Стенд для создания, измерения и тестирования двухфазной трехкомпонентной смеси

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к измерительной технике и может быть использована для имитационной поверки измерительных установок, для создания, измерения и тестирования двухфазной трехкомпонентной смеси. Стенд содержит функционально объединенные и снабженные требуемыми средствами измерения сепарационный узел, представляющий собой последовательно соединенные газовый сепаратор и жидкостный сепаратор, блок создания и измерения имитатора нефти, блок создания и измерения пластовой воды, блок создания и измерения расхода газа, блок смешивания и измерительную установку, соединенные измерительными линиями с блоком управления. Блок смешивания представляет собой горизонтально ориентированную трубную секцию, снабженную патрубками для подвода имитатора нефти, газа и воды от соответственно блока создания и измерения имитатора нефти, блока создания и измерения расхода газа, блока создания и измерения пластовой воды. Блок смешивания соединен выходной газожидкостной линией с поверяемой измерительной установкой. Сепарационный узел содержит демпфирующую емкость, снабженную входной газожидкостной линией. Выходные линии жидкостного сепаратора по воде и имитатору нефти соединены соответственно с блоком создания и измерения пластовой воды и с блоком создания и измерения имитатора нефти, а выходная жидкостная линия газового сепаратора оборудована дополнительной линией для обеспечения непосредственного подключения ее к блоку создания и измерения имитатора нефти. Обеспечивается повышение качества и надежности имитационной поверки, измерения по отдельным компонентам. 1 ил.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к измерительной технике и может быть использована для имитационной поверки измерительных установок, для создания, измерения и тестирования двухфазной трехкомпонентной смеси.

Известен блок измерения показателей качества нефти (БИК) в составе системы измерения количества и качества показателей нефти (СИКН) [http://www.imsholding.ru/mobilnaia_ustanovka_mtp-3_dlja_poverki_potochnykh_vlagomerov_nefti/].

Установка позволяет обеспечить создание поверочных жидкостей на основе индустриальных масел и нефти, с заданным содержанием воды. Для этого используются трансформаторные масла или осушенная нефть. В известный начальный объем осушенного масла (нефти) с помощью средств дозирования добавляется рассчитанное количество дистиллированной воды (для нефти - пластовой). Система перемешивания с помощью специально подобранного насоса, статического миксера и воздушного сепаратора обеспечивает создание стабильной эмульсии с заданным содержанием воды.

Известна установка поверки УПП-АТ, предназначенная для поверки и калибровки средств измерений плотности жидкостей, например, поточных плотномеров, преобразователей плотности жидкости и т.п. в условиях, приближенных к реальным эксплуатационным и входящих в состав систем учета и контроля показателей качества нефти и нефтепродуктов предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности [http://www.argosy-tech.ru/solutions-and-services/metrologiya/stend-dlya-poverki-plotnomerov-poverochnaya-ustanovka-upp-at]. Технические характеристики позволяют работать с жидкостями, имеющими плотность в диапазоне 750-1150 кг/м³, задавать требуемую температуру, в диапазоне от +10 до +70°C с точностью ±0,1% при давлении поверочной жидкости в гидравлической системе установки до 60,0 атмосфер. Погрешность измерения плотности не более 0,15 кг/м³. Установка состоит из гидравлического блока, блоков питания и управления. В состав гидравлического блока входят средства измерений и вспомогательное оборудование, объединенные в гидравлическую систему, имеющую два измерительных вискозиметрических контура: эталонный и рабочий. Гидравлический блок имеет систему термостатирования и емкости сбора и хранения рабочих и поверочных жидкостей. Система питания содержит блоки питания электрооборудования с исполнительными блоками и ПК.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата, можно отнести отсутствие контроля по времени существования гомогенности смеси, и следовательно неудовлетворительное качество измерения по компонентам.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является расширение ассортимента измерительных стендов, а именно разработка стенда для поверки измерительных установок на соответствие ГОСТа 8-615-2005.

При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении качества и надежности имитационной поверки, измерения по отдельным компонентам - имитатор нефти, вода, газ (воздух).

Указанный технический результат достигается тем, что стенд для создания, измерения и тестирования двухфазной трехкомпонентной смеси, характеризующийся тем, что содержит функционально объединенные и снабженные требуемыми средствами измерения сепарационный узел, представляющий собой последовательно соединенные газовый сепаратор и жидкостный сепаратор, блок создания и измерения имитатора нефти, блок создания и измерения пластовой воды, блока создания и измерения расхода газа, блок смешивания и измерительную установку, соединенные измерительными линиями с блоком управления, блок смешивания представляет собой горизонтально ориентированную трубную секцию, снабженную патрубками для подвода имитатора нефти, газа и воды от соответственно блока создания и измерения имитатора нефти, блока создания и измерения расхода газа, блока создания и измерения пластовой воды, при этом блок смешивания соединен выходной газожидкостной линией с поверяемой измерительной установкой, указанный сепарационный узел содержит демпфирующую емкость, снабженную входной газожидкостной линией, выходные линии жидкостного сепаратора по воде и имитатору нефти соединены соответственно с блоком создания и измерения пластовой воды и с блоком создания и измерения имитатора нефти, а выходная жидкостная линия газового сепаратора оборудована дополнительной линией, выполненной с возможностью обеспечения непосредственного подключения ее к блоку создания и измерения имитатора нефти.

Конструктивное выполнение стенда обеспечивает его работу в двух режимах измерения: при содержании воды больше 70% и меньше 70%, так как время существования гомогенности смеси при содержании воды больше 70% очень быстро уменьшается (буквально несколько десятков секунд) и нарушение гомогенности влияет на оценку погрешности измерения по отдельным компонентам. Поэтому для обеспечения гомогенности смеси конструктивное выполнение стенда позволяет раздельно подать имитатор нефти и воду в блок смешивания перед поступлением в поверяемую измерительную установку.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фиг., на которой представлена блок-схема стенда для создания, измерения и тестирования двухфазной трехкомпонентной смеси, пунктирными линиями показаны измерительные линии.

Стенд для создания, измерения и тестирования двухфазной трехкомпонентной смеси содержит функционально объединенные трубной и электропроводной обвязкой и снабженные требуемыми средствами измерения поверяемую измерительную установку 1 (ИУ), демпфирующую емкость 2 (ДЕ), сепарационный узел, представляющий собой последовательно соединенные газовый сепаратор 3 (ГС), жидкостной сепаратор 4 (ЖС), емкость 5 имитатора нефти (ЕИН), емкость 6 воды (ЕВ), блок 7 создания и измерения расхода имитатора нефти (БСИРИН), блок 8 создания и измерения расхода пластовой воды (БСИВ), блок управления 9 (БУ), блок 10 создания и измерения расхода газа (воздуха) (БСИРГ), блок смешивания 11 (БС). В качестве средств измерения используют контрольно-измерительные приборы: давления, температуры, расхода, плотности, уровня, перепада давления, например, такие как датчики давления Rosemount 3051, датчики температуры Emerson Rosemount 3144Р, массовые расходомеры Emerson Micro Motion Elite, датчики плотности Solartron 7835, датчики уровня Emerson 5302, датчики перепада давления Rosemount 3051.

Блок смешивания 11 представляет собой горизонтально ориентированную трубную секцию, снабженную патрубками для подвода имитаторов нефти, газа и воды и соединен выходной газожидкостной линией с поверяемой измерительной установкой 1.

Выходные линии жидкостного сепаратора 4 по воде и нефти соединены соответственно с блоком 8 создания и измерения пластовой воды через емкость 6 воды (пластовой) и с блоком 7 создания и измерения имитатора нефти через емкость 5 имитатора нефти (Exxol). Выход блока 8 создания и измерения пластовой воды является входной линией блока смешивания 11 по воде. Выход блока 7 создания и измерения имитатора нефти является входной линией по нефти блока смешивания 11. Выход блока 10 создания и измерения имитатора нефти является входной линией по нефти блока смешивания 11, выход блока 10 создания и измерения расхода газа (воздуха) является входной линией по газу блока смешивания 11.

Выходная жидкостная линия газового сепаратора 3 оборудована дополнительной линией 12 (ДЛ) для обеспечения непосредственного подключения к блоку 5 создания и измерения имитатора нефти.

Блок 7 создания и измерения имитатора нефти, блок 8 создания и измерения пластовой воды, блок 10 создания и измерения расхода газа снабжены регулирующей отсечной арматурой, трубной обвязкой, расходомерами, компрессорами, датчиками давления и температуры.

Демпфирующая емкость 2 сепарационного узла предназначена для гашения пульсации расходов. В сепарационном узле образуется волна, для того чтобы она не влияла на показания эталона, волну гасят за счет воздушной подушки (объем демпфирующей емкости 2) и с помощью поддержания стабильного уровня водораздела.

Конструктивное выполнение стенда обеспечивает его работу в двух режимах.

Режим 1. Применяется для обеспечения гомогенности, когда содержание воды больше 70%.

Раздельно подают имитатор нефти и воды в блок смешивания 11 перед поступлением в поверяемую измерительную установку 1.

Режим 2 (режим фиксированной смеси). Применяется, когда содержание воды меньше 70%.

Посредством переключения на линию 12 из работы выключают жидкостной сепаратор 4 и блок 8 создания и измерения расхода пластовой воды 8.

В каждом режиме измеряемые данные поступают в блок управления 9, где они сличаются с эталонами для газа, нефти и воды на соответствие ГОСТа 8-615-2005.

Таким образом, заявляемая конструкция стенда является конструктивно простой по технологичности, обеспечивает все необходимые функциональные требования к стендам данного типа и имеет низкую себестоимость изготовления.

Стенд для создания, измерения и тестирования двухфазной трехкомпонентной смеси, характеризующийся тем, что содержит функционально объединенные и снабженные требуемыми средствами измерения сепарационный узел, представляющий собой последовательно соединенные газовый сепаратор и жидкостный сепаратор, блок создания и измерения имитатора нефти, блок создания и измерения пластовой воды, блок создания и измерения расхода газа, блок смешивания и измерительную установку, соединенные измерительными линиями с блоком управления, блок смешивания представляет собой горизонтально ориентированную трубную секцию, снабженную патрубками для подвода имитатора нефти, газа и воды от соответственно блока создания и измерения имитатора нефти, блока создания и измерения расхода газа, блока создания и измерения пластовой воды, при этом блок смешивания соединен выходной газожидкостной линией с поверяемой измерительной установкой, указанный сепарационный узел содержит демпфирующую емкость, снабженную входной газожидкостной линией, выходные линии жидкостного сепаратора по воде и имитатору нефти соединены соответственно с блоком создания и измерения пластовой воды и с блоком создания и измерения имитатора нефти, а выходная жидкостная линия газового сепаратора оборудована дополнительной линией для обеспечения непосредственного подключения ее к блоку создания и измерения имитатора нефти.