Procedimiento seguro y preciso de gestión de inventario de productos químicos en su ubicación.

Un procedimiento para medir una cantidad de una sustancia agotada a partir de una unidad de almacenamiento(12),

comprendiendo el procedimiento:

soportar la unidad de almacenamiento (12) sobre un vehículo (10);

medir un primer peso de la unidad de almacenamiento (12) y cualquier sustancia líquida contenida en la unidadde almacenamiento (12);

permitir que una cantidad de la sustancia líquida se descargue a partir de la unidad de almacenamiento (12);medir un segundo peso de la unidad de almacenamiento (12) y cualquier sustancia líquida contenida en launidad de almacenamiento (12); y~

determinar la cantidad de la sustancia líquida que se descarga o que se permite que se descargue a partir de launidad de almacenamiento (12) en base a la primera medición de peso y la segunda medición de peso;

en el que cada uno del primer peso y del segundo peso se miden usando un número par de dispositivos demedición de nivel (14) que tienen alguna sensibilidad a las fuerzas fuera del eje; y caracterizado porque losdispositivos de medición de nivel (14) son casi idénticos en cuanto a su construcción y están dispuestos enpares con un desfase de 180º uno con respecto al otro, de tal modo que una fuerza fuera del eje comúnaplicada a cada par de dispositivos de medición de nivel (14) da lugar a que produzcan unas contribucionesiguales de polaridad opuesta, de tal modo que una contribución a partir de una fuerza fuera del eje no deseadamedida por un dispositivo de medición de nivel (14) de cada par, diferente de la fuerza de gravedad de la unidadde almacenamiento (12) y sus contenidos, se reduce o se cancela por la suma con las fuerzas medidas por elotro dispositivo de medición de nivel de cada par (14).

Procedimiento seguro y preciso de gestión de inventario de productos químicos en su ubicación Antecedentes Para muchas operaciones de servicio de los yacimientos petrolíferos, deben usarse numerosos productos químicos para conseguir una producción útil a partir de los pozos de petróleo y de gas, lo que incluye agentes tensioactivos, tampones, ácidos, bases, agentes reticulantes, rompedores, etc. Para la mayor parte de las operaciones, los productos químicos se llevan hasta la ubicación en una forma concentrada y se diluyen in situ para conseguir las concentraciones finales deseadas.

Normalmente, tales concentrados de producto químico líquido se transportan hasta la ubicación del pozo a través de camiones, remolques o plataformas rodantes, incluyendo camiones de transporte, remolques flotantes, o sistemas de medición de líquido. Debido a unos procedimientos de medición poco precisos y a otros errores, a menudo es necesario determinar la cantidad de producto químico en un tanque dado cuando llega el tanque. Debido, en parte, a que el pozo está emplazado habitualmente en una ubicación remota, no ha estado disponible ninguna técnica para medir la cantidad de producto químico en el tanque en el sitio del pozo. La medición ha requerido tradicionalmente que trepe personal de campo sobre el tanque y use una barra de medición larga para determinar la cantidad de producto químico en el tanque.

Posteriormente, después de que se ha descargado una parte del producto químico en el tanque, a menudo es necesario o deseable medir la cantidad de producto químico que queda en el tanque. Debido a que los instrumentos que se usan en la actualidad para medir la velocidad de descarga del producto químico a partir del tanque no son lo bastante precisos, el tanque se mide habitualmente de nuevo por el personal de campo desde arriba del tanque.

El personal de campo que se requiere para realizar estas mediciones manuales se somete a unos riesgos significativos mientras que se realizan las mediciones. Muchos de los productos químicos que se encuentran en los tanques plantean riesgos para la salud y, debido a que el personal de campo se ve forzado a trabajar cerca de las aberturas en los tanques, este puede estar expuesto a productos químicos nocivos. El personal de campo también afronta el riesgo de caídas, debido a que las mediciones manuales precisan de su ascenso a la parte de arriba del camión, el remolque y/o el tanque.

Además de los peligros de salud y de seguridad concomitantes al procedimiento de medición manual, el uso de una barra de medición para determinar la cantidad de producto químico en el tanque da como resultado unas mediciones inherentemente poco precisas. La barra de medición podría insertarse con un ligero ángulo y/o movimientos ligeros podrían dar lugar a que el producto químico salpicara y produjese una lectura incorrecta. Incluso en unas condiciones ideales, sólo puede esperarse que una barra de medición determine la cantidad de producto químico que queda dentro de un margen de error significativo.

Las mediciones manuales tradicionales requieren también un tiempo sustancial. El personal de campo debe gastar entonces su valioso tiempo trepando a la parte de arriba del tanque, midiendo con cuidado la profundidad del producto químico y realizando el descenso. Las medidas de seguridad que precisa el proceso consumen un tiempo y unos recursos humanos adicionales.

Debido, en parte, a estos inconvenientes de la gestión de productos químicos tradicional, se desarrolló y se dio a conocer un sistema basado en peso y un procedimiento para medir y gestionar aditivos químicos secos en las patentes de los EE. UU. con n.os 4.353.482, 4.410.106, 4.265.266 y 4.427.133. A pesar de que estas invenciones presentan unas mejoras significativas frente a los procedimientos manuales de medición de aditivos químicos secos, la precisión de sus mediciones se resiente debido a un fallo para corregir las fuerzas fuera del eje, las pendientes, las mediciones imprecisas del peso de tanque y otros problemas. Además, es deseable un sistema de gestión basado en peso móvil para líquidos, pastas, disoluciones o suspensiones. El documento DE 4311595 da a conocer un dispositivo de medición de peso sobre un recipiente de transporte de líquidos, en el que las células de medición se inclinan hacia el eje longitudinal del recipiente.

Figuras Algunas realizaciones a modo de ejemplo específicas de la divulgación pueden entenderse haciendo referencia, en parte, a la siguiente descripción y a los dibujos adjuntos.

La figura 1 es una vista a ojo de pájaro de un remolque con varias unidades de almacenamiento de productos químicos y varias configuraciones de las células de carga por debajo de las mismas, estando algunas configuraciones de acuerdo con una realización a modo de ejemplo de la presente invención.

La figura 2 muestra dos inclinómetros configurados para medir la inclinación de una unidad de almacenamiento, de acuerdo con una realización a modo de ejemplo de la presente invención.

La figura 3 es una representación de un vehículo que contiene unas unidades de almacenamiento en una posición no a nivel, de acuerdo con una realización a modo de ejemplo de la presente invención.

La figura 4 es una representación tridimensional de una unidad de almacenamiento de productos químicos a modo de ejemplo con cuatro células de carga, de acuerdo con una realización a modo de ejemplo de la presente invención.

Resumen La presente divulgación se refiere a procedimientos y a sistemas para medir con precisión el peso de los productos químicos contenidos en una unidad de almacenamiento móvil y, más en particular, para medir las diferencias en el peso de sustancias industrialmente útiles en ubicaciones remotas. En un primer aspecto, la invención proporciona un procedimiento que se define mediante la reivindicación 1. En otro aspecto, la invención proporciona un sistema que se define mediante la reivindicación 8. Características adicionales se definen en las reivindicaciones dependientes.

También se describe un procedimiento para determinar el peso de una sustancia contenida en una unidad de almacenamiento, que comprende: transportar una sustancia industrialmente útil con un vehículo, usar uno o más dispositivos de medición para producir una o más mediciones de peso de la sustancia industrialmente útil en la unidad de almacenamiento sin retirar la unidad de almacenamiento con respecto al vehículo, medir un grado de desviación a lo largo de un eje con respecto a una posición a nivel de la unidad de almacenamiento o el dispositivo de medición, procesar las una o más mediciones de peso y el grado de desviación para producir una segunda medición de peso más precisa.

Las características y ventajas de la presente divulgación serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica a partir de una lectura de la descripción que sigue de las realizaciones a modo de ejemplo.

Descripción La presente divulgación se refiere a sistemas y a procedimientos para medir el peso de sustancias industrialmente útiles contenidas en una unidad de almacenamiento y, más en particular, para medir las diferencias en el peso de los aditivos químicos almacenados en recipientes portátiles.

En una realización de la presente invención, las unidades de almacenamiento son unos tanques tales como tanques Hal o tanques contenedores de productos químicos, que contienen sustancias líquidas, tales como productos químicos líquidos, pastas, disoluciones o suspensiones. La sustancia líquida puede transportarse a través de un vehículo, tal como un camión, remolque o plataforma rodante, hasta un sitio remoto para, entre otras cosas, su aplicación a la pared interior de un pozo en conjunción con una operación de servicio de pozos para petróleo o gas. En la presente realización, los camiones de transporte, remolques de sistema de gestión de líquido y remolques flotantes, son vehículos preferidos para el transporte de la sustancia líquida.

La sustancia contenida en las unidades de almacenamiento o bien se descarga o bien se permite que se descargue a partir de las unidades de almacenamiento a una velocidad controlada por un mecanismo de control de descarga. La descarga dosificada de la presente invención puede realizarse de forma activa, como con una bomba, o puede regularse de forma pasiva, dependiendo de la gravedad o de alguna otra fuerza para empujar o para tirar de la sustancia a partir de la unidad de almacenamiento. En cualquier caso, no obstante, la descarga o la liberación de la sustancia a partir de la unidad de almacenamiento está controlada por algún tipo de mecanismo de control de descarga.

Cuando la unidad de almacenamiento... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para medir una cantidad de una sustancia agotada a partir de una unidad de almacenamiento (12) , comprendiendo el procedimiento:

soportar la unidad de almacenamiento (12) sobre un vehículo (10) ; medir un primer peso de la unidad de almacenamiento (12) y cualquier sustancia líquida contenida en la unidad de almacenamiento (12) ; permitir que una cantidad de la sustancia líquida se descargue a partir de la unidad de almacenamiento (12) ; medir un segundo peso de la unidad de almacenamiento (12) y cualquier sustancia líquida contenida en la unidad de almacenamiento (12) ; y determinar la cantidad de la sustancia líquida que se descarga o que se permite que se descargue a partir de la unidad de almacenamiento (12) en base a la primera medición de peso y la segunda medición de peso; en el que cada uno del primer peso y del segundo peso se miden usando un número par de dispositivos de medición de nivel (14) que tienen alguna sensibilidad a las fuerzas fuera del eje; y caracterizado porque los dispositivos de medición de nivel (14) son casi idénticos en cuanto a su construcción y están dispuestos en pares con un desfase de 180º uno con respecto al otro, de tal modo que una fuerza fuera del eje común aplicada a cada par de dispositivos de medición de nivel (14) da lugar a que produzcan unas contribuciones iguales de polaridad opuesta, de tal modo que una contribución a partir de una fuerza fuera del eje no deseada medida por un dispositivo de medición de nivel (14) de cada par, diferente de la fuerza de gravedad de la unidad de almacenamiento (12) y sus contenidos, se reduce o se cancela por la suma con las fuerzas medidas por el otro dispositivo de medición de nivel de cada par (14) .

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende:

medir de forma repetida el peso de la unidad de almacenamiento (12) y la sustancia líquida contenida en la unidad de almacenamiento (12) ; y determinar, sustancialmente en tiempo real, la cantidad de la sustancia líquida que se descarga o que se permite que se descargue en base a dos o más cualesquiera de las mediciones de peso.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un peso en vacío de la unidad de almacenamiento

(12) se mide con una báscula de alta precisión antes de que la unidad de almacenamiento (12) se cargue en el interior del vehículo (10) .

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el peso de la unidad de almacenamiento (12) y la sustancia líquida se calcula en base a una información que proporcionan los dispositivos de medición de nivel (14) .

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que cuatro de dichos dispositivos de medición de nivel

(14) están dispuestos en un patrón rectangular y se usan para determinar la cantidad de la sustancia líquida que queda en el tanque.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende suministrar la sustancia líquida descargada a una mezcladora para su uso en una operación de servicio de pozos.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que las unidades de almacenamiento (12) se encuentran sobre plataformas móviles y en el que los dispositivos de medición de nivel (14) están acoplados a las plataformas.

8. Un sistema de gestión de productos químicos móvil, que comprende:

una o más unidades de almacenamiento (12) ; un vehículo (10) accionable para transportar la unidad de almacenamiento (12) y cualquier contenido de la misma; una o más sustancias industrialmente útiles contenidas dentro de las una o más unidades de almacenamiento (12) ; uno o más mecanismos de control de descarga accionables para controlar las velocidades de descarga de las una o más sustancias industrialmente útiles desde las una o más unidades de almacenamiento (12) ; y un número par de dispositivos de medición (14) acoplados a cada unidad de almacenamiento (12) y accionables para producir una señal que se corresponde con la fuerza de la gravedad sobre la unidad de almacenamiento (12) y los contenidos de la misma; caracterizado porque los dispositivos de medición (14) son casi idénticos en cuanto a su construcción y están dispuestos en pares con un desfase de 180º uno con respecto al otro, de tal modo que una fuerza fuera del eje común aplicada a cada par de dispositivos de medición de nivel (14) da lugar a que estos produzcan unas contribuciones iguales de polaridad opuesta, de tal modo que una contribución a partir de una fuerza fuera del eje no deseada medida por un dispositivo de medición (14) de cada par, diferente de la fuerza de gravedad de la unidad de almacenamiento (12) y sus contenidos, se reduce o se cancela por la suma con las fuerzas medidas por el otro dispositivo de medición de cada par (14) .

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el que los dispositivos de medición (14) comprenden medios de detección de peso, de masa, de presión o de carga, tal como células de carga.

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la sustancia industrialmente útil comprende un producto químico que va a usarse en conjunción con una operación de servicio de pozos.

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, que además comprende un sistema de procesamiento accionable para recibir y procesar señales eléctricas a partir de los dispositivos (14) de medición.

12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el sistema de procesamiento puede accionarse adicionalmente para comunicarse con el mecanismo de control de descarga para cambiar la velocidad de descarga de la sustancia industrialmente útil.

13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en el que se permite que dos o más sustancias industrialmente útiles se descarguen para su combinación en una o más relaciones deseadas; y en el que el sistema de procesamiento puede accionarse para supervisar las señales producidas por los dispositivos de medición (14) sustancialmente en tiempo real y para ajustar dos o más mecanismos de control de descarga para conseguir las relaciones deseadas de las dos o más sustancias industrialmente útiles.

14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende:

medir un grado de desviación a lo largo de un eje con respecto a una posición a nivel de la unidad de almacenamiento (12) o del dispositivo de medición (14) ; y procesar las mediciones de peso y el grado de desviación para producir una medición de peso más precisa.

15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que se usa un inclinómetro (50) para realizar la 20 medición del grado de desviación con respecto a una posición a nivel.

16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, que además comprende medir un grado de desviación con respecto a una posición a nivel a lo largo de un segundo eje.