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MANUAL DE PRINCIPIOS BASICOS DE LAS EMULSIONES Y LAS UNIDADES DE TRATAMIENTO ELECTROSTATICO

DICKEISON ERLEY BARRAGAN MARTINEZ. CARLOS ARTURO NEIRA LIBERATO

CORPORACION INTERNACIONAL DEL PETROLEO “COINSPETROL” PROGRAMA TECNICO EN PRODUCCION DE POZOS PETROLEROS Y FACILIDADES DE SUPERFICIE PARA LA INDUSTRIA DEL PETROLEO. VILLAVICENCIO – META 2010. 1


MANUAL DE PRINCIPIOS BASICOS DE LAS EMULSIONES Y LAS UNIDADES DE TRATAMIENTO ELECTROSTATICO

TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE: TECNICO EN PRODUCCION DE POZOS DE PETROLEROS Y FACILIDADES DE SUPERFICIE

DICKEISON ERLEY BARRAGAN MARTINEZ. CARLOS ARTURO NEIRA LIBERATO

CORPORACION INTERNACIONAL DEL PETROLEO “COINSPETROL” PROGRAMA TECNICO EN PRODUCCION DE POZOS PETROLEROS Y FACILIDADES DE SUPERFICIE PARA LA INDUSTRIA DEL PETROLEO. VILLAVICENCIO – META 2010. 2


NOTA DE ACEPTACION

NOTA DE ACEPTACIĂ“N:

______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________

__________________________________ Firma del presidente del jurado.

__________________________________ Firma Director del Proyecto.

__________________________________ Firma del jurado.

__________________________________ Firma del jurado.

Villavicencio, mayo de 2010

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DEDICATORIA

A todas las personas que creyeron en nosotros y nos bridaron ese apoyo incondicional que nos animo a seguir adelante, dejado de lado los problemas que se nos presentaban como obstáculos en el trascurso de los semestres. Pero si hay alguien especial a quien dedicar este trabajo de grado es a nuestros padres, porque son ellos a los que les debemos el sacrificio que pertenezcamos a la corporación internacional del petróleo y que terminemos con éxito nuestra técnica en producción de pozos y facilidades de superficie. Una especial dedicatoria al ingeniero FRANCISCO RODRIGUEZ, que aunque no está con nosotros fue un gran profesor y amigo. Que nos brindo sus conocimientos y además nos formo con valores y virtudes de un ingeniero, dejándonos un tesoro invaluable.

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AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan su agradecimiento a: Al Doctor Luis Fernando Hernández Pérez, Director del Proyecto, a los Asesores Metodológicos el Ingeniero Elkin rojas y al técnico Carlos Andrés Pinilla, quienes con sus conocimientos, dedicación y apoyo incondicional permitieron el buen desarrollo del Proyecto. Al Instituto “COINSPETROL” y en especial a la escuela de producción de pozos petroleros y facilidades de superficie encabezada por el Ingeniero de Petróleos Gustavo Ramírez y su maravilloso equipo de docentes que fueron parte fundamental en la formación académica y personal, inculcando valores que nos permitieron construir bases solidas para afrontar con éxito la vida Profesional. A nuestros compañeros que día a día se convirtieron en una familia demostrando compañerismo, lealtad y trabajo en equipo.

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CONTENIDO PAG LISTA DE FIGURAS GLOSARIO INTRODUCCION 1. PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA 2. JUSTIFICACION 3. OBJETIVOS 3.1. Objetivo general 3.2. Objetivos específicos 4. ALCANCES Y LIMITACIONES 5. METODOLOGIA 6. MARCO TEORICO

10 11 12 13 13 13 14 15 16

6.1.

SECCION 1 - EMULSIONES 6.1.1. Puntos importantes 6.1.2. Emulsiones 6.1.3. Agente emulsificador 6.1.4. Estabilidad de la emulsión 6.1.5. Tratamiento de las emulsiones

16 16 17 18 19 19

6.2.

SECCION 2 - DISEÑO DEL TRATADOR ELECTROSTATICO 6.2.1. Puntos importantes 6.2.2. Tratador electrostático 6.2.3. Componentes externos 6.2.4. Secciones internas 6.2.5. Dispositivos de observación y seguridad

24 24 25 25 28 31

6.3.

SECCION 3 - OPERACIÓN DEL TRATADOR ELECTROSTATICO 6.3.1. Puntos importantes 6.3.2. Sección de entrada 6.3.3. Sección de inundación 6.3.4. Sección de tratamiento 6.3.5. Sistema eléctrico 6.3.6. Niveles de fluidos 6.3.7. Temperatura de operación 6.3.8. Presión operante 6.3.9. Localización de fallas y averías

36 36 37 38 39 41 42 44 46 49

6.4.

APENDICE 6.4.1. Procedimiento de encendió seguro 6.4.2. Inspecciones de mantenimiento 6.4.3. Verificación de los niveles de agua 7. CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA 6

50 50 51 52 54 55


CONTENIDO DE IMAGENES

Figura 1. Figura 2. Figura 3. Figura 4. Figura 5. Figura 6. Figura 7. Figura 8. Figura 9. Figura10. Figura 11. Figura 12. Figura 13. Figura 14. Figura 15. Figura 16. Figura 17. Figura 18. Figura 19. Figura 20. Figura 21. Figura 22. Figura 23. Figura 24. Figura 25. Figura 26. Figura 27. Figura 28. Figura 29. Figura 30. Figura 31. Figura 32. Figura 33. Figura 34. Figura 35 Figura 36. Figura 37. Figura 38. Figura 39. Figura 40. Figura 41. Figura 42.

Tratador electrostático Emulsión agua crudo Agente emulsificador Rompimiento de una emulsión Sedimentación de una emulsión Equipo para aplicación de calor Equipo de adición de químico Tratador electrostático Tanque de asentamiento Deshidratador o separador por gravedad Tratador quimo eléctrico Tratador electrostático Componentes externos del tratador electrostático Componentes externos del tratador electrostático Secciones del tratador electrostático Sección entrada del tratador electrostático Sección de inundación y sección de tratamiento del tratador Electrostático Parallamas Depurador de gas combustible Válvula de alivio y seguridad Disco de ruptura Las Mirillas de vidrio Control de bajo nivel Luz indicadora Voltímetro y cortacircuitos en el tratador electrostático Voltímetro y cortacircuitos Flujo del fluido por las secciones del tratador electrostático Flujo del fluido por la sección de entrada del tratador Sección de inundación flujo del fluido Flujo del fluido en la Sección de tratamiento Sección de tratamiento “tratamiento electrostático” Sistema eléctrico del tratador electrostático Transformador eléctrico Válvula de eliminación cerrada Válvula de eliminación abierta Control de nivel de agua Termostato Tubos de fuego de llama directa Área recalentada Tubería de descarga del crudo Válvula de contrapresión Válvula de contrapresión 7

PAG 17 17 18 18 20 21 22 22 23 24 24 25 26 28 29 30 31 32 32 33 33 34 34 35 35 36 37 38 39 39 40 41 42 42 43 44 45 46 46 47 48 48


GLOSARIO

Corriente alterna: (C.A.) corriente eléctrica que invierte el flujo a intervalos regulares, usualmente 120 cambios de dirección por segundos, o 60 ciclos por segundos. Peso especifico: Peso especifico, como se define en el instituto americano del petróleo. BS&W: sedimento básico y agua. Combinar: combinación de las gotas de agua entre si para formar gotas mas grandes que puedan sedimentarse. Corriente directa: (C.D.) corriente directa que fluye continuamente en una dirección. Agente emulsificador: sustancia que determina la estabilidad de una emulsión; esta forma una película alrededor de las gotas de agua en suspensión. Emulsión: mezcla de líquidos que solo pueden separarse a través de un proceso de tratamiento. Estabilidad de la emulsión: Grado de dificultad al separar una emulsión, afectada por barios factores. Llena de liquido: Condición que tiene lugar cuando un tanque o una sección de este se encuentre completamente llena de liquido, sin gas en la parte superior. Agua libre: agua que se separa fácilmente de otros fluidos. Área de contacto: área donde el agua y el crudo entra en contacto. Emulsión suave: una emulsión que es fácil de separar. Polarizado: cuando una substancia adquiere una carga positiva (+) en un extremo y carga negativa (-) en el otro. Tiempo de sedimentación: Tiempo que toma el agua en separarse del crudo. Mirillas de vidrio: dispositivo ubicado en la parte externa del tanque y utilizado para observar los niveles de líquidos. Separación de tres fases: la separación de gas, crudo y agua.

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Emulsión fuerte: una emulsión difícil de separar. Agua tratada: agua que se separa de otros fluidos, solo después de haber utilizado en tratamientos con calor, químicos, entre otros. Separación de dos fases: separación de gas natural de otros líquidos. Viscosidad: Densidad del crudo, su resistencia al flujo. Dique: estructura parecida a una represa, la cual controla el nivel y el flujo a través del tratador electrostático.

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INTRODUCCION

El propósito que se quiere tener o lograr con este proyecto de grado, es capacitar, enseñar, instruir y brindar el conocimiento necesario a las personas que laboran o estudian en el área de producción de la industria del petróleo. Sobre la importancia que tiene los principios básicos de una emulsión y su debido tratamiento electrostático, ya que es necesario para cumplir con los estándares de calidad que exigen el mercado nacional e internacional de la industria petrolera. De aquí nace la idea de contemplar la hipótesis para recopilar la información necesaria de los principios básicos de las emulsiones y las unidades de tratamiento electrostático, logrando así crear un documento compilado de la importancia de estas, partiendo de su significado, componentes, clases y productos de igual manera que sus tratamientos como inyección de químicos, tratamiento térmico, tratamiento eléctrico, dispositivos mecánicos y tiempo de sedimentación. De igual manera la investigación que se realiza para estos estudios petroleros se fundamenta en la clara necesidad de explicar de una manera breve, concisa y verídica los procesos por los cuales se fundamentan o se implantan dichos tratamientos según tipo de emulsión y las características que esta posee al salir del pozo en producción, logrando así dejar una herramienta de consulta practica para futuros interesados en el área petrolera.

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1. PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA.

Con el transcurrir del tiempo se ha creado la necesidad de inventar procesos productivos más eficaces para la extracción del crudo como lo son los sistemas de levantamiento artificial, estos son equipos que ayudan a que el crudo llegue a superficie cuando el yacimiento se ha quedado sin presión suficiente para producirlo de forma natural, convirtiéndose estos sistemas en una de las condiciones que se necesitan para que se cree un emulsión. Es de esta manera que se presentan muchos problemas referente a las emulsiones, uno de ellos es que hace falta documentación en la institución y la información dada en clases no es suficiente para aprender sobre las emulsiones y su tratamiento. Las cuales se presenta debido a las altas presiones que se crean en el sistema de extracción, al tipo de líquidos producidos en el pozo y también a los agentes emulsificantes que el fluido posee como característica. Es esta la razón por la cual nosotros decidimos realizar este proyecto sobre principios básicos de las emulsiones y las unidades de tratamiento electrostático. Porque vivos que el tema citado anteriormente es una necesidad en la biblioteca de la institución ya que hace falta información que le ayude al estudiante a resolver dudas. Como nosotros observamos esta falta de documentación en la institución sobre las emulsiones y sus principales problemas, nos dimos a la tarea de diseñar un proyecto para ayudar a fortalecer el conocimiento de los estudiantes de coinspetrol y en especial a los futuros alumnos de la técnica de producción de pozos petroleros, dejando en la institución un manual sobre los principios básicos de la emulsión y las unidades de tratamiento electrostático que les brinde información básica y concisa sobre esta área.

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2. JUSTIFICACIÓN

Para este trabajo de grado se tomarán lineamientos predispuestos por los alumnos encargados de dicho proyecto, en este caso la necesidad de realizar una recopilación y compilación de información relacionada con los principios básicos y tratamientos de las emulsiones en la producción de pozos petroleros dejando claro que al elaborar este trabajo de grado se crea un texto escrito de formación personal pensando de igual manera en el beneficio que tiene este documento para los futuros estudiantes interesados en el tema a tratar. Con esto se logra crear un medio de consulta práctico y útil para los alumnos de la técnica en producción de pozos o para los interesados en las diferentes labores o procesos que conlleva un tratamiento de una emulsión y así darle a las personas un aporte metodológico, teórico y práctico que les ayudara a interpretar su labor profesional como técnico en producción de pozos y facilidades de superficie ya que por medio de este se puede crear una idea clara de a que se puede enfrentar y a la vez solucionar problemas productivos en su vida laboral como técnico.

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3. OBJETIVOS

3.1.

Objetivo General

 Dar a conocer la formación y las distintas maneras de tratamiento de las emulsiones, para así mismo determinar de forma teórica el diseño y operación de una unidad de tratamiento electrostático.

3.2.

Objetivos Específicos

 Explicar cómo se forman las emulsiones.  Describir como se tratan las emulsiones.  Identificar las partes de un tratador electrostático y explicar su función.  Trazar el recorrido del flujo del líquido en un tratador típico.

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4. ALCANCES Y LIMITACIONES

Se garantiza mediante la utilización del manual sobre principios básicos de las emulsiones y las unidades de tratamiento electrostático una clara enseñanza y transferencia del conocimiento en cada una de las actividades programadas en el transcurso de todo el conjunto del periodo en que se llevara acabo. En el área de producción, que no es excluyente de los alumnos de la técnica, es instructivo a otras técnicas y también en beneficio del personal que labora en la institución. Los recursos aportados desde el inicio de este proyecto serán de forma intangible (ideas, estructuración del cronograma, entrega del manual de forma escrita y magnética, explicación), para así poder realizar esta manual que al ser intangible; y contando con la sapiencia de los ingenieros y de los aprendices, se convertirá en tangible. Se pretende realizar un texto con bases teóricas aportando información precisa de los principios básicos de las emulsiones para los alumnos de la Corporación Internacional del Petróleo “COINSPETROL”, además se quiere brindar un fundamento practico para futuros operadores de producción en el tema de la operación de las unidades de tratamiento electrostático que toman parte importante en el tratamiento del crudo dejando así un manual que no solo brinde conocimiento sino que ayude a los interesados en el tema a hacerse mejores en la realización de su profesión como persona y como trabajador de la industria petrolera..

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5. METODOLOGIA

El estudio está enmarcado dentro de los preceptos de la investigación de Consulta de documentos. Al inicio del desarrollo del texto se realizaron consultas en internet y se le pidió asesorías y documentación a los ingenieros docentes que trabajan en la industria del petróleo y en la institución, para lograr así una recopilación bibliográfica de los temas relacionados con los principios básicos de las emulsiones y las unidades tratamiento electrostático de tal manera que se planteo la hipótesis de realizar dicha recopilación y así formar un compilado de información la cual será plasmada en un texto o manual de consulta como una herramienta metodológica. Además se entregará con el manual un CD que llevará la compilación del los temas tratados en el manual, dejando así un material con bases teóricas no solo escrito si no en forma magnética, para estudiantes técnicos y operarios de instalaciones petroleras de igual manera a quien le interese en el futuro informarse sobre dicho tema.

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6. MARCO TEORICO

PRINCIPIOS BASICOS DE LAS EMULCIONES, Y LAS UNIDADES DE TRATAMIENTO ELECTRONICO

6.1 SECCION 1 - EMULSIONES

6.1.1 Puntos importantes

En algún momento de la vida de un pozo de petróleo, se producirá junto con el crudo una cantidad de agua inaceptable. El agua usualmente se filtra durante la producción de crudo y gas generalmente, mientras más antiguo es el pozo producirá más agua. A medida que los fluidos se mueven atreves de la formación, y el equipo artificial de levantamiento; etc. el agua se mezcla con el crudo. Los separadores de producción se usan para separar estos líquidos; los separadores de dos fases separan al gas del líquido. Las tres fases separan el gas natural y a los líquidos entre sí, el agua libre del crudo. Los fluidos que no se separan fácilmente se conocen con el nombre de “emulsiones “y deben ser tratados antes para que sus componentes se puedan separar. Los tratadores electrostáticos como el de la figura 1. Se usan para separar las emulsiones. Este tratamiento es un proceso costoso. Para asegurarse que se hace a un costo mínimo, el equipo apropiado se debe instalar, mantener y monitorear. Registros de información deben mantenerse en cada conexión, el uso de químicos, gas combustible, etc.

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Figura 1. Tratador electrostático.

6.1.2 Emulsiones

Algunos tipos de agua producidos junto con el crudo se separan fácilmente y se conocen con el nombre de agua libre. Al contrario, otros tipos se mezclan de tal manera con el crudo que requieren de tratamiento para separase. Este tipo de combinación se conoce con el nombre de emulsión. En una emulsión uno de los líquidos se encuentra dispersos en el otro en forma de pequeñas gotas. En las emulsiones de un campo petrolífero, el agua usualmente dispersa en el crudo y se llama emulsión, Agua- crudo, como podemos ver en la figura 2. Cuando lo contrario ocurre se forma una emulsión crudo- agua. Las emulsiones pueden ser fuertes (difíciles de separar) o suaves (fáciles de separar) dependiendo del tipo y cantidad del agente emulsificador presente.

Figura 2. emulsion Agua y crudo. 17


6.1.3 Agentes emulsificadores

Un agente emulsificador es una sustancia que promueve la formación y estabilidad de una emulsión. Esta acompañada por el agente emulsificador que se colecta en la superficie de las gotas de agua, formando una película resistente que impide que las gotas se combinen. Ver figura 3. Los agentes emulsificadores que generalmente se encuentran en pozos petrolíferos son asfaltos, resinas, parafinas y ácidos orgánicos solubles en crudo. Diferentes clases de emulsiones ocurren naturalmente en diversos yacimientos.

Figura 3. Agente emulsificador. Para separar una emulsión, la película se debe neutralizar o destruir usando métodos de tratamiento. El tratamiento usualmente se hace en el campo usando varias clases de equipo (deshidratadores de agua, separadores, calentadores, tratadores electrostáticos, etc.) y añadiendo químicos a la emulsión inmediatamente después de producida, como vemos en la figura 4.

Figura 4. Rompimiento de una emulsión. 18


6.1.4 Estabilidades de la emulsión

Una emulsión estable es la que no se rompe o se separa a menos que se use alguna forma de tratamiento. La estabilidad de la emulsión depende de varios factores: El agente emulsificador: El efecto depende del tipo de agente y las condiciones bajo las cuales se produce la emulsión. La formación de una emulsión estable sería muy difícil sin un agente emulsificador. Viscosidad del crudo: El crudo con alta viscosidad (resistencia al flujo) tiende a mantener las gotas de agua en suspensión, creando una emulsión más estable. Porcentaje de agua: Generalmente, un pequeño porcentaje de agua en una emulsión significa una mayor estabilidad. Agitación: Su aumento significa mayor dispersión de agua y una mayor estabilidad. Tamaño de las gotas: Las emulsiones que contienen pequeñas gotas de agua son más estables por que las gotas pequeñas son más ligeras y no se sedimentan fácilmente. Edad de la emulsión: Mientras más tiempo una emulsión existe sin recibir tratamiento más difícil será sepárala.

6.1.5 Tratamiento de las emulsiones

El agua producida por los yacimientos puede variar de una pequeña fracción de un porciento a 99 por ciento. Los oleoductos no pagan por agua, por lo tanto, la mayor cantidad de esta debe ser eliminada antes de ser enviada al oleoducto. En la mayoría de los casos estas emulsiones requieren tratamiento. Una emulsión debe ser examinada frecuentemente. No hay dos emulsiones iguales. Hasta las emulsiones de un mismo pozo cambian con el tiempo y requieren cambios en el proceso de tratamiento. Este proceso debe ser observado cuidadosamente porque afecta la gravedad del crudo. El crudo natural también genera considerable ganancia a las compañías operadoras y debe ser vigilado de cerca para asegurar un máximo rendimiento y un desperdicio mínimo. El tratamiento de las emulsiones puede incluir uno o más de los siguientes procedimientos: tiempo para la sedimentación, aplicación de calor, inyección de químicos, uso de electricidad y operación con dispositivos mecánicos. 19


Tiempo de sedimentación

El tiempo necesario para separar completamente una emulsión se llama tiempo de sedimentación. La proporción de sedimentación de una emulsión de agua en crudo se ve afectada por la viscosidad, tamaño de gotas de agua, y la gravedad. Si el crudo es de alta viscosidad (espeso), las gotas de agua no se pueden mover sin una resistencia considerable y no se separan fácilmente. El régimen de sedimentación es también afectado por el tamaño de las gotas de agua. Las gotas más pequeñas son más ligeras y toman más tiempo en separar mediante sedimentación. Si la diferencia en peso específico entre el agua y el crudo (diferencia gravitacional) es pequeña, la separación es lenta. Sin embargo, el agua pesa más que el crudo y eventualmente se sedimentara en el fondo del tanque. Algunas emulsiones pueden tratarse adecuadamente solo con sedimentación. Otras necesitan procedimiento de tratamiento adicional diseñado para acelerar el proceso de sedimentación. Ver figura 5.

Figura 5. Sedimentación de una emulsión.

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Aplicación de calor

La manera ideal de tratar el crudo es sin la aplicación de calor; sin embargo, frecuentemente el tratamiento lo requiere para acelera la separación. El calor no separa los elementos de una emulsión por sí mismo, pero ayuda de varias maneras. (1) el calor hace que las gotas de agua aceleren su movimiento y choquen entre sí con mayor fuerza y frecuencia. Cuando las gotas choca, la película constituida por el agente emulsificador que la recubre se rompe dando origen a la formación de gotas más grandes y pesadas que son vencidas por la fuerza gravitacional y caen sedimentándose; (2) el calor disminuye la viscosidad del crudo permitiendo a las gotas de agua sedimentarse más fácilmente; (3) el calor acelera la acción química del agente emulsificador de la película que recubre las gotas la cual es rígida pero se expande hasta romperse con la aplicación de calor permitiendo a las gotas combinarse entre sí, caer y sedimentarse. El calor solo debe aplicarse en caso necesario porque su exceso desperdicia energía (combustible) y causa desgate al equipo. El exceso de calor también consume las partes más livianas del crudo, lo cual cambia la gravedad del crudo, resultando en perdida de ganancias.

Figura 6. Equipo para aplicación de calor.

Adición de químicos

Los químicos que rompen la emulsión se inyectan a la corriente que entran al tratador electrostático. Esto reacciona al entrar en contacto con la película neutralizadora, permitiendo así que las gotas se separaren entre si y se separen del crudo.

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Debe haber suficiente agitación para permitir que las sustancias químicas entren en contacto con todas las gotas de agua. La cantidad y tipo de químico afecta la calidad de la separación y el tiempo de sedimentación. Mientras más caliente una emulsión menos químico se necesita. Los químicos se deben aplicar solo si se es necesario porque su exceso es un desperdicio y puede dar origen a la formación de otra emulsión de crudo en agua. Esto podría hacer que el crudo abandone el tanque a través de drenaje de agua, resultando en perdida de ganancias y en contaminación ambiental.

Figura 7. Equipo de adicion de quimico.

Uso de electricidad

La electricidad, comúnmente usada junto con el calor y los químicos, separa crudo del agua. El tanque utilizado para este tipo de procedimiento se conoce con el nombre de tratador electrostático. Como el que podemos ver en la figura 8.

Figura 8. Tratador electrostático. 22


Uso de dispositivos mecánicos

Dispositivos tales como tanques de asentamiento y deshidratadores se usan en el tratamiento de emulsiones. Un tanque de asentamiento es básicamente un embase largo de sedimentación usado para separar el crudo y el agua en el campo. Después de que el crudo emulsificador ha sido calentado y tratado con químicos, es bombeado al interior del tanque de asentamiento donde el agua y el crudo se separan por sedimentación gravitacional. Ver figura 9. Los tanques de asentamiento están siendo reemplazados por calentadores o tratadores electrostáticos, pero todavía existe, sobre todo en campos petrolíferos viejos.

Figura 9 Tanque de asentamiento.

Un deshidratador es un separador que opera con la fuerza de gravedad y se usa para eliminar el exceso de agua del fluido producido en la parte anterior de la unidad tratadora. Ver figura 10. A veces se usa un filtro Excélsior o tanque con lechos o cascaras de nuez, para atrapar partículas de crudo que hayan sido arrastradas junto con el agua cuando la misma pasa atreves del filtro. El agua liberada se drena y solo la emulsión pasa a la unidad tratadora este dispositivo impide que se sobre cargue la unidad tratadora con el exceso de agua y permite el ahorro de combustibles.

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Figura 10. Deshidratador o separador por gravedad.

6.2 SECCION 2 - DISEÑO DEL TRATADOR ELECTROSTÁTICO

6.2.1 Puntos importantes

Un tratador electrostático es un tanque a presión que combina todo el equipo necesario para tratar la emulsión. Se conoce también con el nombre de tratador quimoeléctrico. Ver figura 11. Su objetivo principal es separar la emulsión y permitir al agua sedimentarse, para permitir la obtención de crudo limpio. La combinación específica de métodos de tratamiento en una unidad dependerá del tipo de tratamiento y la posición de la unidad dentro del sistema de tratamiento. Los tratadores electrostáticos pueden ser calentados directamente o tener un medio externo como fuente de calor.

Figura 11. Tratador quimo eléctrico. 24


6.2.2 Tratador Electrostático

El tratador electrostático, como cualquier otro tratador de emulsión, usa calor y químicos para separar la emulsión. Sin embargo el tratador electrostático también hace uso de cargas eléctricas para ayudar a las gotas de agua a combinase entre sí, para poder sedimentarse. Ver figura 12.

Figura 12. Tratador Electrostatico. El tratador electrostático de cualquier bacteria de producción está diseñado para tratar los fluidos de esa concesión. Cualquier modificación puede hacerse al diseño original. Por ejemplo, el tamaño de las secciones internas y la cantidad de calor requerido pueden variar. La selección del tratador apropiado, con énfasis en la combinación de funciones apropiadas depende de factores tales como el clima, cantidad y tipo de fluido a tratar, y las características de la emulsión a ser tratada. El tratamiento debe hacerse al mínimo costo posible, a la mínima adición posible, y a la mínima perdida de gravedad de crudo posible. Los tratadores electrostáticos reciben la emulsión cuando esta ya ha sido tratada químicamente. La emulsión entra por la parte superior y fluye horizontalmente atreves de varias secciones de tratamiento. Cada paso coloca a la emulsión más cerca ala resultado deseado, que es la separación completa del crudo, gas y agua.

6.2.3 Componentes externos

Los componentes externos de un tratador electrostático son los aparentes, los que están la vista. Los ubicados alrededor del tratador, estos cumplen varios propósitos a medida que el proceso del tratamiento tiene lugar dentro del tanque. Ver figura 13 y figura 14. 25


Hornos: Los hornos contienen gas incinerador que provee al tratador con una fuente de calor. La mayoría de tratadores electrostáticos poseen dos o tres hornos. Chimeneas: Las chimeneas son cilindros de metal a través de los cuales los gases escapan después de fluir a través de los tubos de fuego. Termómetro: El termómetro indica la temperatura a la cual la emulsión está siendo tratada. Termopozo: Provee un lugar para la sonda del termostato, la cual permite mantener la temperatura deseada dentro del tanque. Línea o tubería de entrada: Conducto a través del cual los fluidos (emulsiones) entran al tratador. Equilibrador de gas: Este tubo permite que la presión del gas se iguale o se empareje entre las secciones internas del tratado.

Figura 13. Componentes externos del tratador electrostatico. Salida de gas: El gas abandona el tratador y pasa a la línea de salida del gas a través de este conducto. Algunos tratadores tienen un domo o bóveda diseñada para eliminar cualquier partícula que haya sido arrastrada a la corriente de gas antes de que esta abandone el tanque. 26


Válvula de contra presión de gas: (no se muestra). Esta válvula, ubicada en el conducto de salida del gas, mantiene suficiente presión en el tanque como para permitir la eliminación de líquidos. Dispositivo de seguridad: puede ser una válvula de alivio, un disco de ruptura, o ambos. Están diseñados para reventarse si demasiada presión se acumula en el tratador. Línea compensadora de gas: (no se muestra). Algunos tratadores pueden tener este conducto con un regulador para mantener la presión operante apropiada en la unidad. Salida de agua libre: El agua libre, la cual se ha sedimentado al separarse de la emulsión, abandona la unidad a través de la línea de salida ubicada en el fondo del tratador. Control de nivel del agua tratada: Este dispositivo mantiene el nivel del agua libre del tratador. Válvula de eliminación de agua tratada: Esta válvula está ubicada en la línea de salida de agua libre y permite a esta abandonar el tanque. Salida del crudo: El crudo abandona el tratador y entra a la línea de salida a través de esta. Válvula de eliminación de crudo: Esta ubicada en el conducto de salida del crudo y permite que el crudo limpio abandone el tratador. Salida de agua tratada: El agua tratada, la cual se ha sedimentado al separarse del crudo, abandona la unidad a través de esta salida ubicada en el fondo del tratador. Válvula de eliminación del agua tratada: Esta ubicada en la línea de salida del agua tratada y permite que este salga del tanque. Control de nivel de agua tratada: Este dispositivo mantiene el nivel del agua tratada en el tanque. Drenaje: En el fondo del tratador hay drenajes para vaciar el tanque para realizar reparaciones o para la eliminación de sólidos acumulados, arenas, arcilla, etc. Transformador: Aumenta el voltaje de la corriente que entra para crear un campo electrostático de alto voltaje.

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Mirillas de vidrio: Permiten al bombeador ver los niveles de área de contacto del agua y el crudo en el tratador, y lo ayudan a determinar niveles de fluido anormales (condición alterada). Líneas suplidoras de gas/aire: Proveen gas o aire comprimido a los niveles de control para que puedan operar con propiedad. Estas líneas usualmente contienen un regulador, un colector de gotas y un filtro para ayudar a suplir gas seco y limpio o aire comprimido a los controles de nivel.

Figura 14. Componentes externos del tratador electrostático.

6.2.4 Secciones internas

Las secciones internas están ordenadas de la siguiente manera, partiendo de los hornos hasta el lugar opuesto del tratador: Ver figura 15. Sección de entrada Sección de inundación Sección de tratamiento.

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Figura 15. Secciones del tratador electrostático.

Sección de entrada: Es la primera sección que recibe la emulsión y la cual tiene dos propósitos. El gas arrastrado hasta allí se separa y abandona el tratador a través de una salida respectiva, evitando así causar agitación a la emulsión mas tarde. También, el agua libre que se ha separado al entrar al tratador, después de ser calentada por los tubos de fuego, cae al fondo del tanque de donde es drenada hacia el exterior de la unidad. Figura 16. Deflector: Separa el área de separación de gas del área de calentamiento en la sección de entrada. Ayuda a dirigir la emulsión entrante hacia el fondo del tratador. Bajante en forma de U: Cubre los tubos de fuego en el área de separación de gas. Dirige la emulsión entrante hacia el fondo del tratador. Lavador de agua: En esta área de la sección de entrada, la emulsión libera agua libre. El lavado del agua es el proceso en el cual las gotas de agua más grandes se combinan entre sí con otras más pequeñas para sedimentarse y ser eliminadas. Dispersador de flujo: Dispersa la emulsión a todo lo largo de los tubos de fuego para asegurar el máximo uso del área de calentamiento, usando toda la superficie de estos tubos.

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Figura 16. Sección entrada del tratador electrostático. Tubos de fuego: Los tubos de fuego proveen calor a la emulsión causando disminución de la viscosidad del crudo, para que las gotas de agua se puedan sedimentar. Dique: Es una estructura similar a una represa sobre la cual pasa la emulsión proveniente de la sección de entrada, para luego fluir hacia la sección de inundación. Sección de inundación: Es la sección media y sirve para mantener la sección de tratamiento completamente llena de liquido, sin gas en la parte superior. Ver figura 17. Tubo distribuidor de crudo limpio: Este tubo conecta el cabezal colector de crudo limpio con la salida de crudo ubicada cerca del fondo de la sección de inundación. Algunas unidades no tienen tubo distribuidor y el crudo es removido a través de la parte superior del tratador. Sección de tratamiento: Lugar donde ocurre el tratamiento final y sedimentación de la emulsión. Ver figura 17. Dispersador de flujo: Recibe la emulsión de la sección de inundación y la dispersa a lo largo de la sección de tratamiento para asegurar su distribución uniforme sobre las rejillas eléctricas. 30


Rejillas eléctricas: Son un par de rejillas hechas de varillas de acero. Las más baja esta cargada eléctricamente, mientras que la más alta esta adherida a las paredes del tanque. Las rejillas están suspendidas en el casco del tanque con barras colgantes aisladas. Cabezal colector de crudo limpio: Este cabezal corre horizontalmente a través de la parte superior de la sección de tratamiento y es usado para desnatar el crudo limpio del tanque.

Figura 17. Sección de inundación y sección de tratamiento del tratador electrostático.

6.2.5 Dispositivos de observación, vigilancia y seguridad Para operar con propiedad y seguridad, cada tratador esta equipado con dispositivos de observación y seguridad. Parallamas: Ubicado al frente de los hornos. Posee una serie de betas de aluminio, bien cerca la una de la otra para que el calor generado por los hornos se disperse en el aire, y evitar que se forme un fuego en la parte exterior del tanque. Los Parallamas deben usarse en cualquier tratador de emulsión al fuego. Ver figura 18.

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Figura 18. Parallamas. Depurador de gas combustible: Previene que los líquidos lleguen hasta los incineradores con el gas combustible. Si el depurador se llena de líquido, se eleva un flotador que cierra la válvula, la cual impide que el gas llegue a los incineradores, previniendo la posibilidad de un incendio. El depurador tiene una válvula de drenaje que debe ser abierta todos los días por el bombeador para drenar los líquidos que se hayan colectado allí. Ver figura 19.

Figura 19. Depurador de gas combustible. Válvula de alivio y seguridad: La válvula de alivio y seguridad es un dispositivo de alivio que se abre para aliviar la presión excesiva dentro de un tanque o tubería. También se conoce con el nombre de válvula de seguridad con resorte o de disparo. Ver figura 20.

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Figura 20. Válvula de alivio y seguridad. Disco de ruptura: Es un dispositivo a prueba de fallas que se revienta por si mismo a una presión predeterminada. Esta predeterminación se establece usualmente a la máxima presión operante de seguridad del tratador, o por debajo de esta. Ver figura 21.

Figura 21. Disco de ruptura. Las Mirillas de Vidrio: No son dispositivos de seguridad por si mismas pero contienen características de seguridad dentro de ellas. Es la forma que permite al bombeador, ver si el tratador esta haciendo un buen trabajo. Si la mirilla se rompe, su dispositivo de seguridad provocara que la bola de acero se sitúe 33


cerrando el flujo. Sin embargo, si la válvulas de la mirilla no esta completamente abierta, la bola no se podrá situar. Ver figura 22.

Figura 22. Las Mirillas de Vidrio. Control de bajo nivel: Dispositivo de seguridad instalado en el tratador electrostático para asegurar que los tubos de fuego estén siempre cubiertos de líquido. Está diseñado para interrumpir el incinerador si el nivel de líquido cae por debajo del nivel deseado. Cuando se cierran los incineradores se impide que los tubos de fuego se recalienten, lo cual crearía fallas en los tubos y riesgo de seguridad. Ver figura 23.

Figura 23. Control de bajo nivel. 34


Luz indicadora: Localizada en el transformador. Permanece encendida mientras que las rejillas eléctricas están funcionando propiamente, a menos que el tratador pierda la energía. Ver figura 24.

Figura 24. Luz indicadora Voltímetro: Mide el voltaje de la electricidad que entra al tratador. Su lectura debe ser de 220 a 440 voltios AC durante operaciones normales, dependiendo de la fuente de energía. El voltaje puede variar según el país. Cortacircuito: Ubicado entre la fuente de energía y el transformador, protege el transformador de incrementos repentinos de energía. Ver figura 25 y figura 26.

Figura 25. Voltímetro y cortacircuito en el tratador electrostático. 35


Figura 26. Voltímetro y cortacircuito. Amperímetro: Algunos tratadores electrostáticos tienen un amperímetro para medir la potencia de la corriente eléctrica a través de las rejillas.

6.3 SECCION 3 - OPERACIÓN DEL TRATADOR ELECTROSTATICO 6.3.1 Puntos importantes

Los tratadores electrostáticos son usados para separaciones de tres fases (crudo, agua y gas). Las sustancias químicas son inyectadas a la corriente de la emulsión que entra al tratador. Por lo tanto, el proceso ya ha comenzado cuando la emulsión entra al tratador. La emulsión entra a la sección de entrada por la parte superior de la unidad y cae al fondo del tanque luego viaja hacia arriba atreves de los tubos de fuego y se derrama sobre un dique pasando a la sección de inundación, donde la separación final del agua y crudo toma lugar. Ver figura 27. Donde podremos ver el flujo del fluido o la emulsión a través de las secciones del tratador electrostático.

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Figura 27. Flujo del fluido por las secciones del tratador electrostático. 6.3.2 Sección de entrada La emulsión entra al tratador, se riega sobre el bajante en forma de U y fluye hacia el fondo del taque. El gas libre es liberado cuando la emulsión choca contra el bajante y se eleva hasta la parte superior de la sección de entrada. La mayor parte de el agua contenida en la emulsión se sedimentan y los líquidos restantes más ligeros se mueven hacia arriba, a través del agua, lo cual les sirve como un baño caliente. A medida que la emulsión continúa con su ascenso, fluye a través del dispersador y a lo largo de los tubos de fuego; esta acción asegura el máximo uso del tubo de fuego para el calentamiento de la emulsión. Varias cosas suceden cuando la emulsión se mueve hacia arriba a través de los tubo de fuego. Los tubos de fuego calienta la emulsión, lo cual ayuda en la separación de crudo y el agua. La emulsión caliente se eleva y se derrama sobre el dique ubicado fuera de la sección de entrada; el agua, la cual ya ha sido separada de la emulsión, se sedimenta en el fondo de la sección de entrada para ser eliminada. El gas, el cual ya ha sido separado de la emulsión, se eleva hacia la parte superior de la sección de entrada. Un tubo equilibrador permite que el gas en ambos lados del deflector se emparejen o se iguale, se colecte y sea eliminado del tanque a través del tubo de salida del gas.

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Algunos tratadores tienen un transformador de calor instalado en la línea de entrada. Si es usado, la emulsión que entra es precalentada por el calor del crudo que sale. Por lo tanto, los tubos de fuego necesitan proveer calor de menos calor. El tiempo de sedimentación del crudo que entra disminuye y el crudo que sale se enfría a una temperatura de almacenamiento, lo cual disminuye la evaporación y mantiene una mayor gravedad. Ver figura 28.

Figura 28. Flujo del fluido por la sección de entrada del tratador.

6.3.3 Sección de inundación El primer objetivo de la sección de inundación es mantener la sección de tratamiento completamente llena de líquido. Cuando esto ocurre se dice que la sección está completamente llena de liquido y sin gas en la parte superior. El crudo limpio no abandona la sección de tratamiento a menos que una cantidad igual de líquido entre a la sección de inundación. Esto es controlado por un flotador en la sección de inundación el cual se encuentra mecánicamente unido a la válvula de eliminación de crudo. Ver figura 29. Donde podremos ver el flujo del fluido por la sección de inundación del tratador electrostático. Ver figura 29

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Figura 29. Sección de inundación flujo del fluido. 6.3.4 Sección de tratamiento Dentro de la sección de tratamiento, un dispersador de flujo asegura la distribución uniforme de la emulsión. Es en esta sección donde el tratamiento y la sedimentación final toman lugar. Desde el dispersador la emulsión asciende hacia las rejillas electicas de corriente alterna y alto voltaje. La rejilla mas baja tiene una carga de 15000 a 20000 voltios de electricidad. La más alta esta adhería al tanque. El tratamiento electrostático comienza por debajo de la rejilla más baja, y se completa entre esta y la más alta, donde las gotas de agua se combinan entre si y se sedimentan. Ver figura 30, podemos observar cómo se mueve el fluido en la sección de tratamiento.

Figura 30. Flujo del fluido en la Sección de tratamiento. Cuando el tratamiento electrostático actúa en el fluido, interviene directamente en el agua que se encuentra presente en la emulsión haciendo que se alargue y se 39


polarice. Así mismo cuando una gota de agua se polariza adquiere una carga positiva (+) en un extremo y una negativa (-) al otro. La corriente alterna en la rejilla eléctrica hace que esta invierta la polaridad (que cambie de positiva a negativa) 120 veces por segundo o 60 ciclos por segundo. Esto hace que las gotas de agua se muevan rápidamente y choquen entre sí con fuerza suficiente como para romper la delgada película que rodea cada gota. Las gotas de agua se combinan convirtiéndose en gotas más grandes y se sedimentan en el fondo de la sección de tratamiento para ser eliminadas. El crudo, ya separado del agua, asciende hasta la parte superior de la sección de tratamiento. Un cabezal colector de crudo limpio desnata el crudo ya tratado para ser removido del tratador. Ver figura 31.

Figura 31. Sección de tratamiento “tratamiento electrostático”.

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6.3.5 Sistema eléctrico El sistema eléctrico consiste en un transformador de aumento y dos rejillas eléctricas (electrodos). El transformador aumenta el voltaje entrante a un nivel más alto, por ejemplo, muchos tratadores electrostáticos de 440 voltios se elevan hasta 15000-20000 voltios para producir el campo electrostático alrededor de las rejillas. Ver la figura 32 en la cual se muestra el sistema eléctrico dentro del tratador electrostático. Las dos rejillas están suspendidas, una sobre la otra, en la sección de tratamiento. La más alta esta adherida a la pared del tanque y es ajustable para que el campo electroestático pueda ser regulado, y así satisfacer varios requerimientos de combinación de las gotas de agua. La rejilla más baja no está adherida y recibe la carga eléctrica del transformador. Ambas rejillas están suspendidas en la pared interna de la parte superior del tanque por barras colgantes aisladas. Todos los componentes del sistema eléctrico están diseñados para recibir alto voltaje.

Figura 32 sistema eléctrico del tratador electrostático. El trasformador es el corazón del sistema eléctrico. Muchos tratadores electrostáticos tienen un trasformador con un reactor para protegerlo de aumentos de energía imprevistos y dispersión de alto voltaje. Estos trasformadores se pueden sumergir en crudo y satisfacen todos los requerimientos eléctricos de seguridad. Un cortacircuitos ubicado entre la fuente de energía y el trasformador protege a estas de fallas de energía eléctricas se recomienda el uso de un fusible conectado a la fuente de energía para máxima seguridad, como podemos observar el la figura 33 se muestra un transformador.

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Figura 33. Transformador eléctrico.

6.3.6 Niveles de fluidos El nivel del crudo en la sección de tratamiento se mantiene con la válvula de eliminación la cual podemos observar en la figura 34. La cual es operada por un flotador de la sección de inundación. Cuando la emulsión asciende por encima del nivel predeterminado en la sección de inundación, el flotador se eleva con la emulsión y causa que la válvula se abra permitiendo al crudo abandonar el tanque. Cuando la emulsión retorna al nivel predeterminado, la válvula se cierra y permite que el crudo se acumule en la sección de tratamiento.

Figura 34. Válvula de eliminación cerrada.

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Los niveles de agua liberada y tratada en el tratador se mantienen con las válvulas de eliminación de agua. Tal como con el crudo, la válvula de eliminación se abre para dejar salir el agua cuando el nivel en el área de contacto aumenta por encima del nivel predeterminado y se cierra cundo esta debajo de nivel predeterminado. Ver figura 35.

Figura 35. Válvula de eliminación abierta. Ambas válvulas de eliminación operan por medio del nivel de control del área de contacto, el cual usa gas o aire comprimido para abrir y cerrar estas válvulas. El control de nivel hace esto desviando el gas o aire comprimido al diafragma de la válvula de eliminación. La presión del gas o del aire comprimido activa la tensión que mantiene el diafragma en posición cerrada. Esta acción levanta el diafragma y permite que el agua fluya a través de la válvula de eliminación. Cuando los liquido del área de contacto regresan al nivel predeterminado, el control del nivel ventila el gas o aire comprimido y permite que el diafragma se asiente, cerrando así la válvula de eliminación. Algunos tratadores electroestáticos están diseñados para permitir que el agua en la sección de entrada se una a la sección de tratamiento antes de ser removidos del tratador. Este arreglo utiliza una válvula de eliminación y un control de nivel para mantener los niveles de agua en el tratador. Ver la figura 36. Para poder observar los controles de nivel de agua.

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Figura 36. Control de nivel de agua. Las válvulas de eliminación de crudo operadas por gas o mecanicos han sido discutidas en este uso. Otros tipos de válvulas eliminadoras de crudo y agua pueden usarse en los tratadores electrostáticos.

6.3.7 Temperatura de operación La temperatura de operación es importante y varia de una concesión a otra. Debe usarse la temperatura mínima posible para tratar adecuadamente la emulsión. En clima cálido, solo será necesario en climas fríos. Cuando la aplicación de calor se hace necesaria, temperaturas mas bajas pueden usarse en tratadores electrostáticos que en tratadores convencionales. Las temperaturas de tratamiento normalmente oscilan entre las escalas de 85° y 135° F (300 y 330 °K). La temperatura de una emulsión en la sección de entrada debería ser de unos 140°F (330°K) para que la temperatura de fluido en la sección de entrada alrededor de las rejillas nunca baje de 70° F (2890°K). Si la temperatura de fluido baja de este nivel, las rejillas no obtendrán el efecto de tratamiento apropiado en la emulsión. La relación entre los químicos y temperatura es un factor de importante consideración. Usualmente se requiere menos químico para tratar una emulsión caliente. Sin embargo, el ahorro de químicos, cuando hay temperaturas más altas, puede compensarse o anularse con la perdida de ganancias causadas por la 44


gravedad y la pérdida de volumen en el crudo y un aumento en el costo del combustible. Los controles de temperatura, o termostatos, ver figura 37. Son parte importante de un tratador de emulsiones. Si no funcionan apropiadamente, los incineradores pudieran permanecer encendidos o apagados todo el tiempo. Si permaneciesen apagados, la emulsión podría enfriarse, siendo incapaz de separase completamente. Si permanece encendido, el tratador se puede recalentar y dañar, los crudos mas ligeros pueden consumirse cambiando la gravedad y el volumen de crudo puede disminuir resultando en perdida de ganancias.

Figura 37. Termostato. Los tubos de fuego deben ser inspeccionados periódicamente. Debido a que muchas emulsiones tratadas contienen cierta cantidad de barro y escombros sólidos, los tubos de fuego deben ser revisados buscando corrosión, oxidación y acumulación de lodo. Ver figura 38. Ahí se muestra una imagen de los tubos de fuego en el cual podemos observar que usa una llama directa proveniente del incinerador.

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Figura 38. Tubos de fuego de llama directa. La llama del incinerador debe apuntar o estar directamente debajo del centro del tubo de fuego. Si toca al tubo de fuego directamente, se formara un punto de recalentamiento y ocurrirán fallas prematuras en el tubo. El incinerador debe encender y arder uniformemente por un largo periodo de tiempo, en lugar de cambiar la intensidad de la llama intermitente. Una llama amarilla con suficiente aire para prevenir la formación de hollín es la mejor. Ver figura 39.

7.

FIGURA 39. Área recalentada.

6.3.8 Presión operante Los tratadores electrostáticos operan bajo presiones de 5 a 50 libras por pulgada cuadrada (34 a 340kPa). La máxima presión operante de un tratador aparece en la placa de información del fabricante adherida en la pared externa del tratador. El tipo de válvula y los controles usados varían dependiendo a la construcción del tratador. 46


La tubería de descarga del crudo, agua y gas debe estar equipada con controles. Como los tratadores electrostáticos operan bajo presión, deben estar equipados con dispositivos de alivio de presión con suficiente capacidad para proteger el tratador si la presión aumenta. Ver figura 40.

Figura 40. Tubería de descarga del crudo

El gas que abandona su tratador por la parte superior del mismo esta controlado por una válvula de contra presión que controla la presión en el tratador. Ver figura 41 y figura 42. Las secciones de entrada e inundación se mantienen en una presión ligeramente más alta que la sección de tratamiento. Cuando no hay suficiente gas mezclado con el fluido que entra como para mantener la presión necesaria, se conecta un tubo compensador de gas al equilibrador. Hay varias razones para mantener una presión mas alta en las primeras dos secciones.  La presión diferencial asegura un flujo positivo de fluido de la sección de inundación a la de tratamiento.  La sección de tratamiento debe permanecer llena de líquido.  Debe haber presión diferencial suficiente para mover el crudo limpio a los tanques de almacenamiento.

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La presión del gas natural usada para encender el tratador electrostático debe ser regulada. Cualquier presión por encima de la escala del termostato impedirá que esta se cierre y resulte en el recalentamiento del tratador.

Figura 41. Válvula de contrapresión.

Figura 42. Válvula de contrapresión.

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6.3.9 Localización de fallas y averías

Emulsión en el tanque de concesión La emulsión en el tanque de concesión es un indicio de que no se esta usando la propia combinación de calor y químicos. En este caso se debe revisar ambos, el inyector de químicos y el tratador, para hacer las correcciones necesarias. Sin ninguno de los dos presenta fallas, puede ser entonces que las características de la emulsión hayan cambiado y se requiera de un químico diferente. Agua libre en el tanque Si las líneas de salida están obstruidas por la línea de eliminación de agua no abre, el agua no tiene a donde ir, acepto la salida del crudo que va al tanque de concesión. Si las válvulas están operando correctamente, puede ser simplemente que el tratador no pueda con la cantidad de agua libre producida y se tenga que instalar un deshidratador de agua en la tubería aguas arriba del tratador. Crudo en el dispositivo de eliminación de agua Esto puede ocurrir si la salida del crudo esta obstruida o si la válvula de eliminación de crudo se a quedado abierta. A veces, cuando la salida de crudo en un tratador esta por debajo de la entrada en el tanque de concesión y la válvula falla en mantener una presión positiva en el tratador, el crudo ira a través de salida de agua hacia el dispositivo de eliminación de esta.

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6.4.

APENDICE

6.4.1 PROCEDIMIENTO DE ENCENDIDO SEGURO Pasos recomendados para el encendido a gas de un tratador electroestático. 1. Cierre la válvula del piloto, la del quemador de gas y la válvula principal suplidora de gas. 2. Asegúrese que todo el gas haya sido ventilado de los tubos de fuego y de que el parallamas este en su lugar. 3. Asegúrese de que los tubos de fuego estén cubiertos de líquido. 4. Párese de lado mientras inserta la antorcha de encendido. Esto protegerá al operador de vapor procedente del encendido o vapor residual. 5. Ajuste la antorcha en posición de encender el piloto. 6. Abra la válvula suplidora principal. 7. Abra la válvula del piloto lentamente. 8. Abra la válvula del quemador después de que el piloto este encendido y la antorcha retirada. 9. Ajuste la mezcla de aire y gas para obtener la llama apropiada. 10. Baje la presión del gas, lo más posible, para tener una temperatura apropiada.

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6.4.2 INSPECCION DE MANTENIMIENTO Para una operación sin problemas se debe realizar inspecciones periódicas de mantenimiento tal como se indica a continuación: Diariamente: 1. Verifique la luz indicadora del transformador. Esta debe estar encendida constantemente. 2. Verifique el voltímetro. Debe tener una lectura de 220 a 240 voltios, de pendiendo de la fuente productora de energía. 3. Verifique los niveles de energía libre y el agua tratada atreves de las mirillas de vidrio. 4. Verifique la válvula de contra presión para averiguar si la presión del tanque es la correcta. Ajuste esta presión si es necesario. 5. Verifique la unión de la válvula de drenaje del gas. 6. Verifique las válvulas de eliminación por condensación o acumulación de líquidos en las líneas suplidoras de aire, abriendo las válvulas purgadoras provistas. 7. Drénelos colectores de gotas que suplen gas y aire a las válvulas de eliminación de agua. 8. Verifique la temperatura del tratador para asegurarse de que los fuegos estén encendidos y de que el termostato este operando en la escala apropiada. Ajuste la temperatura si es necesario. 9. Drene el depurador de gas. 10. Examine la bomba de químicos y el tanque de inundación. Semanalmente: 1. Abra brevemente los drenajes en el fondo del tratador. Esto impedida que se acumule el sedimento y se obstruyan los drenajes. 2. Revise las válvulas de las mirillas para prevenir obstrucción. Limpie los vidrios de las mirillas si es necesario. 3. Tome muestras de los fluidos que entran y salen del tratador para verificar los sedimentos básicos y agua (BS&W). 51


Mensualmente: 1. Verifique los incineradores y los pilotos para el buen funcionamiento. Límpielos si es necesario. 2. Verifique los incineradores para asegurarse de que estén bien centrados en los tubos de fuego. 3. Verifique los parallamas para asegurarse de que no están obstruidos. Anualmente: 1. Inspeccione y limpie todo el tanque usando los procedimientos de seguridad recomendados para la entrada a espacios confinados. 2. Inspeccione los tubos de fuego, sáquelos del tratador y revíselos buscando daños y grietas. 3. Inspeccione el flotador del depurador de gas combustible para asegurarse de que está funcionando bien. 4. inspeccione las válvulas de eliminación. Límpielas y repárelas si es necesario.

6.4.3 VERIFICACION DE LOS NIVELES DE AGUA Los niveles de agua son preestablecidos. Cuando estos cambian, se pueden hacer las siguientes revisiones para restablecer las condiciones originales. Problema: bajo nivel de agua. Posible causa: Acumulación de emulsión en el área de contacto. El aumento de peso de emulsión en el agua causa que el nivel baje. Problema: Ningún nivel de agua. Posible causa: Presión baja de gas. Las válvulas de contra presión puede tener un drenaje o estar ajustada a una escala muy baja. Las válvulas de alivio de seguridad pueden tener fugas. Una válvula de crudo puede estar cerrada y atascada en esta posición. Esto forzaría el líquido a salir de los tubos de eliminación de crudo y dirigirse a la salida del gas El régimen de la bomba de circulación es muy alto. Esto podría causar la perdida de hermeticidad de fluido y presiones bajas del gas. 52


Problema: Alto nivel de agua. Posible causa: Las líneas de eliminación de agua están obstruidas. Esto usualmente se debe al aumento de acumulación de escombros. Son muchos los problemas que pueden presentarse con los tratadores electrostáticas. Si usted observa condiciones inusitadas, verifíquelas con su capataz.

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CONCLUSIONES  De acuerdo con lo que se dio a conocer en este proyecto, se vé que día a día toma vital importancia el tratamiento de las emulsiones en los campos petroleros y como consecuencia el costo de producción de barril se incrementa, entonces se debe buscar el mejor tratamiento con la mayor eficiencia y el tratamiento electrostático es uno de ellos.  Se logro explicar que características requiere una emulsión para su formación y cómo se puede tratar las emulsiones bien sean suaves o fuertes.  Para el tratar Una emulsión debe ser examinada frecuentemente. Como se puede observar no hay dos emulsiones iguales. Hasta las emulsiones de un mismo pozo cambian con el tiempo y requieren cambios en el proceso de tratamiento o en el modo de operar el tratador electrostático.  se pudo dar a conocer y a identificar las partes de un tratador electrostático, además de que se pudo explicar cómo es el flujo del la emulsión en un tratador típico.

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BIBLIOGRAFIA  TREATING OILFIELD EMULSIONS, the University of Texas at Austin.  ROJAS ELKIN, Asesoria metodologica.  IHRDC VIDEOTECA PARA OPERADORES DE PRODUCCION, principios básicos de las emulsiones y las unidades de tratamiento electrostático.  PINILLA CARLOS, Asesoria metodologica.

CIBERGRAFIA  Tratadores electrostáticos. Esquema típico de un tratador, www.ingenieria. unam.mx.  Tratadores electrostáticos y principios de una emulsión. www.catarina .udlap.mx/.

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Manual de principios basicos de emulsiones y las unidades de tratamientos electrostaticos