide utilizar sus elementos de protección personal (EPP) dentro de la excavación.Evite transitar por el borde de las excavaciones.En caso de requerirse entibados utilice materiales resistentes y debidamente apuntalados. Refuerce condiciones de seguridad cuando construya entibados.En terrenos muy inestables (suelos blandos) o excavaciones angostas y profundas (>4 mt) se recomienutilizar cajones metálicos que ofrecen una mayor resistencia que los entibados de madera. Estas cadeben estar sólidamente construidas con planchas laterales de metal, soldadas a una estructura fuerte perfiles tubos de acero.No debe permitirse el movimiento de maquinaria al lado de la excavación cuando haya personas dende ésta.

En terrenos inestables o con presencia de agua subterránea, es aconsejable adelantar la excavación ctramos. De este modo el efecto de arco disminuirá el riesgo de derrumbes.Nunca de la espalda al fondo de la excavación.No se siente al borde de la excavación.Mantenga solo el personal necesario dentro de la excavación. Se recomienda una separación de 3.6 entre trabajadores.Evite utilizar puntales demasiado largos en entibados de gran anchura. Recuerde que en estos casosresistencia del puntal disminuye en la medida que éste es más largo. En este caso utilice diagonaapoyadas al piso, debidamente ancladas al mismo.



6.7 TRABAJOS EN ALTURAS

Todo trabajador que realice una actividad a una altura superior a *1.8 metros (6 pies), está en riesde caerse, por lo cual necesita de protección especial. La protección puede ser por medio controles de ingeniería o por equipo de protección contra caída. El control de ingeniería consistemover el trabajo al nivel del piso para eliminar el riesgo en alturas o instalando una plataformatrabajo, barandas, guarda-pies para proveer un acceso permanente y seguro a los sitios o equipogran altura. Si esto no es práctico, se recurre a un sistema personal de protección contra caída. caer seis pies una persona, ejercerá hasta diez veces mas su peso como fuerza de carga, por erazón los puntos de anclaje deben soportar una carga estática de 5000 libras por persona amarrada

Todos los elementos fijos de protección contra caídas deben tener un programa de mantenimiepreventivo, y certificación de inspección cada seis meses. Adicionalmente, OSHA(OccupatioSafety And Health Administration) recomienda una inspección previa a su utilización. Las parbásicas son Eslinga, arnés y punto de anclaje entre otras.

6.8 SEGURIDAD VIALEl 90% de los accidente corresponde a fallas humanas (equivocaciones de conductores ypeatones). Para evitar que USTED cometa los mismos errores es conveniente que conozca principales causas que los producen:Exceso de velocidad (38.7%)Fallas mecánicas (13.2 %)Adelantar de forma indebida (7.2%)Objetos extraños en la vía (6.8%)Embriaguez (6.7%)Distracción del conductor (4.1%)



Falta de pericia en la conducción (3.1%)No mantener distancia (3%)

El uso de vehículos representa peligros potenciales en y alrededor de las instalaciones de trabajo; pesta razón, se deben crear medidas que minimicen el riesgo de accidentes.

Se debe hacer uso de los cinturones de seguridad y conducir los vehículos a una velocidad que razonable, segura y apropiada, teniendo en cuenta el clima, tráfico y condiciones de la carretera.Los vehículos deben ser sometidos a inspecciones y revisiones que garanticen su integridmecánica y operativa.No se debe hablar por teléfonos celulares y/o radios de comunicación mientras se conduce.Asegure siempre la carga que transporta y distribúyala apropiadamente.No se debe exceder el número de pasajeros para los cuales fue diseñado el vehículo. Igualmentetransporte pasajeros en platones de camionetas, volquetas u otro tipo de vehículo.Se debe contar con personal debidamente entrenado para la conducción e implementar cursos capacitación en manejo defensivo.Los vehículos deben contar con equipo de carretera y botiquín de primeros auxilios.

Por ninguna razón debe conducir en estado de embriaguez o bajo el efecto de drogas psicoactivas.Se deben respetar las señales de tránsito.Tome siempre precauciones y actué de manera segura identificando y evaluando todo tipo de riesg

6.9 MANEJO DEL CAMBIOTodo tipo de cambio tiene diferentes y variadas implicaciones en cuanto a la salud y seguridad personas, así como en la preservación tanto de equipos como del medio ambiente. Por tal razónnecesario que dichos cambios sean sometidos a un análisis, evaluación y aprobación por parte degrupo multidisciplinario de personas calificadas.

Una vez aprobado y ejecutado el cambio, se procede a divulgar a todo el personal involucrado.

6.10 LEVANTAMIENTO DE CARGAS

Una de las lesiones más comunes en nuestro trabajo es la Lesión de Espalda. Para evitarla, tengacuenta los siguientes consejos:Evalúe el peso de la carga y pida ayuda si es necesario o utilice los medios mecánicos de qdispone. Se recomienda levantar cargas con pesos máximos de 25 Kg por persona.Inspeccione la ruta por donde se desplazará con la carga y El sitio de ubicación final, con el finevitar o eliminar Obstáculos.Use EPP apropiados.Sitúese frente a la carga con los pies ligeramente separados (20 a 3 cms), doble las rodilmanteniendo la espalda recta. Levante la carga manteniendo los brazos cerca del cuerpo y tenienla vista despejada al frente. Para descargarla, flexione de nuevo las rodillas y suéltcuidadosamente, evitando machucarse los dedos. Levántese sin girar el cuerpo.



6.11 AISLAMIENTOSUn aislamiento es un método que permite la suspensión, o interrupción, de cualquier fuente energía ( eléctrica, hidráulica, mecánica ó neumática ) mediante la operación de válvulinterruptores, sistemas de control y seguridad, para facilitar que una actividad se realice en forsegura.

Los aislamientos de procesos y sistemas de servicios o equipos, pueden ser logrados mediaaislamiento positivo, o con válvulas. Este último es requerido para mantener contención, mientque se está haciendo el aislamiento positivo.

En cada punto de aislamiento se deberá aplicar el aislamiento de mayor calidad posible y sdeterminado por la severidad de los peligros.

AISLAMIENTO MECÁNICO - POSITIVO: Es el método más seguro y es obligatorio para trabaen espacios confinados y para trabajos de larga duración. Se puede llevar a cabo instalando briciegas en los extremos o insertando una placa ciega entre las mismas.Al realizar un aislamiento positivo, se deben utilizar los aislamientos de Doble Bloqueo y Pur

(DBB) y de Válvula Sencilla (SVI) previamente para permitir que se realice el Aislamiento PositivAISLAMIENTO DE PROCESO CON VÁLVULAS: Puede ser de Doble Bloqueo y Purga (DBBde Válvula Sencilla (SVI).

Un sistema de válvulas en serie, en el que no existe un sistema de purga entre ellas, es consideracomo aislamiento simple o de válvula sencilla.

AISLAMIENTO DE CONTROL POR SOFTWARE: Pretende bloquear una acción en un sisteautomático controlado por un software.

AISLAMIENTOS ELÉCTRICOS: Consiste en desenergizar, desconectar de toda posible fuenteenergía (corte visible), condenar o bloquear a la reconexión, marcar, verificar la ausencia de tenssobre cada uno de los conductores, cortocircuitar y aterrizar el equipo o sistema eléctrico que tengarelación directa con el trabajo que se va a realizar.

OTROS DISPOSITIVOS: Como Tapones mecánicos convencionales y bolsas Inflables, los cuano son recomendados como aislamientos primarios

6.12 ESPACIOS CONFINADOSSe considera confinado cualquier espacio que tiene medios limitados de salida y que puede acumucontaminantes tóxicos e inflamables o que tenga una atmósfera de oxígeno deficiente.

Excavaciones con más de cuatro pies de profundidad, son consideradas como espacios confinados

Algunos ejemplos: Tanques, calderas, separadores, conductos, sistemas de alcantarillas, tuberípozos de acceso, etc.Si USTED se encuentra dentro de un espacio confinado, el Oxígeno que necesita para respirar, pueser desplazado por el Dióxido de Carbono que exhalamos, por el Nitrógeno, el Helio, Argón o porGas Natural (Metano).



El consumo de Oxígeno depende del número de trabajadores presentes en un espacio confinado y su grado de actividad Física.

Una atmósfera normal contiene aproximadamente 21% de O2 y 79% de N2. Debe hacerse lo posipor mantener los niveles de O2 en 21%.

Los hidrocarburos podrían ser DESABSORBIDOS de las paredes de un espacio confinado qpareciera estar vacío, generándose así una atmósfera peligrosa por acción del calor del día,aplicación de calor o el calor proveniente de luces portátiles.

7. GLOSARIO

ACTO INSEGUROAlgo que hace una persona y que puede provocar un incidente o lesión.

ARNÉS DE CUERPO ENTERO

Cubre alrededor de la cintura, hombros y piernas. Un anillo en D situado en el centro de la paposterior proporciona un punto que conecta a los acolladores u otros dispositivos de conexión protección contra caída. La máxima fuerza de detención de un arnés de cuerpo entero, que se utilpara los riesgos más severos de caída, es de 1800 libras. Los arneses de cuerpo entero vienen canillos en D opcionales al lado, frente y hombro. Los anillos en D al lado y frente son puntos conexión usados para el posicionamiento, y los anillos en D del hombro son para sacar de espacconfinados.

BANDA PROPORCIONALPorcentaje de variación de la variable controlada necesario para provocar una carrera completa elemento final de control.

BUCLE ABIERTO DE CONTROLEs el camino que sigue la señal sin realimentación.

BUCLE CERRADO DE CONTROLCamino que sigue la señal desde el controlador hacia la válvula, al proceso y realimentándostravés del transmisor hacia un punto de suma con el punto de consigna.

CAMBIO (MANEJO DEL CAMBIO)Cualquier adición / supresión temporal o permanente, modificación o retiro de equipprocedimientos de operación o de condiciones de procesamiento. Se excluye el reemplazo "similares", el mantenimiento preventivo, las inspecciones y las pruebas.

CONDENSADOEste es un hidrocarburo que puede existir en el yacimiento como un líquido o como un vaporcondensable. La licuefacción de componentes gaseosos del condensado, generalmente ocurre conreducción de la temperatura de fluido de pozo a condiciones de superficie. Las gravedades de loslíquidos condensados pueden variar de 50 a 120 ºAPI y viscosidades desde 2.0 a 6.0 centipoises (ca condiciones estándar. Su color varia entre Blanco agua, amarillo claro o azul claro.



CONDICIÓN INSEGURASon por lo general el resultado de actos inseguros. Sus actos inseguros pueden estar creancondiciones inseguras.

CONTROLADOR

Instrumento que compara la variable controlada con un valor deseado y ejerce automáticamente uacción de corrección de acuerdo con la desviación.

CONTROLADOR DE ACCIÓN DIRECTAControlador en el que la señal de salida aumenta (o disminuye) al aumentar (o disminuir) la señalentrada.

CONTROLADOR DE ACCIÓN INVERSAControlador en el que la señal de salida disminuye (o aumenta) al aumentar (o disminuir) la señalentrada.

DENSIDADEs la masa o cantidad de materia contenida en una unidad de volumen. Una sustancia densa esaquella que tiene una gran cantidad de materia en un volumen pequeño.

DIAFRAGMAElemento sensible formado por una membrana colocada entre dos volúmenes. La membranadeformada por la presión diferencial que le es aplicada.

ELEMENTO FINAL DE CONTROLRecibe la señal del controlador y modifica el caudal de fluido o agente de control. Una válvula eselemento final de control típico.

ERRORDiferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el instrumento y el valor real devariable de medida.

ERROR DE ANGULARIDADDesviación de los puntos de la curva de los valores de salida del instrumento con relación a la reque relaciona la variable de entrada con la salida de un instrumento ideal sin error y coincidienlos dos en los puntos 0 y 100% del campo de medida.

ERROR DE CERODesplazamiento constante de todos los valores de salida del instrumento con relación a la recta qrelaciona la variable de entrada con la salida de un instrumento ideal sin error.

ERROR DE MULTIPLICACIÓNAumento o disminución progresiva de todos los valores de salida del instrumento con relación arecta que relaciona la variable de entrada con la salida de un instrumento ideal sin error.

ESLINGAEste dispositivo absorbe choques y sirve para dispersar la fuerza de la caída, que de otra forsufriría el trabajador. Se debe tener en cuenta la distancia de desaceleración, limitando la distan



de caída libre para reducir heridas. Para reducirla se usa una cuerda mas corta o se coloca el puntoaseguramiento mas arriba.

EVALUACIÓN DE RIESGOSEs valorar si los controles realmente disminuyen el riesgo a un nivel aceptable.

GAS EN SOLUCIÓNEl gas en solución es homogéneamente distribuido dentro de aceite a una presión y temperaturadeterminada. Una reducción en la presión y/o aumento en la temperatura puede causar que el gassalga del aceite, con lo cual asume características de gas libre.

GAS LIBREEs un hidrocarburo que existe en la fase gaseosa a una presión y temperatura de operación.

GAS NATURALEs un gas formado por hidrocarburos, el cual puede ser encontrado como gas en solución o como g

libre. Posee gravedades específicas que varían entre 0.55 a 0.9 y viscosidades entre 0.011 a 0.024cp a condiciones estándar.

GRADOS APIEsta es una característica del crudo relacionada con su gravedad específica, la cual refleja su calidCrudos de alto API tienen mejores propiedades en procesos de refinación.Se utilizan termo hidrómetros certificados por norma que permiten una medición directa al introducidos en el crudo.

IDENTIFICACIÓN DE RIESGOSEs pensar antes de actuar, en que actos o condiciones presentes, pueden causar daño a personequipos, materiales o al medio ambiente.

NEWTONUnidad de fuerza. Fuerza que al ser ejercida sobre una masa de 1 Kilogramo, la imprime unaaceleración de 1 metro/segundo2.

PASCALPresión debida a la acción de una fuerza igual a 1 Newton, ejercida sobre una superficie de 1 metr

PELIGROActo o condición que tiene potencial de causar daño a personas, medio ambiente, equipos, materiao pérdida de producción.

PESO ESPECIFICOEs un número que designa la relación de la masa (o peso) de un cuerpo y la masa (o peso) de volumen igual de la sustancia que se toma como patrón.



PETRÓLEO CRUDOEs una mezcla compleja de hidrocarburos producidos en forma líquida. La Gravedad API del crupuede varia de 6 a 50 ºAPI y Viscosidades desde 5 a 90000 centipoises (cp) en promediocondiciones de operación. Sus colores varían entre verde oscuro, amarillo, café y negro.

pH

Grado de acidez o basicidad de una sustancia. Su valor va desde 0 a 14, siendo más ácida usustancia entre más cercano su valor a 0, llegando a ser neutra cuando su valor es 7, y a medida qsu valor crece por valores superiores a 7, se va haciendo más básica.

POTENCIAEs la variación del trabajo por unidad de tiempo. Su unidad es el Vatio.

PRESIÓNEs la fuerza que líquidos y gases ejercen sobre las paredes de los recipientes que los contienen.

PRESIÓN ABSOLUTA

Es la suma de la Presión Atmosférica mas la Presión Manométrica. En sistemas que se encuenten Vacío es la Presión Atmosférica menos la Presión de Vacío.

PRESIÓN ATMOSFÉRICAEs la fuerza o el peso que ejercen los gases que se encuentran sobre la superficie de la tierra. Epresión varia dependiendo de la altitud y de condiciones en el estado del tiempo. Se puede mecon un Barómetro y el valor de esta al nivel del mar es de 1 atmósfera = 14.7 Psi = 1.033 Kg/cm29.92 In. Hg = 760 mm. Hg).

PRESIÓN MANOMÉTRICAEs la presión a la cual se encuentra un sistema cerrado, es decir no abierto a la atmósfeGeneralmente en la industria del petróleo se expresa en “Libras por pulgada cuadrada” (Psig). sistemas con bajas presiones, se mide en “Pulgadas de Agua” (Inch. Of Water).

PUNTO DE ANCLAJEUn punto de anclaje es donde el acollador o la línea de vida se une a una estructural. Este punto detener una capacidad de 5000-libras para cada trabajador que este unido. Los trabajadores deben essiempre unidos en o arriba del punto del anillo en D de la correa o arnés, asegurarse que la caílibre está reducida al mínimo, y el acollador no interfiere con el movimiento personal. Ltrabajadores deben estar unidos de una manera que asegure que no se golpeará con un estructinferior. El punto de anclaje correcto se calcula sumando la estatura del trabajador, la longitud acollador, y de un factor de elongación de 3,5 pies.

TEMPERATURAEs la sensación de calor o frió y denota la intensidad de calor.

TUBO BOURDONTubo manométrico curvado de metal elástico que se deforma al aplicar presión en su interior.

UNIDAD LACT: Combinación de dispositivos que mueven, prueban, muestran y miden el petróproducido en una batería o facilidad de superficie.



VAPORES CONDENSABLESEstos hidrocarburos existen como vapor a ciertas condiciones de presión y temperaturas y colíquido a otras. En la fase vapor, ellos asumen características generales de un gas y su gravedespecífica puede variar entre 0.55 a 4.91 (aire = 1.0). La viscosidad, también como fase gasepuede variar entre 0.006 a 0.011 cp a condiciones estándar.

VATIOUnidad de practica de potencia eléctrica. Es la potencia desarrollada por 1 Amperio al pasar a trade una diferencia de potencial de 1 Voltio.

VISCOSIDADResistencia a la deformación de un fluido bajo esfuerzo de cortadura.

CURSO BÁSICO OPERADORES DE FACILIDAD

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