Relatorio Calibracao Condutivimetro CG 1800 - UFES

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E CIÊNCIAS EXATAS ENGENHARIA DE PETRÓLEO Experimento Estudo de Calibração do Condutivímetro CG 1800 GERLISON HENRIQUE DE SOUZA PAMPONET LUIZ FELIPE São MateusES Novembro 2023 1 Experimento Estudo de Calibração do Condutivímetro CG 1800 GERLISON HENRIQUE DE SOUZA PAMPONET LUIZ FELIPE Relatório destinado à disciplina de Metrologia Aplicada à Indústria do Petróleo do curso de Engenharia de Petróleo UFES Campus São Mateus Orientador Ana Paula Meneguelo São MateusES Novembro 2023 2 Sumário 1 Introdução 4 2 Objetivo Geral do Experimento 7 3 Material Utilizado 8 4 Descrição do Experimento 9 5 Resultados e Discussões 11 51 Especificações Técnicas 11 52 Dados Experimentais 12 521 Cálculo das xxxxxxxxxxxxxxxxx a partir dos dados experimentais 12 6 Análise de Dados 15 7 Conclusão 16 9 Referências Bibliográficas 18 3 1 Introdução Este relatório apresenta a análise da calibração do Condutivímetro CG 1800 que foi entregue em 30 de novembro de 2023 foi executado no laboratório de Petróleo e Gás 2 do prédio do Programa de PósGraduação em Energia PPGEN no CEUNES Na indústria petrolífera a calibração de instrumentos como o condutivímetro desempenha um papel crucial na garantia da precisão das medições O condutivímetro é um equipamento utilizado para medir a condutividade elétrica e a resistividade de um meio sendo valioso na determinação da concentração de íons em soluções inclusive na indústria de petróleo Durante o processo de calibração foram avaliados e calculados alguns parâmetros fundamentais para determinar a exatidão do condutivímetro Dentre eles destacamse Erro Sistemático Máximo Tendência Máxima O erro sistemático máximo é a máxima discrepância entre o valor medido e o valor verdadeiro representando a tendência máxima de desvio nas medições É calculado pela fórmula Tdmar Vm Vv Repetitividade Máxima 95 Referese à máxima variação de leituras obtidas ao medir repetidamente uma mesma amostra sob condições estáveis Esta medida é essencial para compreender a consistência dos resultados obtidos em múltiplas leituras calculada por Remar95 k imes sqrtfracsumxi barx2nn1 Erro de Linearidade pelo Método dos Mínimos Quadrados 4 Esse parâmetro analisa o comportamento do instrumento ao longo de sua escala verificando se as leituras seguem um padrão linear A determinação deste erro envolve o uso de fórmulas baseadas em técnicas estatísticas como os mínimos quadrados Incerteza do SMC TdRe A incerteza padrão combinada considerando tanto o erro sistemático quanto a repetitividade é calculada para estimar a dispersão dos resultados obtidos representada por U sqrtTdmar2 Remar952 Cada uma dessas avaliações é fundamental para entender a confiabilidade e precisão do condutivímetro CG 1800 fornecendo uma visão abrangente de suas características metrológicas e seu desempenho em relação aos padrões estabelecidos 5 2 Objetivo Geral do Experimento Calibração de um Condutivímetro CG 1800 afim de conhecer as características metrológicas e compara las com as especificações do fabricante 6 3 Material Utilizado 01 Condutivímetro CG 1800 01 Termômetro 01 Piseta 01 Rolo de papel toalha 100ml de solução de BaCl 100ml de solução de KCl 100ml de solução de Na2So4 150ml da solução padrão do condutivímetro 01 Béquer de 150ml 01 AgitadorAquecedor magnético 7 4 Descrição do Experimento O experimento foi conduzido em três etapas distintas iniciandose com a realização de 20 medições em temperaturas específicas 25C 30C e 60C totalizando 60 medições Inicialmente foi feita à climatização do laboratório garantindo que a temperatura atingisse os 25C necessários para a primeira etapa Posteriormente a calibração do instrumento foi realizada três vezes utilizando a solução padrão visando alcançar a precisão desejada Após cada medição realizamos a limpeza do sensor e do termômetro com água destilada para garantir a integridade e a precisão das medidas Este procedimento de limpeza foi repetido sistematicamente ao longo de todo o experimento assegurando a confiabilidade dos resultados obtidos Para as temperaturas de 30C e 60C utilizamos um agitadoraquecedor magnético para chegar a temperatura da solução desejada Contudo enfrentamos um desafio na temperatura de 30C devido à limitação do aquecedor que mantinha a temperatura mínima em 31C Consequentemente ajustávamos o aquecedor para atingir a temperatura desejada antes de realizar cada medição resultando em uma variação mais ampla nos valores térmicos Já na temperatura de 60C conseguimos manter o aquecedor abaixo do recipiente béquer enquanto conduzíamos as medições da condutividade e resistividade das soluções 8 5 Resultados e Discussões 51 Especificações Técnicas Proprietário Ceunes Lab de Análise e Apoio Lab De petróleo e Gás 2 N de Registro 614194 UFES N de Fabricação 16031011001003 Fabricante Gehaka Tipo Elétrico Estado de Conservação BomFuncional Condutividade Faixa Instrumento 001 scm a 02 Scm Precisão Relativa 005 FE Pontos de Calibração 1 A faixa de medida poderá ser limitada em função da célula utilizada Temperatura Faixa de Medição 0 a 100C Divisão 01C Precisão Relativa 03 FE Compensação de Temperatura 0 a 100C Tipo de compensação automática ou manual Demais Display LCD 16 caracteres x 2 linhas Relógio de tempo real RTC durabilidade da bateria de 5 anos Ambiente Operação 0 a 45C 5 a 95 sem condensar Alimentação 90 a 240VAC Potência Consumida 4 VA Dimensões Instrumento 200 x 180 35 Lx AxP Peso Instrumento 500g Acessórios Suporte de eletrodos pantogáfico Célula de Condutividade K10 Sensor de temperatura PT1000 em aço inoxidável Adaptador de rede chaveado opera de 90 a 240VAC Manual de instruções Opcionais Solução tampão de 1412 mScm 9 52 Dados experimentais Para as medições realizadas utilizando a solução de BaCl2 Na2SO4 e KCl foi se montado as seguintes tabelas para as temperaturas de 25 30 e 60C BaCl2 à 25C Medição Temperatura C Condutividade µScm Resistividade Ωcm 1 251 337 2967 2 251 330 3030 3 249 321 3115 4 249 317 3155 5 249 314 3185 6 247 312 3205 7 247 311 3215 8 248 310 3226 9 248 313 3195 10 248 312 3205 11 248 312 3205 12 247 310 3226 13 247 310 3226 14 244 313 3195 15 244 308 3247 16 244 306 3268 17 242 306 3268 18 243 309 3236 19 243 303 3300 20 244 305 3279 Condutividade µScm Resistividade Ωcm Média 31295 3197 Desvio Padrão 822 8066 Erro Padrão da Média 184 1804 10 BaCl2 à 30C Medição Temperatura C Condutividade µScm Resistividade Ωcm 1 303 282 355 2 304 285 351 3 30 281 356 4 297 283 353 5 303 280 357 6 305 275 364 7 309 279 358 8 308 274 365 9 306 276 362 10 304 286 350 11 308 275 364 12 304 286 350 13 303 279 358 14 304 285 351 15 30 283 353 16 305 279 358 17 304 285 351 18 303 281 356 19 308 274 365 20 309 277 361 Condutividade µScm Resistividade Ωcm Média 28025 4 Desvio Padrão 410 005 Erro Padrão da Média 092 001 11 BaCl2 à 60C Medição Temperatura C Condutividade µScm Resistividade Ωcm 1 60 255 3922 2 602 254 3937 3 601 246 4065 4 599 245 4082 5 60 251 3984 6 60 249 4016 7 60 253 3953 8 599 247 4049 9 601 249 4016 10 602 254 3937 11 601 248 4032 12 60 253 3953 13 60 254 3937 14 60 256 3906 15 599 25 4000 16 598 244 4098 17 601 249 4016 18 60 248 4032 19 60 25 4000 20 599 248 4032 Condutividade µScm Resistividade Ωcm Média 250 400 Desvio Padrão 003 554 Erro Padrão da Média 001 124 12 Na2SO4 à 25C Medição Temperatura C Condutividade µScm Resistividade Ωcm 1 247 303 330 2 243 296 336 3 244 294 339 4 246 294 339 5 248 293 340 6 249 291 343 7 25 292 342 8 251 293 340 9 251 291 343 10 251 293 341 11 251 291 342 12 251 29 343 13 25 293 341 14 25 292 341 15 25 291 342 16 25 29 343 17 249 291 343 18 25 29 344 19 25 29 344 20 249 29 344 Condutividade µScm Resistividade Ωcm Média 292 341 Desvio Padrão 003 329 Erro Padrão da Média 001 074 13 Na2SO4 à 30C Medição Temperatura C Condutividade µScm Resistividade Ωcm 1 301 275 3636 2 302 275 3636 3 304 276 3623 4 301 273 3663 5 30 273 3663 6 30 273 3663 7 306 274 3650 8 302 278 3597 9 299 269 3717 10 308 274 3650 11 303 271 3690 12 301 272 3676 13 303 268 3731 14 302 257 3891 15 30 257 3891 16 30 27 3704 17 30 269 3717 18 301 259 3861 19 302 259 3861 20 303 259 3861 Condutividade µScm Resistividade Ωcm Média 269 372 Desvio Padrão 007 972 Erro Padrão da Média 002 217 14 Na2SO4 à 60C Medição Temperatura C Condutividade µScm Resistividade Ωcm 1 60 426 2347 2 601 431 2320 3 599 431 2320 4 601 43 2326 5 60 427 2342 6 602 427 2342 7 601 429 2331 8 60 429 2331 9 60 431 2320 10 599 43 2326 11 60 426 2347 12 601 429 2331 13 601 43 2326 14 60 428 2336 15 60 428 2336 16 601 429 2331 17 602 428 2336 18 601 432 2315 19 60 427 2342 20 60 429 2331 Condutividade µScm Resistividade Ωcm Média 429 233 Desvio Padrão 002 094 Erro Padrão da Média 000 021 15 KCl à 25C Medição Temperatura C Condutividade µScm Resistividade Ωcm 1 249 1558 63 2 249 157 63 3 248 1574 63 4 247 157 63 5 248 1572 63 6 248 1573 63 7 249 157 63 8 249 1571 63 9 249 1575 63 10 248 1572 63 11 247 1572 63 12 248 1571 63 13 248 1571 63 14 249 1568 63 15 249 1573 63 16 25 1569 63 17 249 1566 63 18 249 1567 63 19 248 1563 63 20 248 1562 63 Condutividade µScm Resistividade Ωcm Média 1569 63 Desvio Padrão 004 000 Erro Padrão da Média 001 000 16 KCl à 30C Medição Temperatura C Condutividade µScm Resistividade Ωcm 1 303 161 621 2 298 1612 620 3 303 1609 622 4 306 1609 622 5 306 1609 622 6 301 1616 619 7 30 161 621 8 298 1609 622 9 306 1614 620 10 302 1618 618 11 301 161 621 12 30 1614 620 13 305 1613 620 14 304 1614 620 15 303 1617 618 16 299 1624 616 17 302 1613 620 18 302 1617 618 19 298 161 621 20 302 1618 618 Condutividade µScm Resistividade Ωcm Média 1613 62 Desvio Padrão 004 016 Erro Padrão da Média 001 003 17 KCl à 60C Medição Temperatura C Condutividade µScm Resistividade Ωcm 1 307 20 50 2 607 206 485 3 601 206 485 4 598 208 481 5 599 206 485 6 603 206 485 7 601 207 483 8 599 206 485 9 603 209 478 10 596 209 478 11 60 206 485 12 605 204 490 13 609 203 493 14 607 207 483 15 607 208 481 16 596 209 478 17 607 207 483 18 601 207 483 19 605 206 485 20 60 207 483 Condutividade µScm Resistividade Ωcm Média 2064 48 Desvio Padrão 021 051 Erro Padrão da Média 005 011 18 300 305 310 315 320 325 330 335 340 236 238 24 242 244 246 248 25 252 Gráfico de BaCl2 à 25C Condutividade µScm Temperatura C 272 274 276 278 280 282 284 286 288 29 292 294 296 298 30 302 304 306 308 31 Gráfico de BaCl2 à 30C Condutividade µScm Temperatura C 242 244 246 248 25 252 254 256 258 595 596 597 598 599 60 601 602 603 Gráfico de BaCl2 à 60C Condutividade µScm Temperatura C 19 288 29 292 294 296 298 3 302 304 238 24 242 244 246 248 25 252 Gráfico de Na2SO4 à 25C Condutividade µScm Temperatura C 255 26 265 27 275 28 294 296 298 30 302 304 306 308 31 Gráfico de Na2SO4 à 30C Condutividade µScm Temperatura C 425 426 427 428 429 43 431 432 433 5975 598 5985 599 5995 60 6005 601 6015 602 6025 Gráfico de Na2SO4 à 60C Condutividade µScm Temperatura C 20 1556 1558 156 1562 1564 1566 1568 157 1572 1574 1576 245 246 247 248 249 25 251 Gráfico de KCl à 25C Condutividade µScm Temperatura C 1608 161 1612 1614 1616 1618 162 1622 1624 1626 292 294 296 298 30 302 304 306 308 Gráfico de KCl à 30C Condutividade µScm Temperatura C 198 20 202 204 206 208 21 0 10 20 30 40 50 60 70 Gráfico de KCl à 60C Condutividade µScm Temperatura C 21 Para a solução de Para calcular a velocidade e sua incerteza usamos as seguintes fórmulas E para o cálculo do desvio utilizouse a fórmula x 22 6 Conclusão Com o experimento vimos que é possível a partir de dados práticos medidos experimentalmente obtermos importantes valores para o estudo da calibração O experimento também permitiu observamos dados estatísticos e bla bla bla bla bla bla 23 7 Referências Bibliográficas httpwwwavanciniequipamentoscombruploadsprodutos1110pdf HA 24 Metrologia aplicada à indústria de petróleo e gás DET08295 Data de entrega 23112023 Lista de exercício 1 Desejase determinar a massa específica do fluido presente em um poço vertical nas condições de reservatório utilizando uma ferramenta de perfilagem que mede a pressão estática da formação Esta ferramenta pode ser equipada com sensores que oferecem diferentes incertezas strain guage quartz sensor Saphire sensor etc Sabendose que o intervalo saturado de petróleo pay zone tem tipicamente 50 metros e que o erro máximo na determinação da profundidade é de 1m qual o erro máximo permitido para o sensor de pressão quando se deseja uma incerteza máxima de 3 na determinação da massa específica do fluido Considere o fluido com massa específica de 900 kgm³ e despreze a incerteza da constante da aceleração da gravidade g981 ms² ρ 1 g ΔP Δh ΔP ρ g Δh 2 Ai ser calibrado em onze pontos de medição um instrumento apresentou os seguintes resultados todos em mm Ponto VVC MI Td Re 1 00 08 08 10 2 5000 5042 42 13 3 10000 10088 88 15 4 15000 15112 112 18 5 20000 20079 79 18 6 25000 25041 41 20 7 30000 30012 12 21 8 35000 34987 13 23 9 40000 39957 43 25 10 45000 44910 90 28 11 50000 49872 128 30 a Construa a curva de erros deste sistema de medição nas condições de calibração b Determine o erro máximo deste sistema de medição nas condições de calibração c Estime a tendência repetitividade e correção para a indicação de 23000 mm 3 Para fins de determinação do resultado de medição indique em cada uma das situações abaixo se o mensurando deve ser tratado como variável ou invariável a A altura de um muro medida com uma trena com valor da divisäo de escala de 50 mm b A salinidade da água do mar c O diâmetro de uma moeda de Real medida com uma escala cujo valor da divisão é de 1mm d A temperatura no interior de uma chaminé de uma fábrica enquanto as máquinas estão ligadas e A massa de uma pessoa durante cinco minutos medida em uma balança com incerteza de 02 kg f A altura de um muro medida com uma trena com valor da divisão de escala de 1 mm g O diâmetro de um eixo cilíndrico sobre o qual não se tem nenhuma informação 4 O revestimento de superfície é um revestimento estrutural que possui como objetivos principais isolar o poço das zonas superficiais pouco consolidadas suportar o peso do BOP e das demais colunas de revestimento e proteger reservatórios de água Desta forma garantir o diâmetro do revestimento de superfície é fundamental para o sucesso da operação offshore Para determinar o diâmetro do revestimento um estagiário utilizou um grande paquímetro com erro máximo de 02mm Foram obtidas as 12 indicações apresentadas abaixo para as medições efetuadas em diferentes posições diametrais Qual o diâmetro deste revestimento Indicações em mm 5802 5744 5828 5770 5698 5822 5790 5822 5842 5738 5702 5828 5 Um estagiário precisava adicionar 650 g de tolueno a uma certa mistura Por não dispor de um conjunto completo de massas padrão a medição da massa da substância foi efetuada por meio de uma balança de pratos que atingiu equilíbrio nas seguintes condições a no prato esquerdo estavam as massas 2010 03 g e 5002 06 g e b no prato direito encontravase além da substância a massa de 499 01 g O que pode ser dito acerca da massa de substância assim obtida Considere os valores destas massas como estatisticamente independentes e despreze as demais fontes de incertezas da balança