Reductor de Fricción

En los oleoductos, la mayor parte de la caída de presión se debe a la fricción en las tuberías. Esta fricción reduce el caudal y aumenta los costos de bombeo y energía. La fricción puede reducirse significativamente mediante la inyección de polímeros de cadena larga (mejoradores de flujo).

Los mejoradores de flujo para oleoductos, o reductores de arrastre, se utilizan en la industria petrolera desde hace más de 35 años. La primera aplicación de los reductores de fricción en la industria petrolera fue para reducir la caída de presión en el fondo del pozo durante el bombeo de fluidos hacia formaciones resistentes a la fracturación. Una de las primeras aplicaciones a gran escala en oleoductos fue aumentar el caudal de crudo en el oleoducto Trans-Alaska en 1979. Los reductores de arrastre son útiles para ahorrar energía en el bombeo, ya que reducen la viscosidad aparente. Al reducir la caída de presión por fricción, los reductores de arrastre (DRA) pueden aumentar el caudal en más del 90 % de la capacidad mecánica del oleoducto.

Usos de los reductores de tensión

Los reductores de tensión se utilizan en sistemas de oleoductos para los siguientes fines:

1. Mejorar el rendimiento operativo
2. Reducir los costos de bombeo y energía
3. Mantenimiento programado
4. Aumentar la estabilidad del oleoducto
5. Facilitar el transporte de crudo pesado

Reducción de la presión de operación

Lubricante de aceite Mitreh (DRA)

Información del producto:

Este material es un líquido blanco en forma de lodo, con base de polímero y olor similar al alcohol. Es completamente soluble en crudo y se utiliza para reducir la fricción en los oleoductos de transporte de petróleo, lo que reduce los caudales y aumenta los costos de bombeo y energía.

¿Cómo se utiliza el lubricante de aceite?

Para utilizar este producto químico en las tuberías, se marca un punto en el cuerpo del tubo y, mediante perforación en caliente de un orificio en el cuello del tubo e instalación de una válvula, se inyecta el material DRA en el tubo a través de una manguera a una presión determinada. Debido a la rápida disolución del material en el fluido, la descarga es más rápida.

Debido a su composición específica, los productos químicos DRA no afectan a los fluidos de petróleo y gas.

Este material se inyecta en la tubería inmediatamente después de la bomba principal, y la bomba de inyección debe tener una presión superior a la de la tubería. Si el DRA pasa por la bomba principal, generalmente debido a la alta tensión en la misma, las cadenas de moléculas de DRA se rompen y pierden su eficacia; por lo tanto, se recomienda inyectar este material después de la bomba.

Rendimiento de los agentes reductores de fricción

El uso de tan solo unas pocas partes por millón de agentes reductores de fricción ayuda a disminuir la turbulencia en la tubería. Estos materiales, al afectar las propiedades reológicas del fluido, reducen la fricción de los fluidos que fluyen por el lecho de la tubería. Mediante el uso de agentes reductores de fricción, la cantidad de fricción puede disminuir hasta en un 60%, por lo que la velocidad de inyección aumentará con el uso de estos materiales. La fricción en las tuberías provoca una disminución del caudal y también aumenta los costos de bombeo y energía. La adición de diversos tipos de polímeros incorporados en las tuberías para reducir la fricción durante las operaciones de bombeo de petróleo crudo u otros productos químicos y derivados facilitará la operación de bombeo.

Por supuesto, la degradación de los polímeros también ocurre durante el flujo. Debido a la presión y la temperatura a las que están sometidos, los polímeros se descomponen con mayor facilidad. Por esta razón, el agente reductor de fricción se inyecta nuevamente después de puntos como bombas y tornillos, donde la presión y la temperatura pueden ser muy altas. Para proteger contra la degradación por altas temperaturas, a veces se utilizan diversos tipos de agentes reductores de fricción, como polímeros y surfactantes. Las moléculas de alto peso molecular son resistentes a la degradación por cizallamiento, se disuelven rápidamente en cualquier tubería y presentan poca degradación en ambientes térmicos, lumínicos, químicos y biológicos.

Factores que afectan la fricción

Otros factores incluyen el diámetro de la tubería, la rugosidad interna y la presión, que contribuyen a la fricción. Cuanto menor sea el diámetro de la tubería, mayor será la fricción. Cuanto más rugosa sea la superficie interna de la tubería, mayor será la resistencia o fricción, que se mide mediante el número de Reynolds. El aumento de la presión incrementa el flujo y reduce la resistencia, pero está limitado por la presión máxima que soporta la tubería.

Como se observa en la figura, tras la adición de DRA, las líneas de flujo de la región turbulenta se volvieron paralelas, lo que facilitó la transferencia del flujo.

Figura (1): Cómo afecta el DRA a las líneas de un flujo turbulento antes y después de la inyección.