separators - spanish1
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SeparadoresSeparadores
Introduction to Gravity SeparationIntroduction to Gravity Separation
Types of SeparatorTypes of Separator ‘‘2-Phase’, Gas, Liquid (eg, Degasser)2-Phase’, Gas, Liquid (eg, Degasser) ‘‘3-Phase’, Gas, Oil, Water (eg FWKO’s, Production Sep’s)3-Phase’, Gas, Oil, Water (eg FWKO’s, Production Sep’s) ‘‘4-Phase’, Gas, Oil, Water, Sand4-Phase’, Gas, Oil, Water, Sand
‘‘Driving Force’ for separationDriving Force’ for separation Density difference between phasesDensity difference between phases Smaller difference = harder to separate = larger vesselsSmaller difference = harder to separate = larger vessels
Other FactorsOther Factors Flow rateFlow rate Viscosity – higher viscosity = harder to separateViscosity – higher viscosity = harder to separate Temperature – higher temperature reduces viscosityTemperature – higher temperature reduces viscosity Outlet SpecificationOutlet Specification
Introduccion a la Separacion por Introduccion a la Separacion por GravedadGravedad
Tipos de SeparadorTipos de Separador ‘‘2-Fases’, Gas, Liquido 2-Fases’, Gas, Liquido ‘‘3-Fases’, Gas, Crudo, Agua (ej: FWKO’s, Separadores de 3-Fases’, Gas, Crudo, Agua (ej: FWKO’s, Separadores de
ProduccionProduccion ‘‘4-Fases’, Gas, Crudo, Agua, Arena4-Fases’, Gas, Crudo, Agua, Arena
““Fuerza de Transmision” para separarFuerza de Transmision” para separar Diferencia de densidad entre fasesDiferencia de densidad entre fases Diferencia mas baja = mas dificil de separar = Diferencia mas baja = mas dificil de separar =
separadores mas grandesseparadores mas grandes Otros FactoresOtros Factores
Rata de FlujoRata de Flujo Viscosidad – Viscosidad mas Alta = Mas dificil de separarViscosidad – Viscosidad mas Alta = Mas dificil de separar Temperatura –Temperature mas alta reduce viscosidadTemperatura –Temperature mas alta reduce viscosidad Especificacion de Salida (producto)Especificacion de Salida (producto)
Typical 2 Phase SeparatorsTypical 2 Phase Separators
Used for Gas Liquid SeparationUsed for Gas Liquid Separation Generally Horizontal vessels used for low Gas / Liquid Generally Horizontal vessels used for low Gas / Liquid
ratio’s, Vertical for high Gas / Liquid ratio’sratio’s, Vertical for high Gas / Liquid ratio’s
LI QUI D PHAS E
GAS PHAS E
I NLET GAS OUTLET
LI QUI D OUTLET LI QUI DPHAS E
GASPHAS E
I NLET
GASOUTLET
LI QUI DOUTLET
Tipicos Separadores de 2 FasesTipicos Separadores de 2 Fases
Utilizado para la separacion de gas y liquidoUtilizado para la separacion de gas y liquido Generalmente se utiliza separadores horizontales para Generalmente se utiliza separadores horizontales para
bajos radios de Gas/Liquido, verticales para altos radios bajos radios de Gas/Liquido, verticales para altos radios de Gas / Liquido.de Gas / Liquido.
Fase Liquida
Fase de Gas
Entrada Salida del Gas
Salida de Liquido Fase Liquida
Fase deGasEntrada
Salida de Gas
Salida de Liquido
Typical 3-Phase SeparatorsTypical 3-Phase Separators
Overflowing Weir Type Overflowing Weir Type Original 3-Phase DesignOriginal 3-Phase Design Uses large oil skimming weir / large oil compartmentUses large oil skimming weir / large oil compartment Still requested by many customersStill requested by many customers
WATER PHAS E
OI L PHAS E
GAS PHAS E
I NLET GAS OUTLET
OI L OUTLETWATER OUTLET
Tipo vertedero de sobreflujo Tipo vertedero de sobreflujo Original diseno de 3 fasesOriginal diseno de 3 fases Utiliza un grande despumador de petroleo / grande compartimiento de Utiliza un grande despumador de petroleo / grande compartimiento de
petroleopetroleo Aun es requerido por varios clientesAun es requerido por varios clientes
Fase de Agua
Fase de PetroleoFase de Gas
Entrada Salida de Gas
Salida de Petroleo
Salida deAgua
Tipicos Separadores de 3 FasesTipicos Separadores de 3 Fases
Typical 3-Phase SeparatorsTypical 3-Phase Separators
Submerged Weir TypeSubmerged Weir Type Uses smaller ‘water weir’Uses smaller ‘water weir’ Makes greater use of vessel volume for separationMakes greater use of vessel volume for separation Generally vessel can be smaller than overflow weir typeGenerally vessel can be smaller than overflow weir type
WATER PHAS E
OI L PHAS E
GAS PHAS E
I NLET GAS OUTLET
OI L OUTLETWATER OUTLET
Tipo Vertedero SumergidoTipo Vertedero Sumergido Utiliza un pequeno vertedero de aguaUtiliza un pequeno vertedero de agua Utiliza un volumen mas grande en el separadorUtiliza un volumen mas grande en el separador Generalmente el separador puede ser mas pequeno que el tipo Generalmente el separador puede ser mas pequeno que el tipo
vertedero de sobreflujovertedero de sobreflujo
Fase de Agua
Fase de Crudo
Fase de Gas
Entrada Salida de Gas
Salida deCrudo
Salida deAgua
Tipicos Separadores de 3 FasesTipicos Separadores de 3 Fases
Vessel InternalsVessel Internals
Vaned Inlet Deflector
Foam InhibitingPack
'Interceptor'Plate PackInlet Perforated
Baffle Plate
Sand Wash Headers
PerforatedBaffle Plate
Longidutinal Baffles
AdjustableWeir Plate
VortexBreaker
Vane Demisters(in 'V' shaped housing)
VortexBreaker
PerforatedBaffle Plate
GASOUTLET
WATEROUTLET
OILOUTLET
Entrada
Vane profile from above
Vane profile from above
Baffle profile from end
Plate profile from end
Nozzle profile from end
Baffle profile from end
Inlet DevicesInlet Devices
No Inlet Device!No Inlet Device! Requires large nozzle/very low velocitiesRequires large nozzle/very low velocities Creates spray, turbulence etcCreates spray, turbulence etc
Simple Plate DeflectorSimple Plate Deflector Most basic type deviceMost basic type device Breaks momentum of incoming flowBreaks momentum of incoming flow Still considerable spray / shearing of fluidStill considerable spray / shearing of fluid
Vaned Inlet deviceVaned Inlet device Good momentum breaker, with low pressure dropGood momentum breaker, with low pressure drop Controlled introduction of fluid into vesselControlled introduction of fluid into vessel
Cyclonic Inlet DeviceCyclonic Inlet Device Excellent suppression of foam / sprayExcellent suppression of foam / spray Higher pressure drop (approx 0.5 bar)Higher pressure drop (approx 0.5 bar) ExpensiveExpensive
Dispositivos de EntradaDispositivos de Entrada
No Dispositivos de Entrada!No Dispositivos de Entrada! Requiere boquilla grande/muy bajas velocidadesRequiere boquilla grande/muy bajas velocidades Crea pulverizacion, turbulencia etcCrea pulverizacion, turbulencia etc
Plato deflector SimplePlato deflector Simple El mas basico tipo de dispositivoEl mas basico tipo de dispositivo Rompe el momento de flujo entranteRompe el momento de flujo entrante Aun crea considerable pulverizacion / corte de fluidoAun crea considerable pulverizacion / corte de fluido
Dispositivo de Entrada de VeletaDispositivo de Entrada de Veleta Buen momento de rompimiento, con baja caida de presionBuen momento de rompimiento, con baja caida de presion Controlada entrada de fluido dentro del separadorControlada entrada de fluido dentro del separador
Dispositivo de Entrada CiclonicoDispositivo de Entrada Ciclonico Excelente supresion de espuma / rocioExcelente supresion de espuma / rocio Mas alta caida de presion (aprox 0.5 bar)Mas alta caida de presion (aprox 0.5 bar) CostosoCostoso
Cyclonic inletsCyclonic inlets
Entrada CiclonicasEntrada Ciclonicas
Coalescing MediaCoalescing Media
Used to enhance separation in high outlet spec. Used to enhance separation in high outlet spec. applicationsapplications
Plate PacksPlate Packs Available in 45° or 60° versions (60° for high solid apps.)Available in 45° or 60° versions (60° for high solid apps.) Robust constructionRobust construction
Maloney ‘Interceptor’ PlatesMaloney ‘Interceptor’ Plates Good tolerance to sand /solidsGood tolerance to sand /solids Simple, cheap constructionSimple, cheap construction
‘‘Clean-Knit’ CoalescersClean-Knit’ Coalescers Mesh type coalescerMesh type coalescer
Structured PackingStructured Packing Excellent coalescing effect due to large surface areaExcellent coalescing effect due to large surface area Prone to blockage with solidsProne to blockage with solids Use with low fluid velocities onlyUse with low fluid velocities only
Coalescencia Coalescencia
Utilizados para mejorar la separacion en aplicaciones Utilizados para mejorar la separacion en aplicaciones de altas especificaciones de entrada.de altas especificaciones de entrada.
Empaques de platosEmpaques de platos Disponible en versiones de 45° o 60° (60° para aplicaciones de Disponible en versiones de 45° o 60° (60° para aplicaciones de
alto contenido de solidos.)alto contenido de solidos.) Construcion fuerteConstrucion fuerte
Platos ‘Interceptores’ MaloneyPlatos ‘Interceptores’ Maloney Buena tolerancia para arenas/solidosBuena tolerancia para arenas/solidos Simple, economica construcionSimple, economica construcion
Coalescedores ‘Clean-Knit’ Coalescedores ‘Clean-Knit’ Coalescedor tipo mallaCoalescedor tipo malla
Empaquetado EstructuradoEmpaquetado Estructurado Excellente efecto de coalescencia debido a su gran superficie Excellente efecto de coalescencia debido a su gran superficie
de areade area Propenso a bloquearse con solidosPropenso a bloquearse con solidos Utilizado con bajas velocidades de fluido solamenteUtilizado con bajas velocidades de fluido solamente
Empaques CoalescedoresEmpaques Coalescedores
Empaques de PlatosEmpaques de Platos
Platos InterceptoresPlatos Interceptores ‘‘Clean-Knit’Clean-Knit’
Coalescing PacksCoalescing Packs
Plate PacksPlate Packs
Interceptor PlatesInterceptor Plates ‘‘Clean-Knit’Clean-Knit’
DemistersDemisters
Outlet shroudOutlet shroud very simple deflector, low level demisting, no guarantee!very simple deflector, low level demisting, no guarantee!
Mesh PadsMesh Pads reliable, simple design, droplet removal down to 10 reliable, simple design, droplet removal down to 10
micron, good turndown (0%)micron, good turndown (0%) large area required, can be prone to blockagelarge area required, can be prone to blockage
Vane demistersVane demisters more compact than mesh, droplet removal down to 10 more compact than mesh, droplet removal down to 10
micron, reasonable turndown (~20%), low pressure dropmicron, reasonable turndown (~20%), low pressure drop fall off in performance at high pressuresfall off in performance at high pressures
Cyclonic demistersCyclonic demisters most compact design, droplet removal to 8-10 micronmost compact design, droplet removal to 8-10 micron high pressure drop, poor turndown (~40%)high pressure drop, poor turndown (~40%)
Extractor de NeblinaExtractor de Neblina
Anillo de SalidaAnillo de Salida Deflector muy simple,extractor de bajo nivel, no garantia!Deflector muy simple,extractor de bajo nivel, no garantia!
MallaMalla Confiable, diseno simple, removedor de gotas hasta 10 Confiable, diseno simple, removedor de gotas hasta 10
micrones, capacidad minima excelente (0%)micrones, capacidad minima excelente (0%) Requiere gran area, puede ser propenso a bloquearseRequiere gran area, puede ser propenso a bloquearse
Extractores de VeletaExtractores de Veleta Mas compacto que la malla, removedor de gotas hasta 10 Mas compacto que la malla, removedor de gotas hasta 10
micrones,capacidad minima razonable (~20%), baja caida de micrones,capacidad minima razonable (~20%), baja caida de presionpresion
Disminuye su desempeno a altas presiones at high pressuresDisminuye su desempeno a altas presiones at high pressures
Extractores CiclonicosExtractores Ciclonicos Diseno mas compacto, remocion de gotas hasta 8-10 micronesDiseno mas compacto, remocion de gotas hasta 8-10 micrones Alta caida de presion, capacidad minima pobre (~40%)Alta caida de presion, capacidad minima pobre (~40%)
Calculation MethodsCalculation Methods
Calculate minimum droplet sizes (water in Calculate minimum droplet sizes (water in oil, oil in water and gas in oil) which will be oil, oil in water and gas in oil) which will be 100% separated, using Stokes law100% separated, using Stokes law
Correlate the droplet size to a performance Correlate the droplet size to a performance using proprietary datausing proprietary data
H H oiloil
H H waterwater
Metodos de calculosMetodos de calculos
Calcular el tamano minimo de las gotas Calcular el tamano minimo de las gotas (agua en petroleo, petroleo en agua y gas (agua en petroleo, petroleo en agua y gas en petroleo) el cual sera 100% separado, en petroleo) el cual sera 100% separado, usando la Ley de Stokes usando la Ley de Stokes
Correlacionar el tamano de las gotas usando Correlacionar el tamano de las gotas usando correctamente la informacioncorrectamente la informacion
H H oiloil
H H waterwater
Stokes LawStokes Law
V is calculated by V is calculated by knowing the height of knowing the height of each phase (Heach phase (Hoiloil & H & Hwaterwater) ) and the horizontal and the horizontal velocity (and hence velocity (and hence time in the separation time in the separation zone).zone).
dd is then calculated is then calculated using the equationusing the equation
V = settling V = settling velocityvelocity
F = force of F = force of gravitygravity
ww = water density = water density
oo = oil density = oil density
= water = water
viscosityviscosity
μ
)ρ(ρdFV
ow
2
Leyes de StokesLeyes de Stokes
V es calculata V es calculata conociendo la altura de conociendo la altura de cada fase (Hcada fase (Hoiloil & H & Hwaterwater) y ) y la velocidad horizontal la velocidad horizontal (y el tiempo en la zona (y el tiempo en la zona de separation).de separation).
dd es entonces usando la es entonces usando la ecuacionecuacion
V = velocidad fijaV = velocidad fija
F = fuerza de gravedadF = fuerza de gravedad
ww = densidad del agua = densidad del agua
oo = densidad del petroleo = densidad del petroleo
= viscosidad del agua= viscosidad del agua
μ
)ρ(ρdFV
ow
2
Typical Design Parameters for 2 Typical Design Parameters for 2 Phase VesselsPhase Vessels
Residence time – 1-2 minutesResidence time – 1-2 minutes
Fluid velocity – up to 0.15m/s (30ft/min)Fluid velocity – up to 0.15m/s (30ft/min)
Typical performanceTypical performance <0.1 US gal / MMSCF (13 litres / MMSCM)<0.1 US gal / MMSCF (13 litres / MMSCM) Gas Carry-under < 1%Gas Carry-under < 1%
Tiempo de residencia – 1-2 minutosTiempo de residencia – 1-2 minutos
Velocidad de Fluido – hasta 0.15m/s (30 Velocidad de Fluido – hasta 0.15m/s (30 pies/min)pies/min)
Tipico DesempenoTipico Desempeno <0.1 US gal / MMSCF (13 litros / MMSCM)<0.1 US gal / MMSCF (13 litros / MMSCM) Arrastre de gas < 1%Arrastre de gas < 1%
Tipicos Parametros de Diseno para Tipicos Parametros de Diseno para Separadores de 2 Fases Separadores de 2 Fases
Tipicos Parametros de Diseno para Tipicos Parametros de Diseno para Separadores de 3 Fases Separadores de 3 Fases
Tiempo de residencia – 3-5 minutos para petroleo Tiempo de residencia – 3-5 minutos para petroleo liviano, 5-10 mins para gravedad media, 15 mins + liviano, 5-10 mins para gravedad media, 15 mins + para petroleo pesadospara petroleo pesados
Velocidad de fluido – hasta 0.05m/s (10 pies/min) Velocidad de fluido – hasta 0.05m/s (10 pies/min) mas bajo cuando se utiliza coalescedormas bajo cuando se utiliza coalescedor
Tipico DesempenoTipico Desempeno Agua en Petroleo 5-10% (baja hasta 0.5-1% en el mejor)Agua en Petroleo 5-10% (baja hasta 0.5-1% en el mejor) Agua en Petroleo 1000 ppm (puede bajar hasta 2-300ppm)Agua en Petroleo 1000 ppm (puede bajar hasta 2-300ppm) <0.1 US gal / MMSCF (13 litros / MMSCM)<0.1 US gal / MMSCF (13 litros / MMSCM) Arrastre gas < 1%Arrastre gas < 1%
Typical Separation TrainTypical Separation Train
Produced Well Fluid
GasTreating
H2O
Dry Oil
Solids
Dirty H2O
Raw Gas
H2O
Wet Oil
Separator
Fired Heater(or S&T)
Treater/Dehydrator
Electrostatic Desalter
Gas
Oil
H2O
N2
C1+
H2S
CO2
Export Oil
Wash Water
AdditionalHeating ?
WaterTreating
Inlet – can be up Inlet – can be up to 90% waterto 90% water
11stst Stage Stage Outlet – 10-Outlet – 10-20% water20% water 22ndnd Stage Stage
Outlet – 5-Outlet – 5-10% water10% water
Export Oil – Export Oil – <0.5% water<0.5% water
Tipico Tren de Separacion Tipico Tren de Separacion
Fluido producido del pozo
Tratamiento de Gas
H2O
Crudo Deshid.
Solidos
H2O Sucia
Petroleo crudo
H2O
Crudo con agua
Separador
Calentador
DeshidratadorDesalter
Eelectrostatico
Gas
Petroleo
H2O
N2
C1+
H2S
CO2
Petroleo
Agua
CalentamientoAdicional ?
Tratamiento deAgua
Entrada – puede Entrada – puede ser hasta 90% ser hasta 90%
de aguade agua
11rara Etapa Etapa Salida – 10-Salida – 10-
20% de 20% de AguaAgua
22dada Etapa Etapa Salida – 5-Salida – 5-
10% de 10% de AguaAgua
Petroleo Petroleo bombeado bombeado – <0.5% de – <0.5% de
aguaagua