Счетчики жидкости СКЖ

Назначение

Счетчики жидкости СКЖ (в дальнейшем - счетчики) предназначены для измерений массы жидкости или сырой нефти в составе нефтегазоводяной смеси.

Описание

Счетчики имеют два исполнения: обычное СКЖ и точное СКЖ-Т.

Принцип действия счетчика обычного исполнения заключается в следующем. Жидкость, массу которой необходимо измерить, подается во входной коллектор преобразователя расхода камерного. Затем через сопло, расположенное в преобразователе расхода камерном, и над одним из двух отсеков, размещенных в измерительной камере, жидкость попадает в один из двух отсеков. Поток жидкости заполняет один из отсеков измерительной камеры. После того, как отсек заполнится жидкостью до заданной массы, происходит нарушение условия равновесия измерительной камеры. Под действием силы тяжести измерительная камера поворачивается на установленный угол, заданный ограничителем. При этом под сопло подводится другой отсек камеры, а ранее заполненный, опорожняется. Жидкость при опорожнении отсека попадает в нижнюю полость корпуса. Из нижней полости корпуса преобразователя жидкость и свободный газ, вытесняются в выкидной коллектор. Процесс вытеснения происходит под действием перепада давления, возникающего вследствие поступления потока жидкости в корпус преобразователя камерного. Одновременно осуществляется заполнение жидкостью до заданной массы другого отсека. Далее процесс повторятся. Необходимым условием работы счетчика обоих исполнений является наличие газа в корпусе преобразователя.

Счетчик обычного исполнения состоит из следующих составных частей:

а) преобразователя расхода камерного, в состав которого входят:

- корпус преобразователя (в дальнейшем - корпус);

- блок измерительный, одной из составных частей которого является датчик импульсов ПСКЖ (в дальнейшем - датчик ПСКЖ) или датчик импульсов с нормированным выходным сигналом ПНСКЖ (в дальнейшем - датчик ПНСКЖ);

б) вычислителя БЭСКЖ-2М.

Измерение периода времени между поворотами измерительной камеры, позволяет определить массу вещества, которая прошла через преобразователь расхода камерный. Процесс измерения периода времени осуществляется прохождением магнита, соответственно, магнитного поля, мимо датчика в виде геркона или датчика Холла. Датчик Холла (геркон) и преобразуют прохождение магнитного поля в электрический сигнал. Электрический сигнал поступает на вход вычислителя БЭСКЖ или на вход датчика с нормированным выходным сигналом ПНСКЖ. В вычислителе БЭСКЖ и ПНСКЖ электрический сигнал обрабатывается по заданному алгоритму до его преобразования в нормируемую величину.

При использовании вычислителя БЭСКЖ-2М показания массы вещества и его расхода отображаются на индикаторе, а также фиксируются и хранятся в течение определенного времени в архиве. Кроме того, возможна передача нормируемого импульса в систему телеметрии.

Использование датчика ПНСКЖ позволяет получить сигнал в виде нормируемого импульса.

В составе счетчика точного исполнения вместо магнитоуправляемого контакта используется преобразователь разности давления PR-28 (в дальнейшем - преобразователь разности давления).

Работа счетчика исполнения СКЖ-Т происходит аналогично, с той разницей, что в счетчике используется измерительная камера, состоящая из одного отсека. Сигнал о накопленной массе передается под воздействием веса измерительной камеры на сильфон, который создает перепад давления на преобразователе разности давления.

Сигнал, поступающий на вход вычислителя БЭСКЖ-Т, по величине входного тока от преобразователя разности давления, по заданному алгоритму рассчитывает текущий расход и накопленную массу вещества, отображая их на индикаторе.

Общий вид счетчика обычного и точного исполнения представлен на фото 1 и 2.

Счетчики также выпускаются в следующих исполнениях, не отличающихся конструктивно и имеющие одинаковые метрологические характеристики:

- исполнение «В» - высокотемпературное исполнение температура измеряемой

среды от 0 до плюс 120 °С;

- исполнение «С» - северное исполнение температура окружающей среды от минус 50

до плюс 50 °С;

- «Ti» - комплектация камерой измерительной из титанового сплава;

- исполнение «К» - коррозионностойкое исполнение с защитой от коррозии

внутренних поверхностей счетчика.

Рисунок 1 - Фотография счетчика жидкости СКЖ обычного исполнения

Рисунок 2 - Фотография счетчика жидкости СКЖ точного исполнения

Рисунок 3 - Места пломбирования

Программное обеспечение

Программное обеспечение вычислителей БЭСКЖ-2М и БЭСКЖ-Т выполняет следующие функции:

- преобразование входных сигналов в единицу массы;

- вычисление расхода измеряемой среды;

- учет накопленных значений по массе измеряемой среды;

- вывод на табло индикатора значений конструктивных коэффициентов, измеряемых

и вычисляемых параметров;

- ведение архива истории работы вычислителя;

- ведение суточных и часовых архивов измеренных параметров:

- выдачу импульса в систему телеметрии в виде замыкания "электронного ключа"

на каждые 10 кг (по умолчанию) массы;

- редактирование конфигурации выходных сигналов, установленных коэффициентов

и параметров интерфейса с компьютера или с клавиатуры лицевой панели;

- сохранение накопленных значений масс каналов, технологических коэффициентов, часового и суточного архивов, архива истории работы вычислителя при отключении напряжения питания вычислителя;

- ведение календаря и времени суток;

- наличие непрерывного контроля исправности вычислителя путем выполнения

встроенных тестовых программ;

- поддержку протокола «MODBUS RTU» на основе интерфейсов EIA RS - 485

и USB 2.0;

- построение локальных сетей на основе интерфейса EIA RS - 485.

Программное обеспечение датчика ПНСКЖ выполняет следующие функции:

- преобразование входных сигналов в единицу массы;

- учет накопленных значений по массе измеряемой среды;

- выдачу импульса в систему телеметрии в виде замыкания "электронного ключа"

на каждые 10 кг (по умолчанию) массы;

- редактирование установленных коэффициентов;

- сохранение коэффициентов, при отключении напряжения питания датчика;

- наличие непрерывного контроля исправности путем выполнения встроенных

тестовых программ.

Программное обеспечение «Монитор» работает под управлением операционной системы «Windows» на базе персонального компьютера. Выполняет функции:

- просмотр измеряемых и вычисляемых параметров;

- ввод заводских констант;

- просмотр и считывание архивов.

И дентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО счетчиков СКЖ

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014 «ГСИ. Испытания средств измерений в целях утверждения типа. Проверка защиты программного обеспечения».

Технические характеристики

Основные метрологические характеристики счётчиков приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Основные метрологические характеристики

Основные технические характеристики счетчиков и параметры измеряемой среды приведены в таблицах 3.

Таблица 3 - Основные технические характеристики счетчиков и параметры измеряемой среды

Продолжение таблицы 3

Приведенные метрологические и технические характеристики распространяются на счетчики исполнений «Ti», «С», «В» и «К».

Знак утверждения типа

наносится на табличку, закрепленную на лицевой поверхности крышки блока измерительного корпуса преобразователя, на лицевой поверхности передней панели вычислителя, на титульном листе эксплуатационной документации.

Комплектность

приведена в таблице 4.

Таблица 4 - Комплектность средства измерений

Комплект поставки счетчиков может дополняться по условиям контракта на поставку.

Поверка

осуществляется по документу СКЖ 210.00.001МП «ГСИ. Инструкция. Счётчики жидкости

СКЖ. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» 03.10.2017 г.

Основные средства поверки:

- установка поверочная УПС-500М2-01 с пределом допускаемой относительной

погрешности ±0,3 %, (Регистрационный № 49125-12);

- установка поверочная УПС-500М2 с пределом допускаемой относительной

погрешности ±0,35 %, (Регистрационный № 36655-07);

- установка поверочная УПС-500М1 с пределом допускаемой относительной

погрешности ±0,35 %, (Регистрационный № 24060-02);

- установка поверочная УПВ-1 (Регистрационный № 24061-02) с пределом

допускаемой относительной погрешности ±0,03 %;

- Государственный первичный специальный эталон единицы массового расхода газожидкостных смесей ГЭТ - 195-2011, диапазон воспроизведения массового расхода газожидкостной смеси от 2 до 100 т/ч, диапазон воспроизведения объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям от 0,1 до 250 м3/ч, расширенная неопределенность (при коэффициенте охвата k = 2) воспроизведения массового расхода газожидкостной смеси 0,46 %, объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям 0,38 %;

- эталоны 1-го разряда по ГОСТ 8.637-2013, с диапазоном воспроизводимого

массового расхода газожидкостной смеси, соответствующим рабочему диапазону поверяемого счетчика, с относительной погрешностью измерения массового расхода жидкой смеси от 0,5% до 1.0 %;

рабочие эталоны 2-го разряда по ГОСТ 8.142-2013, с диапазоном воспроизводимого массового расхода жидкости, соответствующим рабочему диапазону поверяемого счетчика, с относительной погрешностью измерения массового расхода не более ±0,5 %.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на табличку, закрепленную на лицевой поверхности крышки блока измерительного корпуса преобразователя.

Сведения о методах измерений

приведены в документе «ГСИ. Масса сырой нефти. Методика измерений с применением счетчика жидкости «СКЖ» производства ООО НПО «НТЭС» (Свидетельство об аттестации методики измерений № 01.00257-2013/5909-16 от 20.06.2016, выдано ФГУП «ВНИИР»).

Нормативные документы

ГОСТ 8.637-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массового расхода многофазных потоков

ГОСТ 8.142-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массового и объемного расхода (массы и объема) жидкости».

ГОСТ 8.510-2002 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объема и массы жидкости

ГОСТ 8.021-2015 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массы

ГОСТ Р 8.615-2005 ГСИ. Измерения количества, извлекаемых из недр нефти и нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования

ТУ 4318-001-12978946-06 Счетчики жидкости СКЖ. Технические условия (извещение К.174-16 об изменении).