Установки измерительные ОЗНА-МАССОМЕР-Vx, 67795-17

Назначение

Установки измерительные «ОЗНА-МАССОМЕР-Vx» (далее - установки) предназначены для автоматического измерения дебита нефтегазодобывающей скважины или группы нефтегазодобывающих скважин по массе сырой нефти, массе сырой нефти за вычетом массы воды, массе нетто нефти и объему попутного нефтяного газа как сепарационным методом, так и бессепарационным методом измерений путем подключения скважины к измерительной установке «ОЗНА-МАССОМЕР» или к расходомеру(ам) многофазному(ым^х, Vx 88, Vx Spectra (далее -расходомер Vх).

Описание

В установках используются сепарационный и бессепарационный методы измерений.

Сепарационный метод измерений основан на применении установки измерительной «ОЗНА-МАССОМЕР», в состав которой входят нефтегазовый сепаратор, расходомеры жидкости массовые, расходомеры газа массовые или объемные, влагомеры, преобразователи температуры и давления.

Сепаратор выполнен в виде одного цилиндра или двух, расположенных один над другим, оборудован циклоном, который является первой ступенью сепарации и служит для первичного выделения газа из нефтегазоводяной смеси, а также для осушки нефтяного газа с помощью каплеотбойников. Конструкция сепаратора также обеспечивает сбор и отстой сырой нефти, в процессе которого происходит выделение из нефти растворенного газа.

Регулирование циклов накопления и слива нефтегазоводяной смеси и величины расхода через расходомеры-счетчики сырой нефти и нефтяного газа осуществляется двумя способами:

- при помощи заслонки, устанавливаемой в месте подключения трубопровода для отвода нефтяного газа (газовая линия) и поплавкового устройства, механически связанных друг с другом с помощью рычагов и тяги. На трубопроводе для отвода сырой нефти (жидкостная линия) устанавливается регулятор расхода.

- электроуправляемыми кранами, либо пневмоуправляемыми клапанами, которые устанавливаются на жидкостном и газовом трубопроводах (при этом, в комплект средств жизнеобеспечения включается система воздухоподготовки для клапанов).

Бессепарационный метод измерений основан на использовании комбинации трубы Вентури и гамма-измерителя фракций. При прохождении потока в трубе Вентури возникает перепад давления, что позволяет измерять полный массовый и объемный расход потока, а гамма-измеритель фракций предоставляет данные о соотношении фракций нефти, газа и воды. Для измерений абсолютного и дифференциального давлений, а также температуры потока, используются датчики с цифровым или аналоговым выходным сигналом.

Вычислительное устройство расходомеров Vx производит расчет расхода фракций смеси -нефти, газа и воды на основе специально разработанной комплексной (гидродинамической, термодинамической и ядерной) физической модели, учитывающей особенности многофазного потока, включая присущую ему нестабильность. Текущие измеряемые значения параметров многофазного потока подвергаются статистической обработке. Результаты измерений расходов фаз потока и его фракций сохраняются в памяти управляющего компьютера. Для регистрации накопленных за определенный интервал времени значений измеряемых параметров расходомер имеет функцию измерения интервалов времени.

Установки включают в себя блок технологический (далее - БТ) и блок аппаратурный (далее - БА). Также установки могут иметь в своем составе отдельный блок переключения скважин (далее БПС). БТ, БА и БПС выполняются в виде блок-боксов, которые могут быть изготовлены на одном или раздельных рамных основаниях. Установка может быть выполнена в виде одного блока путем размещения оборудования БА в БТ во взрывозащищенных оболочках.

Основными элементами БТ является измерительная линия и распределительный модуль. В состав измерительной линии входит установка измерительная «ОЗНА-МАССОМЕР» (регистрационный № 34745-09, № 34745-12) и один или несколько расходомеров Vx (регистрационный № 60560-15, №48745-11, №42779-09, № 37076-08), в зависимости от назначения и условий применения установок. Распределительный модуль обеспечивает автоматическое поочередное подключение скважин к измерительной линии посредством системы трехходовых кранов или переключателя скважин многоходового (ПСМ), приводимого в действие гидравлическим приводом. При этом продукция остальных скважин направляется в общий трубопровод. Распределительный модуль также оснащен байпасной линией для неавтоматизированного подключения скважин к измерительной линии при помощи задвижек.

Вариант компоновки и исполнения конкретной установки, а также типоразмер сепаратора, выбираются в зависимости от ожидаемых значений расхода нефти и нефтяного газа, содержания пластовой воды в сырой нефти и содержания нефтяного газа в обезвоженной нефти.

Количество подключаемых скважин (в зависимости от варианта исполнения установки) от 1 до 24.

БА осуществляет сбор, обработку, регистрацию, отображение, хранение полученных результатов измерений в архиве и их передачу в системы автоматизации верхнего уровня, а также управляет контрольно-измерительными приборами, автоматикой, системой жизнеобеспечения, охранной и пожарной сигнализацией.

Комплекс программного обеспечения (далее - ПО) установок реализован в блоках измерения и обработки информации (далее - БИОИ), выполненных на базе программируемых логических контроллеров (далее - ПЛК).

Номенклатура ПЛК, применяемых в установках, приведена в таблице 1.

Вид входных/выходных сигналов БИОИ:

-    унифицированные токовые сигналы (0-20) мА;

-    дискретные, «сухой контакт» или «переход: коллектор-эмиттер транзистора»;

-    импульсные.

Коммуникационные каналы:

-    RS485, протокол Modbus (мастер);

-    RS232S/485 протокол Modbus (подчиненный);

-    Ethernet протокол Modbus TCP\IP (подчиненный);

-    Foundation fieldbus;

-    Profibus.

Программное обеспечение

Комплекс ПО состоит из следующих компонентов:

-    ПО ПЛК БИОИ - программа, исполняемая во встроенной операционной системе ПЛК БИОИ. Обеспечивает обработку входных сигналов и управление КИПиА установок, а также визуализацию и хранение измеряемых параметров в энергонезависимой памяти;

-    ПО панели оператора - программа, исполняемая во встроенной операционной системе операторской панели БИОИ. Обеспечивает просмотр и изменение параметров, настроек и прочей информации ПО ПЛК БИОИ, подачу управляющих команд ПЛК.

Комплекс ПО выполняет функции:

-    обеспечение периодических измерений нескольких скважин, подключенных к установкам;

-    обеспечение управления процессом измерений при помощи команд, подаваемых локально с панели оператора, или дистанционно - с верхнего уровня АСУТП эксплуатирующего предприятия;

-    обеспечение сбора и обработки данных от всех средств измерений, КИПиА, входящих в состав установок;

-    обеспечение отображения информации о ходе процесса измерений, о результатах измерений на экране панели оператора;

-    обеспечение хранения результатов измерений в энергонезависимой памяти контроллера;

-    обеспечение безопасности технологического процесса и помещений установок путем контроля показаний датчиков пожарной сигнализации, загазованности, несанкционированного доступа к помещениям и др.;

-    отработка алгоритмов аварийных блокировок, звукового и светового оповещения при возникновении пожароопасной, взрывоопасной и других аварийных ситуациях;

-    обеспечение процессов пуско-наладки установок, диагностики и ремонта интегрированных в установки средств измерений, соединительных коммуникаций, и других элементов КИПиА.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО установок

Уровень защиты ПО системы от непреднамеренных и преднамеренных изменений «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Механическая защита от несанкционированного доступа осуществляется пломбированием наклейки на корпус контроллера БИОИ, как показано на рисунке 2.

Место пломбирования

Рисунок 2 - Схема пломбирования корпуса контроллера БИОИ

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики установок, в том числе показатели точности, приведены в таблицах 3, 4.

аблица 4 - Технические характеристики установок

Знак утверждения типа

наносится методом лазерной аппликации на металлические таблички, укрепленные на БТ и БА-боксах, а также типографским или иным способом - на титульных листах руководства по эксплуатации и паспорта, с указанием номера свидетельства об утверждении типа средства измерений и даты его выдачи.

Комплектность

Таблица 6 - Комплектность поставки

Поверка

осуществляется по документу МП 0449-9-2016 «Инструкция. ГСИ. Установки измерительные «ОЗНА-МАССОМЕР-Vx». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» 06.12.2016 г.

Основные средства поверки:

-    Государственный первичный специальный эталон массового расхода многофазной среды ГЭТ 195-2011;

-    рабочие эталоны 1-го разряда по ГОСТ 8.637-2013, диапазон воспроизведения массового расхода газожидкостной смеси от 0,1 до 150,0 т/ч с относительной погрешностью от 0,5 % до 1,0 % и диапазоном воспроизведения объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям от 0,1 до 1600,0 м /ч с относительной погрешностью от 1,0 % до 1,5 %.

-    рабочие эталоны 2-го разряда по ГОСТ 8.637-2013, диапазон воспроизведения массового расхода газожидкостной смеси от 0,01 до 150,00 т/ч с относительной погрешностью от 1,5 % до 2,0 % и диапазоном воспроизведения объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям от 0,1 до 6000,0 м /ч с относительной погрешностью от 3,0 % до 5,0 %.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документе «ГСИ. Масса сырой нефти, объем попутного нефтяного газа. Методика измерений с применением установок измерительных «ОЗНА-МАССОМЕР-Vx» (свидетельство об аттестации № 01.00257-2013/109-15 от 22.12.2015)

Нормативные документы

ГОСТ Р 8.615-2005 ГСИ. Измерения количества извлекаемых из недр нефти и нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования

ГОСТ 8.637-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массового расхода многофазных потоков

ТУ 3667-007-64156863-2014 Установки измерительные «ОЗНА-МАССОМЕР-Vx». Технические условия