BRPI0910753B1

BRPI0910753B1 - aferidor de fluxímetro para fluidos de baixa temperatura, e, sistema para aferição de fluidos de baixa temperatura

Info

Publication number: BRPI0910753B1
Application number: BRPI0910753-3A
Authority: BR
Inventors: Day Donald
Original assignee: Daniel Measurement & Control Inc
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2009-04-29
Publication date: 2019-11-19
Also published as: EP2277019A4; CA2723740A1; BRPI0910753B8; AU2009243093A1; AU2009243093B2; MX2010011786A; WO2009134890A2; CA2853841C; WO2009134890A3; CN102047083B; RU2449249C1; US20110036178A1; US8739597B2; CA2723740C; CN102047083A; EP2277019B1; CA2853841A1; EP2277019A2; BRPI0910753A2

Abstract

aferidor de fluxímetro para fluidos de baixa temperatura, e, sistema para aferição de fluidos de baixa temperatura são descritos aparelhos e métodos para testar um fluxímetro de baixas temperaturas. um fluxímetro que mede fluidos a baixa temperatura (por exemplo, inferior a -50ºf (-46ºc) ou inferior a -220ºf (-140ºc)) tem ainda que ser provido. fluidos de baixa temperatura podem ser destrutivos para o pistão ou aferidores compactos, ou podem exigir métodos de aferições indiretos. o aparelho revelado é um aferidor de baixas temperaturas acoplado diretamente à tubulação que transporta fluidos a baixa temperatura. em certas modalidades, uma bobina de captação magnética (232) e um elemento magnético (210) se comunicam entre o deslocador (202) e o tubo de fluxo (204). tal elemento de alvo magnético (210) pode ser livre de carbono. em algumas modalidades, um par de transceptores ultrassônicos (328, 330) acoplados ao tubo de fluxo (304) comunicam um sinal (332) através do tubo de fluxo (304), e um deslocador (302) é móvel para interromper o sinal (332). em outras modalidades, o tubo de fluxo inclui uma superfície interna com microacabamento para lubrificação. o deslocador pode ser um pistão rotacionável enquanto move-se axialmente.

Description

“AFERIDOR DE FLUXÍMETRO PARA FLUIDOS DE BAIXA TEMPERATURA, E, SISTEMA PARA AFERIÇÃO DE FLUIDOS DE BAIXA TEMPERATURA”

REFERÊNCIA CRUZADA AO PEDIDO RELACIONADO [001] O presente pedido reivindica a prioridade do pedido provisório

U.S. No. de Série 61/049.110, depositado em 30 de abril de 2008, intitulado “Apparatus and Method for Proving at Low Temperatures”.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Depois que hidrocarbonetos tiverem sido removidos do terreno, a corrente de fluido (tal como óleo bruto ou gás natural) é transportada de um lugar para outro por meio de tubulações. É desejável conhecer com precisão a quantidade de fluido que escoa na corrente, e precisão particular é exigida quando o fluido está mudando de mãos, ou sob “transferência de custódia”. Transferência de custódia pode ocorrer em uma estação de medição de transferência fiscal de fluido, ou “skid”, que pode incluir componentes chaves de transferência, tais como um dispositivo de medição ou fluxímetro, um dispositivo de aferição, tubos e válvulas associados, e controles elétricos. A medição da corrente de fluido que escoa através do sistema de tubulação de entrega geral começa com o fluxímetro, que pode incluir um medidor de turbina, um medidor de deslocamento positivo, um medidor ultrassônico, um medidor de Coriolis ou um medidor de vórtice.

[003] As características de fluxo da corrente de fluxo podem mudar durante a entrega do produto, que pode afetar a medição precisa do produto que está sendo entregue. Tipicamente, mudanças de pressão, temperatura e vazão são confirmadas pela intervenção do operador. Essas mudanças são representadas como mudanças nas características de fluxo, e são normalmente verificadas pelo operador por meio dos efeitos das mudanças e seu efeito no dispositivo de medição. Normalmente, esta verificação é conduzida aferindose o medidor com um dispositivo de aferição, ou aferidor. Um aferidor

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 7/31 / 15 calibrado, adjacente ao dispositivo de medição no “skid” e em comunicação fluídica com o dispositivo de medição, é amostrado e os volumes amostrados são comparados com os volumes de produção do dispositivo de medição. Se houver diferenças estatisticamente importantes entre os volumes comparados, a taxa de transferência volumétrica do dispositivo de medição é ajustada para refletir o volume de escoamento real, identificado pelo aferidor.

[004] O aferidor apresenta um volume precisamente conhecido que é calibrado em padrões de precisão conhecidos e aceitos, tais como aqueles que estão prescritos pela American Petroleum Institute (API) ou pelos padrões ISO internacionalmente aceitos. O volume precisamente conhecido do aferidor pode ser definido como sendo o volume de produto entre duas chaves do detector que é exibida pela passagem de um deslocador, tal como uma esfera elastomérica ou um pistão. O volume conhecido que é deslocado pelo aferidor é comparado com a taxa de transferência volumétrica do medidor. Se a comparação produzir um diferencial volumétrico de 0 (zero), ou uma variação aceitável em relação a este, o fluxímetro é então considerado preciso dentro dos limites de tolerância permitidos. Se o diferencial volumétrico exceder os limites permitidos, então é fornecida evidência indicando que o fluxímetro pode não ser preciso. Então, a taxa de transferência volumétrica medida pode ser ajustada para refletir o real volume de escoamento, identificado pelo aferidor. O ajuste pode ser feito com um fator de correção do medidor.

[005] Um tipo de medidor é um medidor de saída de pulso, que pode incluir um medidor de turbina, um medidor de deslocamento positivo, um medidor ultrassônico, um medidor de Coriolis ou um medidor de vórtice. A título de exemplo, a figura 1 ilustra um sistema 10 para aferir um medidor 12, tal como um medidor de turbina. Um medidor de turbina com base no giro de uma estrutura tipo turbina dentro da corrente de fluido 11 gera pulsos elétricos 15, onde cada pulso é proporcional a um volume, e taxa de pulsos é proporcional à vazão volumétrica. O volume do medidor 12 pode ser correlacionado com o

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 8/31 / 15 volume de um aferidor 20, escoando um deslocador no aferidor 20. Em geral, o deslocador é forçado primeiro além de um detector à montante 16, e então um detector à jusante 18 no aferidor 20. O volume entre detectores 16, 18 é um volume do aferidor calibrado. O deslocador de escoamento primeiro atua ou liga o detector 16 de maneira tal que um tempo de início t16 seja indicado a um processador ou computador 26. O processador 26 então coleta pulsos 15 do medidor 12 via a linha de sinal 14. O deslocador de escoamento finalmente liga o detector 18 para indicar um tempo de parada t18 e assim uma série 17 de pulsos coletados 15 para um único passe do deslocador. O número 17 de pulsos 15 gerados pelo medidor de turbina 12 durante um único passe do deslocador, em ambas direções, através do volume do aferidor calibrado é indicativo do volume medido pelo medidor durante o tempo t16 ao tempo t18. Múltiplos passes de deslocador são requeridos para alcançar o volume do aferidor. Comparando-se o volume do aferidor com o volume medido pelo medidor, o medidor pode ser corrigido pela taxa de transferência volumétrica definida pelo aferidor.

[006] A figura 2 ilustra um outro sistema 50 para a aferição de um fluxímetro ultrassônico 52, usando tecnologia de tempo de trânsito. O sistema 50 também inclui um aferidor 20 e um processador 26. Ultrassônico significa que sinais ultrassônicos são enviados para a frente e para trás através de uma corrente de fluido 51 e, com base em inúmeras características daqueles sinais ultrassônicos, um fluxo de fluido pode ser calculado. Medidores ultrassônicos geram dados de vazão em lotes, onde cada lote compreende muitos conjuntos de sinais ultrassônicos enviados para a frente e para trás através do fluido, e assim onde cada lote cobre um período de tempo (por exemplo, um segundo). A vazão que é determinada pelo medidor corresponde a uma vazão média no período de tempo do lote, em vez de ser uma vazão em um ponto de tempo particular.

[007] Em uma modalidade particular do mencionado aferidor 20, e

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 9/31 / 15 com referência à figura 3, está mostrado um pistão ou aferidor compacto 100. Um pistão 102 é disposto de forma alternada em um tubo de fluxo 104. Um cano 120 comunica um fluxo 106 de uma tubulação primária a uma entrada 122 do tubo de fluxo 104. O fluxo 108 do fluido força o pistão 102 através do tubo de fluxo 104, e o fluxo eventualmente sai do tubo de fluxo 104 através de uma saída 124. O tubo de fluxo 104 e o pistão 102 podem também ser conectados a outros componentes, tal como uma câmara de pressão de mola 116, que pode ter uma mola de predisposição para uma válvula de gatilho no pistão 102. Uma câmara 118 pode também ser conectada no tubo de fluxo 104 e no pistão 102 com chaves óticas para detectar a posição do pistão 102 no tubo de fluxo 104. Uma bomba hidráulica e motor 110 estão também mostrados acoplados na linha de fluxo 120 e na câmara de pressão 116. Um reservatório hidráulico 112, uma válvula de controle 114 e uma linha de pressão hidráulica 126 são também mostrados acoplados na câmara de pressão 116. Como será mostrado a seguir, o pistão 102 pode ser adaptado de acordo com os princípios aqui preceituados.

[008] Em algumas aplicações, os fluidos que escoam nas tubulações (tubulações primárias e aquelas da estação de medição) são mantidos de baixas temperaturas. Na forma aqui usada, baixas temperaturas, por exemplo, são em geral menores do que cerca de -50°F (-46°C), alternativamente, menores do que cerca de -60°F (-51°C), alternativamente, menores do que cerca de -200°F (-129°C), e, alternativamente, menores do que cerca de -250°F (-157°C). Essas baixas temperaturas podem também ser referidas como temperaturas muito baixas, ou temperaturas criogênicas. Exemplos de fluidos mantidos de baixas temperaturas incluem gás natural líquido (LNG), gás liquefeito de petróleo (LPG) e nitrogênio líquido. Baixas temperaturas dos fluidos medidos causam inúmeros problemas, tal como inadequabilidade dos dispositivos de detecção do aferidor, desgaste em componentes tais como vedações, e menor lubrificação na superfície interna do tubo de fluxo para aqueles fluidos a baixa temperatura,

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 10/31 / 15 que tende não ser lubrificante. Aço carbono reage negativamente com produto a baixa temperatura que escoa na tubulação.

[009] Para abordar esses problemas técnicos, medidores que operam a temperaturas muito baixas são aferidos por métodos de aferição indireta. Em geral, aferição indireta é realizada aferindo-se um medidor adequado para serviço a temperatura muito baixa usando um aferidor que não é classificado para serviço a temperatura muito baixa. Primeiro, um fluido, geralmente água, é escoado através de um medidor de aferição, e o medidor de aferição é aferido da maneira normal para estabelecer um fator do medidor para o medidor de aferição. O medidor de aferição é então usado em produto real que escoa a baixa temperatura para obter o fator do medidor para o medidor que mede o produto a baixa temperatura. Consequentemente, o medidor de aferição é aferido usando um fluido diferente do produto real entregue através do medidor (pelo menos com relação à densidade), levando a resultados incorretos no medidor de produto real a ser calibrado.

[0010] Assim, existe uma necessidade de um aferidor adaptado para temperaturas muito baixas, pelo menos para aumentar a durabilidade do aferidor e prover aferição direta de produtos a temperatura muito baixa.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [0011] Para uma descrição detalhada de modalidades exemplares, será feita agora referência aos desenhos anexos, em que a:

figura 1 é uma representação esquemática de um sistema para aferir um dosador, tal como um medidor de turbina;

figura 2 é uma representação esquemática de um outro sistema para aferir um medidor, tal como um medidor ultrassônico;

figura 3 é uma representação esquemática de um aferidor tipo pistão bidirecional;

figura 4 é um pistão em conformidade com os preceitos aqui apresentados;

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 11/31 / 15 figura 5 é uma vista lateral do pistão da figura 4;

figura 6 é uma vista em seção transversal do pistão das figuras 4 e 5;

figura 7 é um esquema de um pistão de um tubo de fluxo do aferidor de acordo com os preceitos aqui apresentados; e figura 8 é um esquema de uma modalidade alternativa do pistão e do aferidor da figura 7.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0012] Nos desenhos e também na descrição a seguir, partes iguais são tipicamente marcadas em toda a especificação e nos desenhos com os mesmos números de referência. As figuras dos desenhos não estão necessariamente em escala. Certos recursos da invenção podem ser ilustrados de maneira exagerada na escala, ou em uma forma que é um pouco esquemática, e alguns detalhes de elementos convencionais podem não ser mostrados por questão de clareza e de concisão. A presente revelação é suscetível a modalidades de diferentes formas. Modalidades específicas são descritas com detalhes e estão mostradas ao longo dos desenhos, com o entendimento de que a presente revelação deve ser considerada uma exemplificação dos princípios da revelação, e não visa limitar a revelação à aqui ilustrada e descrita. Dever-se-á entender plenamente que diferentes preceitos das modalidades discutidas a seguir podem ser usados separadamente ou em qualquer combinação adequada, para produzir resultados desejados.

[0013] A menos que de outra forma especificado, na discussão seguinte e nas reivindicações, os termos “incluindo” e “compreendendo” são usados de maneira abrangente, e assim devem ser interpretados significando “incluindo, mas sem limitações”. Qualquer uso de qualquer forma dos termos “conectar”, “encaixar”, “acoplar”, “anexar”, ou qualquer outro termo descrevendo uma interação entre elementos não visa limitar a interação à interação direta entre os elementos, e pode também incluir interação indireta

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 12/31 / 15 entre os elementos descritos. O termo “fluido” pode referir-se a um líquido ou gás, e não está exclusivamente relacionado a nenhum tipo particular de fluido, tais como hidrocarbonetos. Os termos “tubo”, “conduite”, “linha” ou similares referem-se a qualquer dispositivo de transmissão de fluido. As várias características supramencionadas, bem como outros recursos e características descritas com mais detalhes a seguir, ficarão facilmente aparentes aos versados na técnica mediante leitura da descrição detalhada seguinte das modalidades, e pela referência aos desenhos anexos.

[0014] As modalidades aqui descritas incluem um aferidor, tal como um aferidor de tubo tipo pistão, que é adaptado para uso com fluidos de baixa temperatura. Particularmente, o aferidor é usado com fluidos de baixa temperatura, menos que -50°F (-46°C). Mais particularmente, o aferidor é usado com fluidos de baixa temperatura, abaixo de -200°F (-129°C). São apresentadas aqui várias combinações de componentes e princípios que fornecem o aferidor criogênico, ou métodos de aferição direta de líquidos a temperaturas extremamente baixas. Por exemplo, um dispositivo de detecção no aferidor é melhorado para baixas temperaturas, tal como ajustando-se os componentes de materiais ou substituindo sensores. Em algumas modalidades, o acabamento superficial da superfície interna do tubo de fluxo é melhorado para lubrificação de produtos LNG e LPG não escorregadios. Em modalidades adicionais, é provido um rotacionador do pistão para impedir deterioração das vedações do pistão.

[0015] Referindo-se inicialmente à figura 3, o aferidor 100 pode alternativamente incluir um elemento de detecção, ou anel de alvo 130, que pode ficar disposto em várias localizações ao longo do comprimento axial do pistão 102. O tubo de fluxo 104 inclui um sensor 128, também disposto em várias localizações ao longo do comprimento axial do tubo de fluxo 104, para detectar a passagem do anel de alvo 130. O anel de alvo 130 é um instigador de ligação para entrada e saída da seção de medição calibrada do tubo de

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 13/31 / 15 fluxo 104 do aferidor 100. A temperaturas muito baixas, a comunicação adequada entre o sensor 128 e o anel de alvo 130 é afetada negativamente, por exemplo, por causa da falta de adequabilidade do detector 128 ou dos materiais do anel de alvo 130 a temperaturas muito baixas.

[0016] Referindo-se agora à figura 4, está mostrada uma modalidade de um pistão de aferidor 202. O pistão 202 pode ser usado em uma variedade de aferidores, tal como o aferidor 100. O pistão 202 é especialmente adequado para um aferidor bidirecional. O pistão 202 inclui um corpo 230 com extremidades 206, 208. Uma porção intermediária do corpo 230 inclui um anel 210 acoplado nela. Uma porção interna do corpo do pistão 230 inclui uma superfície interna 212 com uma chapa 214 que se estende entre elas, no geral perpendicular ao eixo longitudinal do pistão 202. Um primeiro conjunto de pás 216 estende-se a partir da chapa 214. As pás 216 no geral estendem-se perpendicularmente à chapa 214, mas também a um ângulo com a chapa 214 de maneira tal que as pás possam receber um fluido que age na chapa 214 e redirecionar uma força aplicada na chapa 214. O ângulo das pás em relação à chapa 214 é variável. Em algumas modalidades, um segundo conjunto de pás é similarmente disposto em um lado oposto da chapa 214 para desempenhar as mesmas funções de uma maneira bidirecional.

[0017] Referindo-se resumidamente à figura 5, está mostrada uma vista lateral do pistão 202 ilustrando o corpo 230 com as extremidades 206, 208 e o anel 210.

[0018] Em algumas modalidades, o anel 210 é o anel de alvo associado com o pistão 202. Em algumas modalidades, o anel 210 inclui materiais com propriedades magnéticas. Em certas modalidades, o anel 210 compreende materiais sem carbono. Em modalidades exemplares, o anel 210 compreende um metal alto mu (μ). Em modalidades exemplares, o anel 210 compreende componentes de metal HYMU ou HYMU 80. Em modalidades exemplares, o anel 210 compreende várias combinações de níquel, ferro,

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 14/31 / 15 cobre e/ou molibdênio. A anexação do anel de alvo 210 no pistão 202 é projetada para permitir expansão e contração do anel de alvo 210, de maneira tal que ele possa expandir e contrair, e ainda manter um relacionamento físico constante não excedendo uma repetibilidade de um em dez mil.

[0019] Com referência à figura 7, um tubo de fluxo 204 contendo o pistão 202 pode incluir uma bobina de captação magnética 232 montada nele. O pistão 202 é disposto de forma móvel e alternada na passagem de fluxo 224 do tubo de fluxo 204 de maneira tal que o pistão 202 possa passar pela bobina de captação magnética 232 de uma maneira bidirecional. À medida que o anel de alvo 210 passa pela bobina de captação 232, o anel e a bobina comunicam por meio do princípio da relutância magnética. O anel de alvo 210 fornece o fluxo de força magnética que é recebido pela bobina de captação 232. O anel de alvo 210 passa em uma proximidade predeterminada, referida como folga de ar, e causa uma deflexão no campo magnético existente da bobina de captação 232. A mudança na relutância do circuito magnético resultante gera um pulso de tensão, que é então transmitido a um pré-amplificador. O préamplificador intensifica o sinal, que é usado para acionar um computador do aferidor, tais como aquele aqui revelado, para captação de pulsos do medidor do medidor que está sendo aferido.

[0020] Em uma outra modalidade, e com referência à figura 8, um conjunto de detecção compreendendo um par de transceptores ultrassônicos 328, 330, é montado em um tubo de fluxo 304 de um pistão ou aferidor compacto. Os transceptores 328, 330 podem também ser referidos como transceptores de velocidade ultrassônica. Um conjunto de pistão 302 é bidirecionalmente móvel em uma passagem de fluxo 324 do tubo de fluxo 304. Os transceptores 328, 330 comunicam por meio de um sinal sônico em linha reta 332. Quando a borda de avanço do pistão 302, quer esteja na extremidade 306 quer na extremidade 308, se alinha com os transceptores 328, 330, o sinal 332 é interrompido. A interrupção do sinal 332 aciona um

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 15/31 / 15 computador do aferidor, causando operação do restante do aferidor e o computador do aferidor de maneira normal e consistente com os preceitos aqui apresentados. Em modalidades adicionais, os transceptores 328, 330 incluem transdutores de deslocamento linear do tipo induzido, ou são adaptados para transmitir outras interrupções de sinal 332 tais como feixe de lazer, feixe de LED, ou feixe de radar.

[0021] Ainda se referindo às figuras 7 e 8, as passagens de fluxo 224 e 324 incluem superfícies internas 226, 326, respectivamente. Tipicamente, o tubo de fluxo do aferidor, ou cilindro, compreende material de tubulação bem definido pelas especificações de material aplicáveis. O acabamento interno do cilindro do aferidor, tais como aqueles nas superfícies 226, 236, é normalmente epóxi impregnado com grafite, aplicado por metodologia de aspersão de tinta convencional. Em virtude de ser demonstrada a falta de lubricidade de certos produtos hidrocarbonetos, tais como butanos, propanos e LPG, o revestimento de superfícies internas acabadas assiste o pistão do deslocador na movimentação suave através do cilindro do aferidor. Tal aspecto é uma exigência para aferição consistente e precisa. Entretanto, tais revestimentos não são adequados para as menores temperaturas aqui definidas. Destarte, aquelas superfícies 226, 326 das modalidades das figuras 7 e 8 incluem microacabamento. O microacabamento das superfícies 226, 326 permite que um filme microscópico de produto seja mantido nas superfícies 226, 326, maximizando, com isso, o grau já baixo de lubrificação que o produto pode inerentemente disponibilizar. Em modalidades exemplares, os microacabamentos aplicados nas superfícies 226, 326 incluem aproximadamente 32 micropolegadas (0,8 mícron) a 16 micropolegadas (0,4 mícron) obtidas por brunimento, usinagem ou polimento.

[0022] Referindo-se agora à figura 6, está mostrada uma seção transversal feita ao longo do comprimento axial do pistão do aferidor 202. O corpo do pistão 230 inclui na sua extremidade 206 um primeiro anel 240, um segundo anel 242 e um soquete 244, basicamente com propósitos de

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 16/31 / 15 montagem. Os anéis 240, 242 fornecem locais alternativos para o anel de alvo, como aqui descrito, ficar disposto, além da localização descrita com relação ao anel de alvo 210. O primeiro conjunto de pás 216 estende-se em uma primeira direção a partir da chapa 214, e um segundo conjunto de pás 246 estende-se em uma segunda direção no geral oposta à primeira direção para realizar o movimento bidirecional do pistão 202. Adicionalmente, as pás 216, 246 são anguladas variavelmente para proporcionar as funções descritas com mais detalhes a seguir.

[0023] Em geral, vedações do deslocador 202 fornecem uma barreira a prova de vazamento para impedir que produto transacione de um lado do pistão 202 para o outro. As vedações podem se deteriorar com base em duas causas principais. Primeiro, o atrito da passagem do pistão através do aferidor durante operação normal pode, com o tempo, deteriorar a superfície da vedação. O tempo para a deterioração e falha da vedação é determinado pela frequência de uso do aferidor. O segundo fator que contribui para o desgaste do conjunto do pistão são as forças gravitacionais nas vedações causadas pelo peso do pistão. O foco neste segundo fator pode proporcionar benefícios.

[0024] O movimento rotacional do pistão em torno de seu eixo, fazendo com que o pistão 202 espirale no tubo de fluxo 204 à medida que ele é deslocado, reduzirá o fator de desgaste e prolongará a vida das vedações do pistão. As pás rotacionais 216, 246 fornecem o movimento rotacional ou espiral do pistão 202. A introdução de fluxo perpendicular à extremidade do pistão rotacionará o pistão de acordo com um ângulo variável A das pás. Batentes podem ser colocados nas extremidades do aferidor correspondentes ao pistão e que não são obstruídas pelas pás. Os batentes impedem que as pás sejam distorcidas quando o pistão vai para a posição de descanso na extremidade do tubo de fluxo ou cilindro do aferidor.

[0025] Os preceitos das modalidades aqui descritas podem ser usados em qualquer uma combinação adequada. A revelação não está limitada àquelas

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 17/31 / 15 modalidades específicas ou combinações aqui descritas. Os preceitos aqui incluem um método que fornece um medidor direto, de maneira tal que fluido que escoa para o medidor seja desviado diretamente para o referido aferidor, a despeito de os fluidos estarem a temperaturas muito baixas que não podem ser controladas pelo pistão e aferidores compactos atuais. O fluido pode ser direcionado através do aferidor e então para a jusante na tubulação, que reintroduz o produto na tubulação de transporte. Embora não comum, o aferidor algumas vezes fica localizado à montante do medidor, de maneira tal que o fluxo seja direcionado para o aferidor e então escoe através do medidor. O propósito do aferidor é prover um volume conhecido para comparar com um volume medido indicado. Os dois volumes são então padronizados usando fatores de correção para parâmetros de temperatura, pressão e densidade para o produto para estabelecer um fator do medidor. O fator de que o medidor é derivado dividindo-se o volume do fluido que atravessa o medidor (determinado pelo volume do aferidor durante aferição) pelo volume indicador do medidor correspondente. O volume do aferidor é o volume deslocado entre as chaves do detector. O volume do aferidor é estabelecido determinando-se precisamente o volume entre as chaves do detector (também denominado volume base do aferidor) por um método denominado de o método gravimétrico, descrito pelo American Petroleum Institute.

[0026] A precisão de um aferidor de tubo tipo pistão bidirecional e da estação de medição geral, quando operando a temperaturas menores que -50°F (-46°C), e, especificamente, a temperaturas de cerca de -220°F (-140°C), é significativamente afetada pelas limitações em materiais componentes. Uma válvula, tal como uma válvula de 4 direções, é indisponível para temperaturas muito baixas e, portanto, torna outros tipos de aferidor inoperáveis para temperaturas muito baixas. O anel de detecção do detector e os dispositivos do detector em aferidores são inadequados para serviço a baixa temperatura. Revestimentos autolubrificantes para uso com produtos não escorregadios tal

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 18/31 / 15 como LPG são indisponíveis para serviço a baixa temperatura. As modalidades aqui descritas abordam esses problemas e outros.

[0027] As modalidades exemplares de um aferidor de fluxímetro para fluidos de baixa temperatura inclui uma entrada configurada para ser acoplada diretamente a uma tubulação que transporta os fluidos a baixa temperatura, uma saída configurada para ser acoplada diretamente àquela tubulação que transporta os fluidos a baixa temperatura, um tubo de fluxo acoplado entre a entrada e a saída, e um deslocador móvel em uma passagem de fluxo do tubo de fluxo, em que o tubo de fluxo e o deslocador são configurados para receber fluidos a baixa temperatura. Numa modalidade, o aferidor inclui adicionalmente uma bobina de captação magnética acoplada no tubo de fluxo e um elemento magnético acoplado no deslocador que se comunica com a bobina de captação magnética por meio de relutância magnética. O deslocador pode ser um pistão e o elemento magnético pode ser um anel de alvo envolto no pistão. Em uma outra modalidade, o aferidor inclui uma bobina de captação magnética acoplada no tubo de fluxo e um elemento de alvo sem carbono acoplado no deslocador que se comunica com a bobina de captação magnética. Elemento de alvo sem carbono pode incluir pelo menos um dentre metal alto mu (μ), metal HYMU e metal HYMU 80. Elemento de alvo sem carbono pode incluir uma combinação de níquel, ferro, cobre e/ou molibdênio. Em uma modalidade adicional, o dito aferidor inclui um par de transceptores ultrassônicos acoplados naquele tubo de fluxo e comunicando um sinal através da passagem de fluxo no tubo de fluxo e em que o deslocador é móvel na passagem de fluxo para interromper o sinal. [0028] Em algumas modalidades, passagem de fluxo do aferidor inclui uma superfície interna com um microacabamento. O microacabamento mantém um filme microscópico dos fluidos a baixa temperatura entre a superfície interna da passagem de fluxo e o deslocador para lubrificação. O microacabamento pode estar na faixa de 32 micropolegadas (0,8 mícron) a 16 micropolegadas (0,4 mícron). O microacabamento pode ser obtido pelo menos por brunimento,

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 19/31 / 15 retífica/usinagem e polimento da superfície interna. Em outras modalidades, o deslocador inclui uma pá disposta em um ângulo em relação à direção de fluxo dos fluidos de baixa temperatura. O deslocador pode ser um pistão incluindo um conjunto de pás internas que se estende ao longo de um eixo longitudinal do pistão e posto em um ângulo em relação ao eixo. A pá gira o deslocador em resposta ao fluxo dos fluidos a baixa temperatura.

[0029] As modalidades exemplares de um aferidor de fluxímetro para fluidos a baixa temperatura incluem um tubo de fluxo com uma passagem de fluxo nele e uma bobina de captação magnética montada nele e um pistão que fica disposto na passagem de fluxo e que inclui um elemento magnético sem carbono, em que o pistão é móvel para mover o elemento magnético além da bobina de captação magnética e para se comunicar com a bobina de captação magnética por meio de relutância magnética. Uma superfície interna da referida passagem de fluxo pode incluir microacabamento para manter um microfilme de fluido lubrificante. Dito pistão inclui um conjunto de pás rotativas do pistão. Em outras modalidades, o aferidor inclui um par de transceptores ultrassônicos disposto no tubo de fluxo e que se comunica através da passagem de fluxo, e em que movimento do pistão interrompe comunicação do transceptor ultrassônico.

[0030] As modalidades exemplares de um sistema para aferir fluidos de baixa temperatura incluem uma tubulação que transporta fluidos de baixa temperatura, um aferidor acoplado na tubulação e que recebe fluidos de baixa temperatura, em que tal aferidor inclui um tubo de fluxo que inclui um pistão móvel disposto nele e pelo menos uma bobina de captação magnética e um par de transceptores ultrassônicos acoplados no tubo de fluxo e comunicando com o pistão. Os fluidos de baixa temperatura incluem uma temperatura abaixo de cerca de -50°F (-46°C) e, alternativamente, uma temperatura abaixo de cerca de -220°F (-140°C). Numa modalidade, aquele pistão inclui um elemento de alvo magnético sem carbono. Uma superfície interna do tubo de fluxo pode incluir microacabamento para manter um microfilme de fluido lubrificante. O pistão

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 20/31 / 15 pode ser rotacionável enquanto move-se axialmente.

[0031] Pretende-se que a discussão acima apresentada seja ilustrativa dos princípios e de várias modalidades da presente revelação. Embora certas modalidades tenham sido mostradas e descritas, suas modificações podem ser feitas pelos versados na técnica sem fugir dos escopo e preceitos da revelação. As modalidades aqui descritas são apenas exemplares, e não limitantes. Dessa maneira, o escopo de proteção não está limitado pela descrição aqui submetida, porém é limitado apenas pelas reivindicações seguintes, esse escopo incluindo todos aqueles equivalentes da matéria em questão das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aferidor de fluxímetro para fluidos de baixa temperatura, o qual compreende:

uma entrada configurada para ser diretamente acoplada a uma tubulação que transporta os fluidos a baixa temperatura;

uma saída configurada para ser diretamente acoplada naquela tubulação que transporta os fluidos a baixa temperatura;

um tubo de fluxo acoplado entre a entrada e a saída;

um deslocador móvel em uma passagem de fluxo daquele tubo de fluxo;

em que o tubo de fluxo e o deslocador são configurados para receberem os fluidos a baixa temperatura;

pelo menos um dentre uma bobina de captação magnética e um par de transceptores acoplados ao tubo de fluxo e comunicando-se com o dito deslocador; e tal aferidor de fluxímetro sendo caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

um elemento magnético acoplado ao deslocador que comunicase com a bobina de captação magnética através de relutância magnética;

em que a passagem de fluxo inclui uma superfície interna com um microacabamento, e em que os fluidos a baixa temperatura incluem uma temperatura inferior a -50°F (-46°C).
2. Aferidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o deslocador é um pistão e o elemento magnético é um anel de alvo envolto no pistão.
3. Aferidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

um elemento de alvo sem carbono acoplado ao deslocador que se comunica com a bobina de captação magnética.

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 22/31

2 / 4
4. Aferidor de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de alvo sem carbono compreende pelo menos um dentre metal alto mu (μ), metal HYMU e metal HYMU 80.
5. Aferidor de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de alvo sem carbono compreende uma combinação de níquel, ferro, cobre e/ou molibdênio.
6. Aferidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

o par de transceptores comunicam um sinal através da passagem de fluxo no tubo de fluxo; e o deslocador é móvel na passagem de fluxo para interromper o sinal.
7. Aferidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o microacabamento mantém um filme microscópico dos fluidos a baixa temperatura entre a superfície interna da passagem de fluxo e o deslocador para lubrificação.
8. Aferidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o microacabamento está na faixa de 32 micropolegadas (0,8 mícron) a 16 micropolegadas (0,4 mícron).
9. Aferidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o microacabamento é obtido por pelo menos um dentre brunimento, retífica/usinagem e polimento da superfície interna.
10. Aferidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o deslocador inclui uma pá disposta em um ângulo em relação à direção de fluxo dos fluidos a baixa temperatura.
11. Aferidor de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o deslocador é um pistão incluindo um conjunto de pás internas que se estendem ao longo de um eixo longitudinal do pistão e posto em um ângulo em relação ao eixo.

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 23/31

3 / 4
12. Aferidor de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a pá gira aquele deslocador em resposta ao fluxo dos fluidos a baixa temperatura.
13. Aferidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que aquele par de transceptores compreendem um par de transceptores ultrassônicos.
14. Aferidor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os fluidos a baixa temperatura incluem pelo menos um dentre gás natural líquido (LNG), nitrogênio líquido, butano líquido, propano líquido e gás liquefeito de petróleo (LPG).
15. Sistema para aferição de fluidos de baixa temperatura, o qual compreende:

uma tubulação que transporta os fluidos a baixa temperatura;

um aferidor acoplado à tubulação e recebendo os fluidos a baixa temperatura, em que o aferidor compreende:

um tubo de fluxo incluindo um pistão disposto de forma móvel em uma passagem de fluxo do tubo de fluxo;

pelo menos um dentre uma bobina de captação magnética e um par de transceptores acoplados ao tubo de fluxo e comunicando-se com o pistão; e o dito sistema sendo caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

um elemento magnético acoplado ao pistão comunicando-se com a bobina de captação magnética através de relutância magnética;

em que a passagem de fluxo inclui uma superfície interna com um microacabamento para manter um microfilme de fluido lubrificante, e em que os fluidos a baixa temperatura incluem uma temperatura inferior a -50°F (-46°C).
16. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado

Petição 870190052948, de 04/06/2019, pág. 24/31

4 / 4 pelo fato de os fluidos a baixa temperatura incluírem uma temperatura inferior a -220°F (-140°C).
17. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o pistão incluir um elemento de alvo magnético sem carbono.
18. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o pistão ser rotacionável enquanto move-se axialmente.
19. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o par de transceptores compreenderem um par de transceptores ultrassônicos.