Назначение
Расходомеры многофазные Vx 88 предназначены для измерения расхода и количества сырой нефти и нефтяного газа, извлекаемых из недр.
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 давлений используются датчики типа FCX, для измерения температуры потока - платиновый термометр сопротивления типа 65 со вторичным преобразователем типа 3144P. 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.
Расходомеры также 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 SCADA для удаленного обмена данными.
Расходомеры выпускаются в следующих модификациях, отличающихся конструктивным исполнением:
Phase Watcher - расходомеры для стационарной установки;
Phase Tester - передвижные расходомеры в сборе.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (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 фракций при стандартных и при рабочих условиях;
общий массовый расход, отношение вода/жидкость (WLR), объемная доля газа (GVF), газовый фактор (GOR), и осажденные примечи (BSW), а также накопленные массовые/объемные значения для нефти, воды и газа.
Программное обеспечение PC (метрологиески 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 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.
Идентификационные данные программного обеспечения расходомеров приведены
таблице:
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Vx Service Manager ПО DAFC | | 3.06 и более поздние 1.4 и более поздние | для slb.vxadvisor.interfaces.dll be4e7d8e136eb4be649dd5b1fe7a99ea для slb.vxadvisor.engine.dll 4dd9f05c6e1894b07ec322f3f205e516 | MD-5 (RFC-1321) MD-5 (RFC-1321) |
Недопустимое влияние на метрологически значимое ПО расходомеров через каналы связи отсутствует. Программное обеспечение расходомеров не оказывает влияния на метрологические характеристики СИ.
Защита программного обеспечения расходомеров от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010. Примененные специальные средства защиты в достаточной мере исключают возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО и измеренных (вычисленных) данных.
Рисунок 1 - Общий вид расходомера Vx 88
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 Vx 88 в целях предотвращения несанкционированной настройки и вмешательства приведены на рисунке 2.
Рисунок 2
Технические характеристики
| Диаметр горловины трубы Вентури, мм | 87,5 |
| Максимальный объемный расход сырой нефти при рабочих условиях, м3/ч (перепад давления 0,5 МПа) | 730 |
| Минимальный объемный расход сырой нефти при рабочих условиях, м3/ч (перепад давления 0,005 МПа) | 70 |
| Максимальный объемный расход газа при рабочих условиях, м3/ч | 4400 |
| 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 и массового расхода сырой нефти без учета воды, %, равны | при объемной доле воды в сырой нефти: до 70% от 70 до 95% | ±6,0 ±15,0 |
| Содержание объемной доли воды в сырой нефти (обводненность), % | от 0 до 100 |
| Давление измеряемой среды, МПа | от 0,5 до 34 |
| Температура измеряемой среды, оС | от -20 до +150 |
| Соленость сырой нефти, % | от 0 до 100 |
| Вязкость сырой нефти, сСт | от 0,1 до 2000 |
| Габаритные размеры, мм, не более Phase Watcher Phase Tester | 800x800x1000 2000x2000x2500 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 43 |
| Напряжение питания, В | 24 +6/-5 |
| Маркировка взрывозащиты | EEx de IIB T4 |
| Класс защиты | IP66, IP67, IP68 |
| Условия эксплуатации: • температура окружающей среды, оС; | от -20 до +85 |
| относительная влажность, % | до 100 |
Знак утверждения типа
наносится на корпус DAFC расходомера методом наклейки и по центру титульного листа руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплектность поставки расходомера соответствует таблице
| Наименование | Кол-во | Примечание |
| 1 Расходомер Vx 88 (Phase Watcher или Phase Tester) | 1 | в соответствии с заказом |
| 2 Активный пробоотборник PhaseSampler | 1 | по заказу |
| 3 Руководство по эксплуатации | 1 | |
| 4 Методика поверки | 1 | |
| 5 Вычислительный блок для обеспечения групповых измерений | 1 | по заказу |
Поверка
осуществляется по документу МП 48745-11 «Инструкция. ГСИ. Расходомеры многофазные Vx 88 «3-PHASE Measurements AS», (Норвегия). Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП ВНИИР 22 августа 2011 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 1оС и диапазоном измерения температур 0-100°С по ГОСТ 28498.
П р и м е ч а н и е - Допускается применение других аналогичных средств измерений, обеспечивающих требуемую точность измерений.
Сведения о методах измерений
Сведения о методиках (методах) измерений содержатся в документе «Расходомеры многофазные Vx. Руководство по эксплуатации. УМ.00.00.00.000 РЭ»
Нормативные документы
1 ГОСТ Р 51330.0 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования.
2 ГОСТ Р 51330.1 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 1. Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка».
3 ГОСТ Р 51330.8 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 7. Защита вида е.
4 Техническая документация «3-PHASE Measurements AS», (Норвегия)
Рекомендации к применению
- при осуществлении торговли;
- при выполнении работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании.
