Chaco M2 Cap5

21
Material preparado para CHACO S.A. MOD. II - CAP. V - Pag. 1 MÓDULO II - CAPITULO V- MEDICIONES DE LIQUIDOS Considerando que el Operador debe mantener el caudal extraído de sus pozos lo más controlado posible, las mediciones deben ser exactas y no deben dejar lugar a duda alguna. Si bien las mediciones que no son "de venta" pueden requerir una menor exactitud que éstas, es importante que las lecturas, cualquiera sea el sistema usado, sean precisas y absolutamente comprobables. En su defecto no tiene validez ni importancia la tarea misma del Operador en ése sentido. La información que llega desde los campos, no sólo concurre a un cierre de un parte diario, sino que reviste gran importancia para los sectores de Reservorios y Geología, para el seguimiento de las zonas de interés, la optimización en la explotación de los campos y hasta proyectos de inversión y desarrollo. Particularmente los líquidos, en la gran mayoría de las zonas productoras, se componen de petróleo y emulsiones, muchas veces con agua libre, desgasificados a bajas presiónes. El sistema de comprobación más simple utilizado en los yacimientos entonces, es el de medición a tanque calibrado. V-I - MEDICIONES A TANQUE V-I-I - Tanques calibrados Si bien la medición de un tanque aparenta ser algo muy simple, debe respetarse una metodología y solo una que ayudará a obtener lecturas adecuadas que en muchas oportunidades serán la base de calibraciones de otros sistemas, o dicho de otra forma, será la medida patrón que se utilizará para calibrar otros medidores. Para medir en un tanque, éste debe estar calibrado por el cálculo volumétrico de cada centímetro, desde el fondo hasta el punto superior. Para medidas correctas no se puede tomar simplemente un factor por centímetro y calcular de tal forma, porque existen diferencias en el interior ante serpentinas de calefacción, bocas de acceso, caños toma muestras e instalaciones internas de cualquier tipo. Los tanques de almacenaje de plantas, tienen también factores de ajuste por zonas de altura, para ajustar las fracciones de la unidad a la que esté calibrado. Estas recomendaciones tendrán menos importancia si las mediciónes son para comparar valores, puesto que el error siempre será el mismo; siempre que se mida en la misma sección de la altura del tanque, es decir en el mismo tramo y se tome las diferencias con respecto al fondo.

description

Sistema de medidores de liquidos

Transcript of Chaco M2 Cap5

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 1

    MDULO II - CAPITULO V- MEDICIONES DE LIQUIDOS

    Considerando que el Operador debe mantener el caudal extrado de sus pozos lo mscontrolado posible, las mediciones deben ser exactas y no deben dejar lugar a duda alguna. Sibien las mediciones que no son "de venta" pueden requerir una menor exactitud que stas, esimportante que las lecturas, cualquiera sea el sistema usado, sean precisas y absolutamentecomprobables. En su defecto no tiene validez ni importancia la tarea misma del Operador en sesentido.

    La informacin que llega desde los campos, no slo concurre a un cierre de un parte diario,sino que reviste gran importancia para los sectores de Reservorios y Geologa, para el seguimientode las zonas de inters, la optimizacin en la explotacin de los campos y hasta proyectos deinversin y desarrollo.

    Particularmente los lquidos, en la gran mayora de las zonas productoras, se componen depetrleo y emulsiones, muchas veces con agua libre, desgasificados a bajas presines.

    El sistema de comprobacin ms simple utilizado en los yacimientos entonces, es el demedicin a tanque calibrado.

    V-I - MEDICIONES A TANQUE

    V-I-I - Tanques calibrados

    Si bien la medicin de un tanque aparenta ser algo muy simple, debe respetarse unametodologa y solo una que ayudar a obtener lecturas adecuadas que en muchas oportunidadessern la base de calibraciones de otros sistemas, o dicho de otra forma, ser la medida patrnque se utilizar para calibrar otros medidores.

    Para medir en un tanque, ste debe estar calibrado por el clculo volumtrico de cadacentmetro, desde el fondo hasta el punto superior. Para medidas correctas no se puede tomarsimplemente un factor por centmetro y calcular de tal forma, porque existen diferencias en elinterior ante serpentinas de calefaccin, bocas de acceso, caos toma muestras e instalacionesinternas de cualquier tipo. Los tanques de almacenaje de plantas, tienen tambin factores deajuste por zonas de altura, para ajustar las fracciones de la unidad a la que est calibrado.

    Estas recomendaciones tendrn menos importancia si las medicines son para compararvalores, puesto que el error siempre ser el mismo; siempre que se mida en la misma seccin dela altura del tanque, es decir en el mismo tramo y se tome las diferencias con respecto al fondo.

  • De la siguiente tabla se puede obtener el volmen (en litros) que contiene un tanque, en funcinde la altura desde el fondo (expresada en cm). En caso de tener fraccin de centmetro, sedeber considerar el nmero de la zona del tanque de que se trata y otener el volmen que

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 3

    corresponde a la fraccin de la siguiente tabla, sumndolo alvalor anterior.

    El tanque se mide con cinta y piln y puede ser pordiferencia de vaco o por diferencia de contenido. Las cintasa utilizar son diferentes segn la opcin y tambin el piln,pues la que mide vaco tendr el cero en la cinta y el pilngraduado de arriba hacia abajo y el otro tendr el cero en laparte inferior siendo la cinta una continuacin de la medidadel piln.

    La medicin por diferencia de contenido que se realizabaintroduciendo la cinta hasta el fondo del tanque, se ha dejadode utilizar por los erroneo de los resultados y las dificultadesde la operacin.

    Por otro lado en las ajustadas mediciones necesarias enPlantas de Entrega, se ha llegado a normalizar elprocedimiento:

    La medicin de un tanque calibrado, para la evaluacindel volmen que contiene, se debe realizar con una cintanormalizada y certificada por el Instituto de Pesas y Me-didas, midiendo el "vaco" para considerar posteriormenteel "lleno".

    En el caso de medir por vaco, que entonces es lo msaconsejable, se debe usar un punto de referencia biendeterminado y marcado en la parte superior del tanque.

    El punto de referencia, es una marca efectuada sobreun punto de apoyo inamovible con respecto al fondo deltanque, de fcil acceso y ubicado en la boca de medicindesde la cual sern tomadas todas las medidas.

    La altura del tanque (sondaje), es la distancia exactacomprendida desde el fondo del tanque hasta el punto dereferencia sobre la boca de medicin. Algunos tanques cuentancon un tubo de sondeo para efectuar todas las mediciones atravs de l, simplificndose la operacin, ya que evita laformacin de espuma y el movimiento de la superficie lquidaen el rea a medir.

    La primera y segunda medida, son respectivamentelos registros de las medidas de lquidos contenidos en el tanqueal iniciar y finalizar el ensayo.

    El corte, es la lnea o seal dejada por el petrleo oel agua en el piln o varilla durante la medicin.

  • V-I-II - Elementos para medicin

    Cinta mtrica: De acero milimetrada con portacinta que facilita su manejo y cuya argolla desostn corresponda al cero de la cinta (mediciones de vaco) o que corresponda a un valor demedida tal que el cero est en la parte inferior del piln (mediciones de altura-contenido)

    Piln: De bronce, rectangular y 240 mm. de largo, con lectura en milmetros desde 80 a 240usado para mediciones de vaco. En su extremo superior tiene una presilla para enganchar lacinta y un tornillo de regulacin que permite regular con precisin la distancia entre el cero de lacinta y 80 mm. del piln. (ver Figura V-1)

    En las mediciones de altura (contenido) se utilizanun piln de bronce terminado en punta y 160 mm.de largo. En este caso el cero de la cinta se inicia enla punta del piln.

    Varilla para medicin de agua: De bronce,milimetrada, de 500 mm. de longitud mnima y sec-cin circular o cuadrada.

    Pasta sensible al agua: Es un producto que seextiende sobre la varilla para la medicin de agualibre a fin de hacer visible el corte ya que cambia decolor al entrar en contacto con el agua.

    Para la determinacin del contenido deproducto en un tanque pueden utilizarse dos mtodos:medicin de altura (o lleno) y medicin de vaco.

    La medicin del espacio lleno de lquido esmenos segura pues puede ocurrir que el piln noasiente correctamente en el fondo o bien se sueltems cinta de la adecuada al tocar el fondo,provocando lecturas errneas que sern mayorescuanto ms volumen tenga el tanque.

    V-I-III - Medicin de altura (o lleno) :

    Corresponde a la determinacin de la medida des-de el fondo del tanque hasta la superficie del lquido.Esta medida indica la altura del lquido contenido enel tanque. Figura V-2.Procedimiento: En la boca de medicin se localiza el punto de referencia y se baja la cinta hastaque el piln toque ligeramente el fondo del tanque. Se mantiene en sentido vertical la cinta en el

    Figura V-1

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 5

    lugar indicado por el punto de refe-rencia, cerciorndose de que la lectu-ra de la cinta concuerde con el son-daje del tanque. Se levanta la cinta yse lee al milmetro la medida indicadapor el corte en la misma. Si la medidano fuera perfectamente clara y presen-tase alguna duda, se debe repetir has-ta lograr la seguridad absoluta. Porrazones de seguridad, al subir o bajarla cinta de medicin, sta debe estaren contacto con el borde de la bocade medicin para descargar la posibleformacin de corriente esttica.

    V-I-IV - Medicin de vaco:

    Corresponde a la medicin de la distancia entre la superficie del lquido y el punto de referenciaubicado en la parte superior del tanque. La medida de la altura del producto se obtiene pordiferencia entre la altura del tanque (sondaje) y el espacio medido. Figura V-3Procedimiento: En la boca de medicin se localiza la marca del punto de referencia. Se bajala cinta a travs de la boca de medicin hasta que el piln toque la superficie del lquido. Seesperan unos segundos hasta que el lquido permanezca inmvil y se baja lentamente la cintahasta que la cifra de los centmetros ms prxima se encuentre exactamente en la marca delpunto de referencia. Se mantiene vertical la cinta y se toma la lectura de sta.Se levanta la cinta y se anota tanto la lectura observada sobre la marca de referencia como lalectura del corte del producto en el piln. Ambas lecturas deben hacerse al milmetro. Si algunade ambas medidas no fuese perfectamente clara o mereciese dudas, se repite las veces que seannecesarias, pero introduciendo la cinta uno o dos centmetros ms. La medida es correcta si elresultado es el mismo en ambas mediciones.

    V-I-V - Medicin del agua (interfase):

    La varilla de bronce milimetrada, previamente recubierta por una capa delgada y uniformede pasta sensible al agua, se introduce en el tanque hasta donde se supone est la interfase.

    Haciendo pruebas a pozos con 80 % o ms de agua, probablemente solo acumule unos 30o 40 cm de petrleo. Es una buena prctica entonces, en la segunda medicin, introducir lavarilla solo hasta donde estimamos que se encuentra la interfase. En caso de no ubicarla en elprimer intento, se repetir la medicin 10 o 20 cm. ms abajo y as sucesivamente hasta ubicarla.

    El tiempo de espera hasta que la pasta acte es variable segn el tipo de pasta que se utilicey la temperatura del fluido.

    Finalmente, una vez ubicado el corte de agua, se procede a tomar la muestra.

    Cao de 4"y 6"

    Boca Superior

    Boca de Medicin

    Figura V-2

  • Figura V-3

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 7

    Recomendaciones para la medicin de tanques

    1. Antes de efectuar las mediciones, verificar que la superficie del fluido est quieta y librede espuma.

    2. El sondaje del tanque debe controlarse peridicamente; en los tanques que no tienentubo de sondeo se deber observar si al caminar sobre el mismo se produce algn hundimientoen proximidades de la boca de medicin, si ello ocurriera se colocar una pasarela sobre eltecho para evitar tal movimiento.

    3. Antes de efectuar cualquier medicin se deber dejar el contenido del tanque en reposoel tiempo suficiente para que se separe el agua libre y podamos determinar fcilmente el corte.

    4. Tomar la precaucin de que todos los elementos de medicin estn bien limpios antes decomenzar a medir.

    5. Para obtener una buena separacin de agua se puede dosificar adecuadamente el fluidocon el producto qumico correspondiente.

    V-I-VI - Mediciones en tanques cerrados

    Existen en la industria, normalmente por razones de seguridad, tanques cerrados, ya seapara evitar el ingreso de aire en el mismo impidiendo la formacin de mezcla explosiva, comopor la presencia de gases txicos.

    Para ello el tanque esta provisto de una alimentacin regulada de gas de baja para cuandoel nivel baja, y una vlvula de alivio para cuando el nivel sube.

    En estos casos, se utilizan cintas especiales como la fabricada por Whessoe Systems,denominada Sensor Porttil para Deteccin de Nivel, Interfase y Temperatura; que tiene laparticularidad de trasmitir desde el Piln, las seales indicadas, como as tambin la de poderencastrarse en un acople instalado a tal fin como punto de referencia. Figura V-4.

    Esta cinta tambin puede ser utilizada en tanques abiertos.

  • Ejemplo:

    WHESSOE

    Lectura de prof. en la Ventana

    Permite a su vez, la deteccin de temperatura en varias profundidades del lquido segn serequiera.

    Diversos sistemas completan la posibilidad de la medicin o deteccin de niveles, comopueden ser por pulso magntico, snicos o radar, siendo considerados para casos muy particularesde implementacin.

    V-II - EQUIPOS DE MEDICION VOLUMETRICOS

    El uso de cualquier tipo de medidor indica que se lo har con lquidos sin gas y en unrgimen con pocas variaciones porque tanto el gas como las grandes variaciones en el caudalinstantneo pueden inducir a errores en la lectura. Como as tambin los aspectos particulares decada equipo.

    Cada uno de los equipos tiene una determinada eficiencia traducida al porcentaje de precisin,pero tambin diferentes costos. Es menester observar el tipo de fluido a medir, las caractersticasdel flujo, y por supuesto, las adecuadas necesidades de sa precisin en cada caso en particular.

    V-II-I - Medidor por Rotor

    Tambin llamado "rotmetro" o del tipo Floco (marca), se trata de un medidor volumtricopor traslado positivo.Figura V-5.-

    El lquido al pasar por l hace girar un rotor; a cada vuelta del mismo corresponde el pasode una determinado volmen.

    Figura V-4

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 9

    El volmen, expresado en barriles o metros cbicos, est dado por un totalizador arrastradopor el rotor a travs de un grupo de engranajes.

    El rotor tiene paletas de goma, empujadas contra el cuerpo por medio de resortes.Existen variados modelos, desde 1 a 90 galones por minuto, de 1" a 3" y hasta 5000 psi derango de trabajo.

    Es de frecuente calibracin pues lo desgasta el mismo flujo, agravndose ante la presenciade arena.

    V-II-II - Medidor por Cavidades Excntricas

    Para los de cavidades excntricas, el fluido pasa por el medidor, mueve el rotor y laspaletas (movimiento radial y circular) a travs de su eje.

    El movimiento sucesivo forma una cmara de medicin de volumen preciso entre las paletas,el rotor, las paredes del cuerpo y el fondo y tope del medidor. Una serie continua de esascmaras es producida, 4 para cada vuelta del rotor, no existiendo contacto entre pared tope,fondo, rotor y paletas. Figura V-6.-

    Es necesario calibrar peridicamente este tipo de instrumento pues tienen desgaste debidoal paso de arena, a la viscosidad del lquido o al caudal.

    Figura V-5

  • V-II-III - Medidor por Velocidad Proporcional

    Se componen como los anteriores, de dos partes estancas, una motriz y otra totalizadora.Figura V-7.-

    La parte motriz est equipada con un rotor balanceado, perpendicular al flujo, que giradentro de una cmara impulsado por el mismo. Esta combinacin de efectos le da al rotor unimpulso proporcional a lavelocidad del flujo.

    En el extremo del ejedel rotor, se ubica una cuplamagntica, que induce unacorriente de arrastre almecanismo totalizador.

    Estn compuestospor un tubo donde,montado sobre cojinetes,permanece un ejelongitudinal con labessimulando una hlice.

    Figura V-6

    Figura V-7

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 11

    El fluido, al pasar por el tubo, har girar el eje impulsado por los labes en forma proporcionalal caudal circulante. Cada labe y en cada giro, cortar un campo magntico fijo, generandoimpulsos elctricos que trasmitidos a un traductor y posterior lector, permitirn obtener unalectura instantnea y una totalizada.

    La lectura obtenida por el caudalmetro puede, mediante un tansductor enviarse por sealradiolectricas a lugares remotos.

    V-II-IV - Medidor Magntico

    Basado en la Ley de Faraday, el voltaje inducido por un conductor que se mueveperpendicularmente a traves de un cuerpo magntico, ser proporcional a la velocidad delconductor a traves del campo, en ste medidor el lquido es el conductor, y por l es inducidoun voltaje que ser directamente proporcional a su velocidad de flujo. Figura V-8.-

    Mide el volmen de flujo independientemente de la viscosidad, densidad, turbulencia, slidosen suspensin o conductividad, pues el voltaje generado es proporcional a la velocidad media.

    Poco usado en la actividad petrolera, dado que el petrleo y sus derivados no poseenconductividad suficiente para una medicin satisfactoria. Podra ayudar un determinado porcentajede agua de formacin, pero la distribucin no uniforme de la mezcla perjudicara la lectura.

    Figura V-8

  • V-II-V - Medidor electrnico a Turbina Figura V-9.-

    Figura V-9

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 13

    Muchas son las formas de medicin de lquidos y su seleccin depender de las condicionesdel yacimiento, la disponibilidad de energa y el objetivo de la medicin, pero cualquiera de ellasdebe comprobarse peridicamente con instrumentos patrn calibrados o midiendo perfectamenteun volmen determinado en los tanques, y luego bombendolos a traves del caudalmetro.

    V-II-VI - Correcciones por despojo (Shrinkage Tester)

    En muchos casos, los caudales de lquidos medidos en caudalmetros volumtricos decampo, sobre todo bajo altas presiones, no se condicen con lo contrastado a tanque a presinatmosfrica.

    Este fenmeno se produce por dos razones.

    a. Si la produccin del rea es de una baja relacin gas-petrleo, seguramente el componente de livianos (evaporables a presin atmosfrica) del mismo, habr de significar una mnima variacin de el volmen final a tanque. Por lo que la variacin de volmenmanifestada, se desprende del efecto de integracin del gas en el lquido a la presinmedida en el caudalmetro.

    Es oportuno recordar el concepto fsico, de que todo lquido tiene la propiedad deabsorver y disolver en su seno, los gases con los cuales est en contacto. As, por ejemploa presin y temperatura ambiente, el agua puede contener en disolucin cerca del 2% de suvolmen.

    b. Si las caractersticas del producto son de un alto componente de livianos, habr unaparte importante de los mismos que cambiarn al estado gaseoso por la variacin dela presin (de un alto valor, al atmosfrico), pero el efecto del punto anterior, tambin seproducir.

    Es menester entonces contar con un procedimiento con el que evaluar la porcin de gasintegrado que fuera contabilizada como volmen de lquido, para ello se ha utilizado en instalacionesen tierra y en plataformas, un sencillo sistema para el que incluso, ya vienen de fbrica preparadosalgunos separadores de prueba o ensayo.

    El "Shrinkage Tester" o "Testeador de Despojo", (Figura V-10) es un depsito calibradoen el cual se puede admitir petrleo en las condiciones de separacin. Luego se disminuirlentamente la presin, hasta alcanzar el valor de la atmosfrica. Se leer directamente sobre laescala, el valor del SHR expresado en porcentaje.

  • 12

    3

    4

    El procedimiento es el siguiente:

    a. La vlvula 1 permanece cerrada y conectadaa la fase gaseosa del separador.

    b. La vlvula 2, permanece cerrada y conectadaa la fase lquida del separador.

    c. La vlvula 4, permanece cerrada y conectadaa una purga.

    d. La vlvula 3, permanece abierta a la atmsfera, el depsito se encuentra despresurizado.

    e. Cerrar 3 y abrir lentamente 1 para presurizarel depsito a valores de separacin.

    f. Con 1 totalmente abierta, abrir 2 permitiendo la ecualizacin de niveles entre el separadory el depsito.

    g. Una vez ecualizados los niveles, cerrar 2 y 1,verificando la "primer lectura" en el niveltubular o de vidrio.

    h. Despresurizar lentamente el depsito abriendo la vlvula 3, una vez despresurizado esperar unos minutos.

    i. El nivel de lquido habr bajado, tomar la "se-gunda lectura".

    La diferencia entre las lecturas, ser el porcentaje devolumen que ocupa el gas en condiciones de separa-cin, es decir que la "primer lectura" es la que mide elcaudalmetro volumtrico, la "segunda lectura" es laque se verifica a tanque.

    Figura V-10

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 15

    V III - EQUIPOS DE MEDICIN MSICOS

    En la revisin realizada hasta el momento, se ha visto que al medir caudales volumtricos, hayque realizar correcciones para su ajuste. Adems, en muchos casos, posteriormente se realiza-rn correcciones para llevar lo medido a los valores estndar estipulados.

    La masa y el caudal msico entonces, son parmetros muy importantes para la medicin defluidos, dado que no se ven afectados por las condiciones de presin, temperatura, Etc.

    Existen en el mercado medidores directos de masa para fluidos en circulacin, los que deacuerdo a su principio de funcionamiento se pueden agrupar en Inerciales y Trmicos.

    V-III-I - Medidor Msico Trmico

    Los medidores msicos trmicos a su vez se subdividen por su mtodo por grilla calefactora otubo calefaccionado.

    Los que utilizan el mtodo de grilla calefactora, miden el aumento de temperatura delfluido, despus de que una cantidad de calor conocida ha sido adicionada al mismo. La cantidadde calor absorbida ser funcin de la capacidad calrica y del caudal msico. Este se puedeestablecer entonces, por la transferencia de calor entre una fuente trmica de valor cons-tante y el fluido cuya velocidad vara.

    Conociendo el tipo de fluido y logrando que el valor del calor transferido sea constante,existe una relacin lineal e inversamente proporcional entre el caudal msico y la diferencia dela temperatura medida.

    La precisin de ste tipo de medidor es de aproximadamente 1% del valor ledo.

    El otro mtodo de medidor por tubo calefaccionado, est formado por un tubo metlicoque se autocalienta debido a que circula por el mismo, una elevada corriente elctrica. Lasdiferencias de temperatura son censadas mediante dos termocuplas externas conectadas a unmilivoltmetro.

    Por los detalles constructivos, el mecanismo de transferencia de calor es ms complejo y larelacin entre el caudal msico y la diferencia de la temperatura no es lineal.

    Cuando el caudal es nulo, ambas termocuplas estn a igual temperatura.

    Cuando hay circulacin de fluido, la diferencia de temperatura produce una tensin diferencialque es aplicada al medidor o a un amplificador electrnico. Conociendo la capacidad calricadel producto, el medidor podr ser calibrado en unidades de caudal msico.

  • Este medidor requiere menos potencia elctrica que el de grilla calefactora y es ms efectivopara pequeos caudales. En caso de tener que medir caudales mayores, se lo deber efectuarcon un sistema inercial por by-pass.

    V-III-II - Medidor Msico Inercial

    Mide el caudal msico de lquidos y gases independientemente de los cambios que seregistren en su temperatura, presin, densidad y viscosidad. Es el ms difundido en la actividadpetrolera, a travs de las experiencias recogidas por la marca Micro-Motion desde 1977.

    Para facilitar la explicacin terica de cmo opera, es conveniente clasificarlo en los dosobjetivos a medir, los que pueden presentarse en conjunto en cada instrumento.

    MIDIENDO EL FLUJO

    El sistema de medicin se compone de unsensor y un transmisor. Cada sensor tieneuno o dos tubos dentro de una cubierta.

    Operan de acuerdo a la segunda ley deNewton:

    Fuerza es igual a masa por aceleracin(F = m x a)

    En la caja del sensor el tubo vibra a sufrecuencia de oscilacin natural (Figura V-11-A), impulsado por una bobina, la cualse encuentra sujeta al mismo.

    Esta vibracin es similar a la de un diapa-sn, cuya amplitud es de menos de unadcima de pulgada, a una frecuencia deaproximadamente 80 ciclos por segundo.

    Cuando el fluido circula dentro del tubo,este se opone a la fuerza causada por lavibracin, se produce entonces una fuerzaresultante (se puede definir matemtica-mente como el producto Cruz).Analizando el caso ms simple, en los dosextremos del sensor durante el medio ci-clo de vibracin en el cual el sensor viaja

    Figura V-11

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 17

    hacia arriba (Figura V-11-B), las fuerzas resultantes ocasionan que el tubo se flexione en elsentido indicado por las flechas.

    En la Figura V-11-C se muestra la torsin (exagerada para ejemplificar) que se presenta alcompletarse el ciclo de vibracin, mediante los movimientos ascendente y descendente en eltubo durante la condicin de flujo. Esta caracterstica de torsin la llamamos efecto Coriolis.

    De acuerdo a la segunda ley de Newton, la masa desplazada por unidad de tiempo, esdirectamente proporcional a la torsin experimentada por el tubo.

    Se colocan detectores electromagnticos de velocidad en los dos puntos de mximadeflexin, midindose la masa de acuerdo a la diferencia de tiempo entre ellos.

    Sin flujo no existe torsin, consecuentemente la diferencia de tiempo es cero.

    Con flujo existe torsin, resultando una diferencia de tiempo entre las seales develocidad, esta diferencia de tiempo es directamente proporcional al flujo msico.

    MIDIENDO LA DENSIDAD

    Los tubos del medidor estn montadosfirmemente en un extremo, dejndose libres en el ladode la U. Este diseo puede considerarse como elarreglo mecnico de un resorte. Ver Figura V-12.-

    El resorte se hace vibrar a su frecuencia deresonancia, la que es funcin primordialmente de lamasa del conjunto.

    Para el presente diseo se usa una bobinaimpulsora, y un circuito de retroalimentacin para llegara dicha frecuencia de resonancia.

    Otros factores a considerar son la geometra delconjunto y el material de construccin. La masa delconjunto est formada por la masa del tubo y la masadel fluido dentro del tubo. Dado que la masa del tuboes constante para un sensor determinado, y la masadel fluido es el producto de la densidad por elvolumen (tambin constante del sensor), lafrecuencia de oscilacin es proporcional a ladensidad del fluido.

    Figura V-12

  • Usando los mismos detectores de velocidad empleados para determinar el flujo msico,se dispone de una seal elctrica que representa la frecuencia de vibracin en condiciones deresonancia del sistema.

    Se emplea un bulbo de resistencia HTD, para compensar los cambios en el mdulo deelasticidad del material del tubo, cuando la determinacin de la frecuencia de oscilacin se hacea una temperatura diferente de la temperatura a la cual se calibr el sistema.

    Se determina continuamente el perodo y temperatura en el tubo del sensor. La densidadse calcula usando una relacin lineal entre el perodo al cuadrado y la densidad,considerando las constantes de calibracin, produciendo una salida que representa ladensidad del fluido.

    EJEMPLO 1 MODELO D

    Los sensores modelo D miden el flujo msicode lquidos, gases, y lodos de manera simple ydirecta. Estos sensores estn disponibles enuna variedad de tamaos y materiales paracubrir prcticamente cualquier aplicacin. Lagran variedad de tamaos significa que pue-den seleccionarse sensores que miden desde2 Ib/min. (55 kg./h) hasta 25,000 Ib/min.(680,400 kg./h).

    La amplitud de rango, permite su aplicacinen una amplia variedad de flujos de proceso.

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 19

    EJEMPLO 2 MODELO BASIS

    Ofrecen los beneficios de la tecnologaCoriolis, en aplicaciones donde de antemano lamedicin volumtrica es primordial. Comparadocon los medidores de flujo volumtricostradicionales, stos sensores ofrecen mejorexactitud en una amplia variedad de rangos ybajo condiciones diferentes del fluido, y puedeser medida tanto la masa como el volumen.

    Tambin pueden ser conectados atransmisores, obteniendo salidas adicionales paradensidad e indicacin de temperatura.

    Pueden ser usados para rangos de flujo deO a 500 Ib/min. (0 a 13,600 kg./h), ytemperaturas de -40 a 300 F (-40 a 150 C).Tienen una exactitud de @ 0,20 % del rango de flujo + - la estabilidad del cero. Las parteshmedas en acero inoxidable 316L, estn diseadas para presiones de proceso de hasta 1450psi (100 bar).

    LA COMUNICACIN

    El sistema incorporado permite la comunicacin entre una computadora y los transmisoresMicro Motion. La interfase para PC convierte las seales de los trasmisores en la estndar parala mayora de las computadoras personales.

    La calibracin de flujo, densidad y temperatura pueden ser realizadas con el programa, ascomo el ajuste de cero y de la seal analgica. Parmetros mltiples de configuracin pueden servisualizados, editados y almacenados.

    El programa proporciona un acceso continuo en tiempo real, a los datos del transmisor.

  • El usuario puede visualizar variables como son flujo instantneo, total, densidad,temperatura, viscosidad y presin. Tambin puede monitorear los niveles de seales analgicasy de frecuencia, estado del transmisor, errores y condiciones de falla.

    Se pueden especificar los datos que deben ser obtenidos, los transmisores deseados, y elintervalo de tiempo de actualizacin de datos.

    TOTALIZADOR DE FLUJO

    El totalizador digital de flujoinstantneo (DRT) es un indicadorde flujo basado en microprocesadordiseado para operar utilizando laseal de salida de frecuencia deltransmisor Micro Motion.Proporciona una lectura digital deflujo instantneo, total, inventario,picos y valles de flujo instantneo enunidades de segundos, minutos yhoras.

    Se caracteriza por dos totalizadores, uno reajustable a cero y el otro un inventario noborrable, el cual est protegido mediante un seguro. Posee alarma de alto y bajo flujo

    TOTALIZADOR DE DENSIDAD

    Proporciona una variedad deinformacin de medicin. Todos losperifricos de densidad usan lafrecuencia natural del sensor y la sealde temperatura mediante el DRT, paracalcular la densidad de los fluidos enlnea de proceso.

    La familia de perifricos dedensidad incluye el Sistema deMonitoreo de Densidad (DMS) para el monitoreo de densidad en lnea, variables dependientesde la densidad y temperatura (% slidos, etc.).

    El Computador de Crudo Neto (NOC) usa el sensor Micro Motion como sensor deflujo y como medidor de porcentaje de agua, con la finalidad de calcular el crudo neto y aguapresentes en una emulsin.

  • Material preparado para CHACO S.A.MOD. II - CAP. V - Pag. 21

    La determinacin de porcentaje de agua es hecha por la comparacin de la densidad medidade la mezcla, con las densidades de referencia de crudo y agua libres. Usando el % de agua,los factores de correccin de volumen y el flujo de la mezcla, se determina el crudo neto y aguaa condiciones normales.

    El Computador de Flujo Neto (NFC) combina las mediciones de densidad y flujo msicopara determinar el flujo neto de un componente en una mezcla binaria.

    Basado en microprocesador usa la densidad de la solucin para determinar la concentracindel material de inters en una mezcla de dos componentes. La concentracin del material deinters y el flujo msico total, son combinados para calcular el flujo neto del material. El NFCpuede ser usado solo como indicador de flujo instantneo y totalizador, o con su sistema derelevador de punto de ajuste, puede ser usado para control por lotes de slidos netos.

    Tanto el NOC y el NFC, usan las seales de densidad, temperatura y flujo generadas porel transmisor, para sus clculos internos.

    El Sistema de Monitoreo de Densidad (DMS) por su alta exactitud, provee al usuariouna indicacin continua de la densidad y temperatura del fluido en una amplia variedad de unidadesde medicin. Tambin proporciona variables dependientes, tales como % de slidos.

    MDULO II - CAPITULO V- MEDICIONES DE LIQUIDOSV-I - MEDICIONES A TANQUEV-I-I - Tanques calibradosV-I-II - Elementos para medicinV-I-III - Medicin de altura (o lleno) :V-I-IV - Medicin de vaco:V-I-V - Medicin del agua (interfase):V-I-VI - Mediciones en tanques cerrados

    V-II - EQUIPOS DE MEDICION VOLUMETRICOSV-II-I - Medidor por RotorV-II-II - Medidor por Cavidades ExcntricasV-II-III - Medidor por Velocidad ProporcionalV-II-IV - Medidor MagnticoV-II-V - Medidor electrnico a TurbinaV-II-VI - Correcciones por despojo (Shrinkage Tester)

    V III - EQUIPOS DE MEDICIN MSICOSV-III-I - Medidor Msico TrmicoV-III-II - Medidor Msico Inercial