UFlujo en tubería verticalnidad 2

7/24/2019 UFlujo en tubera verticalnidad 2

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1

Comportamiento del Flujo en la Tubera Vertical

Todo lo que el hombresembrare, eso tambin segar

Comportamiento del Flujo en ladel Flujo en laTuberTubera Verticala Vertical

Unidad II

Bibliografa

The Technology of rtificial !ift methods, "ermit # $ro%n

&roducci'n y mantenimiento de po(os petroleros, T)#)*) +ind


2/61



Flujo +atural)Flujo +atural)

-nstalaciones de .istemas rtificiales)-nstalaciones de .istemas rtificiales)

.istemas de recolecci.istemas de recolecci''n y .eparacin y .eparaci''n)n)

/imensionamiento de !/imensionamiento de !neas de Flujoneas de Flujo

Aplicaciones


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0


Flujo Vertical

Flujo Horizontal

Flujo Inclinado Flujo Direccional

Aplicaciones


4/61



Flujo de Burbuja

Flujo por Baces Flujo Anular

Flujo de !iebla

Flujo "ultif#sico en la Tubera Vertical


5/61


2


Flujo de Burbuja

Flujo por Baces Flujo Anular

Flujo de !iebla

Flujo "ultif#sico en la Tubera Vertical


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3


Flujo de Burbuja

Flujo $lug

Flujo %stratificado Flujo de onda

Flujo por Baces

Flujo Anular

Flujo de !iebla

Flujo "ultif#sico en la Tubera Horizontal


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4


Flujo de Burbuja

Flujo $lug

Flujo %stratificado

Flujo de onda

Flujo por Baces

Flujo Anular Flujo de !iebla

Flujo "ultif#sico en la Tubera Horizontal


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5


Densidad de Cada Fase &o' w' g(

Factor de Volumen &o' g(

)as en *oluci+n &,s(

Tensi+n Interfacial &-o(

"ojabilidad' Angulo de Contacto &(

Viscosidad de cada fase &o' w' g(

Hold.up &,etenci+n( &H/(

*lippage &resbalamiento( &*(

Variables 0ue afectan las p1rdidas de Cargaen Flujo "ultif#sico


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6


Variables 0ue afectan las p1rdidas de Cargaen Flujo "ultif#sico


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17



%cuaci+n general de %nerga

222

22

2111

21

1 ...2

....

2

.Vpzgm

vmUWqVpzgm

vmU +++=++++

8 #nerg8 #nerga -nternaa -nterna

8 #nerg8 #nerga Cina Cinticatica

8 #nerg8 #nerga potenciala potencial

8 #nerg8 #nerga de e9pansia de e9pansi''nn::compresicompresi''n, #nergn, #nerga de &resia de &resi''nn

8Calor cedido o ganado por el fluido8Calor cedido o ganado por el fluido

8 Trabajo entregado por8 Trabajo entregado por '' al fluidoal fluido

q

Vp 11.

U1

vm 21

2

.

W

1.. zgm

0).()..(2

. 2 =++++ WqVpzgmvmU


11/61

11



%cuaci+n general de %nerga

0).(..2

. 2=++++ WqVpzgm

vmU

-ntroduciendo un trmino de #nerga de Fricci'n ;l%


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C#lculo de la Densidad

"1todo de $oettmann 2 Carpenter

ot

ow

t

oL

q

q

q

qWORm ..

.+=

gL

RGLmM .+=

ww

WOR

WORV .

1+

=ooWOR

V .

1

1

+

=

gswo RWOR

RGLWOR

WOR

WORV ).

1

1(.

1.

1

1

++

++

+=

V

Mm

.614.5=


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0



Factor de Fricci+n

"1todo de $oettmann 2 Carpenter


24/61



"1todo de Fancer 2 Bro-n34 /o realizaron en tuberas de 8 pulg &8 59=(

84 $uede etenderse a T$ de 8


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2



"1todo de Fancer 2 Bro-nDi>ide la correlaci+n en tres seg:n las ,)/


26/61

3



"1todo de Hagedorn 2 Bro-n

34 /o realizaron en tuberas de 3 396 pulg

84 Considerando el efecto >iscoso

54 %mplea los mismos datos de $oettmann 2 Carpenter

d l l l b l


27/61

4




C i d l Fl j l T b V i l


28/61

5



Factor de fricci+n


C t i t d l Fl j l T b V ti l


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6



"1todo de Duns 2 ,os

1) -n=estigaci'n en !aboratorio y modificaci'n y ajuste con datos decampo)

) &arten de un $alance de &resiones en lugar de la ecuaci'n de energa)

0) -ncluyen un gradiente esttico, uno de fricci'n y uno de aceleraci'n)

) Considera el resbalamiento entre el gas y el lquido) ;.lippage


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07






31/61

01






32/61

0




/efine cuatro nHmeros adimensionales

41

).

(

g

vN Lsggv =

41

)

.

(

g

vN LsLLv =

21

)

.

(

g

dN Ld=

41

3

)

.

(

L

LL

gN =

+Hmero de =elocidad del !quido

+Hmero de =iscosidad del !quido

+Hmero de =elocidad del gas

+Hmero de dimetro



33/61

00






34/61

0






35/61

02






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03




Di>ide al flujo en tres regiones' considerando la cantidad degas presente

,egi+n I fase l0uida continua

,egi+n II fase l0uida 2 gasalternan

,egi+n III fase gas continua



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04


Flujo "ultif#sico en la Tubera



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05



"1todo de Duns 2 ,osClculos de gradientes

L

sL

L

sgs

H

v

H

vv +

=1

4.

.938.1

g

vS Ls=

friccingradgHgH

dz

dpgLLL ..).1(.. ++=

)1.(..2

..4)(

2

sL

sgsLwFric

v

v

Dg

vf

dz

dp+=

.e determina . segHn la regi'n de flujo, y con l Vs

Con Vs se calcula el Bold:up dependiendo del rgimen

Con el B! se determina el gradiente esttico

#n forma similar se determina el gradiente de fricci'n



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06



"1todo de Duns 2 ,osClculos

Vsg Vel sup del gas

Vs!Vel sup del liq

+g=, +d, +!=

@egi'n de flujo., segHn la regi'n

Vs

B!, segHn la regi'n@e del !quido

Ifr, Iradiente de Fricci'n segHn la regi'n

Ist, Iradiente estticoI, Iradiente total segHn la regi'n

Calcular B

DeterminarJrea del Tubing

.Io, .I%, .Ig,

/ensidades de o, % y g

m asociada a un bl de liq

/ensidad de liquido

& y T promedio

promedio

Viscosidades o y %, Viscosidaddel lquido

Tensi'n interfacial o, %, lquido$o y @s a T & promedio

+! +Hmero de =iscosidad



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7




dN

FFF 433 =

2

3211

..

+

++=

Lv

gv

LvN

NFNFFS

/eterminar .@egi'n -

@egi'n --

( )( )

2

2

7

6

982.0

51

1

+

+

++=Lv

gv

NF

FNFS

@egi'n ---0=S

66 .029,0 FNF d+=



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1



( )

s

SLSSLSgSSLSgS

L V

VVVVVVVV

H .2

..42++

=

/eterminar V. en las @egiones - y --

@egi'n - y --

@egi'n ---

4.938,1L

L

S

SV

=

/eterminar B!

SLSg

LVV

H+

=1

1




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p j


d

gVLVLVwfr

NNNNfG += ...2

/eterminar @e

@egi'n - y --

@egi'n ---

L

SLL dV

...1488Re =

/eterminar Iradiente deFricci'n Ifr

3

21.f

fffw=

SL

Sg

V

Vff

.50

.1 13 +=

d

gV

L

g

fr N

NfG

2

1 ...2

= .i K7)72d entonces f

( ) ( ) 73,1

21 .067,0

.027,0log.4

1

dd

f

+=




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0

p j


/eterminar Iradiente esttico

@egi'n ---

( )L

g

LLst HHG

.1+=

/eterminar Iradiente Total

@egi'n - y --

frst GGG +=

( ) PVVV

GGG

SgSggSLL

frst

...1 +

+=

/eterminar B

Totaldh

dp

PH

=




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p j


%fectos de las >ariables en el flujo

Di#metro del Tubing



45/61

2Todo lo que el hombresembrare, eso tambin segar


Caudal



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,elaci+n )as l0uido



47/61



Densidad



48/61



,elaci+n Agua . $etr+leo



49/61



Viscosidad



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,esbalamiento

Comportamiento del Flujo en la Tubera Vertical%fectos de las >ariables en el flujo


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Tensi+n Interfacial



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%nerga Cin1tica



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"1todo de )ilbert

L&rofundidad de la tubera de producci'n)

L&resi'n de fondo fluyendo) ;&resi'n en la entrada de la tubera

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