OBJETIVO GENERAL:
Consolidar los conocimientos sobre técnicas de análisis y simulación de flujo en tuberías y redes de tuberías.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Revisar los fundamentos que rigen el comportamiento de los sistemas hidrocarburos líquido, gas y agua.
2. Revisar metodologías de cálculo de las propiedades física y termodinámicas de los líquidos y gases hidrocarburos y el agua, así como sus mezclas.
3. Revisar las ecuaciones fundamentales que rigen el flujo de fluido líquido, gas y multifàsico en tuberías horizontales.
4. Formular las ecuaciones fundamentales que rigen el flujo de fluido líquido, gas y multifàsico en redes de tuberías.
5. Discutir la teoría relacionada con la solución de redes de fluidos y su interpretación en el computador. Formulación y solución del sistema de ecuaciones.
6. Analizar-Diagnosticar-Simular sistemas de redes de recolección y distribución de fluidos en instalaciones de superficie.
CONTENIDO
1.- COMPORTAMIENTO Y PROPIEDADES DE LA FASE LIQUIDA
Sistemas petróleo-agua. Densidad y Gravedad específica. Propiedades del petróleo. Solubilidad, Presión de saturación. Factor volumétrico. Viscosidad. Correlaciones. Ejercicios. Comportamiento del agua y su vapor. Propiedades termodinámicas y físicas. Ecuaciones de estado.
2.- COMPORTAMIENTO Y PROPIEDADES DE LA FASE GASEOSA
Introducción. Composición del gas natural. Comportamiento de fase. Gas ideal. Leyes de gases ideales. Propiedades de una mezcla. Composición. Peso molecular. Comportamiento de los gases reales. Ecuación de estado para un gas real. Teorema de los estados correspondientes. Factor de compresibilidad. Determinación de factor de compresibilidad. Experimental. Gráficos. Correlaciones. Compresibilidad del gas natural. Viscosidad del gas natural. Determinación de la viscosidad. Método gráfico, Correlaciones. Factor volumétrico. Contenido del vapor de agua en el gas. Impacto del contenido del agua en las propiedades del gas
3. ECUACIÓN FUNDAMENTAL PARA FLUJO MONOFASICO EN TUBERÍAS
Introducción. Teorema de transporte de Reynolds. Ecuación de continuidad. Casos especiales. Flujo uniforme. Ecuación de Momentum. Ecuación de la Energía. Flujo monofásico. Flujo laminar y flujo turbulento. Flujo desarrollado en tubería. Ecuación fundamental para el flujo de fluido. Análisis adimensional. Diagrama de Moody. Expresiones para el factor de fricción. Ecuación de Colebrook. Técnica de sustituciones sucesivas. Técnica de Newton. Ecuaciones explícitas para el factor de fricción. Ecuaciones de precisión simple. Ecuaciones de precisión intermedia. Ecuaciones de alta precisión.
4. FLUJO DE LÍQUIDO EN TUBERÍAS
Introducción. Ecuación fundamental para el flujo de fluido. Flujo monofásico de líquido. Ecuación fundamental para el flujo monofásico de líquido. Ecuación fundamental para el flujo de líquido en tubería. Pérdidas de carga en flujo de líquidos. Variables de flujo y métodos de cálculo. Hidráulica de tuberías. Perdidas menores. Efectos del perfil del terreno. Transferencia de calor. Equipos de transferencia de calor. Perfil de temperatura. Impacto de la condición operacional de la tubería: superficial, enterrada, aislada, sumergida.
5. FLUJO DE GAS EN TUBERÍAS EN TUBERÍAS HORIZONTALES
Introducción. Ecuación fundamental para el flujo de fluido. Flujo monofásico de gas. Ecuación fundamental para el flujo monofásico de gas. Ecuación fundamental para el flujo monofásico de gas despreciando el efecto cinético. Ecuaciones que consideran el efecto de P y/o T sobre Z Ecuación de Cullender – Smith. Ecuación de Sukkar – Cornell. Ecuación de Clinedinst. Ecuaciones que consideren o no el efecto de P y/o T sobre Z. Ecuaciones que no consideran el efecto de P y/o T sobre Z y la energía cinética. Ecuaciones simplificadas para el factor de fricción. Ecuación de Weymouth. Ecuación de Panhandle para el factor de fricción. Ecuación del IGT para el factor de fricción. Ecuación de la A.G.A para el factor de fricción.
5. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE FLUJO BISAFICO GAS-LIQUIDO
Introducción. Fundamentos de flujo multifásico. Análisis dimensional. Flujo monofásico. Flujo multifásico. Conceptos básicos. Fenomenología en flujo bifásico. Deslizamiento y factor de entrampamiento (holdup). Patrones de flujo conceptos y mapas. Patrones de flujo en tuberías horizontales. Patrones de flujo en tuberías verticales. Mapas de patrones de flujo. Mapa de Madhane. Mapa de Taitel-Dukler.
7. FLUJO BISAFICO GAS-LIQUIDO EN TUBERÍAS HORIZONTALES
Introducción. Patrones de flujo en tuberías horizontales. Flujo de gas líquido en tuberias horizontales. Métodos correlacionados. Ajuste de la gravedad especifica. Flanigan. Dukler. Beggs y Brill. Oliemans. Modelos mecanicistas. Modelo de Xiao.
8. ECUACIONES FUNDAMENTALES PARA REDES DE TUBERÍAS
Introducción. Tuberías en serie. Tuberías en paralelo. Tuberías ramificadas. Redes de tuberías. Redes abiertas de tuberías. Redes abiertas de tuberías ramificadas. Redes cerradas de tuberías
9. ESTRUCTURA DE UNA RED DE TUBERÍAS
Introducción. Redes de tuberías. Estructura de una red de tuberías. Grafo. Grafo conectado. Grafo no conectado. Grafo dirigido. Grafo no dirigido. Sub grafos. Trayectoria entre nodos. Dendrita. Cuerdas. Topología de una red. Incidencia Nodo-Tubería. Incidencia Nodo-Nodo. Incidencia Lazo-Tubería. Generación de la dendrita de una red. Generación de los lazos de una red.
10. FORMULACIÓN Y SOLUCIÓN DE UNA RED DE TUBERÍAS
Introducción. Formulación nodal y mixta. Generación del sistema de ecuaciones basado en la formulación nodal y mixta. Formulación del sistema de ecuaciones bajo el esquema nodal y mixto y se fija un nivel de energía en uno de sus nodos. Formulación del sistema de ecuaciones bajo el esquema nodal y mixto, fijando dos niveles de energía en dos de sus nodos.
11. ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DE REDES DE TUBERÍAS
Análisis-Diagnostico-Solución-Simulación de redes de recolección de crudo. Análisis-Diagnostico-Solución-Simulación de redes de recolección de gas. Análisis-Diagnostico-Solución-Simulación de redes de recolección de gas-condensado-agua. Análisis-Diagnostico-Solución-Simulación de redes de recolección de crudo-agua. Análisis-Diagnostico-Solución-Simulación de redes de recolección de gas-crudo-agua. Análisis-Diagnostico-Solución-Simulación de redes de distribución