Установки измерительные "ОЗНА -Vx"

Назначение

Установки измерительные «ОЗНА-Vx» (далее - установки) предназначены для непрерывных автоматизированных измерений массового расхода и массы скважинной жидкости, массы и массового расхода скважинной жидкости без учета воды и попутного нефтяного газа, массы нетто нефти, а также объемного расхода и объема попутного нефтяного газа в составе нефтегазоводяной или газоконденсатной смеси без предварительной сепарации многофазного потока, для измерений объемного расхода и объема природного и попутного нефтяного газа при добыче, подготовке и транспортировке газа с применением расходомеров многофазных Vx Spectra, расходомеров многофазных Vx 88 и расходомеров многофазных Vx (далее - расходомеры Vx).

Описание

В установке используется бессепарационный прямой метод динамических измерений, основанный 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 измерений давления и температуры потока используются средства измерений с цифровым выходом. Вычислительное устройство расходомеров Vx 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 нефтегазоводяной смеси по времени и по сечению, расходомер Vx 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 скважинной жидкости, нефти и воды, а также объема газа расходомер Vx имеет функцию измерения интервалов времени.

Установки включают в себя блок(и) технологический(ие) (далее - БТ) и блок(и) аппаратурный(ые) (далее - БА), оснащенные системами жизнеобеспечения (обогрев, освещение, вентиляция и пожаро-газосигнализация). Также установки могут иметь в своем составе отдельный

блок переключения скважин (далее - БПС). БТ, БА и БПС выполняются в виде блок-боксов, которые могут быть изготовлены на одном или раздельных рамных основаниях.

Установка может быть выполнена в виде одного блока путем размещения оборудования БА в БТ во взрывозащищенных оболочках.

БА и БТ могут быть закрытого (с укрытием) или открытого исполнения (без укрытия или с быстросъемными панелями, защищающими от атмосферных осадков, ветра и др.).

В случае открытого исполнения блоков система жизнеобеспечения не применяется или может включать не все компоненты в зависимости от технических требований. Установка может быть скомпонована в блок-боксах заказчика.

В состав конкретной установки могут входить другие дополнительные функциональные блоки, не выполняющие измерительной функции. Количество и исполнение блоков установки определяется в зависимости от количества подключаемых скважин и необходимости реализации дополнительных функций, помимо измерительных.

Установки могут изготавливаться как в стационарном, так и в мобильном варианте исполнения.

Основными элементами БТ является измерительная линия и распределительный модуль. В состав измерительной линии, оборудованной ручными и электроуправляемыми органами переключения потока, входит один или несколько расходомеров Vx. Распределительный модуль обеспечивает автоматическое поочередное подключение скважин к измерительной линии посредством системы трехходовых кранов или переключателя скважин многоходового (ПСМ), приводимого в действие электроуправляемым приводом. При этом продукция остальных скважин направляется в общий трубопровод. Распределительный модуль также оснащен байпасной линией для неавтоматизированного подключения скважин к измерительной линии при помощи задвижек.

Вариант исполнения установки выбирается на этапе анализа условий измерений в зависимости от ожидаемых величин расхода и свойств нефтегазоводяной смеси, а также выходных параметров установки.

В состав БТ могут входить:

- расходомеры многофазные Vx (регистрационный № 42779-09);

- расходомеры многофазные Vx 88 (регистрационный № 48745-11);

- расходомеры многофазные Vx Spectra (регистрационный № 60560-15);

- вспомогательные средства измерений (измерительные преобразователи (датчики) давления и температуры, манометры и термометры показывающие);

- переключатель(и) скважин ПСМ или БПС;

- привод(ы) гидравлический(ие) ГП-1М;

- ручные задвижки и/или краны/клапана запорные/трехходовые с электроприводами;

- линия байпасная;

- коллектор общий;

- входные и выходные линии для последовательного подключения эталонов;

- дренажная линия;

- фильтр;

- клапан обратный;

- система жизнеобеспечения (отопление, освещение и вентиляция);

- система определения загазованности и оповещения;

- система пожарной сигнализации;

- система охранной сигнализации.

БА осуществляет сбор, обработку, регистрацию, отображение, хранение полученных результатов измерений в архиве и их передачу в АСУТП верхнего уровня, а также управляет контрольно-измерительными приборами, автоматикой, системой жизнеобеспечения, охранной и пожарной сигнализацией.

В состав БА могут входить:

- шкаф силовой (далее - ШС);

- шкаф(ы) вспомогательный(ые);

- блок измерений и обработки информации (далее - БИОИ);

- система жизнеобеспечения (отопление, освещение и вентиляция);

- система пожарной сигнализации;

- система охранной сигнализации.

БИОИ выполнен на базе отдельных модулей ввода/вывода, и/или программируемых логических контроллеров (далее - ПЛК) и/или измерительно-вычислительного комплекса (далее - ИВК), и/или средства человеко-машинного интерфейса (далее - HMI), называемого также операторской панелью.

ИВК может быть реализован на базе встраиваемых компьютеров (Embedded Computer, без HMI), промышленных панельных компьютеров (Industry Panel Computer, совмещено с HMI) производства FIREFLY TECHNOLOGY CO, LTD (КНР), с операционной системой (ОС Linux\WinCE\QNX и т.п.), зарегистрированных как Вычислительные машины FIREFLY. Основные применяемые модели серий EC-A (EC-A3399ProC, EC-A3399C, EC-A3568J, EC-A3288C и др.), IPC (IPC-M10R800-A3568J, IPC-M10R800-A3399C, IPC-M10R800-A3288C и др.) и их аналоги на базе процессоров ARM64.

ИВК может выполнять функции и заменять собой в составе БИОИ промышленный ПЛК (в случае использования совместно с отдельными модулями ввода-вывода) и/или HMI, но может использоваться и вместе с ними, в зависимости от состава конкретного исполнения БИОИ.

Если БА не применяется, то возможны следующие конфигурации:

- ШС и/или БИОИ общепромышленного исполнения могут быть установлены удаленно в помещениях и/или на специально отведенных площадках на объекте заказчика;

- ШС и/или БИОИ взрывозащищенного исполнения могут быть установлены в БТ установки;

- ШС и/или БИОИ взрывозащищенного исполнения могут быть смонтированы вне установки на специально отведенных площадках на объекте заказчика.

Номенклатура контроллеров, применяемых в установках, приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Номенклатура применяемых контроллеров

Внешний вид и схема пломбирования установки представлены на рисунках 1-3.

Рисунок 1 - Внешний вид оборудования БТ многоскважинной установки

Рисунок 2 - Внешний вид оборудования БА общепромышленного исполнения

Заводской номер

Пломба службы качества

Рисунок 3 - Внешний вид и схема пломбирования БТ и БА установки

Заводской номер

Пломба службы качества

Заводской номер установки указывается на металлической табличке, закрепленной на наружной поверхности БА и БТ, или на наружной поверхности блок-бокса заказчика, методом лазерной гравировки. В случае открытого исполнения заводской номер установки указывается на металлической табличке, закрепленной на БИОИ.

Формат нанесения заводского номера - цифровой. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.

Программное обеспечение

Комплекс программного обеспечения (далее - ПО) установок реализован в БИОИ.

Комплекс ПО состоит из следующих компонентов:

1. ПО ЧМИ* - человеко-машинный интерфейс (при наличии HMI в составе БИОИ);

2. ПО АСУ* - автоматизированная система управления;

3. ПО СПД - сбор и передача данных;

4. ПО ВПД - вычислитель параметров дебита.

Примечание:

* - не является метрологически значимым модулем.

Комплекс ПО (метрологически значимые модули) выполняет функции:

ПО СПД:

- обеспечение управления процессом измерений при помощи команд, подаваемых дистанционно - с верхнего уровня АСУТП эксплуатирующего предприятия;

- обеспечение сбора, хранения, обработки и передачи первичных данных расходомеров Vx, других средств измерений и КИПиА, входящих в состав установок;

- обеспечение хранения результатов измерений в энергонезависимой памяти ПЛК\ИВК в течение года и более;

- обеспечение защищенной передачи результатов измерений в локальный HMI, на верхний уровень АСУТП эксплуатирующего предприятия по цифровым сетям, выгрузки на цифровые носители;

ПО ВПД:

- обеспечение обработки данных расходомеров Vx, других средств измерений и КИПиА, входящих в состав установок, и вычисления результатов измерений согласно аттестованной методики измерений.

Размещение компонентов ПО осуществляется в ИВК или в ПЛК (при отсутствии ИВК в составе БИОИ).

Идентификационные данные ПО установок приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО__________________________________________

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

Механическая защита от несанкционированного доступа к ПЛК\ИВК осуществляется пломбированием наклеек на корпус встраиваемого компьютера ИВК и\или ПЛК БИОИ для предотвращения вскрытия корпуса и выполнения операции замены системного программного обеспечения (ОС встраиваемого компьютера ИВК, firmware ПЛК и т.п.), как показано на рисунках 4 и 5.

Рисунок 4 - Схема пломбирования корпуса Рисунок 5 - Схема пломбирования корпуса ПЛК                        встраиваемого компьютера ИВК

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики установок приведены в таблицах 3, 4, 5, показатели надежности приведены в таблице 6.

Таблица 3 - Метрологические характеристики установок

Таблица 4 - Технические характеристики установок при применении различных модификаций расходомеров Vx

1) подробная информация приведена в паспорте на установку;

2) типоразмер в исполнении (RH) модификации Vx Spectra Снегирь выпускается с рабочим давлением 16,0 МПа

3) рекомендуемый диапазон вязкости жидкости в рабочих условиях не более 2000 мПа^с; возможно измерение жидкости более высокой вязкости, при условии проведения специальной калибровки

Таблица 5 - Технические характеристики установок

Таблица 6 - Показатели надежности установок

Знак утверждения типа

наносится на металлические таблички, укрепленные на БТ и БА-боксах, методом лазерной маркировки или аппликацией, а также типографским или иным способом на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта.

Комплектность

Комплектность установок приведена в таблице 7.

Таблица 7 - Комплектность установки

Сведения о методах измерений

приведены в документах «ГСИ. Масса скважинной жидкости, объем попутного нефтяного газа. Методика измерений с применением установок измерительных «ОЗНА-Vx» АО «ОЗНА-Измерительные системы». (Свидетельство об аттестации от 09.08.2021 г. № 01.00257 - 2013/10809-21); «ГСИ. Масса нефти и объем попутного нефтяного газа. Методика измерений с применением установок измерительных «ОЗНА-Vx» на лицензионных участках ООО «АнгараНефть» (Свидетельство об аттестации от 09.12.2025 г. № RA.RU.314707/10809-25).

Нормативные документы

Постановление Правительства РФ от 16 ноября 2020 г. № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» (перечень, п. 6.2.1, п. 6.5)

ГОСТ Р 8.1016-2022 «ГСИ. Измерения количества нефтегазоводяной смеси и ее компонентов. Общие метрологические и технические требования» (п. 6.2)

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

ТУ 3667-094-00135786-2009 «Установки измерительные «ОЗНА-Vx». Технические условия»