Simulación de Flujo y Evaluación de la Fuerza de Arrastre Actuando en el Cuerpo de un Pig con un Bypass

Abstract

Un pig es un dispositivo para operaciones de limpieza e inspección en ductos de petróleo y gas. Algunos pigs permiten que parte del fluido pase de atrás para el frente del pig usando los llamados orificios de bypass. Los operadores de la línea pueden controlar la velocidad del pig o mejorar la limpieza de la pared del tubo usando sistemas de bypass. Este artículo presenta la simulación del flujo en un tubo con un pig dentro de él. El cuerpo del pig con bypass es representado por un cilindro con un orificio axial. El objetivo es evaluar la fuerza de arrastre causada por el flujo con el pig parado. Se varían algunos parámetros genéricos en tres tipos de contorno del orificio y se simulan los flujos en cada caso. Con base en los resultados de la simulación son identificados los rangos de la fuerza de arrastre y de la caída de presión. Fueron realizadas variaciones en el diámetro del orificio, longitud axial de la contracción y de la expansión y en el contorno de la sección axial. De los resultados de la simulación, es identificado el contorno que genera la menor fuerza de arrastre. Otras condiciones como propiedades del fluido, velocidad del flujo y geometría del tubo son constantes. Fue utilizada una herramienta de software de Dinámica Computacional de Fluidos (CFD) para simular el flujo y calcular los resultados.