Установки измерительные СПУТНИК МАСС-НТ

Назначение

Установки измерительные «СПУТНИК МАСС-НТ» (далее - установки) предназначены для измерений объёма, объёмного расхода и плотности в рабочих условиях эмульсии, нефти, воды в добываемой из нефтяных скважин сырой нефти (газо-жидкостной смеси), объёмного расхода и объема нефтяного газа в рабочих условиях и приведения их к стандартным условиям. По результатам измерений в установке вычисляются масса и массовый расход нефти, объемный расход нефтяного газа в стандартных условиях.

Описание

Принцип работы установки основан на методе сепарации сырой нефти (жидкости) на три фракции - нефть, нефтяной газ и воду - и измерении расхода и количества нефти и нефтяного газа. После измерений все три фракции сбрасываются в общий коллектор.

Установка состоит из аппаратурного и технологического блока.

Технологический блок представляет собой сепаратор, состоящий из двух емкостей, сообщающихся посредством патрубка на нижнем уровне. На верхнем уровне емкости соединены газовым сифоном, на среднем уровне - жидкостным сифоном.

Продукция нефтяных скважин, поступающая в сепаратор, разделяется на фракции - воду, эмульсию, нефть и газ. Вода как самая тяжелая фракция скапливается во второй емкости, повышая уровень жидкости в первой емкости. Газ из верхней части емкостей выходит во вторую емкость и далее в общий коллектор. Жидкость из первой емкости по достижении некоторого уровня лавинообразно перетекает по патрубку во вторую емкость и далее сбрасывается в общий коллектор.

Аппаратурный блок содержит средства измерений, перечисленные в столбце 2 табл. 1. ____Таблица 1 - Измерительные каналы установок «СПУТНИК МАСС- НТ»_______________

Расход газа измеряется перед выходом газа в коллектор. Расход жидкости измеряется преобразователем расхода ЭРВИП перед выходом жидкости в коллектор. Поточный плотномер, установленный в верхней части второй емкости, определяет плотность самой тяжелой жидкости — воды и самой легкой жидкости — нефти. Объемный расход и объем попутного нефтяного газа приводятся к стандартным условиям блоком вычисления расхода газа БВР.М с учетом результатов измерений давления и температуры преобразователями, установленными на газовой линии перед выходом в общий коллектор.

Блок измерений и обработки информации (БИОИ) содержит промышленный контроллер, операторскую панель, систему защиты цепей питания и преобразователей напряжения, систему искро- и грозозащиты информационных цепей протоколов R485, RS232. Микропроцессор БИОИ по результатам измерений объемного расхода жидкости комбинированным преобразователем расхода ЭРВИП и плотности жидкости поточным плотномером 804-Вн вычисляет массовый дебит жидкости, эмульсии, нефти, воды. Гидрораспределитель ПСМ-4-НТ управляется по установленной программе от системы телемеханики через станцию управления. По команде станции управления включается электродвигатель гидропривода ГП-НТ, и в системе гидравлического управления повышается давление. Электродвигатель перемещает каретку гидрораспределителя ПП-НТ, устанавливая в соответствующее положение переключатель скважин. В таблице 2 перечислены средства обработки результатов измерений

Таблица 2 - Средства обработки результатов измерений

Связь между первичными преобразователями и контроллерами реализована по протоколу RS485

Лист № 4

Всего листов 9

Внешний вид технологического блока «СПУТНИК МАСС-НТ» представлен на рис. 1.

Рис.1

Связь между первичными преобразователями и контроллерами реализована по протоколу RS485.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) программно-технического комплекса «Мега» делится на две части: встроенное ПО (ВПО) контроллеров «Мега» и внешнее, устанавливаемое на ПК.

Встроенное ПО контроллеров «Мега» разработано фирмой-изготовителем и устанавливается в энергонезависимую память контроллера. ВПО устанавливается на заводе-изготовителе и не может быть изменено потребителем. Идентификация ВПО потребителем не предусмотрена. Текущие значения идентификационных признаков конкретного экземпляра контроллера устанавливаются при первичной поверке ПТК «Мега». ВПО «Мега» состоит из следующих частей:

ПО «Ротор» - программа опроса контроллеров, которая:

- последовательно опрашивает контроллеры в фоновом циклическом режиме;

- предоставляет возможность изменения списка опрашиваемых контроллеров, списка запрашиваемых из них данных и списка выполняемых команд;

- выполняет маршрутизацию передаваемых пакетов;

- ведет статистику качества связи с контроллерами;

- передает данные в контроллер для управления технологическим объектом;

- создает и ведет базу данных контроллеров.

Рис.2 Внутренний вид технологического блока

ПО «ОРС-сервер» контроллеров «Мега» получает данные от ПО «Ротор», выполняет необходимые преобразования и предоставляет эти данные клиентам по стандарту OPC (OLE for Process Control, здесь OLE - object linking and embedding, связь и погружение объектов). Посредством ПО собираются данные с преобразователей объемного расхода, датчика давления, преобразователя температуры, поточного плотномера 804, вычисляются массы и массовые расходы жидких фракций и объема газа, приведенного к стандартным условиям, архивируется информация, формируются отчеты и отображаются результаты измерений. Интерфейс пользователя не позволяет вносить какие-либо изменения, влияющие на ПО.

В ПО ПТК «Мега» защита от непреднамеренных и преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО и измеренных данных осуществляется:

- автоматическим контролем целостности метрологически значимой части ПО;

- контролем целостности данных в процессе выборки из БД;

- автоматической фиксацией в рабочем журнале факта обнаружения дефектной информации в БД;

- автоматическим контролем доступа к хранимой информации согласно роли оператора, используемым стратегиям доступа и имеющимся у оператора правам;

- настройкой доступа на фиксацию в рабочих журналах фактов успешного или неуспешного доступа пользователей к хранимой информации.

В соответствии с разделом 2.6 МИ 3286-2010 и на основании результатов проверок ПО ПТК «Мега» уровень защиты ПО ПТК «Мега» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С.

Лист № 6

Всего листов 9

Метрологически значимая часть ПО СИ и измеренные данные надежно защищены специальными средствами защиты от преднамеренных изменений.

В поточном плотномере 804 используются встроенное и внешнее ПО. Версия ВПО - 1.04, внешнего ПО «Плотномер 804» - 1.0.0.1. ВПО разработано фирмой-изготовителем специально для решения задач непрерывного преобразования значений измеряемой плотности среды в электрический выходной сигнал. ПО устанавливается на заводе-изготовителе и не может быть изменено потребителем. ВПО плотномеров защищено от преднамеренных и непреднамеренных изменений системой защиты контроллера от чтения и записи.

В соответствии с разделом 2.6 МИ 3286-2010 уровень защиты ВПО «Плотномер 804.exe», используемого в установке, от непреднамеренных и преднамеренных изменений, соответствует уровню А.

ВПО «Плотномер 804.exe» для персонального компьютера под управлением операционной системы MS Windows может использоваться для просмотра и изменения настроечных параметров плотномера, просмотра результатов измерений в реальном времени на дисплее персонального компьютера при проведении технического обслуживания, просмотра памяти данных.

В блоке БВР.М отсутствует возможность внесения несанкционированных изменений (преднамеренных и непреднамеренных) в ПО посредством внешних интерфейсов или меню прибора (с клавиатуры).

Привязка в ПО блока БВР.М входных измерительных каналов к подключаемым датчикам расхода, давления, температуры, давления, плотности изменяется по специальному паролю, изменения настроек вступают в силу только после сохранения изменений в ПЗУ приборов; при этом в архиве (энергонезависимой памяти) формируется специальная запись входа по паролю с идентификацией даты, времени, всех проведенных операций и прав доступа.

ПО «Интротест» установлено на станции СТК Z181.62, реализованной на основе персонального компьютера. Исполняемый файл - UIDS_xVy.exe, где x, у - номер версии и подверсии ПО; файл находится на несъемном диске контроллера и работает в операционной системе FreeDOS.

В соответствии с разделом 2.6 МИ 3286-2010 и на основании результатов проверок ПО «Интротест» уровень защиты ПО «Интротест» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С».

Метрологически значимая часть ПО СИ и измеренные данные защищены с помощью специальных средств от преднамеренных изменений.

Идентификационные данные приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные

Примечания.

* Номер версии метрологически значимой части ПО «Ротор » и ПО «ОРС-сервер »

определяют первые две цифры, в качестве букв «X» могут использоваться любые символы.

** Код версии зависит от комплектации установки и записывается в ее паспорте.

Характеристики рабочей среды - газо-жидкостной смеси (нефть, пластовая вода, газ)

в стандартных условиях

Исполнение приборов, устройств и электрооборудования технологического блока взрывозащищенное, по классу взрывоопасной зоны В-1а (ПУЭ

Категория взрывоопасности и группа взрывоопасных смесей II А-ТЗ по ГОСТ Р

51330.(11, 19)

Исполнение электрооборудования                           обыкновенное

аппаратурного блока

Количество входных и выходных сигналов

(каналов) БИОИ станции управления, не менее                       6

Унифицированные токовые сигналы                            0.. .20 (4...20) мА

Лист № 8

Всего листов 9

Дискретные сигналы                              сухой контакт, переход коллектор-эмиттер

транзистора

Импульсные сигналы

Коммуникационные каналы RS48                        протокол Modbus (мастер)

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений, %:

- массы и массового расхода сырой

нефти

- объёма и объёмного расхода газа в

стандартных условиях

- массы и массового расхода нефти с объемом содержания пластовой воды в сырой нефти:

до 70 %

от 70 % до 95 %                                                    ± 15,0

Пределы допускаемой относительной погрешности, вносимой БИОИ в измерения, %

унифицированных токовых сигналов

числа импульсов                                                   ± 0,15

интервалов времени                                                ± 0,15

Пределы допускаемой относительной

погрешности, вносимой БИОИ при

обработке информации, %                                           ± 0,05

Питание электрических цепей:

частота переменного тока, Гц                                        50 ± 1

потребляемая мощность, кВ •А                                       до 20

Средняя наработка на отказ, ч                                         17250

Срок службы, лет                                                  10

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом и на шильдике измерительной установки.

Комплектность

Таблица 5 - Комплект поставки установки измерительной «СПУТНИК МАСС- НТ»:

Поверка

осуществляется по документу 3667-034-77852729-2013 МП «Инструкция. ГСИ. Измерительные установки «СПУТНИК МАСС-НТ». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 12 марта 2014 г.

Основные средства поверки:

Калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000А. Диапазон воспроизведения токового сигнала 0.. .25 мА. Пределы допускаемой абсолютной погрешности в режиме воспроизведения токового сигнала ± 0,003 мА.

Частотомер электронно-счетный АКИП 5102 Госреестр 57319-14   Диапазон измерений

0,001 Гц. 400 МГц, погрешность ± 2-10’8 импульсов за год.

Сведения о методах измерений

Методика измерений «Масса сырой нефти и объем попутного газа. Методика измерений, выполняемых измерительными установками «СПУТНИК МАСС-НТ» аттестована ФГУП «ВНИИМС» 28.04.2015 г., № 01.00225-2011.208-2009 и внесена в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, номер ФР 01.00225-2011.208/13-19.

Нормативные документы

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

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

3 ТУ 3667-034-77852729-2013. Установки измерительные «СПУТНИК МАСС-НТ». Технические условия.

Рекомендации к применению

Осуществление торговли и товарообменных операций.