Slug Catcher es el nombre de una unidad en la refinería de gas o la industria petrolera en la que se recogen o atrapan los slugs que se encuentran en la salida de las tuberías. Un slug es una gran cantidad de líquido que existe en una tubería multifásica.
Babosas
Las tuberías que transportan tanto gas como líquidos juntos, conocidas como flujo bifásico , pueden operar en un régimen de flujo conocido como flujo slugging o flujo slug . Bajo la influencia de la gravedad , los líquidos tenderán a asentarse en la parte inferior de la tubería, mientras que los gases ocuparán la sección superior de la tubería. En determinadas condiciones de funcionamiento, el gas y el líquido no se distribuyen de manera uniforme por toda la tubería, sino que viajan como grandes tapones con mayormente líquidos o mayormente gases a través de la tubería. Estos grandes tapones se denominan slugs.
Las babosas que salen de la tubería pueden sobrecargar la capacidad de manejo de gas/líquido de la planta en la salida de la tubería, ya que a menudo se producen a un ritmo mucho mayor que el diseñado por el equipo.
Los slugs se pueden generar por diferentes mecanismos en una tubería:
La formación de baches en el terreno se debe a las elevaciones de la tubería, que siguen la elevación del suelo o el lecho marino. El líquido puede acumularse en un punto bajo de la tubería hasta que se genere suficiente presión detrás de ella. Una vez que el líquido es expulsado del punto bajo, puede formar un bacheo.
El slugging hidrodinámico se produce cuando el gas fluye a gran velocidad sobre una fase líquida que fluye más lentamente. El gas formará ondas en la superficie del líquido, que pueden crecer hasta cubrir toda la sección transversal de la línea. Esto crea un bloqueo en el flujo de gas, que viaja como un slugging a través de la línea.
El slugging basado en riser , también conocido como slugging severo , está asociado con los risers de tuberías que se encuentran a menudo en las instalaciones de producción de petróleo en alta mar. [1] Los líquidos se acumulan en el fondo del riser hasta que se genera suficiente presión detrás de él para empujar los líquidos sobre la parte superior del riser, superando la carga estática . Detrás de este slugging de líquido sigue un slugging de gas, hasta que se han acumulado suficientes líquidos en el fondo para formar un nuevo slugging de líquido.
Los tapones de líquido se producen durante las operaciones de limpieza con raspador en la tubería. El raspador está diseñado para empujar todo o la mayor parte del contenido líquido de la tubería hacia la salida. Esto crea intencionalmente un tapón de líquido.
Los slugs formados por el movimiento del terreno, el movimiento hidrodinámico o el movimiento del tubo ascendente son periódicos por naturaleza. La capacidad de un slug para llegar a la salida de la tubería depende de la velocidad a la que se le añaden líquidos en la parte delantera (es decir, en la dirección del flujo) y de la velocidad a la que los líquidos salen del slug en la parte trasera. Algunos slugs crecerán a medida que avancen por la tubería, mientras que otros se amortiguarán y desaparecerán antes de llegar a la salida de la tubería.
Propósito del atrapababosas
Un colector de slug es un recipiente con suficiente volumen de amortiguación para almacenar los slug más grandes que se esperan del sistema aguas arriba. El colector de slug se encuentra entre la salida de la tubería y el equipo de procesamiento. Los líquidos amortiguados se pueden drenar al equipo de procesamiento a un ritmo mucho más lento para evitar sobrecargar el sistema. Como los slug son un fenómeno periódico, el colector de slug debe vaciarse antes de que llegue el siguiente slug.
Los captadores de slugs se pueden utilizar de forma continua o a demanda. Un captador de slugs conectado permanentemente a la tubería almacenará toda la producción, incluidos los slugs, antes de enviarla a las instalaciones de manipulación de gas y líquidos. Esto se utiliza para el comportamiento de slugs difícil de predecir que se da en el slugging de terreno, slugging hidrodinámico o slugging basado en riser. Alternativamente, el captador de slugs se puede omitir en la operación normal y ponerlo en funcionamiento cuando se espera un slug, generalmente durante las operaciones de raspado. Una ventaja de esta configuración es que la inspección y el mantenimiento del captador de slugs se pueden realizar sin interrumpir la operación normal.
Tipos de atrapababosas
Atrapador de babosas tipo dedo en el campo de gas de Qadirpur
Los atrapababosas están diseñados en diferentes formas,
Un atrapababosas de tipo vasija es básicamente una vasija convencional. Este tipo es sencillo en cuanto a diseño y mantenimiento.
Un captador de babosas tipo dedo consta de varios trozos largos de tubería ("dedos"), que juntos forman el volumen de amortiguación. La ventaja de este tipo de captador de babosas es que los segmentos de tubería son más simples de diseñar para altas presiones, que a menudo se encuentran en sistemas de tuberías, que un recipiente grande. Una desventaja es que su huella puede llegar a ser excesivamente grande. Un ejemplo de un captador de babosas tipo dedo grande se puede ver en Den Helder, Países Bajos, utilizando Google Maps. La tubería entrante que contiene gas y líquido se dirige a la entrada del captador de babosas. La entrada comprende un colector de gran diámetro y una sección divisora donde el gas/líquido se divide en 2, 4, 6 u 8 tuberías horizontales de 24, 30, 36, 42 o 48 pulgadas de diámetro. [2] La separación de gas/líquido se lleva a cabo en estas tuberías y el líquido cae al fondo de las tuberías con el gas encima. El gas libre de líquido se extrae en el extremo más alejado de las tuberías de separación mediante tubos ascendentes en la parte superior de las tuberías. Los tubos ascendentes se unen entre sí y el gas se dirige a un tratamiento adicional. Desde la base de las tuberías de separación, los líquidos fluyen a través de tubos descendentes hacia una serie de tuberías horizontales más bajas. [3] Estas tuberías descienden en pendiente desde la entrada y, por lo general, pueden tener una longitud de entre 100 y 250 metros. [4] La sección inicial de las tuberías inferiores proporciona una mayor separación de gas/líquido y el extremo más alejado proporciona un volumen de almacenamiento intermedio para los líquidos que se extraen a un ritmo constante para un tratamiento adicional. [3] La presión de funcionamiento en el captador de babosas se mantiene mediante un controlador de presión y una válvula de control de presión en la salida de gas. El nivel de líquido en el extremo de almacenamiento del captador de babosas se controla mediante un controlador de nivel de líquido y una válvula de control de nivel en la salida de líquido.
Un captador de babosas con circuito de estacionamiento combina características de los tipos de recipiente y de dedo. La separación de gas y líquido se produce en el recipiente, mientras que el líquido se almacena en los dedos con forma de circuito de estacionamiento.
Un atrapababosas híbrido combina la alta eficiencia de un separador de recipientes y el gran volumen de almacenamiento de un atrapababosas tipo arpa.
Ubicaciones de los atrapababosas
Los atrapababosas de tipo dedo son de gran tamaño y se pueden observar en imágenes satelitales. La siguiente tabla se generó con Google Earth y ofrece una descripción general de los atrapababosas en el mundo. La longitud del atrapababosas se determina con la herramienta de medición de Google Earth y se estima que tiene una precisión de +/- 5 metros.
Referencias
^ Eaton, A. (2015). "Sensores de presión de fibra óptica instalados posteriormente en tubos ascendentes de producción submarinos para el control de slugging severo" (PDF) . Actas de la OMAE 2015, St. John's, Canadá .
^ "Science direct slug catcher". ciencia directa . Consultado el 29 de septiembre de 2020 .
^ ab "Procesamiento de gas y GNL". Noticias sobre procesamiento de gas . Consultado el 29 de septiembre de 2020 .
^ "Terminal de gas Bacton Norfolk UK". Google Maps . Consultado el 29 de septiembre de 2020 .
