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Virtual Oilfield - Vesrión 2.0

La plataforma Virtual Oilfield simula la operación de una batería o estación de producción de hidrocarburos típica.

La intención de esta aplicación no es de representar exactamente las funciones de una batería, sino mostrar las capacidades inmersivas de la misma con fines de entrenamiento.

La disposición y funcionalidad de los elementos de la Batería fue basado en un diseño básico y estándar de una estación de transferencia, así como los parámetros de caudales, temperaturas y presiones.

La Batería compuesta del sig. elementos:

 

Manifold de 10 entradas

  • Está configurado con parámetros individuales de caudales de fluidos, porcentajes de Agua y caudales de Gas independientes con un rango de variaciones tomados de pozos y manifolds  de campo reales.

  • (Datos basados en parámetros promedio de yacimiento  Zona del Golfo San Jorge).

  • Cada válvula interactúa independientemente y su estado influencia las variables globales del sistema, tanto de caudales como presiones.

  • La interactividad permite poner los pozos deseados a cualquiera de las dos líneas de test disponibles.

  • Cuenta con alarmas de presión elevada por cierre involuntario de válvulas de ingreso de fluido y por configuración errónea de mismas.

  • Tanto la línea general como las de ensayo cuentan con manómetros de escalas en PSI y kg/cm2.

 

Calentadores

  • Son indirectos y tienen los elementos de control, como válvulas reguladoras y de seguridad. Además de los instrumentos de medición de presiones y temperaturas.

  • Nivel de agua: el nivel de agua se puede chequear y un nivel muy bajo producirá un corte en la llama principal, además de alta presión de vapor registrada por el manómetro o vacuómetro correspondiente.

  • El color de la llama principal se puede ver a través del visor, así como el estado de la llama piloto.

  • La cañería de gas se puede purgar con la válvula respectiva en caso de acumulación de líquido, con la opción de encender piloto en caso de apagarse.

  • Todos los instrumentos reaccionan en función el estado del calentador, la circulación de fluido o no y condiciones de temperatura ambiente (15º)

  • La llama principal solo se encenderá con circulación de fluido y condiciones normales.

  • La presión del oleoducto se elevará si se apaga el calentador de despacho.

  • Los manómetros de entrada y salida del calentador de despacho, los cuales tienen una escala hasta 3000 PSI, registrarán dicho incremento.

 

Separadores de Test

  • Son del tipo trifásico y descargan el fluido al separador general y el gas hacia su posterior procesamiento.

  • Separa las fases de gas, petróleo y agua con la función de ser medidas.

  • Tienen un sistema de Blanketing, el cual presuriza automáticamente al separador, en caso de ser necesario, para que pueda descargar el fluido aguas abajo.

  • Esta válvula está en la parte superior del cuerpo y se puede chequear junto con las presiones de trabajo.

  • Si este sistema falla, el separador se puede empachar y generar problemas en la línea de gas.

 

Separador General

  • Es de tipo bifásico y cumple la función separar la fase líquida del gas para poder ser medida de descarga el fluido hacia los tanques de almacenamiento y el gas hacia su procesamiento en el enfriador y scrubber. 

 

Sistema de Tratamiento de Gas

  • El STG está compuesto por un radiador y un scrubber.

  • Scrubber de 750 mm de diámetro y 2.800 mm de altura.

 

 

Tanques

  • La batería consta de dos tanques con una capacidad total 360 m3 y se alimentan de fluido del separador general.

  • El nivel lo registra una regla de medición por acción mecánica.

  • Los tanques constan además, de un control de nivel para accionar la válvula de recirculación y mantener un nivel de trabajo del 25%.

  • Alarmas x Nivel alto en Tanques superando el 45%, Nivel muy alto en Tanques justo antes del rebalse y Nivel bajo por debajo del 20%.

  • Descarga a pileta superando el nivel muy alto.

 

Bombas de Transferencia

  • Son dos de desplazamiento positivo a pistón con variador de frecuencia, con un rendimiento máximo de 1250 m3/d cada una.

  • En un nivel normal de tanques, su régimen de trabajo es de un 50% y ajustan automáticamente su capacidad en base al nivel de tanques.

  • Se pueden encender/apagar individualmente y su estado afecta a las variables globales del sistema.

  • Se pueden apagar por corte de energía, lo cual se puede chequear en el tablero de control.

  • Las correas de la caja de reducción pueden cortarse y ser chequeadas por la puerta del cubre-correa.

 

Puente de recirculación

  • Posee válvulas de paso y una de bypass de 6” manipulables, una de control normal abierto la cual abre y cierra neumáticamente con la señal del medidor de nivel de tanques.

  • La falla más frecuente es la apertura involuntaria de la misma por falta de presión neumática en sistema de automatismo, la cual se puede visualizar con los manómetros del dispositivo.

  • Se puede purgar la reguladora FR67 para destrabar el dispositivo.

  • Se debería chequear además, la apertura de la válvula de alimentación neumática.

 

Compresor de Aire

  • Alimenta es sistema neumático de control.

  • Se puede controlar su operación a través del encendido apagado del mismo y apertura/cierre de la válvula de alimentación de aire a presión.

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El simulador dispone de dos modos de operación

 

Modo Normal/Learning

  • Permite recorrer las instalaciones de la Batería y todos sus componentes, Se pueden chequear los parámetros de cada elemento a través de los instrumentos de medición.

  • Además, cuenta con carteles informativos interactivos, los cuales se acceden por proximidad.

  • En este modo, la batería se encuentra en equilibrio, los niveles en tanques normales y bombas a su régimen de trabajo.

  • Se pude interactuar con la mayoría de los dispositivos activos lo cual modificará las variables globales.

  • A través del menú principal, se puede reestablecer el estado inicial no solo de válvulas, sino de los componentes principales.

  • Mostrar válvulas manifold, instrumentos… como afecta en calentadores y medición en los separadores. Llamas, temperaturas, presión de vapor y nivel de agua.

  • Válvulas de línea general , Valvulas de control, compresor.

  • Puente de recirculación, bombas .

 

Modo Contingencias

  • El objetivo de la plataforma es entrenar al Supervisor de producción para mantener la eficiencia de las instalaciones.

  • El operador tendrá que lidiar y resolver situaciones típicas, la plataforma simulará un desequilibrio en las que el desempeño de la batería se verá afectado por casos particulares de la vida real.

  • Para esto el supervisor consta con una Tablet, la cual muestra los parámetros principales que rigen el sistema en cuanto a caudales, presiones y alarmas generales, además de los instrumentos propios de la batería.

  • Ésta disparará 4 diferentes fallas en orden aleatorio en varios de los elementos del sistema, lo cual deberá resolverse en el menor tiempo posible para mantener la producción de despacho.

  • Una vez resuelto el problema propuesto por el simulador, un cartel indicará tal evento e inmediatamente se disparará la próxima situación en orden aleatorio, así hasta completar todas las resoluciones.

 

Las fallas programadas son:

 

Configuración incorrecta de las válvulas del manifold de entrada

En este modo las válvulas del manifold se abrirán/cerrarán de forma aleatoria.

Resolución: chequear configuración correcta de válvulas, manipulándolas de ser necesario y chequear presiones de línea general y líneas de test. La tablet muestra estado erróneo de las mismas.

Por defecto, la línea de producción 1 se encuentra derivada a la línea de test 1 y la línea de producción 2 hacia la línea de test nro. 2

 

Fallas de funcionamiento en los calentadores

La línea de gas se verá afectada por líquido en la misma, el nivel de agua descenderá tanto para actuar la válvula de control.

Resolución: chequear, llama principal y piloto, presiones y temperaturas de entrada/salida de fluido, nivel de agua /presión de vapor.

Encender llama piloto luego de purgar en cañería de gas.

Chequear manómetros del calentador de despacho y resolver cualquier desperfecto de nivel de agua y/o purga de cañería.

 

Desequilibrio en el nivel de los tanques

El nivel de los tanques se seteará en un nivel alto.

Resolución: luego de chequear estado de puente de recirculación, revisar válvula de paso de presión neumática, estado del compresor de aire y válvula de paso del mismo, purgar de válvula de control en caso de ser necesario y configurar apertura/cierre de válvulas del puente correctamente.

 

Desperfectos en las bombas de transferencia

Se pueden apagar inesperadamente y/o necesitar cambio de correas.

Resolución:  Chequear encendido de bombas de transferencia, estado de correas y rendimiento de las mismas.

Encender las mismas y/o reemplazar correa en caso de ser necesario.

 

En un futuro se Implementarán tanto en Separadores como en Procesamiento de gas.

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Parámetros de trabajo

  • Rango Fluidos en las bocas del manifold: 12 – 275 m3 /d

  • Rango Gas:  0 – 800000 m3 /d

  • Presión en línea general: 4Kg/cm2 / 60 PSI

  • Presión en líneas Test: Línea Gral. + ½ Kg/cm2

  • Presión neumática en línea de control: 30 PSI

  • Temperatura promedio en fluido entrada:  60 ºC

  • Temperatura Diferencial en calentadores: 17 ºC

  • Temperatura ambiente: 15º

  • Temperatura nominal en tanques: 45ºC

  • Capacidad total en tanques : 360 m3

  • Porcentaje de trabajo de tanques: 25%

  • Alarma de Alto nivel: 45%

  • Alarma de Muy alto nivel: 90%

  • Bombas de transferencia: 1248 m3/d cada una

  • Presión de despacho: 98 PSI

  • Presión de despacho con caldera apagada: 265 PSI

  • Temperatura de despacho: 62º

  • Activación de válvula de recirculación, Nivel de Tanques < 20% con rendimiento mínimo de bombas

  • Las Bombas Ajustan automáticamente el rendimiento en base a la diferencia del Nivel de tanques al nivel de trabajo.