Sistema automático de control de recirculación en tanques de transporte de petróleo

Abstract

Las operaciones de transporte en las plantas de producción de petróleo exigen una continuidad de la operación, es decir trata en lo posible de no interrumpir el bombeo a la estación de recepción. Además, las bombas que se usan para estas operaciones, por recomendaciones de fábrica no deben arrancarse y pararse con mucha frecuencia; por el contrario, se desea que operen continuamente para minimizar las operaciones de mantenimiento. Por estas razones y para extender el tiempo de vida de las bombas se requiere de un sistema que permita la operación continua de las bombas dentro de sus límites normales de diseño de flujo y de nivel de líquido deseado en el tanque de transporte. La presente Tesis tiene como objetivo realizar el diseño de un sistema automático de control que permitirá el funcionamiento ininterrumpido de las bombas haciendo que estas generen un flujo igual al que recibe el tanque de transporte desde los pozos en producción de petróleo o lo que es equivalente, manteniendo un nivel constante en el tanque. Es importante incidir en la necesidad de realizar previo al diseño, un análisis técnico del proceso de transporte en el que se determinarán las características del sistema. A este proyecto se le ha denominado "Sistema Automático de Control de recirculación en tanques de transporte de petróleo". Se ha tenido especial consideración al diseñar el sistema, en desarrollarlo de tal manera que pueda constituirse en una guía para el diseño de otros sistemas de control de recirculación. En el desarrollo de la Tesis no se incluye el diseño de las instalaciones eléctricas, ni la parte de ingeniería mecánica, temas que complementan el proyecto, pero que esta fuera del alcance de esta Tesis. En el Capítulo I titulado "Estudios Preliminares" se analizan un conjunto de problemas que se presentan en las operaciones de transporte de petróleo, y se plantean las soluciones. En realidad, es en este Capítulo en el que se definen las características básicas del sistema de control de recirculación; y el conjunto de estas características permiten evaluar la operatividad del sistema. En el Capítulo II: "Diagrama de bloques", se bosqueja en bloques el sistema, se establecen las funciones de cada bloque y se explica detalladamente el funcionamiento del sistema con la ayuda de un esquema denominado "Diagrama de Instrumentación". En el Capítulo III: "Análisis del Sistema", se realiza el análisis en dos partes, cada vía independientemente; el primer análisis para el control de nivel de líquido en el tanque de transporte, y el segundo para el control del flujo de las bombas. Como resultado de este análisis se obtienen conclusiones que sirven como elementos de juicio muy importantes para la selección adecuada de los instrumentos a emplearse para el sistema. El Capitulo IV titulado: "Diseño", como su nombre lo indica trata sobre el diseño; presentándose prime ro los datos de una planta típica de producción de petróleo acompañados de las especificaciones generales para el diseño; y segundo las especificaciones técnicas de los instrumentos de medición y control, así como de las unidades complementarias. En el Capítulo V: “Esquemas Eléctricos" se presen tan los esquemas de principios del sistema de mando para las válvulas de recirculación y de transporte; del sistema de alarmas y paradas de los separadores y moto res de las bombas de transporte; y del panel de alarmas. En la sección de "Conclusiones" se hacen observaciones a los efectos de la temperatura y gravedad específica del fluido, así como también a los efectos del tiempo de respuesta de los instrumentos de medición y control. Se analizan las ventajas y desventajas del proyecto y también se da una introducción a la simulación analógica del proceso controlado; y al final se hace una estimación de los gastos en materiales o instalaciones para implementar el diseño. En el "Apéndice" se presentan las especificaciones de fábrica de algunos instrumentos y principios de operación de cada uno de ellos. También se muestra una tabla de conversiones "nivel de líquido en el tanque de transporte versus corriente de salida del transmisor NT-. 02” la que es de mucha utilidad para el operador de la planta. Es el mayor deseo del autor, que este modesto trabajo sirva para facilitar los diseños de sistemas automáticos de control de recirculación en tanques para transporte de petróleo, contribuyendo de esta forma a un mayor desarrollo tecnológico en el campo de sistemas de control automático, dentro de nuestro país. Para terminar, quiero expresar mi agradecimiento al personal de ingenieros y técnicos que han colaborado en la realización de la presente Tesis. De manera especial va mi agradecimiento a mi profesor, asesor, Ingeniero Carlos Rider Belleza.