AUTOMATIZACION ELECTRONICA

MEJORAMIENTO DE UN PROCESO

JAVIER ENRIQUE RINCON VALBUENA

79.553.084

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

PUERTO BOYACA, OCTUBRE 28 DE 2014

INTRODUCCION

Durante el proceso de producción de un campo petrolero yantes de comercializar su crudo, es necesario realizar unaserie de pruebas que permitan determinar su valor comercial ylos tratamientos necesarios que se le deben dar en superficiede acuerdo a sus propiedades características. Estas pruebasson realizadas en el laboratorio con muestrasrepresentativas de los crudos que se deseancomercializar. Entre las más comunes, se destacan ladeterminación de la gravedad API, el contenido de agua ysedimentos (BSW) y la salinidad del crudo, siendo estas elobjeto principal de esta práctica de laboratorio.

Contenido de agua y sedimentos

Importancia y uso:

El agua es un fluido que se considera está asociado a latotalidad de los crudos producidos de un yacimiento y lossedimentos provienen de la misma roca en donde éste seencuentra almacenado originalmente. La determinación delcontenido de agua y sedimento se requiere para conocer conprecisión los volúmenes netos de crudo involucrados enventas, aportes, intercambios, inventarios y transferencias.

Un volumen excesivo de agua y sedimentos puede originarproblemas en los equipos como corrosión, daño de bombas,taponamiento de tuberías y problemas en el procesamientodel crudo, entre otros. Dentro de las exigenciasdefinidas por la reglamentación establecida, se dice que elpetróleo no debe contener un porcentaje de agua e impurezasmayor al 0.5%.

Sedimento:

Contaminante sólido que acompaña al combustible que puedeestar en Suspensión o separado. Son procedentes de la rocaalmacén.

Agua:

Es encontrada en su mayoría relacionada con el crudo de un yacimiento. Un alto contenido de agua puede originar precipitación de carbonatos de Ca y ocasionar taponamiento enlas tuberías.

Fiscalización

Importancia y uso:

En esta etapa el Ministerio de Minas y Energía, controla yfiscaliza cuidadosamente la eficacia de los trabajos,tecnología empleada la calidad de los equipos y de losmateriales, numero de pozos con el objeto de que se saque elvolumen de petróleo a una tasa de flujo conveniente alyacimiento en un tiempo prudencial.

De igual forma la empresa fiscaliza de carácter continuo laextracción de cada uno de sus pozos para determinar lacantidad de producción diaria.

Métodos utilizados en campo

Determinación del BSW

Recolección de muestras en cabeza de pozo a cargo de losrecorredores de pozos y dinagramistas en recipientes acondicionados para tal fin.

Traslado de muestras al laboratorio. Determinación de BSW por el método de centrifuga Determinación de BSW por método de agua libre.

Producción PBD

Se realiza conexión desde cabeza de pozo por medio de mangueras a tanque de prueba durante 24 horas para determinar qué producción de barriles diarios se extraenPBD.

Se realiza conexión en línea de prueba por medio de manifold del pozo a separadores Haimo para determinar PBD.

Desventajas:

Contaminación del medio ambiente por apertura de toma muestras para recolección.

Contaminación del medio ambiente por rebose de tanques. Exposición del personal a radioactividad en separadores

Haimo. La toma de la muestra no es confiable 100% pues el pozo

cambia sus condiciones en el transcurso de las 24 horas del día.

INCLUSION DE TECNOLOGIAS DE VANGUARDIA PARA AUTOMATIZAR ELPROCESO

Se propone realizar un corte en la línea que va de cabeza depozo a línea general e instalar allí un carrete con flanchesen ambos lados.

Este carrete cuenta con un dispositivo coriolis y un monitorde agua para realizar la medición del flujo que sale del pozoe igualmente determinar el BSW del mismo. Para poderinstalarlo y retirarlo fácilmente por un solo operario.

Es de entenderse que sobre la misma línea se deben instalar 2cheques o válvulas para evitar contaminaciones al momento deretirar el dispositivo.

Ventajas

Cero contaminaciones por su tamaño y fácil manipulación. Medición de diferentes variables con un mismo equipo:

flujo acumulado, temperatura, densidad, masa y corte deagua.

Reducción en el costo de medición de pozos y aumento enla frecuencia.

Datos reales del proceso con alta precisión paraoptimizar los choques, mejorando la producción ydisminuyendo las diferidas por pérdidas de tiempo.

Sin partes en movimiento que puedan desgastarse. Fácil de instalar y desinstalar. No se rompe por transporte o manejo brusco. Software para el análisis y registro de datos. Protección de la información con contraseña. Compatible con el sistema SCADA.

Monitor de corte de agua:

Monitor de corte de agua, también conocido como analizador deBSW para proceso. El analizador mide la capacidad dieléctricadel fluido; cualquier cambio en el contenido de agua tieneefectos sobre la constante dieléctrica del fluido. Loscambios dieléctricos son convertidos por el microprocesadoren contenido de agua y son reportados en términos deporcentaje o partes por millón. 

VENTAJAS

Compensación por temperatura Fácil Calibración

Poco mantenimiento Larga vida útil Software para el análisis y registro de datos Protección de información con contraseña

MEDICION

JUSTIFICACION

Efecto Coriolis

La fuerza de Coriolis, también denominada efecto de Coriolis,descrita en 1835 por el científico francés Gaspard-GustaveCoriolis. Descrita como el efecto que ejerce la rotación dela Tierra sobre los objetos que se mueven sobre susuperficie.

Efecto Coriolis en el sensor de flujo

Los Fluidos que pasan a través del sensor son forzados aadquirir el movimiento vertical del tubo que vibra. Cuando eltubo se está moviendo hacia arriba durante la mitad del ciclode vibración el fluido que está pasando a través del tuboejerce una fuerza opuesta al movimiento hacia arriba y tiendea empujar el tubo hacia abajo.

Una vez que el fluido atraviesa la curva y comienza a salirdel sensor el fluido empuja el tubo hacia arriba Estos dosmovimientos hacen que los tubos se retuerzan.

Cuando el tubo se está moviendo hacia abajo en la segundamitad del ciclo de vibración este se retuerce o deforma endirección opuesta al movimiento.

Esta característica es llamada efecto coriolis.

Cada sensor de flujo tipo coriolis consistes en uno o dos tubos encapsulados en un compartimiento. Este medidor aplica para el cálculo la segunda ley de newton de movimiento:

Fuerza = masa * aceleración.

El tubo es movido por una bobina electromagnética que generaun movimiento constante cuando el tubo es energizado, estabobina está localizada en el centro de las curvas y causa quelos tubos oscilen en sentido opuesto. La vibración es similara la de un diapasón, con una amplitud menor a una décima depulgada y una frecuencia de 80 ciclos por segundoaproximadamente.

Como los tubos del medidor coriolis vibran en sentidoopuesto, estos están balanceados y aislados de la vibraciónexterna o los movimientos externos del medidor.

De acuerdo a la segunda ley de Newton de movimiento, la magnitud de la deformación del tubo sensor es directamente proporcional a la cantidad de flujo másico que está pasando através del tubo.

w = Velocidad Angular

Fc = Fuerza de Coriolis

Δϕ= Diferencia de fase

A,B = Sensores

y = Amplitud

t = tiempo

Principio de Medición de Densidad

La Densidad es definida como la masa por unidad de volumen o la masa divida entre el volumen.

El volumen de fluido contenido en los tubos del medidor se mantiene constante, así que la única forma en que puede cambiar la masa del fluido es si hay un cambio en la densidad. Debido a esto si el tubo está lleno de producto, sepuede determinar la densidad del producto que contiene.

Medidores Coriolis Ultrasónicos

VENTAJAS

Los medidores Coriolis ofrecen sorprendentes beneficios sobrelas tecnologías de edición volumétrica tradicionales.

• Proporcionan datos del proceso precisos y repetibles a través de un amplio rango de caudales y condiciones del proceso.

• Proporcionan medición directa en línea para caudal másico ydensidad, y también miden caudal volumétrico y temperatura, todo desde un solo dispositivo.

• No tienen partes en movimiento, así que los costes de mantenimiento son mínimos.

• No tienen requisitos para el acondicionamiento de caudal o colocación de tubos rectos, así que la instalación se simplifica y es menos costosa.

• Proporcionan herramientas de diagnóstico avanzadas para el medidor y el proceso.