Назначение
Системы измерительные параметров нефте-водо-газовой смеси "УЛЬТРАФЛОУ-2000" (далее - системы) предназначены для непрерывных измерений расходов жидкой и газовой составляющих многокомпонентного нефте-водо-газового потока с различной структурой и режимами течения, без предварительного его сепарирования, а также для измерений объемной доли воды (обводненности) в жидкой составляющей нефте-водо-газовой смеси.
Описание
Принцип работы системы основан на локальном акустическом зондировании многокомпонентного потока с изменяющейся гидродинамикой течения при помощи ультразвуковых датчиков, размещенных внутри гидродинамического измерительного канала (гидроканала), включающего два последовательно расположенных по ходу потока калиброванных измерительных участка, площади проходных сечений которых отличаются в два раза. Подсоединение контролируемого потока к гидроканалу системы производится при помощи комплекса подготовки потока (КПП-1-2000) представляющего собой комплект подводящих и отводящих трубопроводов.
Система состоит из следующих элементов: доплеровские ультразвуковые преобразователи скорости, ультразвуковые преобразователи газосодержания, ультразвуковые преобразователи концентрации, преобразователи температуры и давления, измерительный гидроканал, блок вычислений.
Датчиками системы измеряются следующие параметры потока:
- объемная концентрация воды, абсолютная скорость газовой фазы и истинное объемное газосодержание в обоих измерительных участках;
- температура и давление контролируемой смеси в одном из сечений гидродинамического канала.
При отсутствии газовой фазы определяется скорость жидкой фазы, объемная концентрация воды, температура и давление измеряемой смеси. Измерение скорости многокомпонентной смеси осуществляется доплеровским методом.
Получаемые в результате работы системы первичные данные о скорости смеси, га-зосодержании смеси, скорости звука в смеси, температуре и давлении смеси накапливаются в энергонезависимом архиве, с глубиной один месяц, с интервалом записи 30 с, и по специальным расчетным соотношениям, заложенным в программу обработки результатов измерений "VARPRO", вычисляются значения расходов компонент нефте-водо-газовой смеси и ее обводненность.
Система имеет два исполнения:
- УЛЬТРАФЛОУ-2000-1 при комплектации распределителем РМ-БП устанавливаемым вне взрывоопасной зоны;
- УЛЬТРАФЛОУ-2000-2 при комплектации вычислителем БПВИ-1 устанавливаемым во взрывоопасной зоне.
При комплектации системы распределителем РМ-БП вычисление значений параметров (расходов и обводненности) контролируемого потока производится при помощи предустановленной на ЭВМ пользователя программы VARPRO с выводом значений контролируемых параметров на дисплей пользователя.
При комплектации системы вычислителем БПВИ-1 вычисление значений расходов и обводненности производится при помощи программы VARPRO предустановленной в
лист № 2
всего листов 6
БПВИ-1, с выводом результатов на дисплей БПВИ-1 и сохранении их в энергонезависимом архиве системы.
Внешний вид системы приведен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Внешний вид системы
От несанкционированного доступа все составные части системы опломбированы пломбами предприятий-изготовителей, На рисунках 2 и 3 приведены примеры пломбировки ультразвуковых преобразователей и распределителя РК-ПС соответственно.
Рисунок 2
Рисунок 3
Конструкция электротехнических составных частей системы допускает их применение во взрывоопасных зонах классов 1 и 2 по ГОСТ Р 51330.9 (B-Ia согласно ПУЭ).
Разрешение на применение № РРС 00-37869 выдано Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору. Срок действия до 17.03.2015 г.
Программное обеспечение
Программа VARPRO обеспечивает:
- прием информации со всех подключенных преобразователей по каналу связи RS-485, с накоплением полученных данных в энергонезависимом архиве, с глубиной не менее одного месяца, с интервалом записи 30 с;
- хранение информации в архиве при отключенном питании не менее 5 лет;
- вычисление параметров нефте-водо-газовой смеси;
- отсчет текущего времени и даты;
- программную поддержку работы с внешней ЭВМ:
- по каналу RS-232 при комплектации распределителем монтажным (РМ-БП);
- по каналу RS-485 при комплектации блоком питания, вычисления и индикации (БПВИ-1)/
Идентификационные данные программного обеспечения
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| VARPRO | VARPRO | VARPRO 01 | A324B9DE | CRC32 |
Программное обеспечение от непреднамеренных и преднамеренных изменений имеет уровень защиты «С» в соответствии с МИ 3286-2010.
Технические характеристики
| Наименование параметра | Значение |
| Диапазоны измерений |
| Расход сырой нефти, м3/сут (т/сут) 1) | от 200 до 2000 |
| Расход свободного нефтяного газа, м3/сут 2) | от 200 до 5000 |
| Обводненность, % | от 0 до 100 |
| Температура, °С | от -4 до +80 |
| Давление, МПа | от 0 до 10,0 3) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений |
| Температура, °С | ±[(0.3+0,005|t|)+ (0.2+0,005|t-20|)] 4) |
| Обводненность, %: при содержании воды от 0 до 70 % при содержании воды от 70 до 98 % 5) | |
| ±1,0 |
| ±1,2 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений |
| Расход сырой нефти, % | ±2,0 (±2,5) |
| Расход нефти, %: при содержании воды от 0 до 70 % при содержании воды от 70 до 95 % при содержании воды от 95 до 98 % | |
| ±6,0 |
| ±15,0 |
| ±30,0 |
| Расход свободного нефтяного газа, % | ±4,0 |
| Текущее время, % | ±0,01 |
| Время наработки, % | ±0,1 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений |
| Давление, % от верхнего предела измерений | ±1,5 |
1) - измерения массового расхода обеспечиваются при наличии данных о плотности нефти и воды, определенных по аттестованным МВИ
2) - при рабочих условиях измерений
3) .. „
- верхний предел диапазона измерений давления определяется при заказе датчика давления, но не более 10 МПа 4)
- t - измеряемая температура
5) - погрешность измерений обводненности свыше 98 % не нормируется
Падение давления на гидроканале не более 40 кПа (0,4 кгс/см2).
+22
Электропитание - переменное напряжение ( 220-33 ) В, частотой (50±1) Гц.
Потребляемая мощность не более 250 ВА.
Средний срок эксплуатации - 10 лет.
Габаритные размеры гидроканала системы не более 1400x590x590 мм.
Масса не более 200 кг.
Параметры контролируемой нефте-водо-газовой смеси:
- вязкость не более 300 мм2/с (сСт);
- минерализация не более 200 г/дм3 (г/л);
- механические примеси не более 2 %.
Условия эксплуатации:
Диапазон рабочих температур от минус 40 до плюс 50 °С.
Воздействие относительной влажности до 100 % при температуре плюс 30 °С и более низких температурах с конденсацией влаги в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52931-2008 к группе исполнения С2.
Знак утверждения типа
наносится на лицевую панель распределителя кабельного РК-ПС фотопечатью и на титульный лист формуляра типографским способом.
Комплектность
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| Блок питания вычисления и индикации БПВИ-1 | РБАМ.423314.001 ТУ | 1* | по заказу |
| Распределитель монтажный РМ-БП | ЛГФИ.436112.001 ТУ | 1* | по заказу |
| Распределитель кабельный РК-ПС | ЛГФИ.467149.003 ТУ | 1* | |
| Преобразователь газосодержания ультразвуковой УПГС-у-150 | ЛГФИ.414162.001 ТУ | 1* | |
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| Преобразователь газосодержания ультразвуковой УПГС-ш-150 | ЛГФИ.414162.001 ТУ | 1* | |
| Преобразователь скорости ультразвуковой УПС-у-150 | ЛГФИ.402139.001 ТУ | 1* | |
| Преобразователь скорости ультразвуковой УПС-ш-150 | ЛГФИ.402139.001 ТУ | 1* | |
| Преобразователь концентрации ультразвуковой УПК-ц-150 | ЛГФИ.414161.002 ТУ | 1* | |
| Преобразователь концентрации ультразвуковой УПК-п-150 | ЛГФИ.414161.002 ТУ | 1* | |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП 9418-36 (Г.р. № 15196-06) | ТУ 50-95 ДДШ2.822.022 ТУ | 1* | |
| Датчик давления МИДА-ДА-13П-Вн (Г.р. № 17636-06) | ТУ 4212-044-18004487 2003 | 1* | по заказу |
| Г идроканал-2000 | ЛГФИ.302435.035 | 1 | |
| Комплекс подготовки потока КШ1-1-2000 | ЛГФИ.302435.083 | 1 | |
| Комплекс монтажно-установочный КМУ-3-2000 | ЛГФИ.301224.023 | 1 | по заказу |
| Программное обеспечение VARPRO | | 1** | |
| Эксплуатационная документация: Руководство по эксплуатации Формуляр Руководство по монтажу | ЛГФИ.611137.001 РЭ ЛГФИ.611137.003 ФО ЛГФИ.611137.001 ИМ | 1 1 1 | по заказу |
| Методика поверки | РБАМ.423314.001 ИМ | 1 | |
| * Поставляются в комплекте с эксплуатационной документацией * * Программа "VARPRO" установлена в БПВИ-1 или во внешней ЭВМ |
Поверка
осуществляется по документу "ГСИ. Система измерительная параметров нефте-водо-газовой смеси УЛЬТРАФЛОУ. Методика поверки", утверждённому ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМС" в феврале 2011 г.
Основное поверочное оборудование:
- установка поверочная газожидкостная КП 2000 расход жидкости от 5,0 до 2000 м3/сут, расход газа от 96,0 до 2400 м3/сут; погрешность измерений расхода жидкости ±0,8 %, расхода газа ±1,5 %, давления ±0,4 % от ВПИ, температуры ±0,5 °С;
- штангенциркуль типа ШЦЦ-1-200-0,01 ГОСТ 166-89 (штангенциркуль типа I с диапазоном измерения 0 - 200 мм с шагом дискретности цифрового отсчетного устройства 0,01 мм);
- концевые меры 1-Н12 ГОСТ 9038-90 (таблица 3.1, набор 12, 1 класс точности);
- концевые меры 1-Н11 ГОСТ 9038-90 (таблица 3.1, набор 11, 1 класс точности);
- магазин сопротивлений Р4831, сопротивление от 10 до 1500 Ом, класс 0,02;
- мера электрического сопротивления постоянного тока многозначная Р3026-2 сопротивление от 0,01 до 111111,1 Ом, пределы допускаемого отклонения действительного значения сопротивления 8=±[0,01+1,540’6 (111111/R-1)], %;
- катушка электрического сопротивления измерительная Р331 сопротивление 100 Ом, максимальный ток 0,1 А, класс 0,01;
- вольтметр В7-34А. Измерение напряжения от 0,1 до 5 В, погрешность измерений не более ±[0,02+0,01(Ukx/Ux-1)] %.
Сведения о методах измерений
изложены в документе ФР.1.29.2009.05693 "Методика выполнения измерений массы сырой нефти, массы сырой нефти обезвоженной и объема свободного нефтяного газа с применением системы измерительной параметров нефте-водо-газовой смеси УЛЬТРАФЛОУ", утвержденном в 2009 г.
Нормативные документы
1. ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
2. ГОСТ Р 8.615-2005 Измерения количества извлекаемой из недр нефти и нефтяного газа.
3. Технические условия ЛГФИ.611137.001 ТУ.
Рекомендации к применению
выполнение торговых и товарообменных операций.
