cilindro y al hacerlo choca contra un elemento giratorio
el cual Ie imprime fuerza centrffuga a las fases Ifquida
y gaseosa ayudando a que se separen y al hacerlo, el If
quido cae por gravedad hacia la parte inferior del sepa
rador; la zona donde se presenta esta separacion inicial
de flufdos se puede considerar como la seccion de separa
cion primaria. Como en el separador horizontal no hay un
trayecto en direccion vertical apreciable por donde pueda
viajar el gas y permitir que parte de las gotas de lfqui
co que ha arrastrado caigan, se recurre a medios mecanicos
para retirarle la hurnedad al gas: por este motivo el gas
se hace pasar por una serie de placas, llamadas placas de
rectificacion con las cuales va establecer contacto el gas
y al hacerlo gran parte de las gotas de lfquido que esta
arrastrando se adheriran a las placas y luego caeran al
fondo del separador; esta seccion de rectificacion viene
a desempenar la funcion de la seccion de separacion secun
daria. Despues de salir el gas de la seccion de rectifi
cacion pasa hacia la seccion extractora de humedad cuya
forma y funcionamiento es similar a las descritas en el
separador vertical: se debe aclarar sin embargo que la
seccion extractora de humedad no es ~ tan necesaria en los
separadores horizontales como en los verticales pues, por
16
una parte la seccion rectificadora la mayorla de las ve
ces es bastante efectiva y, por otra parte el recorrido
del gas es bastante largo 10 cual da mas oportunidad de
que el llquido se separe del gas:en caso de usar seccion
extractora de humedad se debe tener en cuenta el tipo de
crudo que se vaya a tratar para seleccionar el filtro,
pues, por ejemplo, no se debe usar un filtro de alambre
enrrollado si el crudo presenta depositacion de parafinas;
despues de pasar el gas por la seccion extractora de hume
dad busca la salida para el gas. El llquido que se ha se
parado en las secciones primaria, de rectificacion y extrac
tora de humedad cae al fondo del separador, a la seccion
de acumulacion de fluldos, la cual esta separada de las
demas secciones por una placa 0 bafle horizontal con ori
ficios 0 ranuras a traves de las cuales pasa el llquido
hacia abajo; esta seccion posee la salida del separador
para la fase llquida pero como la altura de la columna de
fluldo en esta seccion es tan pequena la mayorla de las ve
ces, en esta salida se pueden formar vortices 10 cual per
mitirla que se escapara gas con el llquido, para evitar
esto se usa el tubo ranurado.
La Figura 4b muestra otro se9arador horizontal bifasico
de un solo tubo que presenta dos diferencias principales
17
~ con respecto al de la figura 4~, por una parte el chorro
de fluldo no choca al entrar con un elemento giratorio
sino con una placadeflectora y por otra parte no posee
el filtro 0 colchon extractor de humedad: generalmente
cuando la RGL es alta es comun usar separadores como el
de la figura 4a y cuando la RGL es baja se puede usar un
separador horizontal sin colchon extractor de humedad.
Cuando se tiene un separador horizontal de dos tubos, las
secciones de separacion primaria, de rectificacion y ex
tractora de humedad se encuentran en el tubo superior, es
decir el tubo superior es semejante a un separador horizon
tal de un solo tubo con la excepcion de que no posee sec
cion de acumulacion de llquido: el tubo superior esta co
municado, generalmente en sus dos extremos, con el tubo
inferior para permitir el paso del llquido.
3.4.3 Separador esferico. Este tipo de separador se usa
principalmente cuando hay una produccion alta, y ademas a
presion alta, de gas. La Figura 5 muestra un esquema de
un separador esferico. El chorro de fluldo entra por un
punto dado y es llevada hacia el extremo opuesto en donde
se divide en dos chorros que hacen angulo de 180°: con
esto se busca distribulr la corriente a traves de toda la
18
"
DE ALIVIO. l VALVULA DE
I
EXTRACTOR DE HUMEDAD .
NIVEL.
I i
ENTRADA ---' !
SALIDA ACEI TE . ·f
.. j "
I FIG 5. SEPARADOR £SFERICO: I
I l
t.
circunferencia del separador para mejorar la separacion
de fases: asi ocurre la separacion inicial de lfquido y
de gas, el lfquido se va al fondo y el gas se va hacia
arriba. En la parte superior del separador hay una sec
cion extractora de humedad a traves de la cual tiene que
pasar el gas antes de buscar la lfnea de salida. En este
separador el volumen ocupado por la seccion de acumulacion
de flufdos debe ser pequena comparada con el volumen del
separador a fin de que pueda manejar una cantidad alta de
gas y este pueda salir bien seco.
3.4.4 Separadores trifasicos. Son casi siemore vertica
les u horizontales y aunque no son tan comunes como los
bifasicos se usan en aquellos campos donde la oroduccion
de agua es muy baja, casi nula, y ademas esta no viene
emulsionada con el petroleo sino que en la seccion de asen
tamiento de lfquido el agua y el aceite se separan por se
gregacion. La diferencia entre ei separador bifasico y el
trifasico esta en la seccion de acumulacion de lfquidos
pues en este ultimo hay separacion de agua y aceite y por
tanto la seccion de acumulacion de lfquido tendra una sa
lida para el agua y una para el aceite. Como casi siempre
el petroleo es mas liviano que el agua la capa de aceite
estara por encima de la de agua.
19
3.5 CONTROL DEL SEPARADOR
Aunque el separador esta disenado para realizar la sepa
racion de fases, la calidad de esta separacion depende
del control de sus condiciones de operacion y de las ta
sas de salida de las fases. Una buena separacion de fa
ses depende de factores tales como:
Caracterlsticas flsicas y qUlmicas del crudo
Temperatura y presion de operacion
Cantidad de flul do que se necesita tratar
Tamano y configuracion del sep arador
En condiciones normales de operacion los controles de ope
racion de un separador son un control de p resion y un con
trol de nivel cuyo f uncionamiento es el siguiente (Figu
ra 6) :
El control de p resion mantiene con stante la presion del
separador regulando la salida del gas; si la presion aumen
ta por encima de la presion de operacion esta presion actua
sobre la valvula de control de salida de gas y hace que se
abra mas para permitir mas paso de gas; si la presion dis
minuye por debajo de la presion de operacion, la valvula
que control a la salida de gas se cierra un poco y de esa
2 0
-_ _1 __ -
~--~ ~ALlDA 118 . ~ DE j -.:::r: . GA S .
VENTEO . t CON TROL
VALVULA DE DE ALiVIO . ~' f PRESIGN.
l ' JCONTROL o 0 DE
EN TRADA.
NIVEL.
:;~~~SALIDA
LlQUiOO _.
FIG 6. CON TROLES DE UN SEPARARADOR BIFASICO.
" ~.~:. ,
manera bloquea un poco la salida de gas permitiendo que
el separador se presurice nuevamente.
El control de nivel mantiene constante el nivel de lfqui
do en el separador actuando sobre la valvula que controla
la salida de lfquidoi si el nivel esta p~r encima de un
valor establecido el control de nivel hara que la valvula
se abra mas y aumente la salida de lfquido y cuando el ni
vel de lfquido esta p~r debajo del valor establecido el
control hace que la valvula se cierre un poco y de esa
manera disminuye la salida de lfquido. Si el nivel de If
quido esta p~r encima del valor fijado es posible que en
el gas salga con algo de humedad y si el nivel de flufdo
es bajo el lfquido sale con algo de gas. La altura a la
cual se debe rnantener el nivel de flufdo se establece con
base en la practica y dependiendo del tipo de flufdo a tra
tar y de las caracterfsticas del separador. De igual ma
nera se debe proceder con la presion de operacioni si la
presion del separador esta p~r encima de la presion de
operacion el gas saldra con mas humedad y si la presion
esta p~r debajo de la presion de operacion, que es un va
lor establecido, disminuye la capacidad del separador al
gas.
21
Una variac ion en e1 nive1 de f1ufdo afecta las capac ida
des del separador a1 gas y a1 1fquido y esta variacion es
mucho mas crftica en e1 caso de separadores horizonta1es
~
que en los vertica1es. E1 control del separador es mas
senci110 cuando es bifasico que cuando es trifasico espe
cia1mente en e1 control de salida de 1fquidos pues en e1
separador trifasico se debe contro1ar 1a salida de dos
fases 1fquidas 10 cua1 requiere de dos contro1es de nive1
uno en 1a interfase agua aceite que contro1a 1a salida del
aqua y otro en 1a interfase gas-aceite que contro1a 1a sa
1ida de aceite.
La Figura 7 muestra dos maneras de contro1ar e1 funciona
miento de un separador horizontal trifasico:como se puede
apreciar e1 control de 1a salida del gas es similar a1 mos
trado en 1a figura 6 1a diferencia radica en 1a forma como
se contro1a 1a salida de aceite y agua. E1 separador de 1a
Figura 7a posee un baf1e 0 p1aca vertical que hace las ve
ces de rebozadero y crea una camara de aceite a 1a derecha
del separador: en esta camara se insta1a e1 control de ni
vel para regular 1a salida del aceite: en 1a parte izquier
da del separador queda 1a interfase agua aceite y a11f se
podrfa insta1ar un control de nive1 para regular 1a salida
de agua e1 cua1 puede funcionar adecuadamente si no hay
22
FIG 7 A.
ENTRADA.
AGUA.~~~-----~~----
INTERFASE
AGUA . ACE! TE.
... . ,. .
FIG · 7 B.
. CAMARA DE ACEITE.
ENTRADA.
INTERFASE
AGUA-ACEliE.
ACEITE.
. R830SADE 00:
r--T~-M-----a GA S
. DE
TE.
AGUA.
VALOE,
rl----OO--~~~ GAS .
CAMARA DE AGUA.
L-..---*---tt AGUA.
POSI8LES FORMAS DE CONTROlAR EL
FUNCIONAMIENTO DE UN. SEPARADOR
HORIZONTAL TRIFASICO.
- I
I I
i
I i
I _I I I j I ! I I
I i
presencia de emu1siones, pues en este caso 1a emulsion
estar!a entre 1a capa de aceite y 1a de agua. Para evi
tar e1 efecto de 1a presencia de emu1siones se puede re
currir a un control como e1 que se muestra en e1 separa
dor de 1a Figura 7b en donde e1 control de nive1 para re
gular 1a salida de aceite esta en 1a interfase gas-aceite
y e1 control de nive1 para e1 agua esta en 1a interfase
agua-gas.
La Figura 8 muestra e1 caso similar a1 de 1a figura 7 pe
ro en un separador vertical: en e1 separador de 1a figura
Sa puede haber problema para e1 control de 1a salida de
agua si hay presencia de emu1siones, en este caso se pue
de contro1ar 1a salida de f1u!dos como se muestra en 1a
Figura 8b donde no hay efecto de 1a presencia de emulsion.
E1 separador ademas de los contro1es para salida de f1u!
dos tiene algunos dispositivos de seguridad tales como
va1vu1as de a1ivio y discos de seguridad. La valvula de
a1ivio va en 1a zona de gas del separador y su funcion es
a1iviar 1a presion de este en caso que 1a valvula que da
salida a1 gas no sea suficiente para evitar que 1a presion
del separador se mantenga por encima de 1a presion de ope
racion 0 cuando no funcione: si 1a presion del separador
23