научная статья по теме МЕТРАН-305 - ВИХРЕАКУСТИЧЕСКИЙ РАСХОДОМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОДЫ В СИСТЕМАХ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ Энергетика

Текст научной статьи на тему «МЕТРАН-305 - ВИХРЕАКУСТИЧЕСКИЙ РАСХОДОМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОДЫ В СИСТЕМАХ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ»

рений факторов лучше всего проводить на этапе проектирования, используя накопленный опыт, что позволит заранее определять и управлять финансовыми рисками при выполнении взаиморасчетных операций.

ЛИТЕРАТУРА

1. РМГ 43—2001. ГСИ. Применение "Руководства по выражению неопределенности измерений".

2. РМГ 91—2009. ГСИ. Совместное использование понятий "погрешность измерения" и "неопределенность измерения". Общие принципы.

3. Руководство по эксплуатации расходомера — счетчика ультразвукового многоканального УРСВ Взлет МР.

4. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1974. — 712 с.

5. Chung T. J. Computional fluid dynamics. Cambridge University Press, 2002. - 1012 p.

6. Daniel SeniorSonic. The Daniel seniorsonic multipath gas flowmeter. General overview.

7. http://www.decc.gov.uk/

Александр Александрович Терехин — вед. инженер-конструктор ПГ "Метран";

Надежда Александровна Пашнина — вед. инженер-метролог ПГ "Метран";

Майк МакКай — инженер-консультант по коммерческому учету нефти и газа, "Emerson Process Management".

® +7 (351) 799-51-51 □

УДК 681.121.4.532.527:556

МЕТРАН-305 — ВИХРЕАКУСТИЧЕСКИЙ РАСХОДОМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОДЫ В СИСТЕМАХ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ

Е. В. Комелькова, А. В. Бабенков, А. А. Черновол

Дано описание модернизации вихреакустического расходомера Метран-305ПР, используемого в системах поддержания пластового давления. Рассмотрены обновление электронного блока прибора, а также особенности нового исполнения проточной части Метран-305ПР на избыточное давление рабочей среды до 25 МПа. Ключевые слова: модернизация, вихреакустический расходомер, пластовое давление, самодиагностика, цифровые выходные сигналы, нештатные ситуации, избыточное давление.

Какой прибор необходим для решения задач измерения расхода в системах поддержания пластового давления и какой прибор отвечает самым последним требованиям рынка?

Промышленная Группа "Метран" однозначно дает ответ, что это расходомер Метран-305ПР. И это не субъективное мнение, а реальность, подтвержденная опытом эксплуатации прибора нашими заказчиками и растущим спросом.

ПГ "Метран" непрерывно развивает этот продукт, который аккумулирует в себе инженерные решения, продиктованные особенностями технологических процессов, а также пожеланиями наших заказчиков, направленными на улучшение технических характеристик, что позволяет с успехом эксплуатировать расходомер в блоках гребенок и блочных кустовых насосных станциях.

В 2010 г. произошло обновление электронного блока прибора — добавились новые цифровые выходные сигналы HART, Modbus RTU и новые возможности самодиагностики расходомеров. В 2011 г. появилось исполнение расходомера на избыточное давление до 25 МПа. Этими новыми возможностями наши заказчики уже активно пользуются и как показывает время — предлагаемые опции востребованы и становятся все более популярными.

Начав работу по разработке конструкции проточной части расходомера на избыточное давление до 25 МПа, инженеры Глобального Инженерного Центра ПГ "Метран" в качестве приоритетов выделили высокую надежность при эксплуатации и безопасность при сохранении всех технических и метрологических характеристик текущего исполнения.

В немалой степени достижению поставленных задач способствовало применение современных систем автоматического проектирования (CAD) и конечно-элементного анализа (CAE). Так, геометрия проточной части расходомера, трехмерная модель которой разработана в системе CAD ProEngineer, оптимизируется по результатам гидродинамического анализа, произведенного в CAE Ansys. Кроме того, все элементы конструкции, подверженные воздействию высоких нагрузок, в обязательном порядке подвергаются прочностному анализу, проводимому в специализированном модуле ProEngineer — ProMechanica.

Большое влияние на стабильность работы вихре-акустического расходомера оказывает конструкция системы ультразвукового детектирования вихрей. Оптимизация параметров этой системы — тема постоянной исследовательской работы, проводимой в том числе с привлечением специалистов Южно-Уральского Государственного Университета.

Датчики и Системы • № 8.2012

47

При обновлении электронной платформы расходомеров помимо импульсного сигнала для потребителя в качестве новых опций стали доступны аналоговый сигнал диапазона 4...20 мА с наложенным на него HART протоколом. Новые возможности позволяют помимо настройки параметров токового сигнала (НПИ, ВПИ, времени демпфирования) производить считывание показаний расходомера в цифровом виде, (текущий мгновенный расход, накопленный расходомером объем, время во включенном состоянии); а также считывать коды диагностики и производить настройку других параметров расходомера. Еще один новый сигнал — цифровой сигнал Modbus RTU на базе стандартного RS-485 позволяет производить чтение параметров расходомера, кодов диагностики, а также производить настройку отдельных параметров.

Обновлен модуль ЖКИ расходомера, теперь его температурный диапазон эксплуатации соответствует температурному диапазону всего расходомера от —40 до +70 °С, что существенно расширяет область применения данной опции. Помимо показаний расходомера (расход, объем, время во включенном состоянии), на ЖКИ в символьном виде отображаются коды диагностики, позволяющие диагностировать нештатные ситуации непосредственно на объекте.

Отдельно отметим диагностические возможности прибора. Реализовано две группы диагностических функций. Первая — это диагностика собственной работы расходомера, отдельных узлов электроники, которая доступна только по цифровым протоколам. Вторая группа — диагностика процессов, происходящих непосредственно в проточной части, она доступна как по цифровым протоколам, так и на ЖК индикаторе расходомера. Остановимся на каждом критерии из второй группы более подробно.

• "Проточная часть не заполнена" — данный критерий активируется (появляется на ЖКИ и цифровых протоколах), когда измеряемая среда в проточной части находится ниже уровня узлов пьезоэлемен-тов, используемых для детектирования вихрей.

• "Воздух в проточной части" — активируется при наличии воздуха в измерительном тракте проточной части, при этом уровень измеряемой среды находится выше уровня узлов пьезоэлементов; этот случай может наблюдаться при низких скоростях движения измеряемой среды.

• "Превышен порог по дисперсии" — вихреобразова-ние носит хаотичный характер, измерение расхода невозможно, чаще всего это происходит при попадании постороннего предмета в проточную часть.

• "Расход отсутствует" — отсутствует движение измеряемой среды, при этом проточная часть заполнена.

• "Расход меньше минимально допустимого для расходомера" и "Расход больше максимально допустимого для расходомера" — расход измеряемой среды вне пределов измерения расходомера, измерение с гарантированной точностью невозможно. Возможность расходомера Метран-305ПР отслеживать нештатные ситуации позволила уменьшить время реагирования на аварийные ситуации. Диагностику прибора можно осуществлять удаленно, без выезда техни-

Вихреакустический расходомер Метран-305, установленный на месторождении Южно-Приобское

ческого специалиста на место установки. Интеграция Метран-305ПР с цифровыми выходными сигналами в системы поддержания пластового давления открывает новые возможности контроля технологического процесса, а также мониторинга состояния приборов.

Накопление в ПГ "Метран" опыта, получаемого нашими заказчиками, и собственная оценка позволяют продолжать развитие расходомера Метран-305ПР. Появление новых опций и функций помогут еще больше упростить использование прибора и обеспечат необходимую надежность даже в самых критичных условиях, позволят усовершенствовать технологические процессы и повысят эффективность управления.

Одним из примеров взаимодействия с нашими заказчиками является сотрудничество с компанией Газ-промнефть-Хантос. Уже имея опыт эксплуатации расходомера Метран-305ПР для поддержания пластового давления, компания Газпромнефть-Хантос обратилась к нам с просьбой о доработке прибора с целью его применения для учета рабочего реагента, закачиваемого в пласт с пределом давления до 25 МПа. На тот момент максимальное рабочее давление для Метран-305ПР достигало 20 МПа, поэтому встала непростая задача по разработке нового исполнения прибора, обеспечивающего повышенную надежность при эксплуатации.

После окончания проекта были получены первые отзывы от компании Газпромнефть-Хантос. Заместитель начальника Управления ППД Асылгареев Айдар Наи-лович так говорит о новом приборе: "Датчики расхода Метран 305 на давление 25 МПа используются на месторождении Южно-Приобское ООО "Газпромнефть-Хантос" для замера расходов на нагнетательных скважинах с середины 2011 г., где давление закачки больше 20 МПа. За время эксплуатации данного прибора никаких нареканий не было. Точность показаний в пределах погрешности. Удобство в эксплуатации в первую очередь, в том, что можно на месте увидеть расход на ЖКИ электронного блока".

Евгения Комелькова — зам. управляющего по продукту Расход;

Андрей Васильевич Бабенков — руководитель группы вихреакусти-

ческих расходомеров отдела расходометрии;

Антон Алексеевич Черновол — руководитель проекта группы вих-

реакустических расходомеров отдела расходометрии.

® +7 (351) 799-51-51 □

48 _ Sensors & Systems • № 8.2012

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком