Установки измерительные ЦИКЛОН

Назначение

Установки измерительные ЦИКЛОН (далее по тексту - установки) предназначены для измерения массы и объёма жидкости в составе нефтегазоводяной смеси (далее по тексту - жидкости), объёма попутного нефтяного газа, массы жидкости без учета воды.

Описание

В основу принципа работы установки заложен прямой метод измерений жидкости и свободного нефтяного газа после разделения нефтегазоводяной смеси в сепараторе.

Установки конструктивно включают в себя блок технологический (БТ), блок аппаратурный (БА) и другие дополнительные функциональные блоки, оснащенные системами жизнеобеспечения (обогрев, освещение, вентиляция и пожаро-газосигнализация). Количество и исполнение блоков установки определяется условиями измерения, техническими требованиями и необходимостью реализации дополнительных функций кроме измерительных.

БТ может состоять из измерительного и коллекторного модуля или только из измерительного модуля.

Основным элементом измерительного модуля является сепаратор горизонтального или вертикального типа. Сепаратор состоит из трех основных частей: гидроциклонной, гравитационной и каплеотбойной.

Гидроциклонная часть является первой ступенью сепарации. Она предназначена для сепарации основной части нефтяного газа. Гравитационная камера выполняет функцию повторной сепарации нефтегазоводяной смеси, а также в ней происходит регулирование уровня жидкости относительно свободного нефтяного газа. Регулировка уровня предназначена для предотвращения прорыва нефтяного газа в жидкостной трубопровод и прорыва жидкости в газовый трубопровод.

Регулировка уровня осуществляется двумя способами: механическим - с помощью поплавка и газовой заслонки и автоматическим - с помощью электроуправляемых устройств. Автоматическая регулировка уровня позволяет накапливать нефтяной газ и сырую нефть в сепараторе для обеспечения расхода, соответствующего диапазону измерений счетчиков (расходомеров) в случаях, если дебиты жидкости и нефтяного газа меньше нижнего предела измерений этих счетчиков (расходомеров).

В каплеотбойнике происходит сепарация нефтяного газа (осушка).

Измерительный модуль комплектуется основными и вспомогательными средствами измерений. Применяемые основные средства измерения приведены в таблице 1. Совокупность основных и вспомогательных средств измерений согласуется с заказчиком на стадии оформления заказа.

Таблица 1 - Основные средства измерений, применяемые в установках измерительных ЦИКЛОН

Для приведения объемов нефти и свободного нефтяного газа к стандартным условиям на трубопроводах устанавливаются датчики давления и температуры, относящиеся к вспомогательным средствам измерения.

Вспомогательные средства измерений могут быть любого типа, в том числе:

- измерительные преобразователи (датчики) давления с диапазоном измерений от 0 до 16 МПа и пределами допускаемой приведенной погрешности не более ±0,5 %;

- измерительные преобразователи температуры (термопреобразователи) с диапазоном измерений от минус 50 до плюс 150 °С и пределами допускаемой приведенной погрешности не более ±0,25 %;

- измерительные преобразователи разности давлений с верхним пределом измерений не более 500 кПа и пределами допускаемой приведенной погрешности не более ±0,5 %;

- микроволновые уровнемеры с диапазоном измерения уровня до 1500 мм и пределами допускаемой абсолютной погрешности не более ± 2 мм;

- сигнализаторы уровня с гистерезисом не более ±1 мм;

- манометры показывающие с пределами измерений от 0 до 16 МПа и классом точности не ниже 1,5.

Для оценки качества сепарации нефтегазоводяной смеси применяются устройства:

- для определения остаточной доли содержания свободного нефтяного газа в нефти -УОСГ-100 СКП;

- для определения доли растворённого нефтяного газа в нефти - УОСГ-1РГ.

Алгоритм работы измерительного модуля (в блоке БИОИ-2) при помощи настроек позволяет включать или выключать измерение растворенного попутного нефтяного газа.

Вариант исполнения конкретного образца установки выбирается на этапе изучения условий измерения в зависимости от ожидаемых величин расхода и свойств нефтегазоводяной смеси. Каждому варианту исполнения установки присваивается определённый код измеряемых параметров в зависимости от набора средств измерения и необходимых измеряемых величин.

Коллекторный модуль предназначен для подключения скважин к измерительному модулю.

В зависимости от варианта исполнения он может включать в себя:

- входные трубопроводы с отводом на трубопровод измерительного модуля и выходной коллектор;

- переключатель скважин многоходовой (ПСМ) или блок трехходовых кранов;

- выходной коллектор;

- дренажные линии;

- байпасный трубопровод для подключения передвижной измерительной установки.

БА может состоять из блока измерений и обработки информации (далее по тексту -БИОИ) и блока силового (далее по тексту - БС) или только из БИОИ.

БИОИ индицирует, управляет, обрабатывает, регистрирует и хранит полученные результаты измерений в архиве. Конструктивно БИОИ и БС могут быть размещены в БА, а также устанавливаться удаленно в помещениях, или на специально отведенных площадках вне взрывоопасной зоны. Возможен вариант применения БИОИ взрывозащищенного исполнения, который устанавливается непосредственно в БТ.

Условное обозначение установки измерительной ЦИКЛОН:

ЦИКЛОН - ХХХ - Х,Х - Х - ХХ / ХХ - Х/Х - Д(Х...Х) - ХХ - Х - Х - Х

Условное

наименование

Верхний предел измерения

расхода жидкости:

120, 210, 420, 1440, 1500,

2500, 4000, 6000, 10 000 -

т/сут (м3/сут)_________________

Номинальное (рабочее) давление,

МПа

4,0; 6,3___________________________________

Способ регулировки уровня жидкости в

сепараторе:

А - автоматическая;

Е - естественная;

без индекса - механическая_____________

Код измеряемых параметров__________________

Код комплектации аппаратурного блока________________

Индекс и код комплектации устройством электрообогрева КТО-2

или укрытием___________________________________________

Индекс комплектации дополнительным оборудованием:

Д - дополнительное оборудование

без индекса - без дополнительного оборудования

Индекс комплектации монтажными частями______________________________________

Индекс исполнения (только для кодов измеряемых параметров — 4, 5, 8, 10, 14):

Ф - стационарное с фланцевым соединением

Ш - мобильное на шасси

без индекса - мобильное без шасси________________________________________________________

Индекс климатического исполнения:

С - от минус 60 до плюс 50 °С (для кодов измеряемых параметров 9-11 - до плюс 40 °С)

без индекса - от минус 40 до плюс 50 °С (для кодов измеряемых параметров 9-11 - до плюс 40 °С)_______

Индекс: К - коррозионностойкое исполнение (защита от коррозии внутренних поверхностей установки измерительной, температура измеряемой среды от 0 до плюс 70 °С); без индекса - обычное исполнение

Схема условного обозначения блоков измерений и обработки информации БИОИ-2:

БИОИ-2 - ХХ - Х

Сокращенное наименование блоков измерений и обработки информации для измерительных установок_________

Код исполнения:

06, 07, 07РС, 11 - взрывозащищённое

04, 04РС, 05, 10 - общепромышленное_________

Индекс климатического исполнения:

С - от минус 60 до плюс 50 °С (северное исполнение) без индекса - от минус 40 до плюс 50 °С

Общий вид установки и блока измерений и обработки информации, схема нанесения заводских (серийных) номеров, схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение нанесения пломб или наклеек представлены на рисунках 1 - 3.

Рисунок 1 - Фотография установки измерительной ЦИКЛОН и схема нанесения заводских

(серийных) номеров

Рисунок 3 - Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение нанесения пломб или наклеек

Заводской (серийный) номер установок наносится на таблички методом лазерной гравировки, которые крепятся на элементах конструкции установки (трубопроводе, сепараторе, раме и др.) и также приводится в эксплуатационной документации. Формат нанесения заводского номера - числовой.

Программное обеспечение

Программное обеспечение установок измерительных ЦИКЛОН состоит из 2 частей:

Встроенное программное обеспечение выполняет следующие функции:

- измерение мгновенных значений с первичных преобразователей;

- вычисление:

массы и объёма нефти;

объёма свободного нефтяного газа;

- ввод и редактирование значений параметров конфигурации;

- вывод на дисплей значений конструктивных коэффициентов, измеряемых и вычисляемых параметров;

- ведение архива работы и измеренных параметров с сохранением в энергонезависимой памяти:

часового;

суточного;

- ведение календаря;

- поддержку протокола «MODBUS RTU» и связь с персональным компьютером через интерфейсы:

EIA RS - 485, USB, Ethernet.

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

- просмотр измеряемых и вычисляемых параметров программным обеспечением блока «БИОИ-2»;

- ввод пользовательских констант в программное обеспечение блока «БИОИ-2»;

- запуск измерений;

- диагностика состояния установки;

- считывание архивов.

Идентификационные данные ПО установок измерительных ЦИКЛОН (блоков БИОИ-2 и ПО верхнего уровня Монитор) приведены в таблице 2. Метрологические характеристики установок установлены с учетом влияния ПО.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных

изменений «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Основные технические характеристики установок и допустимые параметры измеряемой и окружающей среды приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Основные технические характеристики установок и допустимые параметры измеряемой и окружающей среды_____________________________________________________

Продолжение таблицы 3

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения установки приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Погрешности измерений установки

Продолжение таблицы 4

* установки с дополнительной опцией измерения объема нефти, приведенного к стандартным условиям изготавливаются по отдельному заказу;

* * при содержании воды в жидкости до 70 %;

* ** при содержании воды в жидкости от 70 до 95 %;

Значения, в зависимости от типов установок, применяемых основных средств измерения и наличия измерительных каналов могут изменяться в пределах указанного диапазона.

Диапазоны измерений расхода и количества измеряемой среды приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Диапазоны измерений расхода и количества измеряемой среды

Метрологические характеристики блоков БИОИ-2 приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Метрологические характеристики блоков БИОИ-2

Знак утверждения типа

наносится на табличку, закрепленную на лицевой стороне технологического блока установки и на наружной стороне блока измерений и обработки информации методом лазерной гравировки. На титульном листе паспорта знак наносится типографским способом.

Комплектность

Комплектность поставки соответствует таблице 7.

Таблица 7 - Комплектность средства измерений

Комплект поставки установки может дополняться по условиям контракта на поставку.

Сведения о методиках (методах) измерений приведены в документе «ГСИ. Количество сырой нефти. Методика измерений с применением установок измерительных ЦИКЛОН производства ООО НПО «НТЭС» (Свидетельство об аттестации методики измерений № 01.00257-2013 /14409 - 14 от 01.07.2014 г., ФР.1.29.2015.21702, выдано ФГУП «ВНИИР»).

Нормативные документы

Постановление Правительства Российской Федерации от 16 ноября 2020 г. № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений»;

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

ТУ 4318-002-12978946-06 Установки измерительные ЦИКЛОН. Технические условия.