MX2013013690A - Metodo y aparato de determinacion y control de presion de fluido estatico a traves de medidor de vibracion. - Google Patents

Abstract

Es proporcionado un método de operación de un sistema de flujo de fluido (300). El sistema de flujo de fluido (300) incluye un fluido que fluye a través de un oleoducto (301), un primer sensor de presión (303) localizado dentro del oleoducto (301) y un medidor de vibración (5). El medidor de vibración (5) incluye un montaje de sensor (10) en comunicación fluida con el primer sensor de presión (303). El método incluye las etapas de medir una presión del fluido dentro del oleoducto (301) utilizando el primer sensor de presión (303) y medir una o más características de flujo del fluido utilizando el medidor de vibración (5). El método además incluye una etapa de determinar la presión estática del fluido en función de la presión del fluido dentro del oleoducto (301) y una o más de las características de flujo. El método además incluye una etapa de determinar si el fluido contiene al menos algún gas en función de la presión estática del fluido.

Description

METODO Y APARATO DE DETERMINACION Y CONTROL DE PRESION DE FLUIDO ESTATICO A TRAVES DE MEDIDOR DE VIBRACION Campo de la Invención Las modalidades descritas más adelante se refieren a sistemas de flujo de fluido, y de manera más particular, se refieren a un método y sistema que determina y controla la presión estática de fluido a través de un medidor de vibración de un sistema de flujo de fluido.

Antecedentes de la Invención Los medidores de vibración, tales como por ejemplo, los densitómetros de vibración y los medidores de flujo de Coriolis, son generalmente conocidos y utilizados para medir el flujo de masa y otra información para los materiales dentro de un conducto. El medidor comprende un montaje de sensor y una porción de dispositivo electrónico. El material dentro del montaje de sensor podría estar fluyendo o podría estar fijo. Cada tipo de sensor podría tener características únicas que el medidor debe tomar en cuenta con el propósito de conseguir el rendimiento óptimo.

Los medidores de flujo de Coriolis de ejemplo son descritos en la Patente de los Estados Unidos de América4, 109,524, en la Patente de los Estados Unidos de América 4, 491,025, y Re. 31,450 todas de J.E. Smith et ál . Estos medidores de flujo tienen uno o más conductos de una Ref. 244936 configuración recta o curveada. Cada configuración de conducto en un medidor de flujo de masa de Coriolis tiene un conjunto de modos naturales de vibración, los cuales son da un tipo de deformación simple, torsional o de tipo acoplado. Cada conducto puede ser movido para oscilar en un modo preferido .

El material fluye hacia el montaje de sensor de medidor de flujo a partir de un oleoducto conectado en el lado de entrada del sensor, después, es dirigido a través del conducto(s), y sale del sensor a través del lado de salida del sensor. Los modos naturales de vibración del sistema relleno con material de vibración son definidos en parte por la masa combinada de los conductos y el material que fluye dentro de los conductos.

Cuando no existe flujo a través del montaje de sensor, una fuerza de impulsión aplicada al conducto (s) provoca que todos los puntos a .lo .largo del conducto (s) oscilen con una fase idéntica o un pequeño "desplazamiento de cero" , el cual es un retraso de tiempo medido en el flujo cero. A medida que el material comienza a fluir a través del montaje de sensor, las fuerzas de Coriolis provocan que cada punto a lo largo del conducto (s) tenga una fase diferente. Por ejemplo, la fase en el extremo de entrada del sensor retrasa la fase en la posición centralizada del órgano motor, mientras la fase en la salida .conduce a la fase en la posición centralizada del órgano motor. Los sensores transductores en el conducto (s) producen señales sinusoidales representativas del movimiento del conducto (s) . Las señales salidas de los sensores transductores son procesadas para determinar la diferencia de fase entre los sensores transductores. La diferencia de fase entre dos o más sensores transductores es proporcional a la velocidad de flujo de masa del material que fluye a través del conducto (s).

La velocidad de flujo de masa del material puede ser determinada multiplicando la diferencia de fase por un Factor de Calibración de Flujo (FCF, por sus siglas en inglés) . Antes de la instalación del montaje de sensor del medidor de flujo en un oleoducto, el FCF es determinado mediante un proceso de calibración. En el proceso de calibración, un fluido es pasado a través del tubo de flujo a una velocidad conocida de flujo y la relación entre la diferencia de fase y es., calculada la velocidad de flujo (es decir, el FCF) . De manera subsiguiente, el medidor de flujo determina la velocidad de flujo multiplicando el FCF por la diferencia de fase de los sensores transductores. En adición, pueden ser tomados en cuenta otros factores de calibración para determinar la velocidad de flujo.

Debido en parte a la alta precisión de los medidores de vibración, y a los medidores de flujo de Coriolis en particular, los medidores ' de vibración han sido exitosos en una amplia variedad de industrias. Una industria que ha enfrentado el incremento en las demandas de precisión y grado de repetición en las mediciones es la industria del petróleo y del gas. Con el incremento en los costos asociados con el petróleo y el gas, las situaciones de transferencia de custodia han demandado mejoras en la medición de la cantidad del petróleo que actualmente es transferido. Un ejemplo de una situación de transferencia de custodia es la transferencia de oleoducto del petróleo crudo, o incluso de fluidos de hidrocarburo más ligero tal como el propano.

Un problema enfrentado durante la medición en las situaciones de transferencia de custodia, y en particular, en la medición de hidrocarburos ligeros, es la desgasificación o descomposición del líquido. En la desgasificación, el gas es liberado del líquido cuando la presión de fluido dentro del oleoducto, o el medidor de vibración, es menor que la presión de saturación del fluido. En forma .. típica, la presión de saturación es definida como la presión en la cual una sustancia cambia de fases de líquido o sólido a un gas en una temperatura dada, es decir, el vapor se encuentra en un equilibrio termodinámico con su fase condensada. Por lo tanto, la presión de saturación podría cambiar dependiendo si el fluido es una sustancia pura o una mezcla de dos o más sustancias en función de la suma ponderada de fracción de mol de las presiones de saturación de los componentes de acuerdo con la Ley de Raoult. La presión de saturación es referida en algunas ocasiones como la presión de vapor o el punto de burbuja. En la presente descripción, la presión en la cual la sustancia cambia de fases de una forma condensada (líquido o sólido) a un gas para una sustancia pura o una mezcla a una temperatura dada es referida como la presión de saturación. Mientras, el mantenimiento del fluido por encima de la presión de saturación no podría ser problemático en algunos sistemas de oleoducto, este es particularmente problemático a medida que el fluido fluye a través de cualquier tipo de sensor o medidor que tiene un área reducida en corte transversal. Las mediciones de varias características de flujo se vuelven cada vez más difíciles con fluidos a presiones por debajo de su presión de saturación. Además, en algunas circunstancias, el fluido podría oscilar alrededor de la presión de saturación. Por ejemplo, el fluido podría estar por encima de la presión de saturación durante un punto del día, es decir, cuando se encuentra frío en la mañana; sin embargo, durante la tarde a medida que se incrementa la temperatura, la presión de saturación podría ser más baja y en consecuencia, el fluido podría estar fluyendo a través del sistema a una presión por debajo de la presión de saturación.

En consecuencia, existe la necesidad en la técnica de un sistema que pueda mantener adecuadamente un fluido que fluye a través de un sistema de flujo de fluido por encima de la presión de saturación del fluido. Las modalidades descritas más adelante superan éste y otros problemas y es conseguido un avancé en la técnica. Las modalidades descritas en la descripción que sigue utilizan las características de flujo obtenidas a partir del medidor de vibración con el propósito de ajustar adecuadamente el flujo, de modo que el fluido sea mantenido por encima de la presión de saturación del fluido mientras fluye a través del medidor de vibración.

Sumario de la Invención Un sistema de flujo de fluido es proporcionado de acuerdo con una modalidad. El sistema de flujo de fluido comprende un oleoducto con un fluido fluyente y un primer sensor de presión localizado dentro del oleoducto y que determina una primera presión dentro del oleoducto. De acuerdo con una modalidad, el sistema de flujo de fluido además comprende un medidor de vibración que incluye un montaje de sensor localizado dentro del oleoducto próximo, y, en comunicación fluida con el primer sensor de presión; y un dispositivo electrónico de medición en comunicación eléctrica con el montaje de sensor que recibe una o más señales de sensor y para medir una o más características de flujo. El sistema de flujo de fluido además incluye un controlador de sistema en comunicación eléctrica con el primer sensor de presión y en comunicación eléctrica con el dispositivo electrónico de medición. De acuerdo con una modalidad, el controlador de sistema es configurado para recibir una primera medición de presión a partir del primer sensor de presión y recibir una o más de las características de flujo del dispositivo electrónico de medición. El controlador de sistema además es configurado para determinar la presión estática del fluido en función de la presión del fluido dentro del oleoducto y una o más de las características de flujo. De acuerdo con una modalidad, el controlador de sistema además es configurado para determinar si el fluido contiene al menos algún gas en función de la presión estática del fluido.

Un dispositivo electrónico de medición para un sensor de vibración localizado dentro de un oleoducto con un fluido fluyente y en comunicación fluida con uno o más sensores de presión es proporcionado de acuerdo con una modalidad. El dispositivo electrónico de medición es configurado para medir una o más características de flujo del fluido que fluye a través del montaje de sensor y recibir una primera señal de presión que indica la presión estática del fluido en el oleoducto. De acuerdo con una modalidad, el dispositivo electrónico de medición además es configurado para determinar la presión estática del fluido en función de la primera señal de presión y una o más de las características medidas de flujo y determinar si el fluido contiene al menos algún gas en función de la presión estática del fluido.

Un método de operación de un sistema de flujo de fluido que incluye un fluido que fluye a través de un oleoducto, un primer sensor de presión localizado dentro del oleoducto, y un medidor de vibración que incluye un montaje de sensor en comunicación fluida con el primer sensor de presión es proporcionado de acuerdo con una modalidad. El método comprende las etapas de medir una presión del fluido dentro del oleoducto utilizando el primer sensor de presión y medir una o más características de flujo del fluido utilizando el medidor de vibración. De acuerdo con una modalidad, el método además comprende una etapa de determinar la presión estática del fluido en función de la presión del fluido dentro del oleoducto y una o más de las características de flujo. De acuerdo con una modalidad, el método además comprende una etapa de determinar si el fluido contiene al menos en algún gas en función de la presión estática del fluido.

.. , ASPECTOS De acuerdo con un aspecto, un sistema de flujo de fluido comprende : un oleoducto con un fluido fluyente; un primer sensor de presión localizado dentro del oleoducto y que determina una primera presión dentro " del oleoducto; un medidor de vibración que incluye: un montaje de sensor localizado dentro del oleoducto próximo y en comunicación fluida con el primer sensor de presión; y un dispositivo electrónico de medición en comunicación eléctrica con el montaje de sensor y configurado para recibir una o más señales de sensor y para medir una o más características de flujo; un controlador de sistema en comunicación eléctrica con el primer sensor de presión y en comunicación eléctrica con el dispositivo electrónico de medición y es configurado para: recibir la primera medición de presión del primer sensor de presión; recibir una o más de las características de flujo del dispositivo electrónico de medición; determinar la presión estática del fluido en función de la presión del fluido dentro del oleoducto y una o más de las características de flujo; y determinar si el fluido contiene al menos algún gas en función de la presión estática del fluido.

De preferencia, el controlador de sistema además es configurado para determinar el fluido contiene al menos en algún gas si la presión estática del fluido se encuentra fuera de un valor o banda de umbral.

De preferencia, el controlador de sistema además es configurado para ajustar el flujo de fluido si la presión estática del fluido se encuentra fuera del valor o banda de umbral .

De preferencia, el ajuste puede comprender el incremento de la presión de línea del oleoducto.

De preferencia, el ajuste puede comprender la disminución de la velocidad de flujo de fluido.

De preferencia, el valor o banda de umbral está basado en la presión de saturación del fluido.

De preferencia, el controlador de sistema además es configurado para determinar la presión de saturación en función de una temperatura medida y la densidad del fluido.

De preferencia, el controlador de sistema además es configurado para determinar una ganancia de excitación, para comparar la ganancia de excitación con un valor del umbral, y para determinar si la presión estática se encuentra fuera de un valor o banda de umbral si la ganancia de excitación excede el valor del umbral .

.....De preferencia, la presión estática determinada comprende la presión estática del fluido dentro del montaje de sensor.

De acuerdo con otro aspecto, un dispositivo electrónico de medición para un sensor de vibración localizado dentro de un oleoducto con un fluido fluyente y en comunicación fluida con uno o más sensores de presión es configurado para: medir una o más características de flujo del fluido que fluye a través del montaje de sensor; recibir una primera señal de presión que indica la presión estática del fluido en el oleoducto; determinar la presión estática del fluido en función de la primera señal de presión y una o más de las características medidas de flujo; y determinar si el fluido contiene al menos algún gas en función de la presión estática del fluido.

De preferencia, el dispositivo electrónico de medición además es configurado para determinar el fluido contiene al menos en algún gas si la presión estática del fluido se encuentra fuera de un valor o rango de umbral .

De preferencia, el dispositivo electrónico de medición además es configurado para ajustar el flujo de fluido si la presión estática del fluido se encuentra fuera del valor o banda de umbral .

De preferencia, el ajuste comprende el incremento de la presión de línea del oleoducto. .. .

De preferencia, el ajuste comprende la disminución de la velocidad de flujo de fluido.

De preferencia, el valor o banda de umbral está basado en la presión de saturación del fluido.

De preferencia, el dispositivo electrónico de medición además es configurado para determinar la presión de saturación en función de una temperatura medida y la densidad del fluido.

De preferencia, el dispositivo electrónico de medición además es configurado para determinar una ganancia de excitación, para comparar la ganancia de excitación con un valor del umbral, y para determinar si la presión estática se encuentra fuera de un valor o banda de umbral si la ganancia de excitación excede un valor del umbral.

De preferencia, la presión estática determinada comprende la presión estática del fluido dentro del montaje de sensor.

De acuerdo con otro aspecto, un método de operación de un sistema de flujo de fluido que incluye un fluido que fluye a través de un oleoducto, un primer sensor de presión localizado dentro del oleoducto, y un medidor de vibración que incluye un montaje de sensor en comunicación fluida con el primer sensor de presión comprende las etapas de: medir una presión del fluido dentro del oleoducto utilizando el primer sensor de. presión; medir una o más características de flujo del fluido utilizando el medidor de vibración; determinar la presión estática del fluido en función de la presión del fluido dentro del oleoducto y una o más de las características de flujo; y determinar si el fluido contiene al menos en algún gas en función de la presión estática del fluido.

De preferencia, el método además comprende una etapa de determinación si el fluido contiene al menos en algún gas si la presión estática del fluido se encuentra fuera de un valor o banda de umbral.

De preferencia, el método además comprende una etapa de ajuste del flujo de fluido si la presión estática del fluido se encuentra fuera del valor o banda de umbral .

De preferencia, el ajuste comprende el incremento de la presión de línea del oleoducto.

De preferencia, el ajuste comprende la disminución de la velocidad de flujo de fluido.

De preferencia, el valor o banda de umbral está basado en la presión de saturación del fluido.

De preferencia, el método además comprende una etapa de determinación de la presión de saturación en función de una temperatura medida y la densidad del fluido.

De preferencia, el método además comprende las etapas de : determinar una ganancia de excitación; comparar la ganancia de excitación con un valor del umbral; y determinar si la presión estática se encuentra fuera de un valor o banda de umbral si la ganancia de excitación excede el valor del umbral.

De preferencia, la etapa de determinación de la presión estática comprende determinar la presión estática del fluido dentro del montaje de sensor.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 muestra un medidor de vibración de acuerdo con una modalidad.

La Figura 2 muestra un dispositivo electrónico de medición para un medidor de vibración de acuerdo con una modalidad.

La Figura 3 muestra un sistema de flujo de fluido de acuerdo con una modalidad.

La Figura 4 muestra una gráfica de la presión estática contra la ubicación del sistema de flujo de fluido de acuerdo con una modalidad.

La Figura 5 muestra una gráfica de la presión de saturación contra la densidad a una temperatura constante para una familia típica de hidrocarburos de acuerdo con una modalidad .

La Figura 6 muestra una rutina de procesamiento de acuerdo con una modalidad.

La Figura 7 muestra una gráfica de ganancia de excitación contra la fracción promedio de vacío de gas de acuerdo con una modalidad.

Descripción Detallada de la Invención Las Figuras 1-7 y la siguiente descripción representan los ejemplos específicos para enseñar a aquellas personas expertas en la técnica la manera como realizar y utilizar el mejor modo de las modalidades de un sistema de control de flujo. Con el propósito de la enseñanza de los principios inventivos, algunos aspectos convencionales han sido simplificados u omitidos. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán las variaciones de estos ejemplos que caen dentro del alcance de la presente descripción. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán que las características descritas más adelante pueden ser combinadas en varios modos para formar múltiples variaciones del sistema de control de flujo. Como resultado, las modalidades descritas más adelante no son limitadas a los ejemplos específicos descritos más adelante, sino sólo por las reivindicaciones y sus equivalentes.

La Figura 1 muestra un medidor de vibración 5 en la forma de un medidor de flujo de Coriolis que comprende un montaje de sensor 10 y un dispositivo electrónico de medición 20.de acuerdo, con una modalidad. El montaje de sensor 10 y el dispositivo electrónico de medición 20 pueden estar en comunicación eléctrica por medio de los conductores 100. El montaje de sensor 10 recibe un fluido fluyente en la modalidad mostrada.

En la modalidad mostrada, el dispositivo electrónico de medición 20 es conectado con el montaje de sensor 10 para medir una o más características de un material fluyente, tal como por ejemplo, la densidad, la velocidad de flujo de masa, la velocidad de flujo de volumen, el flujo totalizado de masa, la temperatura y otra información. Mientras el dispositivo electrónico de medición 20 es mostrado en comunicación con un montaje único de sensor 10, debe apreciarse que el dispositivo electrónico de medición 20 podría comunicarse con múltiples montajes de sensor, así como también, con múltiples dispositivos adicionales electrónicos de medición 20. Además, debe apreciarse que mientras el medidor de vibración 5 es descrito que comprende un medidor de flujo de Coriolis, el medidor de vibración 5 sólo podría comprender otro tipo de medidor de vibración, tal como un densitometro de vibración, un medidor de flujo volumétrico de vibración, o algún otro medidor de vibración que carezca de todas las capacidades de medición de los medidores de flujo de Coriolis. Por lo tanto, la presente modalidad no debe ser limitada a medidores de flujo de Coriolis. Más bien, el dispositivo electrónico de medición 20 podría estar en comunicación con otros tipos de montajes de sensor, con un fluido fluyente o un fluido fijo.

El montaje de sensor 10 incluye un par de bridas 101 y 101', los distribuidores 102 y 102' y los conductos 103A y 103B. Los distribuidores 102, 102' son fijados en los extremos opuestos de los conductos 103A y 103B. Las bridas 101 y 101' del medidor de flujo de Coriolis son fijadas en los extremos opuestos del espaciador 106. El espaciador 106 mantiene la separación entre los distribuidores 102, 102' para evitar las vibraciones indeseadas en los conductos 103A y 103B. Los conductos 103A y 103B se extienden hacia, afuera a partir de los distribuidores en un modo esencialmente paralelo. Cuando el sensor 10 es insertado en un sistema de oleoducto (no se muestra) que lleva el material fluyente, el material entra en el montaje de sensor 10 a través de la brida 101, después pasa a través del distribuidor de entrada 102 en donde la cantidad total de materiales dirigida para entrar a los conductos 103A, 103B, a continuación, fluye a través de los conductos 103A, 103B, y regresa hacia el distribuidor de salida 102' en donde sale del montaje de sensor 10 a través de la brida 101' . Como se muestra, las bridas 101 y 101', y de esta manera, el oleoducto es acoplado con las bridas 101, 101' (Véase la Figura 3), comprende un diámetro de Di mientras cada uno de los conductos de flujo 103A y 103-B . comprende ..un diámetro reducido de D2. La reducción posible en el área de flujo en corte transversal es discutida en mayor detalle más adelante.

El montaje de sensor 10 puede incluir un órgano motor 104. El órgano motor 104 es mostrado fijado en los conductos 103A, 103B eri una posición en donde el órgano motor 104 puede vibrar los conductos 103A, 103B, por ejemplo, en el modo de impulsión. El órgano motor 104 podría comprender uno de muchos arreglos bien conocidos tales como una bobina montada en el conducto 103A y un imán opuesto montado en el conducto 103B. Una señal de excitación en la forma de una corriente alterna puede ser proporcionada por el dispositivo electrónico de medición 20, tal como por ejemplo, por medio de una vía de acceso 110, y es pasada a través de la bobina para provocar que ambos de los conductos 103A, 103B oscilen alrededor de sus ejes de deformación W-W y W'-W.

El montaje de sensor 10 también incluye un par de sensores transductores 105, 105' que son fijados en los conductos 103A, 103B. De acuerdo con una modalidad, los sensores transductores 105, 105' podrían ser detectores electromagnéticos, por ejemplo, imanes de transductor y bobinas de transductor que producen las señales de transductor que representan la velocidad y la posición de los conductos 103A, 103B. Por ejemplo, los transductores 105, 105' podrían suministrar las señales de transductor al dispositivo electrónico de medición 20 por medio de las vías, de acceso 111, 111'. Aquellas personas de experiencia ordinaria en la técnica apreciarán que el movimiento de los conductos 103A, 103B es proporcional a ciertas características del material fluyente, por ejemplo, la velocidad de flujo de masa y la densidad del material que fluye a través de los conductos 103A, 103B.

De manera adicional, el montaje de sensor 10 puede incluir el sensor de temperatura 107, tal como un dispositivo de temperatura de resistencia (RTD, por sus siglas en inglés) , con el propósito de medir la temperatura del fluido dentro de los conductos 103A, 103B. El RTD puede estar en comunicación eléctrica con el dispositivo electrónico de medición 20 por medio del conductor 112.

De acuerdo con una modalidad, el dispositivo electrónico de medición 20 recibe las señales de transductor de los transductores 105, 105'. Un circuito 26 puede proporcionar un medio de entrada y de salida que permita que uno o más del dispositivo electrónico de medición 20 se interconecta con un operador. El dispositivo electrónico de medición 20 puede medir una o más características del fluido de acuerdo con una prueba tal como por ejemplo, la diferencia de fase, la frecuencia, el retraso de tiempo (la diferencia de fase dividida entre la frecuencia) , la densidad, la velocidad de flujo de masa, la velocidad de flujo de volumen, el flujo totalizado de masa, la temperatura, y otra información.

La Figura 2 muestra el dispositivo electrónico de medición 20 delineado en la Figura 1 de acuerdo con una modalidad. El dispositivo electrónico de medición 20 puede incluir una interfaz 201 y un sistema de procesamiento 203. El sistema de procesamiento 203 podría incluir un sistema de almacenamiento 204. El sistema de almacenamiento 204 podría comprender una memoria interna como se muestra, o en forma alterna, podría comprender una memoria externa. El dispositivo electrónico de medición 20 puede generar una señal de excitación 211 y pueden suministrar la señal de excitación 211 al órgano motor 104 mostrado en la Figura 1. El dispositivo electrónico de medición 20 también puede recibir las señales de sensor 210 del montaje de sensor 10, tal como a partir de los sensores transductores 105, 105' por medio de los conductores 111 y 111' mostrados en la Figura 1. En algunas modalidades, las señales de sensor 210 podrían ser recibidas a partir del órgano motor 104. El dispositivo electrónico de medición 20 puede operar como un densitómetro o puede operar como un medidor de flujo, que incluye la operación como un me'didor de flujo de Coriolis. Debe apreciarse que el dispositivo electrónico de medición 20 también podría operar como algún otro tipo de montaje de medidor de vibración y los ejemplos particulares proporcionados no tienen que ser limitados al alcance de la presente .modalidad. El dispositivo electrónico de medición 20 puede procesar las señales de sensor 210 con el propósito de obtener una o más características de flujo del material que fluye a través de los conductos 103?, 103B.

La interfaz 201 puede recibir las señales de sensor 210 del órgano motor 104 o de los sensores transductores 105, 105', por medio de los conductores 110, 111, 111'. La interfaz 201 podría realizar cualquier acondicionamiento necesario o acondicionamiento deseado de señal, tal como cualquier modo de formateo, amplificación, almacenamiento intermedio, etc. En forma alterna, alguna parte o la totalidad del acondicionamiento de la señal puede realizarse en el sistema de procesamiento 203. En adición, la interfaz 201 puede permitir las comunicaciones entre el dispositivo electrónico de medición 20 y los dispositivos externos. La interfaz 201 puede ser capaz de cualquier modo de comunicación electrónica, óptica o inalámbrica.

La interfaz 201 en una modalidad, puede incluir un digitalizador (no se muestra) , en donde las señales de sensor 210 comprenden señales analógicas de sensor. El digitalizador puede muestrear y digitalizar las señales analógicas de sensor y puede producir señales digitales de sensor. El digitalizador también puede realizar cualquier decimación necesaria, en donde la señal digital de sensor es decimada con el propósito de reducir la cantidad del procesamiento de señal que se requiere y para reducir el tiempo de procesamiento .

El sistema de procesamiento 203 puede conducir las operaciones del dispositivo electrónico de medición 20 y puede procesar las mediciones de flujo del montaje de sensor 10. El sistema de procesamiento 203 puede ejecutar el procesamiento de datos requerido para implementar una o más rutinas de procesamiento, así como también, puede procesar las mediciones de flujo con el propósito de producir una o más características de flujo.

El sistema de procesamiento 203 puede comprender una computadora de uso general, un sistema de microprocesamiento , un circuito lógico, o algún otro dispositivo de uso general o dispositivo de procesamiento personalizado. El sistema de procesamiento 203 puede ser distribuido entre múltiples dispositivos de procesamiento. El sistema de procesamiento 203 puede incluir cualquier modo de medio de almacenamiento electrónico integral o independiente, tal como el sistema de almacenamiento 204.

Debe entenderse que el dispositivo electrónico de medición 20 podría incluir varios otros componentes y funciones que son generalmente conocidos en la técnica. Éstas características adicionales son omitidas de la descripción y las figuras con propósitos de brevedad. Por lo tanto, la presente modalidad no debe ser limitada a las modalidades específicas mostradas · y. discutidas .

La Figura 3 muestra un sistema de flujo de fluido 300 de acuerdo con una modalidad. El sistema de flujo de fluido 300 comprende un oleoducto 301 que incluye una entrada de fluido 301A y una salida de fluido 301B. El oleoducto incluye un empalme de brida 301' en donde la entrada de fluido 301A puede ser acoplada con el resto del oleoducto 301. Por ejemplo, en una aplicación de transferencia de custodia, la entrada de fluido 3 OIA podría ser parte del sistema del vendedor mientras los componentes restantes corriente abajo del empalme de brida 30 comprenden una porción del sistema del comprador.

Como se muestra, el medidor de vibración 5 puede ser localizado dentro del oleoducto 301 y puede comprender una porción del sistema de flujo de fluido 300. De acuerdo con una modalidad, el oleoducto 301 además incluye una primera válvula de control de fluido 302, un primer sensor de presión 303, un segundo sensor de presión 304, y una segunda válvula de control de fluido 305, todos los cuales se encuentran en comunicación eléctrica con el dispositivo electrónico de medición 20 por medio de los conductores 306, 307, 308, y 309.

De manera adicional, es mostrado en la Figura 3 un controlador de sistema 310, el cual se encuentra en comunicación eléctrica con el dispositivo electrónico de medición 20 por medio del conductor 311. Además, como, se. muestra, el oleoducto 301 pone los componentes mencionados con anterioridad en comunicación fluida entre sí.

Debe apreciarse que mientras la primera y segunda válvulas 302, 305 y el primer y segundo sensores de presión 303, 304 son mostrados en comunicación eléctrica directa con el dispositivo electrónico de medición 20, en otras modalidades, estos componentes podrían estar en comunicación eléctrica directa con el controlador de sistema 310. Por lo tanto, la presente modalidad no debe ser limitada a la configuración precisa mostrada en las figuras. El controlador de sistema 310 por lo tanto, podría comprender un sistema centralizado de procesamiento, una computadora de uso general, o algún otro tipo de dispositivo de procesamiento general o personalizado que pueda procesar señales recibidas de ambos de los sensores de presión 303, 304 así como también, señales de un dispositivo electrónico de medición 20 del medidor de vibración 5. Por lo tanto, el controlador de sistema 310 no podría comprender una porción del medidor de vibración 5, sino más bien podría ser configurado para procesar las señales del medidor de vibración 5. El controlador de sistema 310 también puede estar en comunicación eléctrica con una interfaz de usuario (no se muestra) . Esto podría permitir que el usuario configure el controlador de sistema 310 de acuerdo con la preferencia o requerimientos de usuario.

De acuerdo con una modalidad, el sistema de flujo de fluido 300 puede ser controlado, de manera que el fluido que fluye a través del sistema de flujo de fluido 300 permanezca en una presión por encima de la presión de saturación del fluido. Como puede ser apreciado, el fluido dentro del sistema de flujo de fluido 300 podría comprender una sustancia pura o una mezcla de dos o más sustancias. Por lo tanto, la presión de saturación del fluido podría variar en función de la sustancia (s) particular que fluye a través del sistema 300. Como puede ser apreciado, el gas que escapa del líquido no podría crear problemas dentro del oleoducto 301; sin embargo, el gas puede crear problemas de medición cuando se encuentre en el montaje de sensor 10 del medidor de vibración 5 así como también, otros componentes del sistema de flujo de fluido 300. Además, es más probable que el fluido caiga por debajo de la presión de saturación mientras se encuentra dentro del montaje de sensor 10 que en otras partes del oleoducto 301. Una razón para esto es debido a que el área total en corte transversal de los conductos de flujo 103A y 103B del montaje de sensor 10 es típicamente más pequeña que el área en sección transversal de oleoducto como se menciona con anterioridad con un diámetro de oleoducto de ?? y un diámetro de conducto de flujo de D2, que es menor que Di. La diferencia en el área en sección transversal incluso es -típicamente más grande en montajes de sensor de conducto de flujo único si se compara con los montajes de sensor de conducto de flujo doble como es mostrado en la Figura 1 en donde la velocidad de flujo es dividida entre dos conductos 103A, 103B. La razón para esto es que los sensores de conducto de flujo único requieren una fuerza más grande de Coriolis para generar un retraso de tiempo medible entre los transductores. La fuerza de Coriolis producida por la masa que se mueve a través de un cuadro de referencia rotacional es proporcional a su velocidad. Un método común para el incremento de la fuerza de Coriolis es el incremento de la velocidad de flujo del fluido reduciendo el área en corte transversal .

Con el propósito de entender la manera como se mantiene la presión del fluido por encima de la presión de saturación, es importante entender que factores pueden afectar la presión del fluido a medida que este fluye a través del sistema 300. Como es generalmente conocido, que entró de un volumen dado de control, la masa es conservada. Suponiendo un líquido incompresible, la velocidad en la cual la masa entra al volumen de control iguala la velocidad en la cual la abandona. Este principio puede ser ilustrado utilizando la ecuación (1) y la Figura 3. Durante el movimiento del punto 331 al punto 333 dentro del sistema de flujo de fluido 300, la masa es conservada en cada punto. Sin embargo, existe una reducción en. el área de flujo en corte transversal a medida que el fluido se mueve del punto 331 al punto 332 conforme el diámetro del área de flujo se reduce a partir del área total de flujo definida por el diámetro Di del oleoducto 301 hasta el área total de flujo definida por los conductos de flujo 103A y 103B del montaje de sensor 10 cada una tiene un diámetro D2 o un conducto de flujo de un montaje de sensor de conducto de flujo único que tiene un diámetro D2. La reducción en el área de flujo en corte transversal requiere que la velocidad del fluido se incremente con el propósito de mantener la misma velocidad de flujo de masa como es ilustrado por la .ecuación (1) . ^332 en donde : m es la velocidad de flujo de masa; p es la densidad de flujo; v es la velocidad promedio de fluido; y A es el área total en corte transversal .

Como puede observarse, suponiendo que la densidad de flujo permanece constante, la cual es una suposición válida para muchos fluidos, la velocidad de fluido se incrementa dentro del montaje de sensor 10 para mantener la misma velocidad de flujo de masa a medida que es reducida el área en corte transversal del punto 331 al punto 332.

De manera adicional, es conocido a partir de la ecuación de Bernoulli que la presión total dentro de un sistema es igual a la suma de la presión dinámica, la presión hidrostática y la presión estática. La presión estática es la presión termodinámica en un punto dentro de un fluido y la presión dinámica es la presión adicional debido a la velocidad de flujo. La presión hidrostática es la presión adicional debido al cambio en elevación por encima del plano de referencia. ) -i. ottal—— p L static T p .i.

A dynamic t p 1 hydrostatic en donde : ,2 (3) P A dynamic _— £H ^ Phydrostatic — PS^ ^ ^ ^ en donde : g es la aceleración debida a la gravedad; y z es la elevación de un punto por encima del plano de referencia .

Por lo tanto, si el fluido dentro del sistema es supuesto que comprende un flujo incompresible, sin frotamiento, no rotacional, la ecuación de Bernoulli proporciona la ecuación (5) . 2 ¦ ' Constant =— + pgz + Pstadc 2 (5) Si el cambio de presión provocado por la altura (presión hidrostática) es imperceptible para el sistema de flujo de fluido 300, lo cual es una suposición razonable para la mayoría de sistemas, entoncés, la ecuación (5) puede ser reescrita en términos de los puntos 331 y 332 como sigue: ( 6 ] Con referencia al sistema de flujo de fluido 300, a medida que el fluido se mueve del punto 331 fuera del montaje de sensor 10 al punto 332 dentro del montaje de sensor 10, existe un cambio de velocidad para conservar la velocidad de flujo de masa. Por lo tanto, manteniendo la relación mostrada en la ecuación (6) , la presión dinámica pv2/2 se incrementa en forma dramática a la velocidad de la velocidad al cuadrado, provocando que disminuya la presión estática. A medida que el flujo de fluidos sale del montaje de sensor 10 y regresa hacia el oleoducto 301 al punto 333 en donde se incrementa el área en corte transversal se incrementa debido al diámetro de D1( la presión estática es recuperada a medida que disminuye la velocidad de fluido para mantener la velocidad de flujo de masa.

Con la velocidad de flujo de masa y la densidad que son determinadas con facilidad por medio del medidor de vibración 5 y el sensor de presión 303 que determina la presión estática en el punto 331, la presión estática en el punto 332 dentro del montaje de sensor 10 puede ser calculada con facilidad debido a que las áreas en corte transversal del oleoducto 301 así como también los conductos de flujo 103A, 103B ya son conocidos o pueden ser medidos. Por lo tanto, utilizando la ecuación de Bernoulli, la presión estática dentro del montaje de sensor 10 puede ser determinada sin requerir un sensor de presión dentro de los conductos de flujo 103A, 103B mediante el nuevo arreglo de la ecuación (6) . En la modalidad actualmente descrita, el área de flujo en corte transversal es definida por ambos de los conductos de flujo 103A, 103B cada uno de los cuales tiene un diámetro D2 ; sin embargo, en un montaje de sensor de conducto de flujo único, el área de flujo en corte transversal sería definida por un conducto de flujo único que tiene un diámetro D2. Para un montaje de sensor de conducto de flujo doble, esta es el área combinada en corte transversal de ambos conductos de flujo que es de interés para determinar la velocidad, puesto que la velocidad a través de cada conducto de flujo tiene que ser aproximadamente igual. Por lo tanto, la presión dentro de cada conducto de flujo 103A, 103B tiene que ser aproximadamente igual. Sin embargo, cuando se determina la velocidad de flujo de masa a través del sistema, el dispositivo electrónico de medición 20 combinará el flujo de masa a través de ambos conductos de un montaje de sensor de conducto de flujo doble como es generalmente conocido en la técnica .

La discusión anterior se refiere a una situación ideal en donde no existe una pérdida irrecuperable de presión debido a la viscosidad de fluido, es decir, las pérdidas de fricción. Como es generalmente conocido, ésta es una caracterización no realista e inadecuada en algunas situaciones. Más bien, a medida que el fluido fluye a través del sistema de flujo de fluido 300, el fluido disipa la energía y las caídas de presión a través de una longitud dada de la tubería. Esta pérdida de presión es considerada irrecuperable debido a que es consumida a través de las pérdidas de fricción. La caída de presión debido a las pérdidas viscosas a través de una tubería puede ser caracterizada por la ecuación de Darcy-Weisbach como: Lrviscous en donde : ?????????3 es la pérdida de presión viscosa; / es el factor de fricción (algunas veces referido como el factor de fricción de Darcy) ; L es la longitud entre las mediciones; y D es el diámetro de la tubería.

El factor de fricción puede ser determinado, de manera experimental , o p_uede ser obtenido a partir de una tabla de búsqueda, una gráfica, etc. Por ejemplo, muchos montajes de sensor son proporcionados con un factor de fricción a partir del fabricante, de modo que los usuarios pueden determinar la pérdida de energía irrecuperable del fluido a través del montaje de sensor.

Agregando la ecuación (7) en la ecuación (6) para tomar en cuenta las pérdidas de presión viscosa se proporciona la ecuación (8) .

( -, ?~ Pstatic ) ~ ( ?~ Pstatic ^^viscous ) ^ 2 '331 2 332 Con las . pérdidas viscosas tomadas en cuenta para la caída de presión estática incluso más a medida que el área en corte transversal de la tubería disminuye con el propósito de conservar el flujo de masa. Si la pérdida de presión viscosa es tomada en cuenta y la presión es medida en los puntos 331 y 333, por ejemplo en donde las áreas en corte transversal son sustancialmente las mismas, la pérdida de presión medida debido a los efectos viscosos se supone que será lineal a través del montaje de sensor 10. Esto es ilustrado en la Figura 4 por medio de la línea 401.

La Figura 4 muestra una gráfica de la presión estática contra la ubicación del sistema de flujo de fluido. Como puede observarse, la presión en el punto 331 puede ser medida por el primer sensor de presión 303 y puede ser enviada al dispositivo electrónico de medición 20 como una primera señal de presión 213. En la modalidad mostrada, la primera presión es aproximadamente de 6.9 bares (100 psi) . La presión en el punto 333 puede ser medida por el segundo sensor de presión 304 y puede ser enviada al dispositivo electrónico de medición 20 como una segunda señal de presión 214. En la modalidad mostrada, la segunda presión es aproximadamente de 5.9 bares (85 psi) . Por lo tanto, de acuerdo con las dos mediciones de presión típicamente tomadas en los sistemas de la técnica anterior, el usuario u operador asumiría que la presión sólo ha caído aproximadamente 1 bar (15 psi) y de esta manera, permaneció por encima de la presión de saturación, que es alrededor de 4 bares (60 psi) en el presente ejemplo. Sin embargo, la medición de la presión antes y después del montaje de sensor 10 sin tomar en cuenta la caída de presión estática que ocurre dentro del montaje de sensor 10 proporciona una caracterización inadecuada del sistema 300 como un conjunto.

Como es explicado con anterioridad, en muchas situaciones, el área en corte transversal de los conductos de flujo 103A, 103B es más pequeña que el área en corte transversal del oleoducto 301. En consecuencia, la presión estática más baja dentro del sistema de flujo de fluido 300 es típicamente experimentada dentro del montaje de sensor 10. La línea 402 en la Figura 4 representa un perfil de presión de ejemplo de la presión estática . de fluido a medida que fluye entre los puntos 331 y 332, es decir, a medida que el flujo fluye a través del montaje de sensor 10. Como puede ser esperado, existe una tendencia descendente general en la presión estática debido a las pérdidas viscosas. Sin embargo, debido a que la velocidad se incrementa en forma dramática a medida que el flujo fluye a través del montaje de sensor 10, la presión estática cae con rapidez a medida que se incrementa la velocidad de fluido, y de esta manera, la presión estática, dentro de los conductos 103A, 103B. Como puede ser apreciado, la presión estática más baja es observada en el final del montaje de sensor 10 inmediatamente antes de la salida del montaje de sensor 10. Antes de la salida del montaje de sensor 10, la presión estática de fluido ha caído por debajo de la presión de saturación del fluido. En consecuencia, el fluido podría comenzar el cambio de fases a medida que el gas escapa del fluido.

De acuerdo con una modalidad, el flujo de fluido a través del sistema de flujo de fluido 300 puede ser ajustado con el propósito de garantizar que el fluido permanezca por encima de la presión de saturación del fluido. Este control puede ser conseguido al menos en dos modos. El primer modo es disminuir la velocidad de fluido con el propósito de disminuir la presión dinámica en la ubicación 332, lo cual en efecto incrementaría la presión estática en la ubicación 332. .Otro .modo es incrementar la presión del oleoducto. Esto eleva, de manera efectiva, ambas de la línea 401 y la línea 402 en la Figura 4 de modo que ninguna porción de la línea 402 cae por debajo de la presión de saturación indicada por la línea 403. La velocidad de fluido y la presión de fluido dentro del oleoducto pueden ser controladas aguzando una bomba (no se muestra) o ajustando la primera y segunda válvulas de control de fluido 302, 305 localizadas corriente arriba y corriente abajo, de manera respectiva, del montaje de sensor 10. Por ejemplo, si la primera válvula de control de fluido 302 localizada corriente arriba del montaje de sensor 10 es parcialmente cerrada (restringida de flujo) , la velocidad de flujo disminuirá. Si en su lugar, la primera válvula de control de fluido 302 es adicionalmente abierta y/o la segunda válvula de control de fluido 305 es parcialmente cerrada para restringir el flujo, se incrementa la presión de la línea. El sistema de flujo de fluido 300 puede ser controlado por medio del dispositivo electrónico de medición 20 o del controlador de sistema 310, por ejemplo. En forma alterna, la primera y segunda válvulas de control 302, 305 podrían ser controladas en forma manual por un usuario u operador .

Debido a que la mayoría de los medidores de vibración no incluyen sensores de presión dentro de los conductos del medidor, las modalidades actualmente descritas proporcionan un método alternativo para determinar la presión estática dentro de los conductos del medidor de vibración utilizando las características de flujo que pueden ser medidas por el medidor de vibración 5 junto con las mediciones de presión tomadas corriente arriba y/o corriente abajo del medidor de vibración 5. Como se discute con anterioridad, muchos de los medidores de vibración, y los medidores de flujo de Coriolis en particular, son capaces de medir una amplia variedad de las caracterís icas de flujo tales como por ejemplo, la velocidad de flujo de masa, la velocidad de flujo de volumen, la densidad de fluido, la velocidad de flujo totalizado de masa, y la temperatura. Una o más de estas características medidas de flujo pueden ser utilizadas para determinar la presión estática dentro del montaje de sensor 10.

De acuerdo con una modalidad, la presión de saturación del fluido dentro del montaje de sensor 10 también puede ser determinada en función de una relación conocida o previamente determinada entre la presión de saturación y una o más características de flujo. Por ejemplo, si el sistema de flujo de fluido 300 es utilizado en una aplicación de medición de hidrocarburos, se ha encontrado que existe una relación aproximada entre la densidad del fluido de hidrocarburo y su presión de saturación en una temperatura dada. Esto puede observarse, por ejemplo, en la Figura 5.

La Figura 5 muestra una gráfica de la presión de saturación contra la; densidad para una familia de ejemplo de hidrocarburos en dos temperaturas diferentes. Como puede observarse, para ambas temperaturas de 0°C y 50°C, existe una relación aproximadamente lineal entre la densidad y la presión de saturación. Por lo tanto, si el medidor de vibración 5 determina la densidad y temperatura del fluido que fluye a través del montaje de sensor 10, puede ser determinada la presión de saturación del fluido. El uso de una gráfica o tabla de búsqueda tal como es mostrado en la Figura 5 permite una determinación sustancialmente en tiempo real de la presión de saturación del fluido. Debe apreciarse que podrían ser utilizados otros métodos, tales como la obtención de las presiones de saturación a partir de valores almacenados. Sin embargo, en aplicaciones de transferencia de custodia la pureza precisa de la mezcla varía por la ubicación y de esta manera, no podría ser práctico o preciso utilizar una presión supuesta de saturación. En contraste, al medir la densidad y temperatura, la presión de saturación puede ser interpolada utilizando una gráfica similar a la gráfica mostrada en la Figura 5.

La Figura 6 muestra una rutina de procesamiento 600 que podría ser utilizada para determinar la presión estática del fluido dentro del montaje de sensor 10. La rutina de procesamiento 600 podría ser almacenada en el dispositivo electrónico de medición 20, por ejemplo. En forma alterna, la rutina de procesamiento 600 podría ser almacenada dentro y conducida por el controlador de sistema 310. De acuerdo con una modalidad, la rutina de procesamiento 600 inicia en la etapa 601 en donde es medida la presión estática del fluido en el oleoducto 301. La presión en el oleoducto 301 podría ser medido utilizando el primer sensor de presión 303 y/o el segundo sensor de presión 304. La presión medida puede ser proporcionada al dispositivo electrónico de medición 20 como la primero la segunda señal de presión 213, 214. En forma alterna, la presión medida podría ser directamente proporcional al controlador de sistema 310. Mientras la presión podría ser medida en cualquier punto en el oleoducto 301, en una modalidad preferida, el sensor de presión 303 y/o 304 son localizados próximos al montaje de sensor 10, de manera que una caída de presión entre los dos sensores de presión 303, 304 podría ser atribuida a montaje de sensor 10 y no a otro componente del sistema de flujo de fluido 300.

En la etapa 602, el medidor de vibración 5 puede medir una o más características de flujo en función de las señales de sensor 210 recibidas a partir del montaje de sensor 10. De acuerdo con una modalidad, las características medidas de flujo puede comprender la velocidad medida de flujo de masa. De acuerdo con otra modalidad, las características medidas de flujo podría comprender la velocidad medida de flujo volumétrico. Las características medidas de flujo además podrían comprender la. densidad, medida. Las características medidas de flujo además podrían comprender la temperatura medida .

En la etapa 603, el dispositivo electrónico de medición 20 o el controlador de sistema 310 pueden determinar la presión estática dentro del montaje de sensor 10. De acuerdo con una modalidad, la presión estática dentro del montaje de sensor 10 puede ser determinada en función de la presión medida de oleoducto junto con una o más de las características de flujo. Como es explicado con anterioridad, las dimensiones (el área en corte transversal y la longitud) del montaje de sensor 10 y el factor de fricción son conocidos o pueden ser medidos con facilidad. Por lo tanto, utilizando una o más de las características de flujo, puede ser determinada la pérdida de presión viscosa. Además, si la velocidad de fluido es determinada para ambos del punto 331 en donde es localizado el sensor de presión 303 así como también la velocidad de fluido en el punto 332 o cualquier otro punto dentro del montaje de sensor 10, entonces, la presión estática en el punto puede ser determinada arreglando nuevamente las ecuaciones (7) y (8) para la presión estática. De acuerdo con una modalidad, la presión estática determinada comprende la presión estática justo antes de la salida del montaje de sensor 10. La determinación de la presión estática en este punto será, de manera general, la presión estática más-baja debido a la pérdida de presión viscosa.. Sin embargo, la presión estática en otros puntos en el montaje de sensor puede ser simplemente determinada ajustando la longitud, L, de las ecuaciones (7) y (8) .

La rutina de procesamiento 600 puede determinar si el fluido contiene al menos algún gas en función de la presión estática dentro del montaje de sensor 10. Por ejemplo, en la etapa 604, la presión estática puede ser comparada con un valor o banda de umbral (rango de valores) . La válvula de umbral puede estar basada, por ejemplo, en la presión determinada de saturación del fluido. En forma alterna, el valor del umbral podría estar basado en un valor de entrada de usuario. El valor de entrada de usuario no podría comprender la presión de saturación del fluido, sino más bien, podría comprender un valor que se supone estará por encima de la presión de saturación, de manera que si la presión estática se encuentra por encima del valor del umbral, ésta también estará por encima de la presión de saturación. El valor o banda de umbral podría estar por encima de una presión determinada de saturación por una cantidad predeterminada. Esto podría permitir alguna variación en la presión estática sin caer temporalmente por debajo de la presión de saturación. De acuerdo con una modalidad, la presión de saturación puede ser determinada, por ejemplo, en función de la densidad y temperatura medidas. De acuerdo con otra modalidad, la presión.. de saturación puede ser determinada en función de un valor previamente almacenado .

De acuerdo con una modalidad, si la presión estática se encuentra dentro del valor o banda de umbral de valores, el proceso puede continuar hacia la etapa 605 en donde no podría ser requerida una acción adicional. Por ejemplo, si el valor del umbral está basado en la presión determinada de saturación y la presión estática se encuentra por encima de la presión de saturación, ninguna acción adicional podría ser requerida .

Sin embargo, de acuerdo con una modalidad, si la presión estática se encuentra fuera del valor o banda de umbral, el proceso puede continuar hacia la etapa 606 en donde el controlador de sistema 310 o el dispositivo electrónico de medición 20 podría realizar una o más acciones. Por ejemplo, si la presión estática se encuentra por debajo de la presión de saturación, el controlador de sistema 310 o el dispositivo electrónico de medición 20 podría realizar una o más acciones. De acuerdo con una modalidad, una acción tomada si la presión estática se encuentra fuera del valor o banda de umbral podría ser la determinación que el fluido contiene al menos algún gas. Como se discute con anterioridad, si la presión estática se encuentra por debajo de la presión de saturación, por ejemplo, el fluido comenzará a vaporizarse ocurrirá, la desgasificación, originando que al menos algún gas esté presente en el fluido.

De acuerdo con una modalidad, otra acción que puede ser tomada podría ser para qué el controlador de sistema 310 ajuste una o más de las primeras o segundas válvulas 302, 305 con el propósito de disminuir la velocidad de fluido o elevar la presión de la línea. En forma alterna, podría ser enviada una alerta alertando al usuario u operador que el fluido podría estar desgasificándose o vaporizándose. Aquellas personas expertas en la técnica reconocerán con facilidad los procedimientos alternativos que podrían ser seguidos si la rutina de procesamiento 600 determina que la presión estática medida dentro del montaje de sensor 10 ha caído por debajo de la presión de saturación del fluido.

De acuerdo con otra modalidad, el dispositivo electrónico de medición 20 o el controlador de sistema 310 podrían confirmar que el fluido se encuentra por debajo de la presión de saturación en función de la ganancia de excitación del medidor de vibración 5. La ganancia de excitación puede ser definida como la tensión de bobina de transductor dividida entre la tensión de bobina de excitación. Como es conocido en la técnica por ejemplo, a partir de la Patente de los Estados Unidos de América6, 564,619, la ganancia de excitación de un medidor de flujo de Coriolis puede ser utilizada para detectar la presencia de gas.

Aunque la discusión .anterior determina la presión, estática del fluido dentro del montaje de sensor 10', debe apreciarse que la presión estática del fluido podría ser determinada en otras ubicaciones dentro del sistema de flujo de fluido 300 utilizando el método anterior con la condición que sea conocida el área de flujo en corte transversal de la ubicación de interés. La determinación de la presión estática del fluido en otras ubicaciones del sistema de flujo de fluido 300 supone que las características de determinadas por el montaje de sensor 10 son las mismas en la ubicación de interés .

La Figura 7 muestra una gráfica de la ganancia de excitación contra la fracción de vacío para un medidor de vibración de ejemplo. Como se muestra, la ganancia de excitación se incrementa con rapidez alrededor del 100% antes de alcanzar una fracción de vacío del 1%. Por lo tanto, el dispositivo electrónico de medición 20, el controlador de sistema 310, o ambos pueden comparar la ganancia medida de excitación con un nivel de ganancia de excitación de umbral. Si por ejemplo, la ganancia medida de excitación excede el nivel de ganancia de excitación de umbral, el flujo de fluido podría estar por debajo de la presión de saturación o algún otro error ha ocurrido originando el gas arrastrado. Si es detectado el gas arrastrado, el flujo de fluido podría ser ajustado para disminuir la velocidad de flujo o incrementar la presión de la ,línea. con el propósito de incrementar la presión estática dentro del montaje de sensor 10 por encima de la presión de saturación. Por lo tanto, el monitoreo la ganancia de excitación para determinar el gas en el fluido puede ser utilizado como una confirmación que el fluido ha permanecido por debajo de la presión de saturación.

Las modalidades descritas con anterioridad proporcionan un sistema y método que determina la presencia de gas dentro de un medidor de vibración 5 en función de una presión estática determinada dentro de un montaje de sensor 10 del medidor de vibración 5. A diferencia de los sistemas de la técnica anterior que sólo miden la presión del fluido dentro del oleoducto, las modalidades descritas con anterioridad utilizan una o más características de flujo junto con una presión medida del fluido dentro del oleoducto 301 para determinar la presión estática del fluido dentro del montaje de sensor 10. Por lo tanto, puede ser obtenida una medición más precisa y mejorada. En función de la presión estática determinada dentro del montaje de sensor, puede tomarse una determinación en cuanto a si el fluido contiene al menos algún gas. Por ejemplo, la determinación puede ser tomada que el fluido contiene al menos en algún gas si la presión estática se encuentra fuera de un valor o banda de umbral. Si se determina que el fluido contiene al menos algún gas, puede ser tomada una acción adicional.

Las descripciones detalladas de las modalidades anteriores no son una descripción exhaustiva de todas las modalidades contempladas por los inventores para estar dentro del alcance de la presente descripción. En su lugar, las personas expertas en la técnica reconocerán que ciertos elementos de las modalidades descritas con anterioridad podrían ser combinados o eliminados, en forma variable, para crear modalidades adicionales, y estas modalidades adicionales caen dentro del alcance y las enseñanzas de la presente descripción. También será aparente para aquellas personas de experiencia ordinaria en la técnica que las modalidades descritas con anterioridad podrían ser combinadas en su totalidad o en parte para crear modalidades adicionales dentro del alcance y las enseñanzas de la presente descripción.

De esta manera, aunque las modalidades específicas, y los ejemplos para el sistema de control de flujo son descritos en la presente con propósitos ilustrativos, varias modificaciones equivalentes son posibles dentro del alcance de la presente descripción, como lo reconocerán aquellas personas expertas en la técnica relevante. Las enseñanzas proporcionadas en la presente pueden ser aplicadas a otros sistemas de flujo de fluido, y no sólo a las modalidades descritas anteriores y mostradas en las figuras que la acompañan. En consecuencia, el alcance de las modalidades tiene que ser determinado a partir, de las siguientes reivindicaciones .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (27)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un sistema de flujo de fluido, caracterizado porque comprende : un oleoducto con un fluido fluyente; un primer sensor de presión localizado dentro del oleoducto y que determina una primera presión dentro del oleoducto ; un medidor de vibración que incluye: un montaje de sensor localizado dentro del oleoducto próximo y en comunicación fluida con el primer sensor de presión; y un dispositivo electrónico de medición en comunicación eléctrica con el montaje de sensor y configurado para recibir, una o más señales de sensor y para medir una o más características de flujo; un controlador de sistema en comunicación eléctrica con el primer sensor de presión y en comunicación eléctrica con el dispositivo electrónico de medición y configurado para: recibir la primera medición de presión del primer sensor de presión; recibir una o más de las características de flujo del dispositivo electrónico de medición; determinar la presión estática del fluido en función de la presión del fluido dentro del oleoducto y una o más de las características de flujo; y determinar si el fluido contiene al menos algún gas en función de la presión estática del fluido.

2. El sistema de flujo de fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además el controlador de sistema es configurado para determinar si el fluido contiene al menos algún gas si la presión estática del fluido se encuentra fuera de un valor o banda de umbral .

3. El sistema de flujo de fluido de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además el controlador de sistema es configurado para ajustar el flujo de fluido si la presión estática del fluido se encuentra fuera del valor o banda de umbral .

4. El sistema de flujo de fluido de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el ajuste .puede comprender el incremento de la presión de línea del oleoducto .

5. El sistema de flujo de fluido de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el ajuste puede comprender la disminución de la velocidad de flujo de fluido.

6. El sistema de flujo de fluido de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el valor o banda de umbral está basado en la presión de saturación del fluido.

7. El sistema de flujo de fluido de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el controlador de sistema además es configurado para determinar la presión de saturación en función de una temperatura medida y la densidad del fluido.

8. El sistema de flujo de fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además el controlador de sistema es configurado para determinar una ganancia de excitación, para comparar la ganancia de excitación con un valor del umbral, y para determinar si la presión estática se encuentra fuera de un valor o banda de umbral si la ganancia de excitación excede el valor del umbral.

9. El sistema de flujo de fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la presión estática determinada comprende la presión estática del fluido dentro del montaje de. sensor.

10. Un dispositivo electrónico de medición para un sensor de vibración localizado dentro de un oleoducto con un fluido fluyente y en comunicación fluida con uno o más sensores de presión, caracterizado porque está configurado para : medir una o más características de flujo del fluido que fluye a través del montaje de sensor; recibir una primera señal de presión que indica la presión estática del fluido en el oleoducto; determinar la presión estática del fluido en función de la primera señal de presión y una o más de las características medidas de flujo; y determinar si el fluido contiene al menos algún gas en función de la presión estática del fluido.

11. El dispositivo electrónico de medición de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque es configurado para determinar si el fluido contiene al menos algún gas si la presión estática del fluido se encuentra fuera de un valor o rango de umbral .

12. El dispositivo electrónico de medición de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque es configurado para ajustar el flujo de fluido si la presión estática del fluido se encuentra fuera del valor o banda de umbral .

13. El dispositivo electrónico de medición. de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el ajuste comprende el incremento de la presión de línea del oleoducto .

14. El dispositivo electrónico de medición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el ajuste comprende la disminución de la velocidad de flujo de fluido .

15. El dispositivo electrónico de medición de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el valor o banda de umbral está basado en la presión de saturación del fluido.

16. El dispositivo electrónico de medición de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque es configurado para determinar la presión de saturación en función de una temperatura medida y la densidad del fluido.

17. El dispositivo electrónico de medición de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque es configurado para determinar una ganancia de excitación, para comparar la ganancia de excitación con un valor del umbral, y para determinar si la presión estática se encuentra fuera de un valor o banda de umbral si la ganancia de excitación excede un valor del umbral.

18. El dispositivo electrónico de medición de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la presión estática determinada comprende la presión estática del fluido dentro del montaje de sensor.

19. Un método de operación de un sistema de flujo de fluido que incluye un fluido que fluye a través de un oleoducto, un primer sensor de presión localizado dentro del oleoducto, y un medidor de vibración que incluye un montaje de sensor en comunicación fluida con el primer sensor de presión, caracterizado porque comprende las etapas de: medir una presión del fluido dentro del oleoducto utilizando el primer sensor de presión; medir una o más características de flujo del fluido utilizando el medidor de vibración; determinar la presión estática del fluido en función de la presión del fluido dentro del oleoducto y una o más de las características de flujo; y determinar si el fluido contiene al menos algún gas en función de la presión estática del fluido.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende una etapa de determinación si el fluido contiene al menos algún gas si la presión estática del fluido se encuentra fuera de un valor o banda de umbral .

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende una etapa de ajuste del flujo de fluido si la presión estática del fluido se encuentra fuera del valor o banda de umbral .

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el ajuste comprende el incremento de la presión de línea del oleoducto.

23. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el ajuste comprende la disminución de la velocidad de flujo de fluido.

24. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el valor o banda de umbral está basado en la presión de saturación del fluido.

25. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque comprende una etapa de determinación de la presión de saturación en función de una temperatura medida y la densidad del fluido.

26. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende las etapas de: determinar una ganancia de excitación; comparar la ganancia de excitación con un valor del umbral ; y determinar si la presión estática se encuentra fuera de un valor o banda de umbral si la ganancia de excitación excede el valor del umbral.

27. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la etapa de determinación de la presión estática comprende determinar la presión estática del fluido dentro del montaje de sensor.