چگونه می توان جریان چند فازی را اندازه گیری کرد؟

برای ترکیب روغن، آب و گاز، یک صفحه اوریفیس کمی بهتر از یک سوئیچ جریان است. در این مقاله با پرسش و پاسخ به شما نشان می دهیم که چگونه می توان جریان چند فازی را اندازه گیری کرد؟

🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل

پرسش و پاسخ اندازه گیری جریان چند فازی

ســـوال :

ما باید یک جریان چند فازی نفت/آب/گاز را با استفاده از یک صفحه اوریفیس اندازه گیری کنیم. نسبت گاز به نفت (GOR) 80 درصد و قطع آب 15 درصد است. فلومتر باید در خط جریان تولید نزدیک سر چاه، بالادست جداکننده تولید باشد. من می دانم که این مکان فلومتر اریفیس ایده آل نیست، اما مشتری ما اصرار دارد. علاوه بر این، اندازه خط به دلیل معیارهای طراحی فرآیند قابل تغییر نیست.

ما یک حلقه کنترل جریان جداگانه در این مکان داریم، بنابراین اندازه گیری بسیار دقیق نگرانی ما نیست. ممکن است نادرست باشد. در عوض، من باید یک راه ساده برای اندازه گیری صفحه اوریفیس با دقت هرچه بیشتر پیدا کنم. به نظر شما آیا می توانم اندازه سه اوریفیس را برای سه فاز محاسبه کنم و مساحت آن ها را جمع کنم تا اندازه مناسب برای جریان سه فاز بدست آید؟

پـــاسخ 1:

در توضیحات فرآیند خود، اشاره کردید که دقت اندازه گیری مهم نیست، اما نگفتید که چه چیزی مهم است، هدف از اندازه گیری چیست؟ من فرض می‌کنم هدف شما این است که اگر تغییرات شدیدی در جریان کل رخ دهد یا نسبت نفت به گاز (OGR) ناگهان تغییر کند، هشدار دهید. به عبارت دیگر، هدف از نصب شما مانند یک آلارم جریان است و بنابراین کافی است این سنسور مانند یک سوئیچ جریان عمل کند. در هر صورت من ابتدا چند نظر کلی در مورد اندازه گیری جریان های چند فازی (نفت، گاز، آب، جامدات) از چاه های نفت می نویسم و بعد از آن به سوال اختصاصی شما پاسخ می دهم.

به طور طبیعی، دقیق‌ترین روش برای اندازه‌گیری جریان چند فازی این است که ابتدا اجزای جریان کل را جدا کنیم، و تنها پس از آن با استفاده از فلومترهایی با دقت بالا مانند کوریولیس، جریان تک تک اجزای خروجی از جداکننده را اندازه‌گیری کنیم (شکل ). من می دانم که مشتری شما نمی خواهد این کار را انجام دهد زیرا آن ها می خواهند از تغییرات جریان به محض وقوع مطلع شوند. اگر آنها مایلند فلومتر را قبل از جداکننده قرار دهند، یا اگر هدف از نصب حذف جداکننده های جداگانه باشد، استفاده از فلومترهای چند فازی یک گزینه ممکن است.

چندین متر چند فاز در بازار وجود دارد . آن ها معمولاً از عناصر ونتوری جبران‌شده با فشار و دما همراه با چگالی‌سنج‌های هسته‌ای با انرژی بالا یا کم یا سنسورهای تشدید مغناطیسی تشکیل شده‌اند. این کنتورها می توانند دبی نفت، گاز و آب را تشخیص دهند، اما از محدودیت های جدی رنج می برند. آن ها همچنین می توانند مقدار سخت افزار در بالای چاه (خشکی) را کاهش دهند یا می توانند در برنامه های دریایی بر روی سکو قرار گیرند. در کاربردهای دریایی، اگر برای عملیات پرفشار و دمای پایین طراحی شده باشند، می توانند در اقیانوس نیز قرار گیرند. در هر دو مورد (خشکی یا فراساحلی)، آن ها می توانند خطوط آزمایش خوبی را که می تواند طولانی و گران باشد حذف کنند، در حالی که اندازه گیری OGR یا جریان در زمان واقعی تاخیر جداسازی را حذف می کند.

حال، به سوال شما در مورد استفاده و اندازه دهی اوریفیس ها برای اندازه گیری تقریبی می رسیم: همانطور که پیشنهاد کردید، اندازه تقریبی این صفحات را می توان با محاسبه جداگانه مساحت مورد نیاز سه جریان (یکی برای نفت، یکی برای گاز و دیگری به دست آورد. برای آب)، و این نواحی را جمع کنید تا به کل مساحت دهانه اندازه گیری برسید. اگر جامدات نیز وجود داشته باشند، می توان صفحات سگمنتال را در نظر گرفت.

اگر می‌خواهید برد این سنسور نادقیق (کیفیت سوئیچ جریان) را افزایش دهید، می‌توانید یک اریفیس چنجر با دو صفحه اندازه متفاوت نصب کنید. هنگام استفاده از تعویض‌کننده‌های اوریفیس برای افزایش بردپذیری، می‌توانید کنترل‌های خودکاری داشته باشید که سوئیچینگ خودکار محدوده‌های اختلاف فشار را ارائه می‌کنند که محدوده جریان دو صفحه دهانه را منعکس می‌کند.

پـــاسخ 2:

اگر قرار است چند فاز ترکیبی (خام، گاز، آب) در بالادست جداکننده تولید را اندازه گیری کنید، مسائل زیر بر دقت اندازه گیری و تکرارپذیری تأثیر می گذارد :

1. همانطور که فشار در خط جریان نوسان می کند، سرعت جریان گاز ظاهری نیز تغییر می کند زیرا تراکم متفاوت خواهد بود.
2. همانطور که مقدار آب و مواد جامد در نوسان است، جزء جریان مایع (خام) نیز تحت تأثیر قرار می گیرد.
3. از آنجایی که GOR هر چاه متفاوت است، دقت جریان کلی تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.

بر اساس این مسائل، شما می توانید خطاهای اندازه گیری در حدود 5٪ تا 10٪ یا 30٪ تا 50٪ داشته باشید. این یکی از دلایلی است که از این نوع فلومتر فقط برای نشان دادن یا تأیید وجود جریان در خط استفاده می شود.

با توجه به نظر شما مبنی بر اینکه دقت مهم نیست، توصیه می کنم سیستم اندازه گیری خود را به صورت زیر طراحی کنید:

1. در حین انجام عملیات، اتصالات جوان یا ارشد را برای تعویض سریع صفحات اوریفیس انتخاب کنید.
2. آن را طوری طراحی کنید که از یک صفحه دهانه سگمنتال با مشخصات قطعه کمی بالاتر استفاده کنید، بنابراین اثرات فشرده سازی گاز چندان بزرگ نخواهد بود.
3. در محاسبات، یک سوراخ و تخلیه (با اندازه بزرگ روی صفحه) اضافه کنید تا از تأثیر گاز یا جامدات بر اندازه گیری بخش سگمنتال جلوگیری شود.
4. با استفاده از فلنج های بزرگتر، می توانید مجموعه ای از صفحات اوریفیس با برد بسیار بیشتر داشته باشید که امکان دقت بیشتر را فراهم می کند.
5. اکثر خطوط جریان معمولاً بین 2 تا 8 اینچ هستند. بر اساس میزان جریان مورد انتظار بنابراین، وقتی دهانه را محاسبه می‌کنید، مطمئن شوید که قطر سوراخ‌ها و تخلیه بین 1/4 اینچ و 1/2 اینچ است و این تأثیرات را در محاسبه اوریفیس سگمنتال خود در نظر بگیرید.
6. طراحی به طور کلی به گونه ای است که هر صفحه اوریفیس بتواند بین 10 تا 35 تا 40 درصد از کل جریان خطوط جریان مشابه را تحمل کند. به این ترتیب، دامنه هر اوریفیس کمی کوچکتر است و دوباره دقت بیشتری می دهد.

برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.

منبع:

controlglobal.com