SENSORES ULTRASÓNICOS INTELIGENTES
Monitor de Fugas
de ClampOn
ULTRASONIC INTELLIGENT SENSORSMonitor de Fugas DSP de ClampOn
El Monitor de Fugas DSP de ClampOn detecta fugas pequeñas y medianas o el paso de caudal en tuberías o válvulas,
incluso con baja presión diferencial en el punto de medición. El Monitor de Fugas DSP de ClampOn se ha diseñado con
el propósito de crear un producto capaz de cuantificar fugas a través de válvulas cerradas. El Monitor de Fugas DSP de
ClampOn puede utilizarse como monitor submarino o de cubierta.
Fugas
Es extremadamente peligroso que existan fugas en una línea de gas o de petróleo, tanto aguas arriba como aguas abajo. Por ello es vital que, si llega a producirse una fuga, el operador a cargo sea advertido in mediatamente. La existencia de una fuga en una línea, en una válvula, en una brida o en cualquier otro componente puede poner en peligro la seguridad y provocar una parada de las operaciones, ya sea en la producción de un pozo o en una refinería o terminal. Por lo general, las fugas presentan velocidades de caudal muy bajas, y dependen del ta maño del defecto, de las propiedades del fluido y del diferencial de presión. El uso del Monitor de Fugas DSP presenta una serie de ventajas en el monitoreo de válvulas:
Reducción de pérdidas en el
•
quemador
Escape de gas al mar
•
Reducción de pérdidas por fugas a la
•
atmósfera
Reducción de pérdidas en el proceso
•
Planificación del mantenimiento
•
El Monitor de Fugas DSP de ClampOn ayu da a los operadores a ubicar el origen de las fugas de gas o de líquido y a cuantificarlas; eso, a su vez, permite tomar las medidas oportunas. El instrumento también puede utilizarse para detectar flujos cruzados en válvulas conectadas al manifold.
Principio de Operación
El principio de funcionamiento se basa en que una fuga genera un ruido de muy alta frecuencia que puede detectarse mediante un sensor ultrasónico. Si no hay fugas, el patrón de ultrasonidos se mantiene estable; si se produce una fuga, el registro cambia radicalmente. La tecnología DSP de Clamp On distingue y elimina el ruido de fondo no relacionado con las fugas, de modo que el silbido producido por una fuga sirva de se ñal de aviso al operador. El sistema incluye asimismo un programa o base de datos que facilita el monitoreo e informa sobre el volu men de la fuga.
El Monitor de Fugas DSP de ClampOn es el resultado de un proyecto conjunto en el que han participado varias empresas del sector petrolero.
El Monitor de Fugas DSP de ClampOn está diseñado para instalarse en puntos crí ticos, tales como válvulas, bridas o juntas; es capaz de detectar fugas mínimas y di ferenciales de presión a partir de 1 bar en gases y de 3 bar en líquidos.
El sensor
El Monitor de Fugas DSP de ClampOn está basado en nuestra tecnología paten tada de sensores ultrasónicos inteligentes y se encuentra disponible en dos versio nes, para aplicaciones submarinas y de superficie. El sensor es más compacto y fácil de utilizar que otros instrumentos del mercado, se instala con mayor facilidad en el campo y es más fácil de mover a otras ubicaciones.
Colocación del sensor: en la propia válvula o en la tubería, tan cerca como sea posible.
El sensor está fabricado en acero inoxi dable (unidades de superficie) o titanio (unidades submarinas), y se sujeta con una abrazadera al punto que se desea controlar (válvula, brida o tubería). Las unidades de superficie disponen de certificación EEx ia IIB o bien EEx d IIC y soportan temperatu ras en la pared de la tubería de 40 a +225 °C (437 °F). Es posible conectar un número ilimitado de sensores a una misma compu tadora para obtener mediciones en tiempo real. Los sensores transmiten una señal ASCII a la computadora de control.
Procesamiento de Datos
La señal de los sensores puede ser utili zada directamente por cualquier tipo de sistema de control central; además, los sensores pueden comunicarse como escla vos Modbus con cualquier unidad maestra Modbus.
Controlador de
Automatización de ClampOn
La “pertenencia” es un factor esencial a la hora de implantar un sistema de monito reo. En ClampOn queremos garantizar que hay una persona que sabe cómo funciona su sistema y que es capaz de mantener el nivel de desempeño a lo largo de toda su vida útil. No sólo nos sentimos responsa bles de garantizar que el equipo funcione siempre adecuadamente, sino también de seguir desarrollando características nuevas que incrementen el valor de los sistemas que suministramos. La implantación de un controlador ClampOn le ayudará a conse guir un desempeño máximo con unos cos tos de puesta en marcha y mantenimiento mínimos.
Pequeño, Robusto y con
un Consumo Reducido de
Energía
Los controladores de automatización pro gramable (PAC) de ClampOn combinan el tamaño reducido, la confiabilidad y soli dez de un controlador con la flexibilidad y la facilidad de uso que caracterizan a las interfaces de usuario de nuestro software. Un solo controlador puede manejar hasta 250 sensores ultrasónicos. Además, puede controlarse a distancia mediante una red (interfaz de red con servidores FTP, WEB, Modbus y ClampOn integrados). El contro lador puede expandirse sin problemas con módulos de E/S intercambiables en calien te (420 mA, relé, CANbus, Profibus, etc.), consume 24 VCC (6 W) y puede montarse en un riel DIN.
El PAC se suministra con suficiente me moria de estado sólido (hasta 2 GB). No obstante, si es necesario registrar datos a largo plazo, el controlador puede comple mentarse con una memoria CompactFlash o se puede conectar un disco duro externo a su interfaz USB.
Si la aplicación requiere una computa dora dedicada, ClampOn puede suministrar un PC con nuestro software especializa do, que funciona bajo el sistema operativo Microsoft WindowsTM. La computadora se instala en una zona segura y permite al operador detectar fugas en tiempo real, así como generar reportes de uno o más sensores.
Lámpara Indicadora / Botón
de Reinicio
Los sensores de superficie pueden incor porar una lámpara indicadora que se ilumina en el momento en que se produce la fuga, y un botón de reinicio del sensor.
Cables
Los sensores de ClampOn utilizan cables de par trenzado para la alimentación eléctrica y la transmisión de señales. Clamp On puede suministrar e instalar todo el cableado.
Sistemas Submarinos de
ClampOn
Todos los sistemas de ClampOn incor poran lo que denominamos “Sensores Ultrasónicos Inteligentes Pasivos”. Para el cliente, esto quiere decir simplemen te que nuestra tecnología mide fugas en tiempo real en líneas, válvulas, bridas, etc. mediante un principio acústico. Todos los sensores ClampOn son “inteligentes” (pa tentado) y ofrecen comunicación digital y analógica con cualquier sistema de control submarino. Hay dos versiones submarinas según la profundidad de uso. El sistema se compone de un sensor, un embudo con una abrazadera y un cable con un conector submarino.
Especificaciones del Producto
MONITOR DE FUGAS
Principio de operación Acústica pasiva, sensor inteligente Fugas mínimas detectables Gas: dP>1 bar, fuga mínima 0,1 l/min
Líquido: dP>3 bar, fuga mínima 0,1 l/min
(según la presión diferencial [dP] en el punto de fuga) Repetibilidad 1%
Método de instalación Sujeción mediante abrazaderas a la superficie de la tubería, no intrusivo Electrónica del sensor Electrónica inteligente DSP con procesamiento de señales
Opciones de interfaz Todos los sensores incluyen: RS485 digital (ASCII, binaria, ModBus RTU), 420mA (activa/pasiva), relé (otras opciones a petición).
Opciones para sensores con aprobación ATEX Lámpara/reinicio local Opciones sensores submarinos CAN Bus, Profibus Comunicación en ambas direcciones Sí
Software actualizable Sí
Temperatura de superficie de la tubería 40 a 225 °C (40 a 437 °F) Accesorio para alta temperatura Sí, hasta 500 °C
Regímenes de flujo Petróleo, gas, agua, fases múltiples
MONITOR DE SUPERFICIE
ATEX Exia IIBT2T5 II1G Zona 0 Ex d/de IIC T5 II2G Zona 1
CSA Ex ia IIB T5, Clase I División 1 Grupo C, D T5, Zona 0 Clase de protección IP68
Material de cubierta externa Acero inoxidable 316
Dimensiones / Peso Modelo Ex ia: ø80 x 105 mm (ø3,1” x 4,1”) / 2,6 kg (5,7 libras) Modelo Ex d: ø101 x 211 mm (ø4,1” x 8,7”) / 7,2 kg (15,9 libras)
Interfaz de cable Cable con conector / Conector exterior / Prensaestopas para paso de cable Barrera de potencia / seguridad Ex ia: Barrera de potencia ClampOn IS, barreras de señales IS certificadas
Ex d/de: Potencia 1228 V CC. Ninguna barrera IS para señales o potencia Consumo de energía Normal 1,5 W, máx. 2 W por sensor
Cables Mínimo 4 x 0,75 mm2 (según la configuración del sistema) Equipo para áreas seguras Módulo de potencia móvil / fijo (19”) con barreras IS Suministro principal de energía 12 VCC / 24 VCC / 100240 VCA 5060 Hz
Computadora para software ClampOn™ Requisitos mínimos: Pentium III, 256 MB de RAM. Windows™ Vista/ XP/2000
Interfaz de señales con el sistema del cliente (típico) RS232 / RS485 / Relé / ModBus /TCP I/P opcional 420 mA/ Relé
MONITOR SUBMARINO
COMPACTO PARA AGUAS PROFUNDAS
Profundidad de agua 3000 m 4500 m Presión de diseño, bar(A) 333 (4830 psi) 675 (9790 psi) Material de cubierta externa Titanio Titanio
Dimensiones, sin adaptador ROV ø90 x 325 mm (ø3,5” x 12,8”) ø150 x 360 mm (ø5,9” x 14,2”) Peso en seco, kg (lbs) 5,2(11,5) 18 (39,7)
Temperatura de superficie de la tubería 40 a 225 °C (40 a 437 °F) 40 a 225 °C (40 a 437 °F) Interfaz manguera/empalme Bennex/ODI/Tronic Bennex/ODI/Tronic
Electrónica redundante Sí Sí Instalación/recuperación ROV Sí Sí Abrazadera/embudo adaptables Sí No
Alimentación 1228 VCC 1228 VCC
Consumo de corriente Aprox. 60 mA a 24 VCC Aprox. 70 mA a 24 VCC Vida útil de diseño (MTBF) 220 000 horas (25 años) 220 000 horas
Cesta submarina con batería y registrador de datos.
Solución ROV adaptable para tuberías de grandes dimensiones.
Sensor ultrasónico
inteligente ClampOn
No intrusivo
•
Procesamiento de Señales Digitales
•
(DSP)
Digitalización completa
•
Sin filtros, circuitos ni
•
amplificadores analógicos Comunicación en ambas
•
direcciones
Medición en tiempo real
•
Fácil de reubicar
•
No contiene partes móviles
•
Puede montarse en entornos
•
hostiles
Incorpora sensores sensibles,
•
inteligentes e intrínsecamente seguros
Puede actualizarse mediante
•
descargas de software
El sensor tiene capacidad para
•
almacenar hasta 60 días de mediciones
Funciones de autocomprobación
•
Sensor de temperatura y
•
acelerómetro integrados (opcional) Software de fácil manejo para
•
Windows™ 2000/2003/XP/NT4
Soluciones a la Medida
Desde hace muchos años, el departamen to de ingeniería de ClampOn desarrolla y monta sistemas submarinos a la medida: un tipo de equipos que hoy día forma parte de nuestra gama de productos estándar.
ClampOn lleva suministrando “Sensores Ultrasónicos Inteligentes” a empresas del sector del petróleo y del gas de todo el mundo desde 1995, y podemos decir que todas han quedado extremadamente satis fechas. Repetibilidad, precisión y resisten cia, así como la experiencia y conocimientos de nuestra empresa en este campo, son las características por las que nuestros clientes eligen los sistemas de ClampOn. El conti nuo desarrollo tecnológico y la formación de nuestro personal han situado a ClampOn en el primer puesto en todas las pruebas de campo y de laboratorio en las que ha par ticipado, posición que estamos firmemente decididos a mantener en el futuro.
Con los últimos avances, ClampOn ha creado soluciones orientadas al futuro, en las cuales el sistema puede actualizarse con la simple descarga del nuevo software.
D es ig n: Tø nn es H .G un de rs en – P ho to :T ho r W es tr eb ø – A U G U S T 2 0 0 8 D es ig n: Tø nn es H .G un de rs en – P ho to :T ho r W es tr eb ø – – A U G U S T 2 0 0 8
ULTRASONIC INTELLIGENT SENSORS
NORUEGA: ClampOn AS, Damsgaardsvn. 131, NO5162 Laksevaag, Bergen, Noruega. Teléfono: +47 5594 8850. Fax: +47 5594 8855,
email: [email protected] – EE.UU.: ClampOn, Inc., 15720 Park Row, Ste. 300 (77084), PO Box 219206 (772189206), Houston, TX, EE.UU.
Teléfono: +1 281 492 9805, Fax: +1 281 492 9810, email: [email protected] WEB: www.clampon.com
ClampOn, líder en monitoreo de arena, raspatubos, erosión y corrosión
Fundada en 1995, ClampOn es el mayor proveedor de sistemas pasivos ultrasónicos para el control de partículas y are
na destinados al sector petrolero. Todos los productos suministrados por ClampOn (sistemas de control de partículas,
detectores de tacos de limpiar, control de erosión y corrosión y control de fugas) están basados en la misma plataforma
tecnológica, de eficacia probada. Tanto los instrumentos de superficie como los submarinos incorporan tecnología de
Procesamiento de Señales Digitales (DSP); además, nuestros sistemas están totalmente digitalizados: se han eliminado
todos los filtros, circuitos y amplificadores analógicos.
El sensor ultrasónico inteligente de Clamp On procesa todos los datos de forma inter na (principio patentado), lo que permite que el instrumento pueda separar el ruido gene rado por la arena del ruido generado por el flujo. Este factor es muy importante, ya que los cambios en la velocidad de caudal y en la relación petróleo/gas no afectan al des empeño del sistema.
Asimismo, para obtener unas medicio nes de calidad es vital contar con una bue na relación señal/ruido, que es inmejorable en los sensores de ClampOn. En la nueva versión, el ruido externo se ha eliminado completamente.
Sensores submarinos
Los sensores submarinos se han desarro llado en estrecha colaboración con Shell Deepwater Development Inc., en Houston, y con FMC Energy Systems, en Noruega. El resultado de este proyecto conjunto ha sido la creación de un sistema de monitoreo del paso de arena con una vida útil extremada mente larga y excelentes propiedades acús ticas, que ofrece una alta confiabilidad en
ambientes marinos con altas profundidades y alta presión. Desde 1998, Clamp On ha suministrado unos 1000 sensores subma rinos al sector petrolero. Además, nuestros sensores se han sometido a un desarrollo continuo con el fin de optimizar su calidad y desempeño y satisfacer todas las exigen cias del mercado.
Monitor de Corrosión-Erosión
DSP de ClampOn (CEM)
El CEM está diseñado para controlar cual quier cambio en el espesor de las paredes. Utiliza transductores (de dos a ocho uni dades) que se montan en la superficie de la tubería (u otra estructura de metal) y se conectan a una unidad de control de Clam pOn. La unidad de control envía y recibe de forma continua ondas guiadas entre los transceptores, de forma que se crea una red de líneas de medición que cubre el área seleccionada. El principio de funcionamien to del instrumento se basa en la transmisión de señales ultrasónicas propagadas a tra vés del material de la tubería. Las señales
transmitidas son recibidas por un sensor, y analizadas mediante métodos avanzados de procesamiento de datos.
Monitor SandQ™ y Monitor
de Partículas DSP-06, de
ClampOn
Todos los sensores son exactamente igua les e intercambiables, lo que representa una ventaja si deben moverse o reubicar se, así como en las operaciones de man tenimiento. El aumento de la capacidad de procesamiento de los sistemas DSP permite al sensor combinar señales de distintos rangos de frecuencia durante el análisis del flujo. Los sensores ClampOn son versátiles y son los únicos instrumen tos del mercado que ofrecen comunica ción en ambas direcciones entre el sensor y el sistema de control. Esto hace posi ble que el sensor pueda actualizarse con sólo descargar las nuevas versiones de software. Además, el empleo de salidas digitales permite instalar los sensores en sistemas multiterminal.