Расходомеры многофазные Vx

Назначение

Расходомеры многофазные Vx предназначены для измерения расхода и количества сырой нефти и нефтяного газа, извлекаемых из недр, а также для измерения количества объемной доли воды (обводненности) в жидкой фазе многофазного потока.

Описание

Принцип действия расходомеров основан на использовании комбинации трубы Вентури и гамма-измерителя фракций, в спектре излучения которого используются два характерных энергетических пика. При прохождении потока в трубе Вентури возникает перепад давления, что позволяет измерять полный массовый и объемный расход потока, а гамма-измеритель фракций предоставляет данные о соотношении фракций нефти, газа и воды. Для измерения абсолютного и дифференциального давления используются датчики типа FCX (Госреестр № 35398-07), для измерения температуры потока - платиновый термометр сопротивления типа 65 (Госреестр № 22257-05) со вторичным преобразователем типа 3144Р (Госреестр № 14683-04). Управляющий компьютер расходомера производит расчет расхода фракций смеси - нефти, газа и воды на основе специально разработанной комплексной (гидродинамической, термодинамической и ядерной) физической модели, учитывающей особенности многофазного потока, включая присущую ему нестабильность.

Для учета неоднородности потока сырой нефти по времени и по сечению, расходомер производит измерения параметров потока с частотой 45 Гц. Результаты, накопленные в течение 1 с, в дальнейшем подвергаются статистической обработке. Результаты измерений расходов фаз потока и его фракций сохраняются в памяти управляющего компьютера.

Для регистрации накопленных за определенный интервал времени значений массы сырой нефти, нефти и воды, а также объема газа расходомер имеет функцию измерения интервалов времени.

Для оперативного отбора образцов сырой нефти в потоке в рабочих условиях с целью определения их физических свойств (плотность, вязкость) в комплекте с расходомером может поставляться активный пробоотборник PhaseSampler.

Расходомеры так же имеют функцию измерения расходов с группы скважин, реализованную в вычислительном устройстве расходомера. Она включает в себя возможность управления переключателем скважин, сбор данных с каждой скважины, обработку и передачу результатов измерения. При необходимости возможно подключение расходомера к системе для удаленного обмена данными.

Расходомеры выпускаются с диаметрами горловины трубы Вентури 29,25 мм (модель Vx29) и 52 мм (модель Vx52) в следующих модификациях, отличающихся конструктивным исполнением:

- Phase Watcher (модели Vx29, Vx 52) - расходомеры для стационарной установки;

- Phase Tester (модели Vx29, Vx 52) - передвижные расходомеры в сборе;

- Clamp-On (модель Vx29) расходомеры с распределенным монтажом оборудования, когда производится заблаговременный монтаж посадочного места (трубы Вентури) в линию на срок жизни скважины. Однако комплект электронного оборудования (включая датчики давления, перепада давления и температуры, гамма-источник и гамма-детектор) монтируется оператором в течение одного часа непосредственно перед измерением, а по истечении времени измерения демонтируется для переноса на следующее посадочное место для измерения дебитов очередной скважины.

В расходомере предусмотрены пароли и защита от несанкционированного доступа к программному коду, входным и выходным данным и настройке оборудования.

Модель многофазных измерений встроена в программное обеспечение управляющего компьютера и защищена от публичного доступа. Выходные данные предоставляются только для чтения пользователем. Для введения в расчетную модель исходных данных и конфигурации оборудования предусмотрен пароль, которым пользуется персонал, непосредственно выполняющий измерения.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (далее - ПО) расходомеров состоит из двух основных частей: программного обеспечения DAFC (управляющего компьютера) и программного обеспечения PC (обслуживающего компьютера).

Программное обеспечение DAFC (метрологически значимое ПО).

Программное обеспечение DAFC обеспечивает сбор данных от гамма-детектора и датчиков, расчеты по математической модели расходомера и ответы на запросы Системы диспетчерского управления или PC через последовательную шину Modbus.

Обработанные данные о потоке обновляются каждые 10 секунд (предварительные данные поступают каждую секунду) и хранятся в DAFC, готовые для считывания Системой диспетчерского управления через последовательную шину.

К данным, которые могут быть получены через последовательную шину Modbus, относятся:

объемная скорость потока и содержание фазовых фракции при стандартных и при рабочих условиях;

общий массовый расход, отношение вода/жидкость (WLR), объемная доля газа (GVF), газовый фактор (GOR), вода и осажденные примеси (BSW), а также накопленные массовые/объемные значения для нефти, воды и газа.

Программное обеспечение PC (метрологически незначимое ПО).

Поскольку обслуживающий компьютер соединен с DAFC, DAFC оказывается прозрачным для PC. С точки зрения оператора PC и DAFC представляют собой единую систему.

Обслуживающий компьютер выполняет следующие основные функции:

- обеспечивает пользователю интерфейс с PhaseWatcher Vx и PhaseTester Vx в процессе монтажа, опорных и рабочих измерений;

- связь по HART протоколу с датчиками;

- поиск и представление измеренных и рассчитанных величин из DAFC;

- хранение базовых параметров и конфигурации;

- хранение данных;

- наглядное представление результатов мониторинга потока и анализа тенденций.

И дентификационные данные программного (далее - ПО) обеспечения приведены в таблице 1

Т а б л и ц а 1 - Идентификационные данные программного обеспечения расходомеров

Окончание таблицы 1 - идентификационные данные программного обеспечения расходомеров

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» в соответствии с Р 50.2.077 - 2014.

Для предотвращения несанкционированного доступа применяются пломбы на основе

краски на следующих элементах расходомера: на датчиках давления и перепада давления, источнике гамма-излучения. Как правило, пломбы красного или желтого цвета. Места пломбирования расходомера Vx29 и Vx52 в целях предотвращения несанкционированной настройки и вмешательства приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Места пломбирования расходомера Vx29 и Vx52

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики расходомеров приведены в таблице 2. Т а б л и ц а 2 - Метрологические и технические характеристики расходомеров

Знак утверждения типа

наносят на расходомеры методом наклейки, на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

Комплектность расходомеров в зависимости от конструктивного исполнения указана в таблице 3.

________Т а б л и ц а 3 - Комплектность расходомеров_______________________________________

Поверка

осуществляется в соответствии с документом МП 42779-09 «Инструкция. ГСИ. Расходомеры многофазные Vx фирмы «3-PHASE Measurement AS», (Норвегия). Методика поверки», утвержденным ФГУП «ВНИИР» в ноябре 2009 г.

В перечень основного поверочного оборудования входят:

- установка поверочная для воспроизведения расхода трехфазной жидкости с диапазоном расхода:

по жидкости от 0,01 до 300 м3/ч, с погрешностью не более ± 0,5 %;

по газу от 0,1 до 1500 м3/ч, с погрешностью не более ± 1,5 %;

- термометр с ценой деления 1°С и диапазоном измерения температур 0-100 °С по ГОСТ 28498-90 «Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний».

Сведения о методах измерений

отсутствуют.

Нормативные документы

1. ГОСТ Р 8.615 «Измерения количества извлекаемой из недр нефти и нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования».

2. ГОСТ Р 51330.0 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 1. Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка».

3. ГОСТ Р 51330.1 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 1. Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка»

4. ГОСТ Р 51330.8 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 7. Защита вида е».

5. Техническая документация фирмы «OneSubsea Processing AS»

Рекомендации к применению

- осуществление торговли.