Placas de Orificio (Alberto Santiago)

8/22/2019 Placas de Orificio (Alberto Santiago)

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Realizado Por:Alberto Santiago

Universidad del ZuliaDivisin de Postgrado de Ingeniera

Transporte de Fluidos


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Esquema

1. Proceso de Medicin de Gas

2. Dispositivos de Medicin de Gas3. Medidor de Gas tipo Placa Orificio4. Errores en la Medicin de Gas

5. Ventajas y desventajas de la PlacaOrificio

Placa de Orificio


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1.Proceso deMedicin de Gas

Pozo

Mltiple de

Produccin

Separador

Gas

Lquido

Medidor

de Gas

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2. Dispositivos de Medicin de GasLa medicin de gas puede ser evaluada mediante los siguientes y conocidos dispositivos de medicin:

Placas Orificio

Medidor tipo Turbina

Medidores tipo Vrtex

Tubo Venturi

Boquillas de Flujo

Medidores de Flujo Msicos

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3. Placas OrificioSon las unidades o dispositivos de medicin de gas

y vapor, ms usados en el mercado mundial. Su

principio de operacin se rige bajo el concepto de

la medicin de la presin diferencial a travs de unconducto. Dicho conducto es la placa orificio.

La magnitud medida de la cada de presin a travs

de la placa, es evaluada para el clculo del volumen

de gas.

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Medidor de Gas tipo Placa OrificioGeneralidades y FuncionamientoConsiste en el registro de una presin esttica o aguas arriba, y una presin diferencial o aguas

abajo, conectados a una brida o caja orificio. El perfil de flujo de la presin esttica, se contrae frente

al cuerpo de la placa en el punto P1, haciendo que el flujo se comporte en forma lineal a travs delpunto P2, hasta llegar a P3.

P1 P2

Placa Orificio Efecto de la Vena Contracta

P3

P1: Presin Esttica o Presin Aguas Arriba P3: Presin de Descarga o Aguas AbajoP2: Presin Diferencial

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Generalidades y Funcionamiento (cont.)Bsicamente el dispositivo lo que mide es la cada de presin a travs de la placa orificio o Presin

Diferencial, que est influenciada en gran proporcin, por el tamao del orificio mismo y las

propiedades del fluido y mecnicas del conducto. Un perfil de presin a travs de la placa orificio, es

mostrado en la siguiente grfica:

Longitud

DP

P1

P2

P3

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AplicacionesEl mercado para la aplicacin o instalacin de este tipo de dispositivo en servicio para la medicin de gas, es

bastante amplia y con un alto grado de confiabilidad, cuando las condiciones de operacin del mismo, estn

totalmente garantizadas para trabajar en ptimas condiciones, es decir; que el diseo tanto del dispositivo como

el de la placa orificio, sean los correctos y el registrador de presiones est lo ms calibrado posible. Su

mantenimiento, es el de ms bajo costo.

Las ms grandes aplicaciones, se pueden resumen como sigue: Medicin de trenes generales de succin o descarga a plantas de gas y/o estaciones de flujo.

Pruebas de pozos.

Medicin de gas combustible.

Pozos con Levantamiento Artificial por Gas (Gas Lift)

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Modelos de los Medidores tipo Placa OrificioEn el mercado, se pueden conseguir los siguientes tipos de medidores tipo placa orificio:

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Modelos de los Medidores tipo Placa Orificio (cont.)Placa de Orificio


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Modelos de los Medidores tipo Placa Orificio (cont.)Las marcas ms conocidas de fabricantes de las cajas orificio, son las siguientes:

1. Daniels

2. Robinson

Las bridas orificio, pueden ser fabricadas por cualquier empresa manufacturera de bridas para el mercado

petrolero, basndose en las especificaciones ANSI/API 2530 (GPA 8185).

ANSI: American National Standards Institute

API: American Petroleum Institute

GPA: Gas Processing Association

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Tren de MedicinEl trmino Tren de Medicin, se refiere a la relacin de longitudes que existe entre las tuberas

ubicadas aguas arriba y aguas abajo de la placa orificio. Dicha relacin debe respetarse en toda su

expresin, para que puedan ocurrir los efectos netos sobre la presin diferencial, en base el concepto

de la Vena Contracta.

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Tren de Medicin (cont.)La siguiente tabla, muestra las dimensiones estndar de la relacin de longitudes del tren de

medicin, para diferentes dimetros de tubera:

Dimetro Longitud

de Lnea de la Vena

1-1/2" 2'-0" 3'-0" 3'-0" 6"

2" 3'-0" 3'-6" 3'-6" 6"

3" 4'-0" 3'-6" 3'-6" 8"

4" 5'-0" 4'-6" 4'-6" 10"

6" 7'-7" 6'-4" 6'-4" 12"

8" 10'-1" 8'-5" 8'-5" 16"

10" 12'-8" 10'-6" 10'-6" 20"

12" 15'-1" 12'-6" 12'-6" 24"

14" 15'-6" 13'-6" 13'-6" 28"

16" 16'-0" 14"-0" 14"-0" 32"

18" 16'-6" 16'-0" 16'-0" 36"

20" 17'-6" 17'-6" 17'-6" 40"24" 19'-0" 21'-0" 21'-0" 48"

D U S

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Generalidades de la Placa Orificio

E

qMx. 45o

Mn. 30o

e

dDA

NomenclaturaA: Dimetro externo de la Placa

D: Dimetro Interno de la Lnea

d: Dimetro del Orificio

E: Espesor de la Placa

e: Espesor del Orificio

q: Angulo del Bisel

Material Acero Inoxidable 304 y 316

Monel

Hastelloy

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Especificaciones de la Placa (cont.)Para medidores orificio tipo Caja, las especificaciones de la placa orificio vienen dada en la siguiente

tabla:

Di. Linea O.D. Placa (A) Espesor (E) Peso Di. Linea O.D. Placa (A) Espesor (E) Peso(pulg) (pulg) (pulg) (lbs) (pulg) (pulg) (pulg) (lbs)

3/4 1.125 1/8 0.06 14 14.563 1/4 11.91

1 1.312 1/8 0.06 16 16.563 3/8 15.41

1 1/2 2.000 1/8 0.11 18 18.563 3/8 18.45

2 2.437 1/8 0.17 20 20.563 3/8 22.78

2 1/2 2.812 1/8 0.25 24 24.500 3/8 32.80

3 3.437 1/8 0.34 26 26.750 3/8 62.00

4 4.406 1/8 0.55 30 30.750 1/2 112.00

6 6.437 1/8 1.18 34 35.228 1/2 134.00

8 8.437 1/8 2.03 36 38.000 1/2 156.00

10 10.687 1/4 6.41 42 44.000 3/4 338.00

12 13.079 1/4 9.61

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Especificaciones de la Placa (cont.)Para medidores orificio tipo Brida, las especificaciones de la placa orificio vienen dada en la siguiente

tabla:

Dimetro de la Placa (A)

Dia.Linea ANSI ANSI ANSI ANSI ANSI ANSI ANSI(pulg) 125-150 250-300 400 600 900 1500 2500

3/4 2 1/4 2 5/8 2 5/8 2 5/8 2 3/4 2 3/4 3

1 2 5/8 2 7/8 2 7/8 2 7/8 3 1/8 3 1/8 3 3/8

1 1/4 3 3 1/4 3 1/4 3 1/4 3 1/2 3 1/2 4 1/8

1 1/2 3 1/4 3 3/4 3 3/4 3 3/4 3 7/8 3 7/8 4 5/8

2 4 1/8 4 3/8 4 3/8 4 3/8 5 5/8 5 5/8 5 3/4

2 1/2 4 7/8 5 1/8 5 1/8 5 1/8 6 1/2 6 1/2 6 5/8

3 5 3/8 5 7/8 5 7/8 5 7/8 6 5/8 6 7/8 7 3/4

5 6 7/8 7 1/8 7 7 5/8 8 1/8 8 1/4 9 1/8

6 8 3/4 9 7/8 9 3/4 10 1/2 11 3/8 11 1/8 12 1/2

8 11 12 1/8 12 12 5/8 14 1/8 13 7/8 15 1/4

10 13 3/8 14 1/4 14 1/8 15 3/4 17 1/8 17 1/8 18 3/412 16 1/8 16 5/8 16 1/2 18 19 5/8 20 1/2 21 5/8

14 17 3/4 19 1/8 19 19 3/8 20 1/2 22 3/4 -

16 20 1/4 21 1/4 21 1/8 22 1/4 22 5/8 25 1/4 -

18 21 1/2 23 3/8 23 1/4 24 25 27 5/8 -

20 23 3/4 25 5/8 25 3/8 26 3/4 27 3/8 29 5/8 -

22 26 27 3/4 27 1/2 28 7/8 - - -

24 28 1/8 30 3/8 30 1/8 31 32 7/8 35 1/2 -

30 34 5/8 37 3/8 37 1/4 38 1/8 - - -

36 41 1/8 43 7/8 43 7/8 44 3/8 - - -

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Mantenimiento de los DispositivosEl mantenimiento de los dispositivos de medicin refleja en todo caso, la credibilidad

y la confiabilidad de los equipos, as como en su operabilidad funcional

reflejando como resultado, los clculos finales de los volmenes de gas. Todos los

equipos de medicin deben ser sometidos a peridicas rutinas de

mantenimiento preventivo, cmo es el caso de la lubricacin de las cajas

orificio y el drenaje de los cilindros recolectores de condesados, para evitar de esta

forma, errores en los registros.

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4. Errores en la Medicin de GasLos errores ms comunes que ocurren en la medicin de gas mediante el uso de placas

orificios, son los siguientes:

a. Error de Lectura (error humano)

b. Error del Cero Absoluto (calibracin)

c. Error de Curvatura o Arco (calibracin)

d. Error del Tamao del Orificio (lectura en la carta - diseo)

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5. Ventajas y DesventajasVentajas

Bajo costo de mantenimiento

Es bastante amplia y con un alto grado de confiabilidad

La placa de orificio en comparacin con los otros elementosprimarios de medicin, es que debido a la pequea cantidad dematerial y al tiempo relativamente corto de maquinado que serequiere en su manufactura, su costo llega a ser comparativamentebajo, aparte de que es fcilmente reproducible, fcil de instalar,

desmontar y se consigue con ella un alto grado de exactitud.

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5. Ventajas y DesventajasDesventajas

Es inadecuada en la medicin de fluidos con slidos en

suspensin.

No conviene su uso en la medicin de vapores (se necesitaperforar la parte inferior)

El comportamiento en su uso con fluidos viscosos es errticopues la placa se calcula para una temperatura y una viscosidaddada.

Produce las mayores prdidas de presin en comparacin con losotros elementos primarios.

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