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.