Summary of Case 1

Es el dispositivo empleado para medir la presión diferencial provocada por una placa de orificio, con la finalidad de calcular el caudal de flujo o tasa volumétrica del gas que pasa por una tubería. En la figura II.6 se ilustra la salida de información en este tipo de registradores por medio de una gráfica dibujada en una carta circular.

Figura II.6 Registrador Mecánico Barton.

El registrador marca Barton es el más utilizado en las instalaciones de la industria petrolera.

EL funcionamiento interno del registrador mecánico puede ser descrito de la siguiente manera:

Se basa en una unidad de presión diferencial que a su vez posee dos fuelles opuestos, instalados a cada lado de una placa central. Estos fuelles se encuentran encerrados en cámaras herméticamente aisladas, conectadas entre sí por un eje central.

Un fuelle es un recipiente cerrado con lados que pueden expandirse o contraerse como un acordeón. La posición del fuelle sin presión puede ser determinada por el mismo fuelle o por un resorte. La presión es aplicada sobre la cara del fuelle y su deformación y su posición dependen de la presión.

Cuando se aplican diferentes presiones a las dos cámaras, el fuelle de la cámara de alta presión se contrae, moviendo el eje central en dirección de la cámara de baja presión, provocando una expansión del fuelle de baja presión.

Luego, el movimiento del eje se transmite a través de un tubo torque al brazo de la plumilla registradora.

Al aumentar la presión diferencial, el líquido que llena los fuelles, denominado etileno- glicol, es forzado a pasar del fuelle de alta presión al de baja presión a través de un pasaje anular. Este mecanismo que restringe el desplazamiento del líquido tiene por finalidad, atenuar las pulsaciones provenientes de las variaciones de presión.

El caudal y flujo del líquido de llenado puede regularse por medio de un tornillo operable desde afuera.

El grado de movimiento de ambos fuelles es controlado por la diferencia entre el lado aguas arriba y un resorte de rango instalado en el lado de baja presión de los fuelles agregando más resistencia al movimiento. La cantidad de presión diferencial requerida para que la pluma se mueva a lo largo del rango completo está determinada por la fuerza de los resortes de rango utilizados en el medidor.

La figura II.7 muestra con detalle las partes del registrador mecánico utilizado en los medidores Barton, con el fin de ilustrar de mejor manera su funcionamiento.

Figura II.7 Partes internas del registrador mecánico Barton.

Los elementos más representativos de todo el registrador son:

Elemento diferencial: constituye el elemento principal del registrador y está conformado por dos fuelles, donde es recibida la señal de presión aguas arriba y abajo del orificio, este la transforma por medio de un mecanismo de tipo mecánico en un registro.

Elemento estático: representado por un resorte o bourdón, se emplea para medir la presión estática aguas arriba del medidor del orificio; éstos pueden ser de tipo helicoidal o espiral de acuerdo a su forma y vienen calibrados en lb/pulg2

para valores de 100, 250, 500, 1000, 1500, 2500,3000, 4500, 5000 y 6000 lb/pulg2

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Discos o Cartas de medición: Son por lo general cartas circulares de 30.48 cm de diámetro y es donde se lleva el registro de la presión estática y la diferencial. Existen cartas diarias, semanales y mensuales. Las cartas semanales con escala de raíz cuadrada son las más empleadas, ya que el gasto de flujo es proporcional a la raíz cuadrada de la presión diferencial.

Plumilla: Es la encargada de marcar el registro y opera muy similar a un bolígrafo. El color usado para marcar el registro de la presión diferencial, es el color rojo.

Reloj: es un mecanismo encargado de rotar el disco a medida que las plumillas marcan el registro, utilizan una pila de bajo voltaje para su funcionamiento.

En la figura II.8 se muestran algunas de las partes externas del registrador Barton.

Figura II.8 Partes externas del registrador mecánico Barton.

Para determinar el gasto de flujo sobre una carta de raíz cuadrada es necesario solamente multiplicar el valor de la presión estática por la lectura de la presión diferencial y el resultado multiplicarlo por la constante de flujo del medidor de orificio.

Cuando se usan cartas de raíz cuadrada, la constante de flujo de orificio “C” debe ser multiplicado por un factor de medidor “M”.

El factor M es igual a 1.00 cuando el rango de presión estática es 100 psi y el rango de presión diferencial de 100 pulgadas de agua.

La ecuación para determinar M es:

Dónde:

Rango máximo de presión diferencial Rango máximo de presión estática .

Problemas de los medidores tipo fuelle

Uno de los mayores problemas que se presentan con el medidor tipo fuelle es la formación de hidratos en la carcasa de presión de la unidad. En este caso la formación de hidratos ocurre fundamentalmente porque el hidrocarburo líquido queda atrapado en la carcasa de presión y comienza a congelarse, se expandirá comprimiendo los fuelles hasta llegar a romperlos. La mejor solución para evitar la formación de hidratos, es evitar la acumulación de líquidos en la unidad.