СТА 4/2010

Естественно, указанные погрешнос ти в измерении полного массового рас хода жидкости и полного объёмного расхода свободного газа приводят к погрешности вычисления массового расхода нефти и воды даже при значи тельном отличии их плотностей. Значительное улучшение качества сепарации, то есть устранение проник новения газа в жидкостный канал и захвата капельной жидкости в газовый канал, – задача очень трудная и, мож но даже сказать, в настоящее время не выполнимая. Поэтому необходима разработка эффективного метода, ко торый обеспечил бы точное измерение параметров выходного потока сепара тора при наличии жидкости в газе и га за в жидкости. Одно из таких решений под названием «Технология контроля SONARtrac» на принципе ультразвуко вого зондирования предложено корпо рацией FMC Technologies. Но это ре шение очень сложное, дорогое и с ог раниченными условиями применения. Далее в статье описывается разрабо танная нами идеология построения из мерительного процесса на основе адек ватной структуры, правильного подбо ра типа используемой измерительной аппаратуры – объёмных и массовых расходомеров и в особенности влаго мера, нечувствительного к содержа нию газовой фазы. Отметим, что определение относи тельного содержания нефти и воды в нефтеводной и тем более в нефтегазо водной смеси без измерения относи тельного содержания воды практичес ки невозможно. А если, как в нашем случае, газожидкостная смесь содер жит помимо свободного газа ещё и растворённый газ, то влагомер должен изме рять влагосодержание жидкости со свободным газом независимо от со держания последнего. На сегодня таким при бором является разра ботанный нами радио волновой влагомер «Сател РВВЛ». Его ха рактеристики будут приведены далее, а по ка остановимся на оценке того, какие преимущества даёт возможность измерять влагосодержа ние в трёхкомпонентной смеси. Рассмотрим обоснование расположе ния измерительных приборов в составе АГЗУ при их модернизации. Использо вание массового расходомера и распо ложение его в жидкостном канале «Спутника» (как в предложении фирмы Argosy Technologies Ltd и МОАО «Неф теавтоматика») функционально явля ется оптимальным, так как погреш ность измерения массового расхода жидкости меньше, чем массовый рас ход газа в жидкостном канале. Но воз можность реализации с помощью мас сомеров кориолисового типа пробле матична, о чём подробнее будет рас сказано в конце этого раздела. Для уст ранения погрешности, связанной с не доизмерением количества жидкости в газовом канале, нами предлагается ус танавливать в нём зондирующий блок влагомера «Сател РВВЛ», работающий с повышенной точностью при измере нии малого содержания воды в газовом потоке. Второй зондирующий блок влагомера в силу нечувствительности влагомера к содержанию газа в смеси может располагаться до сепаратора, после сепаратора перед накопительной ёмкостью и (в режиме непрерывного слива) в жидкостном канале. Посколь ку все имеющиеся на сегодня влагоме ры, в том числе «Сател РВВЛ», изме ряют объёмное относительное содержа ние воды, в жидкостном канале сохра нён объёмный расходомер. Хорошим решением является также наличие в жидкостном канале вместо объёмного расходомера массового плотномера в дополнение к уже установленному там массовому расходомеру, особенно если функция измерения массового расхода и плотности смеси выполняется одним прибором одновременно. При этом обязательным требованием, как и упо мянутым ранее в отношении влагоме ра, является работоспособность в усло виях значительного содержания газа (до 30%) в измеряемой смеси. В АГЗУ «Мера» достаточно исполь зования влагомера «Сател РВВЛ» с од 38 СТА 4/2010 СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г РАЦИЯ / Н ЕФТ Е ГАЗОВ А Я П РОМЫШЛ Е ННОС Т Ь www.cta.ru Условные обозначения: ППТ – переключатель потока трёхходовой; ДИ – датчик избыточного давления; У1, У2, У3 – датчики уровня; ДД – датчик дифференциального давления; ДТ – датчик температуры; УК – управляемые краны; ЗБ САТЕЛ – зондирующий блок влагомера «Сател+РВВЛ». Рис. 4. Структурная схема системы АГЗУ «Мера» с влагомером «Сател РВВЛ» ППТ ДИ От ЗБ САТЕЛ От У1 От У2 От У3 От ДИ От ДД От ДТ От ЗБ САТЕЛ ДД У1 У2 ДТ У3 ЗБ САТЕЛ Измерительная ёмкость Сепарационная ёмкость ДИ УК УК Контроллер АГЗУ «Мера» Управление переключателями потока ППТ и кранами УК Измерение массового расхода жидкости и газа, вычисление массового расхода нефти и воды Плата аналогового ввода*вывода Процессорный блок управления и определения влагосодержания Электронный блок влагомера «Сател РВВЛ» Сканирующий генератор радиоволновой частоты Рис. 3. Блок схема модернизированной АГЗУ типа «Спутник» с влагомером «Сател РВВЛ» в жидкостном канале и в газовом канале, массовым расходомером и плотномером в жидкостном канале, объёмным расходомером в газовом канале и с непрерывным сливом «Сател* РВВЛ» «Сател* РВВЛ» Объёмный расходомер газа Массовый расходомер и плотномер жидкости От ПСМ © СТА-ПРЕСС