REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DR. RAFAEL BELLOSO CHACÍN FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE ELECTRÓNICA EVALUACIÓN INTEGRAL DE LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN POR ULTRASONIDO UTILIZADOS EN LA MEDICIÓN DE TRANSFERENCIA Y ENTREGA DEL FLUJO DEL CRUDO TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA PRESENTADO POR: BR. ORLEANS G. SIERRAALTA Q. ASESORADO POR: LIC. HERMELINDA CAMACHO ING. CARLOS FIORENZA ING. RIGOBERTO ORTIGOZA MARACAIBO, julio de 2000
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DR. RAFAEL BELLOSO CHACÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE ELECTRÓNICA
EVALUACIÓN INTEGRAL DE LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN POR ULTRASONIDO UTILIZADOS EN LA MEDICIÓN DE TRANSFERENCIA Y ENTREGA DEL
FLUJO DEL CRUDO
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA
PRESENTADO POR: BR. ORLEANS G. SIERRAALTA Q.
ASESORADO POR:
LIC. HERMELINDA CAMACHO ING. CARLOS FIORENZA
ING. RIGOBERTO ORTIGOZA
MARACAIBO, julio de 2000
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EVALUACIÓN INTEGRAL DE LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN POR ULTRASONIDO UTILIZADOS EN LA MEDICIÓN DE TRANSFERENCIA Y ENTREGA DEL
FLUJO DEL CRUDO
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DEDICATORIA
A Dios todo poderoso, por darme la fortaleza necesaria para
seguir adelante ante cualquier dificultad. Por estar presente en todos
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los momentos de mi vida y guiar mis pasos por un camino seguro,
lleno de enseñanzas.
A mis padres Marisol y Orlando por todo el apoyo que me han
brindado durante toda mi vida.
A mis tíos Quiñones Henrry y Quiñones Oscar por sus
oportunos consejos y haber sido ejemplos de trabajo y constancia.
A la Licenciada Hurtado Marielen por todo el apoyo brindado
durante el desarrollo de este proyecto.
Sinceramente
Orleans G. Sierrraalta Q.
AGRADECIMIENTO
Ante todo quisiera manifestar mi agradecimiento a la empresa
Petróleos de Venezuela, por haberme brindado la oportunidad de
desarrollar el presente proyecto de investigación, en el departamento
de Infraestructura y Automatización donde el personal que labora en
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ella, altamente capacitado, me permitió desarrollarme con un óptimo
perfil humano como profesional.
A todas las personas de ambos departamentos por su invaluable
y desinteresada colaboración durante todo el desarrollo de esta
actividad.
Además quiero expresar un especial agradecimiento al
Ing.Vladimir Chacín por su dedicación, esfuerzo y paciencia al
guiarme en las actividades que me permitieron cumplir con los
objetivos prescritos en el comienzo de la tesis y en la preparación
como futuro profesional.
A los Ings. Mónica Riquezis, Ana Carola Romero y Julio Medina
quienes también formaron parte importante en el desarrollo del
mismo.
También quiero agradecer al Ing. Oscar Quiñones quien siempre
ha representado para mí un gran ejemplo como persona y
profesional.
A la Lic. Marielen Hurtado quien siempre estuvo presente en los
momentos que más ayuda necesité.
A mi Madre la Lic. Marisol Quiñones que siempre supo darme ánimo
y a quien debo todo.
A Dios por estar presente en todo los momentos de mi vida.
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Sierraalta Quiñones, Orleans Gerardo, Evaluación integral de los equipos de medición por ultrasonido utilizados en la medición de transferencia y entrega del flujo del crudo. Universidad Rafael Belloso Chacín. Facultad de Ingeniería. Escuela de Electrónica. Ingeniería Electrónica. Maracaibo. 2000.
RESUMEN
Lo que motivó a la realización de ésta investigación fue que los
equipos de medición de flujo por ultrasonido arrojaban valores de medición fuera de los rangos de error establecidos por el fabricante, por lo tanto PDVSA se vio en la necesidad de iniciar una evaluación en los Patios de Tanque Ulé, Tía Juana para conocer el problema. Estos
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equipos versátiles trabajan con frecuencia de ultrasonido y operan por el método de tiempo en tránsito, donde el transductor es emisor y receptor simultáneamente. El tiene la capacidad de comunicarse con el PLC, debido a que posee una salida analógica. Conocidas las características esenciales del equipo y su estructuración, se realizó la evaluación a través de revisiones físicas de las conexiones del equipo como también una revisión eléctrica y electrónica del mismo, para luego finalizar con una validación de su comportamiento mediante pruebas de Contra Tanque. Durante la evaluación se encontró que los equipos no funcionaban correctamente debido a: problemas con el cableado y sensores (apareamiento), algunos inconvenientes con la ubicación, problemas de calibración y configuración interna del equipo. Una vez evaluada la situación se procedió a la reparación y finalmente se corrigieron los errores y se determinó que el margen de error actualmente se encuentra dentro de los parámetro establecidos tanto por PDVSA como por el fabricante del producto (Panametrics), todo esto en cuanto al proceso de medición del flujo de crudo en patios de tanque y estaciones de flujo, donde además se tomaron las medidas necesarias para que el equipo continuara cumpliendo con las normativas y exigencias requeridas. Sierraalta Quiñones, Orleans Gerardo, Evaluación integral de los equipos de medición por ultrasonido utilizados en la medición de transferencia y entrega del flujo del crudo. Universidad Rafael Belloso Chacín. Facultad de Ingeniería. Escuela de Electrónica. Ingeniería Electrónica. Maracaibo. 2000.
ABSTRACT
The real meaning of this investigation was that the ultrasonic flowmeters equipment showed mensuration values outside of the established error ranges for the maker, therefore PDVSA was seen in the necessity of beginning an evaluation in Tanque Ulé's Patios, Tía Juana to know the problem. These versatile equipment work with
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ultrasonic frequency and they operate for Transit Time method, where the transducer is used as transmitter and receiver simultaneously. It is also able to calculate pipe thickness and calculating energy, being based on a temperature compensation principle. The equipment also has the capacity to communicate with the PLC, because its analogical exit. Once we know the equipment essential characteristics and their structuring, was carried out the evaluation through physical revisions of the connections as well as an electric and electronic revision of the equipment to conclude with a validation of its behavior by means of Contra Tanque proofs. During the evaluation it was found that the equipment didn't work correctly due to: problems with the one wired and sensors (pairing), location inconveniences, calibration problems and internal configuration of equipment. Once evaluated the situation you proceeded to the repair and finally the errors were corrected and it was determined that the error margin at the moment is inside the established parameter as much for PDVSA as for the maker of the product (Panametrics), all this for the process of mensuration of the flow raw in patios de tanque and flow stations, where they also took the necessary measures so the equipment continued fulfilling the normative ones and demands required.
INDICE GENERAL
Contenido Pág
VEREDICTO ........................................................................... iii
DEDICATORIA ....................................................................... iv
AGRADECIMIENTO ............................................................... v
RESUMEN ............................................................................... vii
ABSTRACT ............................................................................. viii
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INDICE DE ILUSTRACIONES ................................................ xvi
INDICE DE TABLAS ............................................................... xviii
INDICE DE ANEXOS .............................................................. xx
5. Representación gráfica de un depurador de flujo ................ 23
xvii
6. Tanque de almacenamiento de flujo de crudo ..................... 24
7. Esquema externo de la bomba de inyección ....................... 24
8. Disposición de los tanques en un patio de almacenamiento 30
9. Arquitectura general del proceso de automatización ........... 43 10. Representación lateral de una placa orificio o diafragma .. 51 11. Placa orificio variable ......................................................... 51 12. Representación física de la Tobera .................................. 52 13. Tubo Venturi ....................................................................... 53 14. a) Diagrama del medidor de turbinas; b) turbina ............... 59 15. Técnicas de Medición de caudal por ultrasonido ............... 61 16. Refracción de las ondas del sonido ................................... 63 17. Diagrama de bloques de un transductor ultrasónico ......... 63 18. Efecto Doppler ................................................................... 87 19. Principio de Tiempo en Tránsito ........................................ 88 20. Cálculo del caudal .............................................................. 91 21. Ley de Snell ....................................................................... 93 22. Prueba de aforo contra el equipo "Panametric”.................. 111 23 Prueba de aforo contra el equipo "Panametric” .................. 115
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INDICE DE TABLAS
Contenido Pág
Tabla #1: Representación de los indicadores y dimensiones
de la variable “Evaluación integral”........................................... 74
Tabla # 2: Representación de los indicadores y dimensiones
de la variable “Equipo de medición por ultrasonido”................ 75
Tabla # 3: Representación de los indicadores y dimensiones
de la variable “Entrada y salida del flujo de crudo”................... 75
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Tabla # 4: Fases de Evaluación del equipo de medición ........ 81
Tabla # 5: Configuración inicial del XMT868........................... 106
Tabla # 6: Parámetro de medición en la línea de 24” .............. 109
Tabla # 7: Comparación entre la data de las líneas de 16” y