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
| Идентификацион ные данные (признаки) | Значение |
| Идентификацион ное наименование ПО | ПО DAFC | Vx Service Manager |
| Номер версии (идентификацион ные номер ПО) | не ниже 1.4 | не ниже 3.05 |
Окончание таблицы 1 - идентификационные данные программного обеспечения расходомеров
| Идентификацион ные данные (признаки) | Значение |
| Цифровой идентиф икатор ПО | 1fd3d662c5b43860b9c30dc2d23ffdba (для Slb.VxAdvisor.Engine.DLL) | 22c49eac52482e1e71c670c7539bc338 (для Slb.VxAdvisor.Interfaces.DLL) |
| Другие идентиф икационн ые данные (если имеются) | - | - |
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
| Характеристики | Модель |
| Vx29 | Vx52 |
| Диаметр горловины трубы Вентури, мм | 29,25 | 52 |
| Максимальный объемный расход сырой нефти при рабочих условиях, м3/ч (перепад давления 0,5 МПа) | 82 | 254 |
| Минимальный объемный расход сырой нефти при рабочих условиях, м3/ч (перепад давления 0,005 МПа) | 6 | 18 |
| Максимальный объемный расход газа при рабочих условиях, м3/ч | 500 | 1500 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности расходомера при измерении массы и массового расхода сырой нефти, %, равны | ± 2,5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности расходомера при измерении объема и объемного расхода нефтяного газа в стандартных условиях, %, равны | ± 5,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности расходомера при измерении массы сырой нефти без учета воды, %, равны | при объемной доле воды в сырой нефти до 70 % от 70 до 95 % от 95 до 98 % | ± 6,0 ± 15,0 в соответствии с МВИ |
| Содержание объемной доли воды в сырой нефти (обводненность), % | от 0 до 100 |
| Нижний предел диапазона измерений интервала времени, с | 10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности расходомера при измерении интервала времени | ± 0,006 |
| Давление измеряемой среды, МПа | от 0,5 до 34 |
| Температура измеряемой среды, °С | от -20 до +150 |
| Соленость сырой нефти, % | от 0 до 100 |
| Вязкость сырой нефти, сСт | от 0,1 до 2000 |
| Г абаритные размеры, мм, не более | Phase Watcher Phase Tester Clamp On | 600x500x500 1600x1500x1700 885x450x300 |
| Масса, кг, не более | Phase Watcher Phase Tester Clamp On | 600 1700 250 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 43 |
| Напряжение питания, В | 24 +6/-5 |
| Взрывозащита | EEx de IIB T4 |
| Класс защиты | IP66, IP67, IP 68 |
| Условия эксплуатации: температура окружающей среды, °С относительная влажность, % | от -20 до +85 до 100 |
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_______________________________________
| Наименование | Количество | Примечание |
| Phase Watcher |
| 1 Расходомер Phase Watcher | 1 | |
| 2 Источник гамма-излучения | 1 | |
| 3 Программное обеспечение | 1 | |
| 4 Активный пробоотборник PhaseSampler | 1 | по заказу |
| Phase Tester |
| 1 Расходомер Phase Tester | 1 | |
| 2 Источник гамма-излучения | 1 | |
| 3 Управляющий компьютер (блок DAFC) | | |
| 4 Программное обеспечение | | |
| 5 Активный пробоотборник Phase Sampler | | |
| Clamp-On |
| 1 Труба Вентури | 1 | |
| 2 Многофункциональный датчик потока | 1 | |
| 3 Источник гамма-излучения | 1 | |
| 4 Гамма-детектор | 1 | |
| 5 Управляющий компьютер (блок DAFC) | 1 | |
| 6 Программное обеспечение | 1 | |
| | |
| Эксплуатационная документация | 1 комплект | |
| Методика поверки | 1 | |
| Вычислительный блок для обеспечения групповых измерений | 1 | по заказу |
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.
