En 1998 concluyeron las obras de construcción del circuito de investigación
de gas húmedo en los laboratorios de CEESI. El circuito de investigación
se diseñó para estudios de flujo de dos fases de gas natural e hidrocarburos
líquidos. Se creó un Proyecto Industrial Conjunto (JIP, por sus siglas
en inglés), con el fin de estudiar los efectos del gas húmedo en los
medidores de flujo de trayectoria única y se ha recopilado una gran cantidad
de datos experimentales. Los datos que se recolectaron para el JIP es propiedad
de los miembros que lo integran. Sin embargo, los tipos de medidores de flujo que
se probaron incluyen medidores de fase única, tales como los de placa de
orificio y venturis, así como medidores de marca como los ultrasónicos,
vortex y medidores de presión diferencial especialmente diseñados.
Los datos recopilados para el programa JIP están revisándose en las
empresas afiliadas y se pondrá a disposición del público en
breve.
La imagen de la izquierda es un diagrama simplificado de bloque que muestra los
principales componentes del circuito de investigación de gas húmedo.
Se ingresa gas liviano al complejo de CEESI a una presión baja, cerca de
0.3 Mpa (50 psi). Se utiliza un compresor de carga para presurizar el circuito de
investigación a la presión de operación deseada para la realización
de la prueba. El rango normal de presión de operación va de 0.7 a
9.9 Mpa (100 a 1440 psi). Una vez presurizado el circuito, puede utilizarse cualquier
combinación de los cuatro compresores de desplazamiento positivo para circular
el gas natural en torno al circuito, a la velocidad deseada. Las velocidades de
7 a 90 pies/seg (2 a 27 m/s) pueden lograrse en un tubo de 4” (100 mm). Las
velocidades que pueden obtenerse en otros tamaños de tubería varía
inversamente con el área del tubo.
Tanto un medidor de turbina y un venturi subsónico medien el flujo másico
del gas natural. Se monitorea la diferencia de flujo másico entre estos dos
medidores; si la diferencia rebasa un determinado monto, los datos se someten a
escrutinio para descartar efectos dañinos, tales como las pulsaciones. Si
la diferencia está dentro de tolerancia, entonces el resto de los medidores
instalados en el circuito de investigación puede compararse con el caudal
de gas natural medido por el medidor de turbina.
El líquido de hidrocarburo, mismo que reside en el receptáculo de
almacenamiento líquido puede inyectarse en la corriente del gas mediante
bombas de desplazamiento positivo (bombas triplex). Los medidores Coriolis miden
el caudal de la masa líquida y la densidad del líquido inyectado.
La corriente de gas acarrea el líquido a través de los puntos de mediciones
de prueba al separador horizontal desde donde se devuelve al receptáculo
de almacenamiento líquido. Los medidores Coriolis miden nuevamente el caudal
másico y la densidad del líquido devuelto. Cuando el caudal másico
del líquido inyectado es igual al caudal másico del líquido
devuelto y se mantienen todas las presiones y temperaturas dentro del circuito,
se dice que el sistema está en condición estable y se pueden obtener
datos. En esta condición ha ocurrido un “hold-up” del líquido
dentro de los tramos de tubería. Una vez que se logran condiciones estables
dentro del circuito, puede determinarse el efecto del líquido arrastrado
por la corriente de gas.
La fotografía de la derecha muestra una vista parcial del circuito de investigación
de gas húmedo. Esta fotografía se tomó cuando estaba instalándose
un separador de líquido horizontal grande para aumentar la eficiencia de
la separación del líquido. En la parte izquierda de la foto puede
verse una torre de ventilación, junto a un edificio pequeño que tiene
un cromatógrafo de gas capaz de hacer análisis C9+. La densidad del
gas natural que fluye en cualquier locación de prueba se calcula por la presión
y la temperatura medidas en esa locación y la composición de la corriente
de gas natural, según los procedimientos descritos en AGA8.
Puede verse también a la izquierda y el centro de la foto una parte de las
locaciones de pruebas de medidores. Los dos largos tramos de tubería horizontal
que se muestran cerca del lado derecho de la foto son los contenedores de almacenamiento
de hidrocarburos líquidos que se inyectan a la corriente de gas natural.
Los compresores de desplazamiento positivo que circulan el gas natural quedan apenas
invisibles en la posición de las 3 de las manecillas del reloj. Los datos
de todos los instrumentos se transmiten al cuarto de control desde donde se tomó
esta fotografía. Como puede observarse, el operador tiene una buena vista
del circuito de investigación y se sigue siempre un programa detallado para
mantener la seguridad tanto del personal como del equipo.