Indicatore di livello per serbatoi di stoccaggio

Nei siti di produzione a monte, i serbatoi chiusi vengono utilizzati per lo stoccaggio temporaneo di petrolio greggio, acqua di produzione e condensato di gas dopo la separazione di fase. Per garantire una misura accurata del livello e il funzionamento sicuro del serbatoio, è fondamentale utilizzare un indicatore di livello adeguato e strumenti di controllo affidabili. WIKA offre una gamma completa di soluzioni per la misura e il controllo del livello nei serbatoi di stoccaggio di produzione.

L’effluente pompato o sollevato da un pozzo contiene petrolio, gas naturale, acqua e, talvolta, solidi come sabbia e scisto. Dopo che separatori e trattatori hanno isolato le diverse fasi e componenti, i liquidi residui vengono temporaneamente stoccati in una batteria di serbatoi, con lo scopo di stabilizzare il flusso tra i pozzi in produzione continua e il trasporto periodico tramite condutture o autocarri.

Tipologie di serbatoi di stoccaggio di produzione

I serbatoi di stoccaggio possono essere ventilati in atmosfera o pressurizzati, in funzione della volatilità del fluido contenuto. Le scelte progettuali dipendono dal tipo di liquidi stoccati, dalla capacità richiesta, dalla pressione di esercizio e dall’obiettivo di ridurre le emissioni di composti organici volatili (COV).

Serbatoi a tetto fisso
La maggior parte dei serbatoi di produzione presenta un tetto piatto o a cupola non mobile. Questi recipienti chiusi sono impiegati per immagazzinare liquidi come petrolio o acqua prodotta, con pressioni pari o prossime alla pressione atmosferica. Le strutture a tetto fisso non sono progettate per sopportare pressioni o vuoti significativi, pertanto sono liberamente ventilate o dotate di sfiati di pressione/vuoto.

Serbatoi a tetto galleggiante
Per prevenire il rilascio di composti organici volatili (COV), i serbatoi a tetto galleggiante vengono utilizzati per contenere petrolio greggio e liquidi di gas naturale (NGL). Questi tetti galleggiano sulla superficie del liquido, riducendo significativamente lo spazio di vapore sopra il liquido immagazzinato e diminuendo così l’evaporazione e le emissioni di COV rispetto ai serbatoi a tetto fisso. I serbatoi con tetto galleggiante sono fondamentali per la conformità ambientale, poiché i COV sono regolamentati a causa del loro ruolo nella formazione dello smog e di altri inquinanti nocivi.

Esistono due tipi principali di serbatoi a tetto galleggiante:

Serbatoi a tetto galleggiante esterno (EFR): presentano un guscio aperto con una piattaforma che galleggia direttamente sul liquido. Sono efficaci, ma sensibili all’azione del vento, che può aumentare la perdita di vapore.
Serbatoi a tetto galleggiante interno (IFR): integrano un tetto galleggiante all’interno di un serbatoio a tetto fisso, formando una cupola. Questo design offre una protezione superiore contro il vento, riduce in modo più efficace le emissioni e contribuisce a isolare il liquido dalle variazioni di temperatura.

Indicatore di livello nei serbatoi di stoccaggio di produzione

I produttori di petrolio e gas impiegano diverse tecnologie per monitorare e controllare i fluidi nei serbatoi di produzione. La scelta dello strumento di misura più adatto dipende da numerose variabili.

Caratteristiche del fluido e condizioni di processo

Pressione: la pressione interna del serbatoio o le condizioni di vuoto sono determinanti nella selezione del sensore, soprattutto nei serbatoi sigillati con pressione di vapore nello spazio di testa.
Temperatura: sia quella di processo che quella ambiente devono rientrare nell’intervallo operativo del sensore per garantirne precisione e durata.
Compatibilità chimica: la natura chimica del liquido, inclusa la corrosività, incide sulla scelta dei materiali e della tecnologia del sensore.
Densità del fluido (peso specifico): è un parametro essenziale per convertire le misurazioni di pressione in livello, come nel caso della misura idrostatica.

Serbatoio e installazione

Forma e dimensioni: la geometria del serbatoio influisce sul metodo di misura.
Collegamenti disponibili: è importante verificare la presenza di raccordi adeguati o la necessità di installarne di nuovi.
Fattori ambientali: schiuma, vapore, conduttività o presenza di gas possono interferire con la misurazione del livello.

Requisiti di misura

Precisione: il livello di accuratezza richiesto guida la selezione del sensore.
Segnale di uscita: è necessario definire il tipo di segnale desiderato (es. 4…20 mA, 0…10 V CC) per l’integrazione nel sistema di controllo.
Misurazione continua vs. misurazione del livello puntuale: occorre stabilire se è necessario un monitoraggio continuo (es. sensore di pressione

Strumenti WIKA per il monitoraggio del livello nei serbatoi

WIKA propone una gamma completa di soluzioni intelligenti per la misurazione del livello nei serbatoi di produzione dei giacimenti petroliferi.

Sonda di livello immergibile a sicurezza intrinseca modello LS-1000 e sonda di livello immergibile modello LF-1

LS-1000: sonda di livello immergibile a sicurezze intrinseca per misure continue fino a 10 m (33 piedi). Offre uscite standard 4…20 mA o opzionali a bassa potenza 0,5…4,5 V CC raziometrico, ideale per applicazioni a batteria. L’alloggiamento in acciaio inox 316L saldato con protezione IP68 e il cavo rinforzato con rete in fibra garantiscono robustezza e affidabilità. Non richiede manutenzione regolare, ha una precisione del ±0,5% dell’intervallo ed è disponibile con certificazioni internazionali per aree pericolose.

LF-1: sonda di livello immergibile per misure fino a 61 m. Disponibile con uscite 4…20 mA, 4…20 mA + HART^® o 0,1…2,5 V CC a bassa potenza. Progettato per uso prolungato con liquidi vari, compresi i greggi, è dotato di elettronica a sicurezza intrinseca conforme agli standard internazionali per ambienti con gas e vapori esplosivi. Include cavi speciali, componenti in acciaio inox ad ala lega e protezione opzionale contro sovratensioni da fulmini, rendendolo ideale per applicazioni outdoor.

Trasmettitore di pressione differenziale, modello DPT-20

Il trasmettitore di pressione differenziale DPT-20 è una soluzione precisa, resistente e flessibile, ideale per il monitoraggio continuo del livello. Progettato per misurare la differenza di pressione idrostatica tra il fondo del serbatoio e un punto di riferimento — che può essere la pressione atmosferica (nei serbatoi aperti) o la pressione dello spazio di vapore (nei serbatoi chiusi) — il DPT-20 converte questa differenza in una lettura di livello, tenendo conto del peso specifico del fluido per garantire risultati accurati.
Adatto sia ad ambienti a bassa che ad alta pressione, il DPT-20 supporta intervalli da −0,15 a 240 psi, con una tolleranza alla pressione statica fino a 5.800 psi. I segnali di uscita disponibili includono 4…20 mA, HART^®, FOUNDATION™ Fieldbus e PROFIBUS^® PA. Sono inoltre disponibili versioni a sicurezza intrinseca o antideflagrante. Quando abbinato a separatore a membranail DPT-20 è in grado di gestire fluidi corrosivi, abrasivi, viscosi o tossici, nonché temperature estreme.
La configurazione è semplice e può essere effettuata direttamente in campo tramite un modulo display opzionale, dotato di menu intuitivo e installabile in quattro orientamenti diversi. In alternativa, è possibile configurarlo da remoto tramite il software PACTware™ e Device Type Manager (DTM).

Trasmettitori di livello magnetostrittivi modelli FLM-TB e FLM-TB-FLEX

Il trasmettitore di livello magnetostrittivo FLM-TB è progettato per l’impiego con un’ampia varietà di fluidi liquidi nell’industria di processo. Questo strumento robusto consente una misura continua di livello con elevata precisione, fino a ±0,2 mm o ±0,01% sull’intero campo di misura. È adatto anche per il rilevamento dello strato di separazione o per processi con significativa formazione di schiuma, con una lunghezza di inserimento fino a 6 m.
L’FLM-TB è disponibile con display LCD e può essere fornito sia in versione a sicurezza intrinseca che con custodia antideflagrante.

L’ FLM-TB-FLEX, versione innovativa del trasmettitore magnetostrittivo, è dotato di un tubo sonda flessibile. All’estremità inferiore è presente un piede magnetico che fissa il tubo corrugato in acciaio inox al fondo del serbatoio, fungendo da zavorra. Il design flessibile della sonda facilita l’installazione in ambienti con spazio limitato e ne semplifica il trasporto rispetto alle sonde rigide.
L’FLM-TB-FLEX consente inoltre la misura dell’interfaccia tra diversi fluidi. È disponibile con display LCD e offerto sia in versione a sicurezza intrinseca che con custodia antideflagrante.

Interruttori di livello FLS (per montaggio verticale) e HLS (per montaggio orizzontale)

L’interruttore di livello verticale FLS è dotato di un galleggiante con magnete permanente che si muove lungo il tubo guida in risposta alle variazioni del livello del liquido. All’interno del tubo guida è installato un contatto Reed (contatto a gas inerte), azionato attraverso le pareti non magnetiche del galleggiante e del tubo grazie alla vicinanza del magnete.
Questo design, basato sull’azionamento magnetico e sulla commutazione senza contatto, garantisce un funzionamento privo di usura e non richiede alimentazione esterna. Gli interruttori a galleggiante possono essere configurati con più punti di commutazione per il rilevamento dell’interfaccia tra fluidi diversi. Il montaggio è semplice, la manutenzione minima, con conseguente riduzione dei costi di installazione, messa in servizio e gestione.

Il livellostato a galleggiante HLS-S offre innumerevoli possibilità di controllare e/o commutare i livelli al fine di indicare i livelli minimi o massimi..Il galleggiante, fissato a un braccio girevole, si muove con la superficie del mezzo, attivando un contatto reed tramite un magnete permanente al raggiungimento del livello preimpostato.
La commutazione avviene senza contatto, non richiede alimentazione, è esente da usura e supporta l’elaborazione universale del segnale, comprese le connessioni dirette a PLC o NAMUR. Facile da installare e privo di manutenzione, l’HLS-S contribuisce a mantenere bassi i costi di montaggio e funzionamento.

Livellostato a vibrazione modello TLS-S

Il componente principale dell’livellostato a vibrazione TLS-S è una forcella vibrante. Quando il livello del liquido raggiunge e sommerge il diapason, la sua frequenza di risonanza viene smorzata. Il circuito elettronico rileva questa variazione e la converte in un segnale di commutazione. Il rilevamento è preciso e indipendente dalla posizione di montaggio. Per modificare il punto di commutazione, è sufficiente allungare o accorciare il tubo. L’elevata precisione è garantita da 10 livelli di sensibilità selezionabili, per una regolazione specifica dell’applicazione.
Il TLS-S può essere configurato per commutare immediatamente o con un ritardo da 1 a 20 secondi. In fluidi turbolenti o schiumosi, un ritardo preimpostato consente al segnale di stabilizzarsi, evitando letture errate o commutazioni intermittenti. In serbatoi calmi, il ritardo non è necessario. Sono disponibili versioni antideflagranti per l’impiego in ambienti pericolosi.

WIKA, esperti nella misura di livello upstream
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