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MEDIDORES DE GAS

RODRIGO SAUCEDO

1. Medidores de Transferencia de Custodia

Un medidor para ser denominado de transferencia de custodia realiza la medición en un punto donde se transmite la propiedad del gas u otro fluido entre dos partes (productor, distribuidor, almacenador, etc), en pocas palabras en un punto de venta del producto.

• Los medidores flujo para transferencia de custodia deben cumplir los requerimientos de la normativa vigente trátese de las leyes y reglamentaciones del país o de las normas técnicas especificas para cada tipo de medidor, acordadas entre las partes interesadas. Algunas normas que se aplican actualmente son:

– Medidores de presión diferencial (Placa Orificio) – AGA 3– Medidores ultrasónicos - AGA 9– Medidores Coriolis – AGA 11

1. Medidores de Transferencia de Custodia

• Actualmente los medidores preferidos para este tipo de aplicación son los medidores ultrasónicos, debido a su amplia rangeabilidad (100:1) y su precisión.

Además del medidor de flujo en un puente para transferencia de custodia se tiene:• Computador de flujo: realiza las correcciones de acuerdo a los

parámetros establecidos. Utiliza los datos obtenidos de la instrumentación del puente.

• Cromatógrafo en línea, analiza la composición del Gas.• Sensor de temperatura• Sensor de presión

Instalación según AGA 9 para USM

2. Medidores que se utilizan en la Industria del Petróleo

A continuación describiremos el funcionamiento de los siguientes medidores, además de los de Disco de Orificio, Másicos, Turbina y Ultrasónicos.:

• Medidores electromagnéticos

• Medidores dispersión térmica

• Medidores Vortex

• Medidores de desplazamiento positivo

• Medidores multifasicos



Debido a que la conductividad de los hidrocarburos es muy baja, solo se utilizan para medición de caudales de agua.

– Principio de funcionamiento

Un medidor magnético de flujo consiste básicamente en un campo magnético producido por un par de electroimanes y dos electrodos. Todo esto se encuentra montado en un tubo apropiado que se puede intercalar en la tubería que transporta el fluido que se desea medir.

El voltaje que se produce entre los electrodos está en función de la distancia entre ellos, la densidad del flujo magnético y la velocidad del fluido. Como los primeros dos parámetros no varían se puede considerar que el potencial entre los electrodos es proporcional a la velocidad del fluido. Al medir este potencial es posible determinar la velocidad de flujo. Estos medidores se basan en las Leyes de Faraday, quien descubrió en 1831 que al mover un material conductor dentro de un campo magnético se producía una fuerza electromagnética de magnitud proporcional al movimiento.

La electrólisis produce gases que contaminan los electrodos, con lo que se evita un contacto eficiente entre éstos y el líquido que fluye en la tubería. Para evitar esta manifestación, los medidores magnéticos actuales se alimentan con corriente alterna.



Magmeter with integral transmitter (converter).


• Medidores Dispersión Térmica

Se utilizan para mediciones internas.


Los caudalímetros de Dispersión Térmica funcionan de tal manera que los elementos que componen el sensor son calentados o enfriados y están conectados en base a un puente de resistencias (Puente de Wheatstone). Si se mantiene constante la corriente eléctrica que circula por un elemento conductor, la relación entre la temperatura (resistencia eléctrica) y el caudal es directamente proporcional. Por otra parte, se puede mantener constante la resistencia, en cuyo caso la potencia varía al aumentar o disminuir el flujo.



Se basado en el principo de von Karman. Este es un medidor que se utiliza en fluidos que no son muy viscosos. Se sustenta en el principio de que cuando un fluido fluye alrededor de un objeto obtuso, el flujo es incapaz de seguir la superficie del objeto apartándose del mismo en un punto para formar una serie continua de corriente de remolino.

• Medidor Tipo Vortex (Vórtice).

No son muy frecuentes, en algunas ocasiones se utilizan para mediciones internas.

Vortices


5. Electronics

3. Sensor

1. Flexure

Meter

Body

2. Sensor

Post

4.

Shedder

Bar

• Medidor Tipo Vortex (Vórtice).

Este medidor tiene un amplio rango de flujo, puede medir gases, líquidos y vapor de agua. Sin embargo, este medidor requiere de secciones especiales de tubería aguas arriba y aguas abajo del medidor, y algunos de estos medidores son difíciles de calibrar.

Las principales ventajas del medidor tipo Vórtice son, que no tiene partes movibles en el caudal del flujo, tiene una alta capacidad con relación al diámetro de la línea de transmisión, la desventaja radica en que requiere electricidad para obtener la lectura, y los elementos que sirven de sensor son susceptibles a los contaminantes.


• Medidor de Desplazamiento Positivo

Se usan para aplicaciones comerciales, en los puentes de medición de las estaciones de servicio.


Están diseñados para medir el flujo total que pasa a través del mismo. Una unidad de medición separa momentáneamente el flujo en segmentos. Los segmentos son contados y los resultados son transferidos al contador o cualquier sistema totalizador a través de un tren de engranaje. El instrumento de desplazamiento positivo, toma una cantidad o porción definida del flujo, y la conduce a través de un medidor, luego produce con la siguiente torsión y así sucesivamente. Contando las porciones pasadas por el medidor se obtiene la cantidad total pasada por este. La exactitud de los medidores de desplazamiento positivo es generalmente entre 0,1 y 1 %. Este medidor es un instrumento sensible al flujo. El medidor responde a las variaciones en el valor del flujo y responde, también a señales mecánicas correspondientes a la rotación del eje.

La principal ventaja es que se realiza la lectura directa del volumen total de caudal, sin necesidad de alimentación externa de potencia de ninguna especie, la desventaja es que para que el proceso sea de alta eficiencia y preciso, los fluidos a medir tienen que ser limpios.


• Medidor de Desplazamiento Positivo


• Medidores Multifásicos

Puede medir en forma directa los caudales de gas, petróleo y agua, sin previa separación de las fases internas.


El corazón de la sección de medición de un medidor multifásicos es un Medidor de Flujo Venturi con partes no móviles, y puede estar montado en un patín portátil para instalaciones temporales, así como el probador de pozos móvil, o instalado como un dispositivo de monitoreo permanente para tierra o aplicaciones en el mar. La tasa de flujo de masa es medida en forma poco Convencional usando sensores de presión absoluta y diferencial, con ello facilitan el cálculo y la medición. En los medidores Multifásicos las fases son detectadas a una alta velocidad, por un detector de rayos gamma espectral de doble energía (herramienta de registro de densidad). Este detector puede procesar un millón de puntos por segundo, luego el medidor permite un cálculo completo de caudales de agua, petróleo y gas en forma rápida y precisa. El medidor de flujo incorpora un dispositivo llamado “T ciega” en la línea de flujo aguas arriba de la unidad de medición que actúa como un filtro, impone una predecible forma de flujo hacia la corriente del flujo. Esta “T” remueve las anomalías del flujo impuestas por las condiciones de los conductos de superficie y elimina la alta frecuencia de los flujos inestables en la garganta del Medidor de Flujo Venturi.


• Medidores Multifásicos

Estos medidores son independientes de la eficiencia de la separación e insensible a píldoras, espumas y emulsiones .El medidor de flujo multifásico no requiere procesos de control porque ellos son insensibles a cambios en la tasa de flujo, fase capturada y régimen de presión La confiabilidad y precisión de estos medidores de flujo han sido verificadas durante extensivas pruebas de campo a través de cinco continentes, por lo que se puede asegura la precisión y exactitud de las mediciones La unidad de medición multifásica puede ser instalada para aceptar los fluidos directamente desde las líneas de flujo y luego ser regresadas después de la medición. La pérdida de presión usualmente es de 3 a 30 lpcm.

3. Factores que pueden influir negativamente en las mediciones de un

medidor de Placa Orificio• La medición es imprecisa en fluidos con sólidos en suspensión.

• No se puede utilizar en la medición de vapores, donde hay mezcla de dos fases.

• La medición con fluidos viscosos es errático

• Perturbaciones aguas arribas, se debe acondicionar el flujo y respetar las distancias recomendadas por la norma.

• Líneas donde no hay un flujo estable, donde existen grandes variaciones del volumen.

• Colocación incorrecta de la placa en la brida porta placa.

• Diámetro interno inadecuado en la placa.

• Caídas de presión muy altas o muy bajas, lo recomendado es entre 50 y 70 pulg H2O.

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