Назначение
Расходомеры многофазные Vx Spectra (далее - расходомеры) предназначены для измерений расхода и количества сырой нефти и нефтяного газа, извлекаемых из недр, а также для измерений объемной доли воды в жидкой фазе многофазного потока.
Описание
Принцип действия расходомеров основан на использовании комбинации трубы Вентури и гамма - измерителя фракций. 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. Характерной особенностью данной модели расходомеров является анализ полного спектра излучения при определении фракционного состава. Общий вид расходомеров приведен на рисунке 1.
Расходомеры состоят из следующих основных элементов:
1) трубка Вентури, изготовленная по 2013 ASME VIII div.2;
2) преобразователь давления измерительный 2600Т;
3) термопреобразователь сопротивления серии R;
4) гамма-источник с защитой от несанкционированного доступа и гамма-детектор;
5) вычислительный компьютер с защитой от несанкционированного доступа к данным и настройке оборудования.
Вычислительный компьютер расходомеров производит расчет расхода фаз 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 регистрации накопленных за определенный интервал времени значений массы сырой нефти, нефти и воды, а также объема газа расходомеры имеют функцию измерения интервалов времени.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) расходомеров состоит из двух основных частей: программного обеспечения DAFC MK4 (вычислительного компьютера) и программного обеспечения PC (обслуживающего компьютера).
Программное обеспечение DAFC MK4 (метрологически значимое ПО).
Программное обеспечение DAFC MK4 обеспечивает сбор данных от гамма-детектора и многопараметрического датчика, расчеты по математической модели расходомеров и ответы на запросы PC через коммуникационный протокол Modbus.
Обработанные данные о потоке обновляются каждые 10 секунд (предварительные данные поступают каждую секунду) и хранятся в DAFC MK4, готовые для считывания обслуживающим компьютером через Ethernet TCP/IP Modbus или RS485 Modbus.
К данным, которые могут быть получены через Modbus, относятся:
1) фазовые концентрации при рабочих условиях;
2) общий массовый расход, отношение вода/жидкость (WLR), объемная доля газа в рабочих условиях (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).
Обслуживающий компьютер соединен с DAFC MK4, что позволяет оператору получать данные от DAFC MK 4. Обслуживающий компьютер выполняет следующие основные функции:
- обеспечивает пользователю интерфейс с расходомером в процессе настройки и рабочих измерений;
- связь по Modbus протоколу с многопараметрическим датчиком;
- поиск и представление измеренных и рассчитанных величин из DAFC MK4;
- хранение базовых параметров и конфигурации;
- хранение данных;
- наглядное представление результатов мониторинга потока и анализа тенденций. Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
_Т а б л и ц а 1 - Идентификационные данные ПО_
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | DAFC MK4 |
| Номер версии (идентификационный номер) | 4.6.5.18 и более поздние |
| Цифровой идентификатор ПО | Для файла dafc: 05A759D6E63DAFC4FAF6BFFD7C9AE71FB0766845 |
| Другие идентификационные данные (если имеются) | отсутствуют |
Недопустимое влияние на метрологически значимое ПО расходомеров через каналы связи отсутствует. Программное обеспечение расходомеров не оказывает влияния на метрологические характеристики расходомеров.
Защита программного обеспечения расходомеров от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по Р 50.2.077-2014 «ГСИ. Испытания средств измерений в целях утверждения типа. Проверка защиты программного обеспечения». 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.
Корпус радиоактивного источника и гамма-детектор с целью защиты от несанкционированного доступа, дополнительно оснащены противовзломными устройствами с замком (рисунок 2).
Для предотвращения и выявления несанкционированного доступа применяются пломбы на основе краски или индикаторные пломбировочные наклейки на метрологически значимых элементах расходомера или на элементах, предотвращающих доступ к контрольно-измерительным приборам. Как правило, пломбы красного или желтого цвета.
Технические характеристики
Технические характеристики расходомеров приведены в таблице 2. Т а б л и ц а 2 - Технические характеристики расходомеров_
| Характеристики | Типоразмеры расходомеров |
| 19 | 29 | 40 | 65 | 88 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Рабочая среда | нефтегазоводяная смесь |
| Диаметр горловины трубы Вентури, мм | 19 | 29,25 | 40 | 65 | 87,5 |
| Диапазон измерений массового расхода жидкой смеси, т/ч* | от 0,60 до 27,60 | от 1,42 до 65,80 | от 2,60 до 123,00 | от 7,00 до 324,00 | от 12,70 до 625,00 |
| Диапазон измерений объемного расхода жидкой смеси, м3/ч* | от 0,63 до 29,00 | от 1,50 до 69,00 | от 2,78 до 129,00 | от 7,40 до 340,00 | от 13,30 до 670,00 |
| Диапазон измерений объемного расхода нефтяного газа, приведенного к стандартным условиям, м3/ч * | от 320 до 9000 | от 790 до 20700 | от 1450 до 37800 | от 3550 до 97000 | от 5830 до 280000 |
| Содержание воды в потоке (WLR), % | от 0 до 100 |
| Объемное содержание газа в потоке (GVF), % | от 0до 100 |
| Давление рабочей среды, МПа | от 0,5 до 34,5 |
| Перепад давления на трубке Вентури, МПа | от 0,005 до 0,500 |
| Температура рабочей среды, °С | от минус 40 до плюс 121 |
| Температура окружающей среды, °С | от минус 40 до плюс 85 |
| Вязкость жидкой фазы в рабочих условиях, Па с | от 0,0001 до 2,0000 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 131400 |
| Срок службы, лет, не менее | 20 |
| Некоторые рабочие режимы из указанных в таблице эксплуатационных диапазонах измерений расходов фаз многофазного потока достигаются при определенных параметрах рабочей среды (давление и перепад давления рабочей среды, объемная доля газа). За более подробной информацией следует обращаться в службу поддержки производителя |
Метрологические характеристики расходомеров представлены в таблице 3. Т а б л и ц а 3. Метрологические характеристики расходомеров._
| Характеристики | Типоразмеры расходомеров |
| 19 | 29 | 40 | 65 | 88 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности расходомера при измерении массы и массового расхода сырой нефти, %, не более | ±2,5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности расходомера при измерении объема и объемного расхода нефтяного газа в стандартных условиях, %, не более | ±5,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности расходомера при измерении массы и массового расхода сырой нефти без учета воды, %, не более | при объемной доле воды в сырой нефти: до 70% от 70 до 95% свыше 95 % | ±6,0 ±15,0 не нормируется |
Знак утверждения типа
наносится на корпус защитного кожуха DAFC MK4 и гамма-детектора расходомера методом наклейки и по центру титульного листа руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплектность поставки расходомера соответствует таблице 2. _Т а б л и ц а 4 - Комплектность поставки расходомера._
| Наименование | Количество | Примечание |
| 1 Расходомер | 1 | |
| 2 Источник гамма - излучения | 1 | |
Программное обеспечение | 1 | |
| |
| Эксплуатационная документация | 1 комплект | |
| Методика поверки | 1 | |
Поверка
осуществляется по документу МП 0212-9-2014 «Инструкция. ГСИ. Расходомеры многофазные Vx Spectra. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИР» 18.12.2014 г. В перечень основных средств поверки при проливной поверке расходомеров входят:
- Г осударственный первичный специальный эталон массового расхода многофазной среды ГЭТ-195-2011 (далее ГЭТ - 195), диапазон воспроизведения:
массового расхода газожидкостной смеси (далее - ГЖС) от 2 до 110 т/ч;
объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям от 0,1 до 250,0
м3/ч;
расширенная неопределенность (при коэффициенте охвата k = 2) воспроизведения: массового расхода ГЖС 0,46 %;
объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям 0,38 %.
- рабочие эталоны 1-го и 2-го разряда единицы массового расхода газожидкостных смесей по ГОСТ 8.637-2013 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массового расхода многофазных потоков»
В перечень основных средств поверки при поэлементной поверке расходомеров входят:
- термометр с ценой деления 1°С и диапазоном измерения температур от 0 до 100°C по ГОСТ 28498-90 «Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний»;
- нутромеры с ценой деления 0,001 и 0,002 мм, 18-50 мм, 500-100 мм, погрешность ±0,0035 мм по ГОСТ 9244-75 «Нутромеры с ценой деления 0,001 и 0,002 мм. Технические требования»;
- нутромеры индикаторные с ценой деления 0,01 мм, 100-160 мм, 160-250 мм, погрешность ±0,01 мм по ГОСТ 868-82 «Нутромеры индикаторные с ценой деления 0,01 мм. Технические условия»;
- набор принадлежностей к плоскопараллельным концевым мерам по ГОСТ 4119-76 «Наборы принадлежностей к плоскопараллельным концевым мерам длины. Технические условия»;
- набор концевых мер длины плоскопараллельных № 1 класса точности 3 по ГОСТ 9038-90 «Меры длины концевые плоскопараллельные. Технические условия»;
- угломер с нониусом по ГОСТ 5378 «Угломеры с нониусом. Технические условия»
- образцы сравнения шероховатости поверхности (Ra = 0,01 ...100 мкм) по
ГОСТ 9378-93 «Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия»;
- лупа оптическая Г> 8х.
Сведения о методах измерений
отсутствуют.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к расходомерам многофазным Vx Spectra
1 ГОСТ Р 8.615-2005 «ГСИ. Измерения количества извлекаемой 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 фирмы изготовителя.
Рекомендации к применению
- осуществление торговли;
- выполнение работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании.
60560-15: Описание типа СИСкачать131.7 Кб
