Назначение
Расходомеры многофазные Alpha предназначены для измерения количества нефти, газа и воды в объемных и массовых единицах в многофазных потоках на газовых, газоконденсатных и нефтяных скважинах, а так же на объектах подготовки и переработки нефти и газа как самостоятельно, так и в составе измерительных систем без предварительной сепарации.
Описание
Расходомеры многофазные Alpha (далее - расходомеры) представляют собой модульную измерительную систему, состоящую из нескольких измерительных модулей (Сопло Вентури - V, Сонар - S, Измеритель обводненности Red Eye Multiphase - R, Гамма-плотномер - D). Модульная конструкция системы, в зависимости от назначения и условий эксплуатации, позволяет выбрать одно из трех сочетаний основных измерительных модулей:
Alpha VS (Вентури-Сонар) - расходомер влажного газа Alpha VS (измерение влажного газа с определением количества газа и общего количества жидкой фазы);
Alpha VS/R (Вентури-Сонар + Red Eye Multiphase) - расходомер влажного газа (измерение количества влажного газа при содержании объемной доли воды от 0 до 100 % с определением количества воды);
Alpha VS/RD (Вентури-Сонар + Red Eye Multiphase + Гамма-Плотномер) -расходомер многофазный (измерение количества нефти, газа и воды в диапазоне содержаний объемной доли газа в потоке от 0 до 100 % и содержаний объемной доли воды в жидкости от 0 до 100 %).
Расходомер влажного газа Alpha VS (Рисунок 1) является базовой моделью для всей линейки расходомеров многофазных Alpha и предназначен для измерения объема газа и жидкости в многофазном потоке.
Расходомер влажного газа Alpha VS/R (Рисунок 2) предназначен для непрерывных и одновременных измерений расхода жидкой и газовой фаз многокомпонентного потока с различной структурой и режимом течения без предварительной сепарации, а так же для измерений содержания объемной доли воды в жидкой фазе измеряемого потока.
Конструкция базового модуля «VS» (Вентури-Сонар) выполнена таким образом, что прежде чем поток достигает решетки сонаров (тензодатчиков), он ускоряется и гомогенизируется.
Измерение давления и температуры осуществляется многопараметрическим датчиком MVT моделей IMV 25 или IMV 30.
Сопло Вентури
В расходомере используется сопло Вентури с геометрической формой ISA 1932.
Сонар
Сонар представляет собой модификацию оптического скважинного расходомера с применением в своей конструкции датчиков с пьезоэлектрической пленкой. Решетка тензодатчиков, расположенная по периметру трубы и распределенная по оси, выполняет измерение колебаний динамического давления, возникающих под действием завихрений. При помощи специального алгоритма из неустойчивых показаний давления выводится скорость конвекционного потока.
Измеритель обводненности Red Eye Multiphase (далее - Red Eye MP)
Измеритель обводненности Red Eye MP (Госреестр номер СИ № 47355-11) представляет собой многоканальный фильтр-спектрометр, предназначенный для высокоточного измерения содержания фракций нефти и воды в потоке.
Гамма-Плотномер
Гамма-плотномер Density PRO+ (Госреестр номер СИ № 51746-12) является основным прибором, используемым для измерения содержания фракций в многофазном потоке. При работе с газо-жидкостными смесями при относительно высоких энергетических уровнях излучения (>100 кэВ), содержание газа определяется путем измерения затухания, вызванного многофазным потоком, и его сравнения с затуханием, вызванным потоком газа и жидкости соответственно.
Программное обеспечение
Расходомер комплектуется вычислителем расхода Alpha VS/R Flow Computer (Рисунок 5), с помощью которого осуществляется настройка и управление измерительной системой, сбор, хранение, обработка и передача данных.
Рисунок 6. Места для пломбировки вычислителя, защищающей от несанкционированного доступа.
Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) расходомеров приведены в таблице 1.
_Т а б л и ц а 1. Идентификационные данные ПО._
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | AFC Runtime Application ( for Windows CE) |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 1.09.06 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Уровень защиты соответствует уровню «средний» согласно Р 50.2.077-2014 «ГСИ. Испытания в целях утверждения типа. Проверка защиты программного обеспечения». Изменение конфигурации вычислителя, программного обеспечения осуществляется только с помощью флэш-карты (CF card) и с использованием файлов специализированного формата, доступ к которым имеется только у обслуживающего персонала.
Технические характеристики
Т аб л и ц а 2. Диапазоны измерений расхода и характеристики измеряемой среды._
| Наименование | Значение |
| Измеряемая среда | Нефтегазоводяная смесь |
| Объемное содержание воды в потоке (WLR), % | от 0 до 100 |
| Объемное содержание газа в потоке (GVF), % | от 0 до 100 |
| Давление измеряемой среды, МПа, не более | 40,8 |
| Диапазон температур измеряемой среды, °C | от -20 до +150 |
| Диапазон измерений расходов жидкости в составе нефтегазоводяной смеси, приведенной к стандартным условиям, м3/сут:* - для моделей Alpha VS и Alpha VS/R - для модели Alpha VS/R/D | от 14,4 до 14400,0 от 55,0 до 48000,0 |
| Диапазон измерений газа в составе нефтегазоводяной смеси, приведенного к стандартным условиям, м3/сут:* - для моделей Alpha VS и Alpha VS/R - для модели Alpha VS/R/D | от 19200 до 14400000 от 12000 до 17000000 |
| * Диапазон указан для всей линейки расходомеров |
| расхода для моделей: Al | pha VS Alpha VS/R |
| Давление ~ 100 бар | Влажный газ, тип I | Влажный газ, тип II |
| 0 < Хлм* < 0.02 99 - 100 % GVF** | 0.02 < Хлм < 0.40 90 - 99 % GVF |
| Основная относительная погрешность при измерении количества газа | ±4 % |
| Основная относительная погрешность при измерении количества жидкости | Не нормируется | ±10% |
| Основная абсолютная погрешность при измерении количества жидкости | ±0,24 м3/сут на каждые 28,3 тыс. м3 газа | Не нормируется |
| Абсолютная погрешность измерений содержания объемной доли воды***, % | 90 % < GVF < 98 % ±4 | 98 % < GVF < 100 % ±10 |
| | Многофазная среда |
| | 1 < Хлм < 0,50 0 % < GVF < 20 % | 1 < Хлм < 0,50 20 % < GVF < 80 % | 1 < Хлм < 0,50 80 % < GVF < 90 % |
| Основная относительная погрешность при измерении количества газа, % | Не нормируется | ±20 | ±10 |
| Основная относительная погрешность при измерении количества жидкости, % | ±10 |
| Абсолютная погрешность измерений содержания объемной доли воды***, % | 10 % < GVF < 20 % ±2 | 20 % < GVF < 90 % ±3 | 80 % < GVF < 90 % ±3 |
| * Хлм - Число Локхарта - Мартинелли |
| ** GVF - Объемная доля газа, как отношение объемного расхода газа к объемному расходу нефтегазоводяной смеси |
| *** - Абсолютная погрешность измерения содержания объемной доли воды при GVF < 10 % согласно документации на Измеритель обводненности Red Eye MP |
Таблица 4. Пределы допустимых значений основных погрешностей измерения расхода для моделей VS/RD.
| Давление ~ 100 бар | Многофазный поток | Влажный газ |
| GVF, % | 0 < GVF < 20 | 20 < GVF < 80 | 80 < GVF < 90 | Тип II 90 < GVF < 99 | Тип I 99 < GVF < 100 |
| Основная относительная погрешность измерений объема газа, % | ±5 | ±5 | ±5 | ±4 | ±4 |
| Основная относительная погрешность измерений объема жидкости, % | ±2,5 | ±5 | ±7 | ±10 | ±12 м3/сут* |
| Абсолютная погрешность измерений содержания объемной доли воды, % в зависимости от содержании газа в газожидкостной среде (GVF), %** | 10 < GVF < 20 | 20 < GVF < 90 | 90 < GVF < 98 | 98 < GVF < 99,5 |
| ±2 | ±3 | ±4 | ±10 |
| * для GVF свыше 98 % указаны основная абсолютная погрешность измерения объема жидкости |
| ** - Абсолютная погрешность измерения содержания объемной доли воды при GVF < 10% согласно документации на Измеритель обводненности Red Eye MP |
Таблица 5. Технические характеристики
| Система питания |
| Напряжение питания | 24 В постоянный ток, максимум 3,0 A |
| 110 В 50/60 Гц, максимум 2,3A |
| 240 В 50/60 Гц, максимум 1,2 A |
| Потребляемая мощность | 15 Вт (текущая эксплуатация; дисплей выключен) / 30 Вт (дисплей включен) |
| Связь |
| Связь вычислителя AFC с датчиками | Modbus RTU с линиями связи RS-485 |
| Передача данных | Modbus RTU с линиями связи RS-485 или Modbus TCP/IP |
| Номинальный размер*, мм (дюймы) | 50,8 (2); 76,2 (3); 101,6 (4); 152,4 (6); 203,2 (8); 254 (10) |
| Температура окружающей среды: | |
| - для расходомера | от -20 до +70 °C |
| - для вычислителя | от -20 до +60 °C |
| * Изготовление оборудования по размерам, отличающимся от указанных в спецификации, возможно по специальному заказу |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографическим методом.
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность поставки
| Наименование | Количество | Примечание |
| Расходомер Alpha VS (модуль Вентури-Сонар) | 1 | Базовый модуль |
| Многопараметрический датчик, включая: | 1 | |
| - Датчик абсолютного давления | 1 | |
| - Датчик дифференциального давления | 1 | |
| - Датчик температуры | 1 | |
| Измеритель обводненности Red Eye MP | 1 | Только для моделей Alpha VSR, Alpha VSRD |
| Плотномер DensityPRO+, включая: | 1 | Только для модели Alpha VSRD |
| Конвертор HART/Modbus в защитном корпусе | 1 | Опционально |
| Соединительная коробка | 1 | |
| Управляющий модуль (контроллер) | 1 | |
| Блок питания 24В | 1 | |
| Сервисный компьютер (Laptop) | 1 | Опционально |
| Соединительные кабели, комплект | 1 | |
| Лаборатория | 1 | Опционально |
| Программное обеспечение | 1 | |
| Руководство по эксплуатации | 1 | |
| Методика поверки | 1 | |
Поверка
осуществляется по документу МП 0341-9-2015 «Инструкция. ГСИ. Расходомеры многофазные Alpha. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» 15 декабря 2015 г. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в виде оттиска поверительного клейма или наклейки.
Перечень эталонов, применяемых при поверке:
- Государственный первичный специальный эталон массового расхода многофазной среды ГЭТ-195-2011.
- рабочие эталоны 1-го и 2-го разряда по ГОСТ 8.637 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массового расхода многофазных потоков»;
Сведения о методиках (методах) измерений: отсутствуют
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к расходомерам многофазным Alpha
1 ГОСТ Р 8.615-2005 «ГСИ. Измерения количества извлекаемых из недр нефти и нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования»
2 ГОСТ 8.637-2013 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массового расхода многофазных потоков»
3 Техническая документация изготовителя
64321-16: Методика поверки МП 0341-9-2015Скачать536.7 Кб
