1. MEDICION Y FISCALIZACION DE CRUDO

En cada etapa de transferencia, cada litro de petrleo o metro cubico de gas tiene que ser contabilizado, entre los organismos subsidiarios Exploracin y Produccin, Refinacin, las transnacionales, las estaciones de servicio y el consumidor. Cuando un sistema de medicin es diseado, el objetivo es obtener una exactitud ptima de la medicin para transferir en custodia, independiente de la cantidad de producto. La exactitud de la medicin de un sistema depende de los medidores, probadores, vlvulas y otros equipos seleccionados para el sistema de medicin.

De ah la responsabilidad se exige a todo el personal involucrado en las operaciones de almacenamiento y transporte de hidrocarburos lquidos. Dentro de las Facilidades deProduccin en campos petroleros y en las reas de recibo de crudos en las refineras, un aspecto de gran importancia es el almacenamiento y fiscalizacin de crudo, previo anlisis de la calidad de crudo entregado o recibido. Es necesario conocer los principios y procedimientos operativos de los equipos y facilidades de almacenamiento y fiscalizacin de los crudos tratados para lograr que los procesos sean ms eficientes.

2. NORMAS APLICADAS A CAMPOLas normas que se presentan a continuacin son las que actualmente se aplican enCampo: ASTM D 4006 07Mtodo estndar para determinar el agua l en el petrleo crudo por destilacin

ASTM D 1250 / 08, Designacin: 200 / 08Mtodo estndar de prueba para la determinacin de gravedad API del petrleo crudo y sus productos ASTM D 4007 - 08Determinacin de agua en crudos por mtodo de centrifuga ASTM E126 05aInspeccin, Calibracin y Verificacin de la norma ASTM en Hidrometros ASTM E1 07Especificacin Estndar para Inspeccin y Verificacin de Termmetros ASTM D 4377Determinacin de Agua en Crudo por Mtodo de Karl Fischer ASTM D 287Determinacin de la Gravedad API

3. SISTEMAS DE MEDICION TRANSFERENCIA DE CRUDOSLos hidrocarburos lquidos y gaseosos se miden porque a travs de esta accin se logra cuantificar la cantidad y calidad de los productos que se comercializan, ya que de esta forma se logra una transaccin econmica, es decir, que el medidor es como la caja registradora de la transaccin comercial. Todo punto de recepcin de un campo productory que se conecta para su comercializacin a un sistema de transporte, debe medirse para establecer la cantidad que se est recibiendo; a su vez, toda entrega de los sistemas de transporte a los usuarios o puntos de entrega tambin deben ser medidos para dar la seguridad a la accin de compra y venta, respectivamente.

CLASES DE MEDICIONESExisten dos tipos de medicin para custodia y fiscalizacin de crudo los cuales se trataran a continuacin

3.1. Medicin Esttica. Implica la obtencin de una medida lineal que es convertida a una volumtrica (barriles), dependiendo de la actividad del tanque se establece el volumen bruto de recibo, de despachos o de transferencia, los cuales son corregidos por los datos obtenidos de Temperatura y %BSW.

Procedimiento para la liquidacin de tanques de fiscalizacin. Se realiza directamente en el tanque de almacenamiento bajo condiciones de calidad. Es comnmente usada o como segunda opcin de verificacin. Se utiliza una cinta de medicin o a travs de sistema telemtrico. Cuando se mide con cinta, se puede realizar la medicin al vaco o medicin de fondo. Se deben realizar las correcciones al volumen medido tales como agua libre, temperatura, BS&W.

3.2. Aspectos Importante Medicin Esttica.Tanques de Almacenamiento (superficie de instalacin, estado, color, tablas de aforo, punto de referencia y profundidad del tanque, etc.).Nivel tcnico de los operadores. Se ha determinado que en un tanque de 100,000 Bls, una diferencia de 1mm puede representar un error de medicin de 12 barriles.Seguridad (nunca se debe medir bajo tormenta elctrica, uso del equipo de proteccin personal, electricidad esttica, etc.).Buen estado de la cinta de medicin, plomada, termmetro y dems equipos; a su vez, es importante la limpieza posterior de los implementos mencionados.Tiempo de retencin del tanque a ser fiscalizado.Toma de la muestra para los anlisis de laboratorio.La produccin diaria a travs de la medicin esttica, se determina por la diferencia de nivel del tanque tanques de un da a otro y el volumen bombeado entregado.Medicin de nivel del producto. De los diferentes mtodos de medicin de tanques estacionarios se ha seleccionado el mtodo de medicin al vaco como el ms indicado para determinar el nivel de producto utilizando una Cinta para Medicin al Vaco.

Las cintas de medicin a vaci tienen el cero" de la escala en el gancho de unin entre la cinta y la plomada. La escala para la cinta se inicia en forma ascendente desde el cero de referencia y para la plomada en forma descendente desde el mismo punto. La plomada debe tener forma rectangular

Figura 1. Cinta y plomada para mtodo al vaco.

3.2.1. Medicin a vacio con cinta de medicin a vacio (Outage Gaging). Consiste en medir la distancia existente desde la superficie del lquido hasta la marca de referencia.

La deduccin de esta medida de la altura de referencia, dar la altura del lquido en el tanque. Es fundamental que el punto de referencia este fijo y plenamente determinado, as como claramente escrito sobre el techo del tanque. Las medidas a vaco solo son confiables si existe un programa de verificacin frecuente de la altura de referencia; por ser esta ltima, un dato fundamental en la operacin matemtica.

Figura 2. Medicin de Producto al Vaco

3.2.2. Medicin del Nivel de Agua Libre. De los diferentes mtodos de medicin de tanques estacionarios se ha seleccionado el mtodo de medicin a fondo como el ms indicado para determinar el nivel de agua libre utilizando una Cinta para Medicin a Fondo.

Figura 3. Cinta y plomada para Mtodo a Fondo

Esta cinta tiene el cero de la escala en la punta de la plomada. La cual hace parte de la cinta, es decir, que la escala para la cinta se inicia en forma ascendente desde el cero de referencia de plomada que tiene forma cilndrica.

3.2.3. Medicin a Fondo con cinta de medicin a fondo. Consiste en medir la distancia existente desde el plato de medicin en el fondo del tanque hasta que corte la superficie del lquido en la cinta.Figura 4. Medicin de Agua Libre a Fondo

En tanques de crudo con capacidad menor a 1000 Bls, se acepta el margen de discrepancia entre las tres lecturas de 5 mm; en este caso se reporta la medida aproximndola a los 5 milmetros ms cercanos.

3.2.4. Liquidacin de Tanques. Se utiliza para determinar los volmenes reales que tiene un tanque, tomando las mediciones manuales de nivel de producto, nivel de agua libre, temperatura y muestra del producto la cual permite determinar la Gravedad API, el factor de correccin por temperatura en el lquido y el porcentaje de Agua y sedimento (%BSW), procediendo con esta informacin a obtener el Volumen Neto. (Ver Figura 5; para mayor informacin sobre liquidacin de volmenes puede remitirse al ECP-VSM-M-001- 012 Calculo de cantidades del petrleo).

Figura 5. Procedimiento para Liquidacin de Tanques

3.3. MEDICIN DINMICA. Determina la cantidad de flujo que circula a travs de un elemento primario de medicin. Existen dos tipos medidores, los cuales dependen del tipo de caudal que se tenga, estos son los medidores volumtricos y msicos. Los sistemas de medicin dinmica a ser usados para transferencia de custodia deben poseer linealidades menores o iguales a 0.25% y tener para su calibracin un probador. Los sistemas de medicin dinmica para transferencia de custodia con medidores tipo turbina, desplazamiento positivo y ultrasnica (tiempos de trnsito) deben contar con densitmetros en lnea y se sugiere adicionalmente como respaldo gravitografos, los cuales requieren verificarse cada 180 das y calibrarse cada ao de no presentar inconvenientes. Los sistemas de medicin dinmica para transferencia de custodia que emplee medidores tipo Coriolis no requieren tener densitmetros en lnea. La misma tecnologa ofrece la medicin de densidad con una linealidad que cumple con los estndares API MPMS. En las estaciones que contabilicen productos recibidos en tanques y despachos de los mismos a otra estacin, la muestra debe ser tomada directamente de los tanques y analizada en laboratorios certificados y/o acreditados preferiblemente en el Instituto Colombiano del Petrleo ICP. Se deben colocar sellos de control sobre equipos, instrumentacin asociada, vlvulas de seguridad, vlvulas sobre bypass, cajas de conexionado, tableros de control de instrumentacin, acceso a conexin con computadores de flujo y dems sistemas que puedan afectar la fidelidad del sistema de medicin de cantidad y calidad para transferencia de custodia, como elemento de prevencin y control. Todo terminal martimo, con sistema de medicin dinmica debe contar con muestreador automtico en lnea, densitmetro en lnea, medidores y probadores dedicados certificados en lnea, transmisores de temperatura y presin calibrados, indicadores de temperatura y presin calibrados, vlvulas manuales y de control sin pase; sellos de control y adicionalmente deben tenerse lecturas inicial y final en los tanques de almacenamiento de donde se despacha el producto. Se debe realizar peridicamente Loss Control a los cargamentos despachados y/o recibidos por los terminales. El control de perdidas debe ser liderado con personal de Ecopetrol certificado en esta actividad con una periodicidad de una vez por mes tomando al azar el terminal escogido para dicho monitoreo. Con el fin verificar el cumplimiento de los estndares internacionales y el Manual nico de Medicin, de las operaciones de los embarques y desembarques de los productos por parte de los inspectores, independiente del terminal o muelles de refinera habilitados para esta operacin. La medicin dinmica se utiliza para certificar los volmenes de producto que se recibe o se entrega en custodia ya sea para ser procesado y/o transportado utilizando medidores instalados en lnea. Dichos medidores se clasifican segn su principio de operacin en dos grupos:

3.4. SELECCIN DE MEDIDORESNormalmente, la medicin de los hidrocarburos lquidos se efecta con medidores de desplazamiento positivo (DP) o de turbina de alto rendimiento que son los mtodos tradicionales de medicin de flujo que determinan el caudal volumtrico del fluido, basados en condiciones de operacin aparentemente constantes; pero tanto la presin y la temperatura suelen variar, cometiendo a veces errores significativos en la medicin, a menos que se introduzcan los factores de correccin necesarios, basados en las condiciones reales del proceso.

Otro mtodo es el de medir directamente el caudal msico del fluido. El ms difundido y que se encuentra aprobado para transferencia de custodia por el API es utilizando efecto Coriolis.

Para la seleccin del tipo de medidor se debe considerar la viscosidad, densidad y temperatura que posee el liquido, ya que existen equipos que son ms exactos segn las variables que posea el liquido, tambin es necesario analizar el comportamiento del factor del medidor frente a la tasa de flujo (ver fig. 16 y fig. 17).

Figura 16. Gua Seleccin Desplazamiento Positivo y Turbina.

La viscosidad del lquido es el factor principal que determina si el medidor por DP o el medidor de turbina proporcionarn la mejor exactitud global para un servicio de transferencia en particular. La figura 6, presenta una gua para la seleccin de medidores DP y de turbina segn la viscosidad y rata de flujo. Dicha figura nos ilustra lo siguiente:

El medidor de desplazamiento positivo tiene mejor rendimiento con lquidos de alta viscosidad en cambio el medidor de turbina tiene mejor rendimiento para lquidos con baja viscosidad.

Los medidores de turbina tienen mejor rendimiento cuando desarrollan el mximo flujo turbulento. Por lo tanto, pueden ser usadas con lquidos de alta viscosidad a altas ratas de flujo. Las turbinas pueden tener variaciones en el comportamiento cuando son usadas con lquidos que tienen viscosidades cambiantes. Las turbinas se utilizan normalmente para medir baja viscosidad, productos refinados tales como: propano, gasolinas, kerosene, diesel y son muy precisas cuando miden este tipo de productos.Las turbinas en trminos de operacin continua tienen ms larga vida de servicio que los medidores de desplazamiento positivo. Las turbinas no se pueden utilizar con lquidos que contengan sustancia que puedan aglomerarse alrededor de la superficie del medidor afectando el rea de flujo a travs del rotor y la velocidad del mismo.

Figura 17. Curva tpica de exactitud

Tabla 1. Comparacin de diferentes tipos de medicin

3.4.1. Medidores tipo desplazamiento positivo (DP). Los medidores de desplazamiento positivo miden la cantidad de fluido que circula por un conducto, dividiendo el flujo en volmenes separados y sumando los volmenes que pasan a travs del medidor.

En cada medidor, se pueden destacar tres componentes comunes: Cmara, que se encuentra llena de fluido. Desplazador, que bajo la accin del fluido circulando, transfiere el fluido desde el final de una cmara a la siguiente. Mecanismo (indicador o registrador), conectado al desplazador, que cuenta el nmero de veces que el desplazador se mueve de una parte a otra en la cmara de trabajo.

En cuanto a los tipos de medidores para lquidos se encuentran los siguientes:

Medidores de tipo pistn Medidores de paletas deslizantes Medidores de engranajes.

Los medidores de tipo pistn se utilizan, habitualmente, para medidas precisas de pequeos caudales, siendo una de sus aplicaciones en unidades de bombeo de distribucin de petrleo.

Los medidores de paletas deslizantes se usan para medir lquidos de elevado coste, siendo instalados, generalmente, en camiones cisternas para la distribucin de combustible para la calefaccin.

Los medidores de engranajes encuentran aplicaciones para un amplio margen de lquidos y condiciones de funcionamiento, aunque la precisin de la medida no es tan elevada.

La exactitud en estos medidores depende de tres factores: Que el volumen de la cmara de medicin permanezca constante. Para ello se debe evitar depsito de cera o adherencia viscosa y desgaste que causa un cambio en el volumen. Que todo el lquido que entra al medidor vaya a la cmara. Que el flujo transferido pase por el medidor solo una vez.

Evitando que el porcentaje de prdida alrededor o a travs de la cmara de medicin pueda cambiar debido a una variacin en la viscosidad del lquido y/o desgaste que agranda o reduce las reas de espacios libres.

Caractersticas medidor de desplazamiento positivo. Las caractersticas bsicas de este medidor es que mide el flujo volumtrico directamente con una repetibilidad de +/- 0.025% y si se desea obtener una buena repetibilidad es necesario mantener un flujo constante. La linealidad de este tipo de medidores es de aproximadamente de +/- 0.25% si las condiciones de operacin tales como temperatura, viscosidad y presin entre otras se mantienen constantes al variar el caudal de flujo el factor de calibracin estar dentro de ese rango.

Figura 6. Medidor de paletas deslizantes

Figura 7. Medidor de rueda oval

3.4.2. Medidores de Inferencia. Deducen la rata de flujo mediante la medicin de alguna propiedad dinmica. Dentro de los medidores de este tipo se encuentran:

Diferencial de presin (Platina de orificio, Cua, Tobera, Vnturi, Pitot, Codo)

rea variable (Rotmetro). Los rotmetros, son medidores de rea variable en los cules un flotador cambia su posicin dentro de un tubo, proporcionalmente al flujo de un fluido. Consiste en un semicono en posicin invertida, de tal forma que la velocidad del flujo va disminuyendo a medida que este avanza en el medidor. Mientras que la placa de orificio mantiene una restriccin constante al flujo, y la cada de presin resultante aumenta al aumentar el flujo, el rotmetro vara el rea de la restriccin para mantener una cada de presin constante.

Un rotmetro est constituido por un tubo vertical de rea interna variable, a travs del cual se mueve el flujo en sentido ascendente, figura siguiente (Figura 10). Un flotador, bien sea esfrico o cnico, que tiene una densidad mayor que la del fluido, crea un pasaje anular entre su mxima circunferencia y el interior del tubo. En un rotmetro clsico el flotador se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro del tubo, el cual se encuentra graduado para indicar la tasa de flujo a la posicin del flotador. Si el tubo no es transparente (por ejemplo metlico), la posicin del flotador puede indicarse elctrica o neumticamente. La exactitud de un rotmetro puede variar entre 0,5 y 5% de la tasa de flujo. El rango puede variar desde una fraccin de cm./min. hasta 3.000 gpm. Puede medir flujo de lquidos, gases y vapores, y es insensible a las configuraciones de tubera aguas arriba.

Figura 10. Medidor tipo rea Variable

Ultrasnico. Los medidores de flujo de tipo ultrasnico utilizan ondas de sonido para determinar el flujo de un fluido. Un transductor piezoelctrico genera pulsos de ondas, los cuales viajan a la velocidad del sonido, a travs del fluido en movimiento, proporcionando una indicacin de la velocidad del fluido. Este principio se utiliza en dos mtodos diferentes; existiendo por lo tanto dos tipos de medidores de flujo de tipo ultrasnico. Medidor ultrasnico de flujo que mide el tiempo de viaje de la onda ultrasnica.Este tipo de medidor ultrasnico utiliza el mtodo de medicin del tiempo de viaje de la onda de sonido. El medidor opera de la siguiente manera: se colocan dos transductores en posicin opuesta, de modo que las ondas de sonido que viajan entre ellos forman un ngulo de 45 con la direccin del flujo en la tubera, (ver figura 12). La velocidad del sonido desde el transductor colocado aguas arriba (A) hasta el transductor colocado aguas abajo (B) representa la velocidad inherente del sonido en el lquido, ms una contribucin debido a la velocidad del fluido. De una manera similar, la velocidad medida en la direccin opuesta B a A representa la velocidad inherente del sonido en el lquido, menos la contribucin debido a la velocidad del fluido. La diferencia entre estos dos valores se determina electrnicamente y representa la velocidad del fluido, la cual es directamente proporcional al flujo del mismo fluido.Figura 12. Medidor tipo Ultrasnico

Los transductores pueden estar incorporados en un tramo recto de tubera, o pueden colocarse exteriormente sobre la tubera existente. Este tipo de medidor se utiliza principalmente en fluidos limpios ya que es recomendable que el fluido est libre de partculas que pueden producir la dispersin de las ondas de sonido. La exactitud de estos medidores est entre +1% y +5% del flujo. Burbujas de aire o turbulencia en la corriente del fluido, causada por conexiones o accesorios aguas arriba, pueden dispersar las ondas de sonido provocando inexactitud en la medicin.

Medidor ultrasnico tipo Doppler. Este tipo de medidor tambin utiliza dos transductores. En este caso estn montados en un mismo compartimiento sobre un lado de la tubera tal como se muestra en la figura 13. Una onda ultrasnica de frecuencia constante se transmite al fluido por medio de uno de los elementos. Partculas slidas o burbujas presentes en el fluido reflectan la onda de sonido hacia el elemento receptor.

El principio Doppler establece que se produce un cambio en la frecuencia o longitud de onda cuando existe un movimiento relativo entre el transmisor y el receptor. En el medidor Doppler el movimiento relativo de las partculas en suspensin que posee el fluido, tienden a comprimir el sonido en una longitud de onda ms corta (mayor frecuencia). Esta nueva frecuencia se mide en el elemento receptor y se compara electrnicamente con la frecuencia emitida.

Figura 13. Medidor Tipo ultrasnico Doppler

El cambio de frecuencia es directamente proporcional a la velocidad del flujo en la tubera.Estos medidores normalmente no se utilizan en fluidos limpios, ya que se requiere que una mnima cantidad de partculas o burbujas de gas estn presentes en la corriente del fluido. El medidor Doppler Clsico requiere un mximo de 25 ppm de slidos suspendidos en la corriente del fluido, o burbujas de por lo menos 30 micrones. La exactitud de estos medidores generalmente es de +2% a +5% del valor medido. Debido a que las ondas ultrasnicas pierden energa cuando se transmiten a travs de la pared de la tubera, estos medidores no deben ser utilizados con materiales tales como concretos que impiden que la onda atraviese la pared de la tubera.

Magntico.El medidor de flujo magntico, figura siguiente (Figura 14), representa uno de los medidores de flujo ms flexibles y aplicables. Proporciona una medicin sin obstruir el flujo, es prcticamente insensible a las propiedades del fluido, y es capaz de medir los fluidos ms erosivos.Figura 14. Medidor Tipo Magntico

Se instala igual que un segmento convencional de tubera, y la cada de presin que produce no es mayor que la producida por un tramo recto de tubera de longitud equivalente. Los medidores de flujo magnticos son por lo tanto muy adecuados para medir qumicos, lodos, slidos en suspensin y otros fluidos extremadamente difciles de medir.

Su principio de medicin proporciona una medicin de flujo con una seal inherentemente lineal al flujo volumtrico independientemente de la temperatura, presin, densidad, viscosidad o direccin del fluido. La nica limitacin que tienen es que el fluido debe ser elctricamente conductor y no magntico.

El principio de operacin de un medidor de flujo magntico est basado en la Ley de Faraday que establece que cuando un conductor se mueve a travs de un campo magntico, se produce un voltaje inducido, cuya magnitud es directamente proporcional a la velocidad del conductor, a la longitud del mismo y al campo magntico. Cuando las bobinas electromagnticas que rodean al tubo se energizan, generan un campo magntico dentro de l.

Medidores tipo Turbina. Este medidor determina la rotacin angular del rotor y con esta informacin se deduce el volumen de lquido que ha pasado por el medidor. Los factores que afectan la precisin de estos medidores generalmente son analizados en trminos de sus efectos: rea de flujo: El medidor de turbina, mide el flujo volumtrico por deduccin. En realidad detecta la velocidad de flujo en base a la velocidad de rotacin de un rotor de alabes. Se asume que el flujo volumtrico (Q) es proporcional a la velocidad de flujo que se mide (V), suponiendo una rea de flujo constante. La velocidad de flujo: Si las velocidades a travs del rotor del medidor son altas, la presin esttica localizada a la altura del rotor puede bajar hasta un nivel inferior a la presin de vapor del lquido, produciendo un fenmeno llamado cavitacin. La contrapresin del sistema: Se recomienda que la contrapresin mnima sobre el medidor de turbina sea 1.25 veces mayor que la presin absoluta de vapor ms dos veces la cada de presin a travs del medidor.

Pb = (1.25*Pe + 2*Dp)Donde: Pb = Contrapresin mnimaPe = Presin absoluta de vaporDp = Cada de presin a travs del medidor

Velocidad de rotor: La suposicin de que la velocidad media del rotor est directamente proporcional a la velocidad axial a travs del medidor puede verse afectada por los siguientes factores: Fricin del rodamiento Friccin viscosa Configuracin de labe del rotor Acondicionamiento de flujoAlgunos de los factores que pueden afectar el rea de flujo constante son: Depsitos(Parafina), Espesor de capa limite, Cavitacin, Condiciones de operacin (temperatura y presin). Por ejemplo para un medidor de 2 una pelcula de una milsima de pulgada afectar el rendimiento del medidor ms o menos en el 2%.

Caractersticas Bsicas Del Medidor Tipo Turbina. Un medidor de turbina de alto rendimiento posee baja friccin en los rodamientos. La rata de flujo en la que la velocidad del rotor comienza a estar en desproporcin frente a la rata de flujo del lquido, porque aumenta a medida que se incrementa la viscosidad. Cualquier cambio en la geometra de los bordes de los labes del rotor debido a erosin, corrosin, o adherencia de basura, cambiar la relacin entre la velocidad del rotor y la del liquido, por consiguiente, el rendimiento del medidor. Los medidores de turbinas requieren acondicionamiento de la corriente de flujo inmediatamente aguas arriba y aguas abajo del medidor. Cualquier depsito sobre la parte del rea de flujo a travs del rotor afectara drsticamente el rendimiento del medidor. Los medidores de turbina experimentan cambios en el rea de flujo a raz de las variaciones significativas en la presin y la temperatura. El medidor tipo turbina mide el flujo volumtrico directamente con una REPETIBILIDAD de +/- 0.02 % y si se desea obtener una buena repetibilidad es necesario mantener un flujo constante. La LINEALIDAD de los medidores tipo turbina es aproximadamente de +/- 0.25 % como se define

Figura 11. Medidor Tipo Turbina

Medidores Tipo Coriolis. Los medidores de caudal que miden directamente la masa usando sus propiedades, como los medidores Coriolis, opuestos a aquellos que miden volumen o velocidad. La medida de flujo es insensible a los cambios en la presin, la temperatura, la viscosidad y la densidad. Los medidores que miden directamente masa, se valen de los principios bsicos de la mecnica clsica, considerando el fluido como un medio continuo para obtener una medicin exacta y confiable ante variaciones en las condiciones de proceso. A causa de esta cualidad, es posible usar el medidor Coriolis en una amplia variedad de procesos. En 1835 el ingeniero y matemtico francs Gustave Gaspard Coriolis descubri una fuerza inercial conocida como el efecto Coriolis. El efecto de la fuerza de Coriolis, es una desviacin aparente de la trayectoria de un objeto que se mueve dentro de un sistema rotativo de coordenadas. En realidad el objeto no se desva de su trayectoria, pero parece hacerlo debido al movimiento del sistema. Cuando un fluido se desplaza a travs de los tubos del sensor en oscilacin se produce la fuerza de Coriolis.

Esta fuerza origina una flexin en sentidos opuestos entre la entrada y la salida el sensor; esto origina una torsin. Si el flujo msico a travs del sensor en oscilacin se incrementa, la flexin es mayor, y es medida por los detectores montados en la entrada y la salida de los tubos.

En este tipo de medidores el fluido pasa a travs de un tubo en forma de U (existen tambin otras formas, dependiendo del fabricante). Este tubo vibra a su frecuencia natural, excitado por un campo magntico; la vibracin es similar a la de un diapasn, con una amplitud de menos que 1 mm. Si hacemos circular un fluido por su interior, durante la mitad del ciclo de vibracin del tubo (es decir, cuando se mueve hacia arriba) el fluido entrante empuja el tubo hacia abajo resistindose a la vibracin, en cambio que el fluido saliente lo hace hacia arriba. Esta combinacin de fuerzas causa que el tubo experimente una torsin. Durante la segunda mitad del ciclo, cuando el tubo se mueve hacia abajo, la torsin resultante tendr la direccin opuesta. Por consiguiente, tenemos que en cada codo del tubo se produce una oscilacin de igual frecuencia (la frecuencia natural) pero desplazadas en fase. Este desplazamiento de fase es directamente proporcional a la razn de flujo msico del fluido que circula por el interior. Si se colocan sensores electromagnticos (pickups) en cada codo, stos generan una seal sinusoidal cuya diferencia de fase (T) es medida por la unidad electrnica del transmisor para transformarla finalmente en una seal 4-20 mA.

Caractersticas Bsicas de este Medidor. Buena exactitud y alto alcance de medicin. de uso fcil para la medicin en un amplio rango de caudal de mnimo a mximo. Se logran exactitudes de +/- 0.10% en medicin de flujo, con repetibilidad de +/- 0.005%. La exactitud sobre la medida de densidad es de +/- 0.0005 g/cc. Alta fiabilidad. No tienen partes que se desgasten, casi no requieren mantenimiento rutinario. Necesitan menos dispositivos instalados en comparacin con medidores de turbina o de orificio compensado, hay menos fuentes de error, mantenimiento y calibracin. Bajo costo de operacin. Mientras que Coriolis a menudo tiene un costo de capital alto, los ahorros debidos a los costos reducidos de instalacin y operacin, Rangeabilidad de 20:1 a 80:1; dependiendo del modelo. El sensor es no intrusivo y no tiene partes mviles propensas al desgaste, expuestas al proceso, lo que genera bajo mantenimiento. Fcil instalacin, pues no se requieren condiciones especiales de flujo o acondicionamiento de la tubera.

Instalacin Medidores tipo Coriolis. Este tipo de medidor mide la masa directamente, pero para medir volumen la configuracin toma la masa medida y la divide por la densidad medida por el equipo, se recomienda instalar un transmisor de temperatura por separado para compensar y hacer los ajustes cuando se realiza conversin a volumen, pues no es recomendable usar la RTD del Coriolis puesto que su instalacin ha sido diseada para hacer la compensacin para el material de los tubos.

Durante la instalacin del sensor los tubos deben permanecer llenos de fluido en una sola fase y no deben transmitirse vibraciones externas a estos; teniendo en cuenta que la interferencia electromagntica (EMI) no debe exceder la capacidad del blindaje del sensor. Algunas recomendaciones para el mantenimiento del sistema son: Inspeccin visual del montaje mecnico cada ao. Inspeccin visual de los sellos de conexin y del conduit cada ao. Verificacin del cero flujo durante la puesta en marcha y cada seis meses. Verificacin de salida anloga y pulsos cada ao. Verificacin de lecturas de densidad cada ao.

Figura 15. Medidor Tipo Coriolis

4. SELECCIN DE PROBADORESLa funcin del probador es verificar el volumen medido por cada uno de los medidores que conforman un sistema de medicin dinmico, realizando una comparacin sencilla entre el volumen registrado por el medidor y el volumen certificado del probador. Existen varios tipos de probadores segn su principio de funcionamiento: Probadores convencionales de tubera o probadores de desplazamiento mecnico. Probadores de volumen pequeo. Probadores volumtricos o tanques. Medidores Maestros.

4.1. Probadores de Desplazamiento. Los probadores convencionales para lquidos, consisten de tres diseos bsicos. Estos son los siguientes:

Unidireccionales de esfera. Este tipo de probador opera en forma similar al Bidireccional y los clculos de velocidad, longitud de carrera previa, seccin de tubera de volumen calibrado, son las mismas. Su principal caracterstica es que la parte de tubera con volumen calibrado (entre swiches) es un tramo recto.

Unidireccionales de pistn. Este tipo de probador opera en forma similar al unidireccional de esfera y los clculos de velocidad, longitud de carrera previa, seccin de tubera de volumen calibrado, son los mismos. La parte de tubera con volumen calibrado (entre swiches), es un tramo recto debido a que el pistn no tiene facilidad, que si tiene la esfera, para desplazarse por tuberas curvas debido a su rigidez, por lo tanto, este tipo de probador ocupa ms espacio que el de esfera y necesita dos cheques adicionales para poder invertir la direccin del pistn.

Bidireccionales de esfera y de Pistn. Los probadores bidireccionales consisten en una vlvula de cuatro (4) vas, dos (2) cmaras de lanzamiento, tuberas de carrera previa, seccin de volumen calibrado, dos (2) swiches detectores de la esfera y algunos elementos adicionales. La posicin de la vlvula de cuatro vas determina la direccin del flujo. Las cmaras de lanzamiento envan la esfera en la corrida de prueba, como tambin desaceleran la misma al llegar a ellas. La tubera de carrera previa permite suficiente tiempo a la vlvula de cuatro vas para hacer sello completo antes que la esfera acte los swiches, esto asegura que el fluido registrado por el medidor, este pasando completamente a travs del probador. La seccin de volumen calibrado en el probador es la comprendida entre los swiches detectores y se compara con el volumen registrado en el Medidor bajo prueba; de sta relacin resulta el factor de correccin llamado factor del medidor. El volumen base calibrado es la suma de los volmenes en ambas direcciones entre detectores.

4.1.1. Probadores de Volumen Pequeo. Este tipo de probador puede ser mvil o fijo y el volumen certificado es notoriamente menor que uno convencional debido a la ayuda de los detectores de alta precisin usados en conjunto con las tcnicas de interpolacin de pulsos. Los mtodos de interpolacin de pulsos, que comprenden el conteo de una fraccin de una serie de pulsos, son usados para obtener una alta resolucin sin requerir contar los 10.000 pulsos mnimos recomendados del medidor, para un paso del desplazado entre detectores, La repetibilidad y precisin requerida depende de la electrnica de interpolacin, la uniformidad de los pulsos generados por el medidor, la estabilidad de la presin, temperatura, el flujo (para turbinas y ultrasnico) y las caractersticas propias del medidor.

4.1.2. Probadores Volumtricos Tipo Tanque. El lquido que pasa a travs del medidor se recoge en el tanque, hasta alcanzar la marca de calibracin o un volumen muy prximo a ella. El volumen se lee en la escala calibrada y luego se compara con el volumen registrado por el medidor. De esta comparacin se calcula el factor de correccin llamado factor del medidor. Para altas caudales de flujo el tanque tendra que ser muy grande lo cual resulta poco prctico. El flujo se debe iniciar tan pronto comience el llenado y pararse cuando el recipiente este lleno.

4.1.3. Medidores Maestros. Cuando un medidor es seleccionado como referencia para evaluar otro medidor, aquel se denomina medidor maestro y la comparacin de las dos lecturas de los medidores es el mtodo de prueba llamado indirecto. Tanto el medidor a evaluar como el medidor maestro deben estar equipados con registradores de flujo o contadores de pulsos, de tal forma que stos sean inicializados y parados al mismo tiempo en forma elctrica. Al igual que los probadores convencionales, el medidor maestro debe ser acoplado en serie, asegurndose que todo el flujo que pasa por el medidor a evaluar pase tambin por el medidor maestro.

SISTEMA SCALALas empresas en todo el mundo invierten cientos millones de dlares (en medicin) para no peder billones de dlares en este negocio. La medicin es el resultado final del negocio de los hidrocarburos, el flujo de las molculas de hidrocarburos son dlares por lo que hay realizar una medicin transparente y confiable. El Centro es de gran importancia. En Bolivia, se van a invertir $us 5.000 millones hasta 2015, el trabajo se traduce bsicamente en la medicin, calibracion, anlisis y monitoreo de volumen y calidad en produccin, transporte y comercializacin interna y externa de gas natural y lquidos,

Esta entidad tiene actualmente bajo su tutela el sistema Scada de medicin y fiscalizacin de la produccin y transporte de hidrocarburos en tiempo real, tareas que realiza desde modernas instalaciones en la ciudad de Villamontes, donde personal especializado fiscaliza la produccin de los principales campos de gas natural del pas, adems del proceso de perforacin de nuevos pozos y el flujo de gas y lquidos por ductos.