Концепция многофазного расходомера
В нефтепромысловой практике для учета дебита скважин используются различные методы расходометрии, каждый из которых обладает как преимуществами, так и недостатками. При этом определяющим фактором выбора метода и средств измерений чаще всего служит стоимость решения, и высокая стоимость многофазных (мультифазных) расходомеров существенно ограничивает применение соответствующего метода.
Специалисты ООО НТФ «БАКС» ведут разработку и проводят испытания многофазного расходомера собственного производства и к моменту подготовки предлагаемой Вашему вниманию статьи уже добились определенных положительных результатов.
На данный момент преждевременно утверждать, что новый продукт в обозримой перспективе станет полноценной заменой традиционным кустовым измерительным установкам, но компактность, универсальность и стоимость делают его достойной альтернативой существующим решениям.
ВЫПУСКАЕМАЯ ПРОДУКЦИЯ
ООО НТФ «БАКС» специализируется на инжиниринге, проектировании, производстве, поставке и монтаже технологического, аналитического оборудования и АСУ ТП для нефтегазовой промышленности. В первую очередь это комплексные решения, такие как газоизмерительные станции для коммерческого учета газа, в том числе на границах Российской Федерации, системы измерения нефти, нефтепродуктов и газа, в том числе сжиженного, блоки контроля качества газа, автоматизированные газораспределительные станции (АГРС) и т.д. (рис. 1).
При инжиниринге комплексных решений ООО НТФ «БАКС» основывается на богатейшем опыте разработки и производства аналитических комплексов, хроматографов, расходомеров. Выпускаемые предприятием промышленные хроматографы «МАГ» предназначены для анализа компонентного состава различных типов газов, в том числе СУГ и ШФЛУ. Аналитический комплекс «МАГ-С» предназначен для анализа серосодержащих соединений в газе и нефти (рис. 2).
Анализаторы «АнОкс» и «АнОд» предназначены соответственно для определения содержания кислорода и одоранта в газе (рис. 3).
В 2007 году было принято решение о диверсификации производства и развития нефтяного направления, что стало отправной точкой разработки массового кориолисового счетчика-расходомера «МИР». Сегодня можно сказать, что это законченный продукт, испытанный в полевых условиях, который не уступает импортным аналогам по основным техническим и метрологическим параметрам, но при этом стоит значительно меньше (табл. 1, рис. 4.). Многие разработки компании запатентованы.
ООО НТФ «БАКС» в настоящее время ведет несколько концептуальных разработок нового инновационного оборудования, одна из которых предлагается к рассмотрению в настоящей статье.
КОНЦЕПЦИЯ МНОГОФАЗНОГО РАСХОДОМЕРА
На сегодняшний день в нефтепромысловой практике распространены три основных типа методов расходометрии при определении дебита скважинного флюида. Во-первых, это метод трехфазной сепарации, при котором происходит разделение скважинного флюида гравитационным методом с последующим замером потоков нефти, воды и газа однофазными расходомерами. Во-вторых, двухфазная сепарация, при которой газ отделяется от жидкости с последующими одновременными замером потоков газа и жидкости однофазными расходомерами и определением удельной доли воды в жидкости.
И, наконец, наименее распространенный в России метод многофазной расходометрии без разделения фаз, когда многофазный поток определяется по перепаду давления на сужающем устройстве посредством применения методов кросс-корреляционного анализа сигналов от набора однотипных компонентных сенсоров. При этом многофазная расходометрия включает в себя большое число разнообразных методов (трубка Вентури, метод кросс-корреляционного анализа, импедансометрия, резонансный метод и т.п.).
Стоит отметить, что несмотря на обилие предложений на рынке, применение многофазных расходомеров значительно удорожает и усложняет производственный процесс. В том числе и потому, что для измерения плотности отдельных сред используется гамма-излучение.
Концепция многофазного расходомера «БАКС» построена на принципе акустической вибрации. Проходя через трубопровод, газожидкостная смесь (ГЖС) генерирует акустические колебания (диапазон регистрации колебании – от 1 Гц до 20 кГц, но эксперименты проводятся с показателями до 25 кГц). Измерив характеристики данных колебаний, можно с помощью кросскорреляционной обработки с преобразованием Фурье рассчитать содержание нефти, воды и газа (рис. 5).
Сам расходомер состоит из измерительного модуля (ИМ) и управляющего модуля (УМ) (рис. 6). Измерительный модуль включает в себя сенсор многофазного расходомера с акселерометром, измеряющим виброакустические сигналы в широком спектре частот; преобразователь температуры; преобразователь давления и корпус со специальным покрытием внутренней стенки трубы.
Управляющий модуль, в свою очередь, укомплектован контроллером, модулем обработки вибрационных и аналоговых сигналов, мезонинной платы и блока питания. В качестве опций можно выбрать сенсорный дисплей и взрывозащищенный корпус. Питание модуля может осуществляться как с помощью традиционных схем, так и с применением солнечных батарей.
На момент подготовки настоящей статьи уже были не только созданы 3D-модели, математическая и физическая модели, но и подготовлены несколько опытных образцов различных типоразмеров. В ближайшее время планируется выйти на опытно-промысловые испытания.
Согласно предварительным данным, характеристики расходомера «БАКС» должны быть практически идентичны характеристикам «эталонного» расходомера Schlumberger Vx Spectra (табл. 2, 3).
Что касается эксплуатационных характеристик расходомера «БАКС», то исходя из данных математических и опытных моделей можно сказать, что прибор способен работать в очень широком диапазоне условий и режимов работы скважин. При этом погрешность измерений по расчетам не будет превышать 2%. Конечно, данный расходомер пока не может стать полноценной заменой существующим замерным установкам. Но возможность измерения дебита скважины одним расходомером с минимальными габаритами, способным работать автономно и соответствующим по точности действующим нормативам, делают его достаточно интересной и перспективной альтернативой. Более того, планируемая стоимость многофазного расходомера «БАКС» значительно ниже аналогов.
Одновременно с вышеописанной концепцией многофазного расходомера, специалисты ООО НТФ «БАКС» проводят лабораторные испытания новой модели расходомера, построенной на основе оптического метода измерения, о которой мы расскажем в будущем.
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.