En las instalaciones de producción upstream, se utilizan depósitos cerrados para el almacenamiento temporal de petróleo crudo, agua de producción y condensado de gas tras la separación de fases. Para garantizar una medición precisa del nivel y un funcionamiento seguro del tanque, es fundamental utilizar un indicador de nivel adecuado e instrumentos de control fiables. WIKA ofrece una gama completa de soluciones para la medición y el control del nivel en tanques de almacenamiento de producción.

El efluente que se bombea o se extrae de un pozo contiene petróleo, gas natural, agua y, en ocasiones, sólidos como arena y esquisto. Una vez que los separadores y tratadores aíslan las distintas fases y componentes, los líquidos restantes se almacenan brevemente en una batería de tanques, con el fin de estabilizar el flujo entre los pozos en producción continua y el transporte periódico mediante tuberías o camiones.

Tipos de tanques de almacenamiento de producción

Los tanques de almacenamiento pueden estar ventilados a la atmósfera o presurizados, dependiendo de la volatilidad del fluido. Las decisiones de diseño se ven influenciadas por el tipo de líquidos almacenados, la capacidad requerida, la presión de funcionamiento y el objetivo específico de reducir las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV).

Tanques de techo fijo
La mayoría de los tanques de producción cuentan con un techo plano o abovedado que permanece estático. Estos recipientes cerrados se utilizan para almacenar líquidos como petróleo o agua producida, a presiones iguales o cercanas a la presión atmosférica. Dado que los diseños de techo fijo no pueden soportar presiones ni vacíos significativos, suelen estar ventilados libremente o equipados con válvulas de presión/vacío.

Tanques de techo flotante
Para evitar la liberación de COV, se emplean tanques con techo flotante en el almacenamiento de petróleo crudo y líquidos de gas natural (LGN). Estos techos flotan sobre la superficie del líquido, lo que reduce significativamente el espacio de vapor y, por lo tanto, disminuye la evaporación y las emisiones de COV en comparación con los tanques de techo fijo. Los tanques de techo flotante son esenciales para cumplir con las normativas medioambientales, ya que los COV están regulados por su contribución a la formación de smog y otros contaminantes nocivos.

Existen dos tipos principales de tanques con techo flotante:

  • Tanques con techo flotante externo (EFR): cuentan con una cubierta abierta y una plataforma que flota directamente sobre el líquido. Son eficaces, aunque sensibles al viento, lo que puede incrementar la pérdida de vapor.
  • Tanques con techo flotante interno (IFR): incorporan un techo flotante dentro de un tanque con techo fijo, formando una cúpula. Este diseño proporciona una protección superior frente al viento, reduce las emisiones de manera más eficiente y ayuda a aislar el líquido de las fluctuaciones térmicas.

Indicador de nivel en depósitos de almacenamiento de producción

Los productores de petróleo y gas utilizan diversos instrumentos de medición de nivel para supervisar y controlar los fluidos en los tanques de producción. La elección del instrumento adecuado depende de múltiples variables.

Características del fluido y condiciones del proceso

  • Presión: la presión interna del tanque o las condiciones de vacío son determinantes para seleccionar el sensor, especialmente en tanques sellados con presión de vapor en el espacio superior.
  • Temperatura: las temperaturas del proceso y del entorno deben estar dentro del rango operativo del sensor para garantizar su precisión y durabilidad.
  • Compatibilidad química: la composición química del líquido, incluida su corrosividad, influye en la elección de los materiales y la tecnología del sensor.

  • Densidad del fluido (gravedad específica): es un parámetro clave para convertir las mediciones de presión en nivel, como ocurre en la medición hidrostática.

Depósito e instalación

  • Forma y tamaño del depósito: la geometría del tanque afecta la forma en que se realiza la medición del nivel.
  • Conexiones del recipiente: es importante verificar si el tanque dispone de los accesorios adecuados o si se requieren nuevos.

  • Factores ambientales: se deben considerar condiciones como espuma, vapor, conductividad o presencia de gases que puedan interferir en la medición.

Requisitos de medición

  • Precisión: el grado de precisión requerido ayuda a delimitar las opciones de sensores.
  • Señal de salida: es necesario definir el tipo de señal deseada (por ejemplo, 4…20 mA, 0…10 V CC) para su integración en el sistema de control.
  • Medición continua frente a medición puntual: se debe determinar si se requiere una supervisión continua (como con un sensor de presión sumergible) o si basta con detectar niveles altos/bajos mediante interruptores.

Instrumentos para la supervisión del nivel de líquidos en tanques y recipientes

WIKA ofrece una amplia gama de soluciones de medición inteligentes para todo tipo de tanques de producción en yacimientos petrolíferos.

Sonda de pozo, modelo LS-1000 y sensor de nivel hidrostático, modelo LF-1

La sonda de pozo modelo LS-1000 está diseñada para la medición continua de nivel hasta 10 m. Ofrece señales de salida estándar de 4…20 mA o una opción de bajo consumo de 0,5…4,5 V CC ratiométrica, ideal para funcionamiento con batería. Su carcasa de acero inoxidable 316L soldado con protección IP68 y el cable con malla de fibra integrada garantizan una alta resistencia mecánica y estanqueidad permanente. El LS-1000 no requiere mantenimiento regular, tiene una precisión de ±0,5 % del rango y está disponible con certificaciones internacionales para zonas peligrosas.

El sensor de nivel hidrostático modelo LF-1 permite la medición continua de nivel hasta 61 m. Está disponible con salidas de 4…20 mA, 4…20 mA + HART® o una opción de bajo consumo de 0,1…2,5 V CC. Diseñado para aplicaciones exigentes, es apto para líquidos agresivos como crudos pesados y cuenta con electrónica de seguridad intrínseca conforme a normas internacionales para atmósferas explosivas. Gracias a sus cables especiales, componentes de acero inoxidable de alta aleación y protección opcional contra sobretensiones, el LF-1 es ideal para instalaciones en exteriores.

Transmisor de presión diferencial, modelo DPT-20

El transmisor de presión diferencial DPT-20 es preciso, robusto y versátil, lo que lo convierte en una excelente opción para la medición continua de nivel. Mide la diferencia de presión entre el fondo del tanque y un punto de referencia —ya sea la presión atmosférica (en tanques abiertos) o la presión del espacio de vapor (en tanques cerrados)— y la convierte en una lectura de nivel, considerando la gravedad específica del fluido. Soporta rangos de −0,15 a 240 psi y una presión estática de hasta 5.800 psi. Ofrece múltiples señales de salida: 4…20 mA, HART®, FOUNDATION™ Fieldbus y PROFIBUS® PA. Está disponible en versiones con seguridad intrínseca o envolvente antideflagrante. Combinado con un separador de membrana, puede manejar fluidos corrosivos, abrasivos, viscosos o tóxicos, así como temperaturas extremas. La configuración puede realizarse localmente mediante un módulo de pantalla opcional o de forma remota con PACTware™ y DTM.

Transmisores de nivel magnetoestrictivo, modelos FLM-TB e FLM-TB-FLEX

El transmisor de nivel magnetoestrictivo FLM-TB está diseñado para su uso con una amplia gama de medios líquidos en la industria de procesos. Este robusto instrumento ofrece una medición de nivel continua con alta precisión, alcanzando ±0,2 mm o ±0,01 % en todo el rango de medición. Se puede utilizar para la detección de capas de interfaz o en procesos que implican una espuma significativa, con una longitud de inserción de hasta 20 pies (6 m). El FLM-TB está disponible con pantalla LCD y se ofrece en versiones intrínsecamente seguras y con carcasas a prueba de explosiones.

El transmisor de nivel magnetoestrictivo FLM-Tx-FLEX está diseñado para la medición continua y precisa del nivel en líquidos, incluso en tanques de gran altura. Equipado con una sonda flexible de acero inoxidable corrugado, incorpora un pie magnético en el extremo inferior que actúa como lastre y fijación al fondo del tanque. Su diseño flexible facilita la instalación en espacios con altura limitada y simplifica el transporte frente a sondas rígidas. También permite la medición de interfaces entre distintos líquidos. Está disponible con pantalla LC y en versiones con protección antiexplosiva.

Interruptores de flotador, modelos FLS (para montaje vertical) y HLS (para montaje orizontal)

El interruptor de flotador FLS utiliza un flotador con imán permanente que se desplaza a lo largo de un tubo guía en función del nivel del líquido. Dentro del tubo se encuentra un contacto reed (tipo gas inerte) que se activa por la proximidad del imán, permitiendo una conmutación sin contacto, sin desgaste y sin necesidad de alimentación externa. Está disponible con múltiples puntos de conmutación para detectar interfaces entre líquidos. Su montaje es sencillo, no requiere mantenimiento y contribuye a reducir los costes de instalación y operación.

El interruptor de flotador HLS-S permite una supervisión fiable de los niveles mínimo y máximo en tanques de proceso. El flotador, fijado a una palanca giratoria, se mueve con la superficie del medio, activando un contacto reed mediante un imán permanente al alcanzar el nivel preestablecido. Esta conmutación sin contacto no requiere alimentación eléctrica, está libre de desgaste y admite procesamiento universal de señales, incluidas conexiones directas a PLC o interfaces NAMUR. Fácil de instalar y sin necesidad de mantenimiento, el HLS-S contribuye a reducir los costes de montaje y operación.

Interruptor de nivel vibratorio, modelo TLS-S

El interruptor de nivel vibratorio TLS-S incorpora un diapasón vibrante con accionamiento integrado. Cuando el líquido alcanza el diapasón, su frecuencia de resonancia se reduce; esta variación es detectada por el circuito electrónico y convertida en una señal de conmutación. El TLS-S garantiza una detección precisa del nivel, independientemente de la posición de montaje, y permite ajustar el punto de conmutación mediante una extensión de tubo. Ofrece hasta diez niveles de sensibilidad y puede configurarse con un retardo de conmutación de 1 a 20 segundos, útil en medios turbulentos o con espuma. Está disponible en versiones antideflagrantes para entornos peligrosos.

WIKA, expertos en medición de nivel upstream
Garantice el funcionamiento seguro y eficiente de sus tanques de almacenamiento de producción con sensores de nivel robustos e interruptores fiables. Si deseas obtener más información sobre estos instrumentos u otras soluciones para la monitorización en procesos upstream, no dudes en ponerte en contacto con los expertos de WIKA en el sector del petróleo y el gas.

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