[pt] MEDIÇÃO DO TEOR DE ÁGUA EM MISTURAS ÓLEO-ÁGUA PELA VELOCIDADE DO SOM

[en] WATER CONTENT IN WATER-OIL MIXTURE BY SPEED OF SOUND MEASUREMENT

[pt] BRUNO NEPOMUCENO DOS SANTOS

[pt] METROLOGIA

[pt] MISTURA OLEO-AGUA

[pt] VELOCIDADE DO SOM

[pt] MEDICAO FISCAL

[pt] TEOR DE AGUA

[en] METROLOGY

[en] WATER-OIL MIXTURES

[en] SPEED OF SOUND

[en] FISCAL MEASUREMENT

[en] WATER CONTENT

[pt] Medidores do tipo ultrassônicos são calibrados para medição de vazão de um único fluido. Entretanto, ao extrair petróleo de um poço, a separação trifásica não é suficiente para separar totalmente a água do óleo e a medição de vazão indicada do fluido acaba sendo maior do que o mensurando devido à presença de água não contabilizada na mistura, o que muitas vezes acontece nos escoamentos dentro de tubulações. Foi desenvolvida uma metodologia para medição contínua e automática do teor de água na mistura óleo-água, medindo-se a velocidade do som, por medidores ultrassônicos que podem ser intrusivos ou não intrusivos (clamp-on) para medição de vazão que foram anteriormente instalados e compõem as malhas de processo das plantas de exploração e refino de petróleo, em conjunto com a determinação da velocidade do som e massas específicas da água pura e do óleo diesel. Este trabalho mostra uma redução da incerteza de medição quando a indicação da fração de água através da medição da velocidade do som na mistura óleo-água é diretamente relacionada a medições rastreáveis da fração de água e temperatura de uma mistura óleo-água previamente preparada e conhecida, que foi utilizada como sistema de calibração para medições do teor de água. A incerteza de medição calculada para medição da fração de água é de 0,25 por cento com um grau de confiança de 95,45 por cento, sendo obtida através de uma curva de ajuste dos dados em uma faixa de medição de 0 por cento - 2,5 por cento. A incerteza calculada é menor e, portanto, atende aos requisitos de medição fiscal (menor que 1 por cento) vigentes no país.

[en] Ultrasonic meters are calibrated for flowrate measurement of pure oil flows. However, the multiphase separation is not enough to totally separate water and oil and the indicated oil flow rate is larger than its true value when water is mixed with oil in the flow, as usual in pipeline flows. A methodology was developed to measure the water content of water-oil mixtures automatically, using the already measured speed of sound by installed intrusive or non-intrusive (clamp on type) ultrasonic meters for flowrate measurement. That measure together with the previously determined speed of sound and density of pure water and oil as a function of temperature, thus avoiding additional meters. This dissertation shows a reduction of the uncertainty of measurement when the meter indicated water-oil mixture speed of sound is directly related to the traceable measurements of water content and temperature of previously prepared water-oil mixtures, what turns out to be the meter calibration for water content measurement. Water content uncertainty value of 0.25 per cent, 95.45 per cent level of confidence, is obtained when curve fitting de data in the 0 per cent - 2.5 per cent range, that covers the fiscal measurement range (less than 1 per cent).

ALCIR DE FARO ORLANDO

ALCIR DE FARO ORLANDO

CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA

DANIEL RAMOS LOUZADA

ELCIO CRUZ DE OLIVEIRA

2023-10-11

2022-10-11

[pt] TEXTO

application/pdf

PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=64287@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=64287@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.64287