Periodieke kalibrasie van vaartuiginstrumente is noodsaaklik om die voortgesette werkverrigting en funksie van die prosesvaartuig te verseker. Verkeerde instrumentkalibrasie vererger dikwels swak prosesvatontwerp, wat lei tot onbevredigende skeierwerking en lae doeltreffendheid. In sommige gevalle kan die posisie van die instrument ook foutiewe metings veroorsaak. Hierdie artikel beskryf hoe prosestoestande verkeerde of verkeerd verstaande vlaklesings kan veroorsaak.
Die bedryf het baie moeite gedoen om die ontwerp en konfigurasie van skeier- en skropvate te verbeter. Die keuse en konfigurasie van verwante instrumente het egter min aandag geniet. Gewoonlik is die instrument gekonfigureer vir die aanvanklike bedryfstoestande, maar na hierdie tydperk verander die bedryfsparameters, of bykomende kontaminante word ingebring, die aanvanklike kalibrasie is nie meer geskik nie en moet verander word. Alhoewel die algehele assessering op die stadium van vlak instrument seleksie omvattend behoort te wees, moet die proses om deurlopende assessering van die bedryfsreeks te handhaaf en enige veranderinge in die toepaslike herkalibrering en herkonfigurasie van verwante instrumente soos benodig deur die lewensiklus van die prosesvaartuig. het getoon dat, in vergelyking met die abnormale interne konfigurasie van die houer, die skeierfout wat veroorsaak word deur verkeerde instrumentdata veel meer is.
Een van die belangrikste prosesbeheerveranderlikes is vloeistofvlak. Algemene metodes om vloeistofvlak te meet sluit in sigglase/vlakglasaanwysers en differensiële druk (DP) sensors. Die sigglas is 'n metode om die vloeistofvlak direk te meet, en kan opsies hê soos 'n magnetiese volger en/of 'n vlaksender gekoppel aan 'n gewysigde vloeistofvlakglas. Vlakmeters wat vlotte as die hoofmeetsensor gebruik, word ook beskou as 'n direkte manier om die vloeistofvlak in die proseshouer te meet. Die DP-sensor is 'n indirekte metode waarvan die vlaklesing gebaseer is op die hidrostatiese druk wat deur die vloeistof uitgeoefen word en akkurate kennis van die vloeistofdigtheid vereis.
Die konfigurasie van bogenoemde toerusting vereis gewoonlik die gebruik van twee flensspuitpuntverbindings vir elke instrument, 'n boonste spuitstuk en 'n onderste spuitstuk. Om die vereiste meting te bereik, is die posisionering van die mondstuk noodsaaklik. Die ontwerp moet verseker dat die mondstuk altyd in kontak is met die toepaslike vloeistof, soos die water- en oliefases vir die koppelvlak en die olie en stoom vir die grootmaat vloeistofvlak.
Die vloeistofkenmerke onder werklike bedryfstoestande kan verskil van die vloeistofkenmerke wat vir kalibrasie gebruik word, wat lei tot foutiewe vlaklesings. Daarbenewens kan die ligging van die vlakmeter ook vals of verkeerd verstaande vlaklesings veroorsaak. Hierdie artikel verskaf 'n paar voorbeelde van lesse wat geleer is in die oplossing van instrumentverwante skeierprobleme.
Die meeste meettegnieke vereis die gebruik van akkurate en betroubare eienskappe van die vloeistof wat gemeet word om die instrument te kalibreer. Die fisiese spesifikasies en toestande van die vloeistof (emulsie, olie en water) in die houer is krities vir die integriteit en betroubaarheid van die toegepaste meettegnologie. Daarom, as die kalibrasie van verwante instrumente korrek voltooi moet word om akkuraatheid te maksimeer en die afwyking van vloeistofvlaklesings te minimaliseer, is dit baie belangrik om die spesifikasies van die verwerkte vloeistof akkuraat te evalueer. Daarom, om enige afwyking in die vloeistofvlaklesing te vermy, moet betroubare data verkry word deur gereeld monsterneming en ontleding van die gemete vloeistof, insluitend direkte monsterneming uit die houer.
Verander met tyd. Die aard van die prosesvloeistof is 'n mengsel van olie, water en gas. Die prosesvloeistof kan verskillende soorte gewigte in verskillende stadiums binne die proseshouer hê; dit wil sê, gaan in die houer as 'n vloeistofmengsel of geëmulgeerde vloeistof, maar verlaat die houer as 'n duidelike fase. Daarbenewens kom die prosesvloeistof in baie veldtoepassings uit verskillende reservoirs, elk met verskillende eienskappe. Dit sal daartoe lei dat 'n mengsel van verskillende digthede deur die skeier verwerk word. Daarom sal die voortdurende verandering van vloeistofkenmerke 'n impak hê op die akkuraatheid van die vloeistofvlakmeting in die houer. Alhoewel die foutmarge dalk nie genoeg is om die veilige werking van die skip te beïnvloed nie, sal dit die skeidingsdoeltreffendheid en werkbaarheid van die hele toestel beïnvloed. Afhangende van die skeidingstoestande, kan 'n digtheidsverandering van 5-15% normaal wees. Hoe nader die instrument aan die inlaatbuis is, hoe groter is die afwyking, wat te wyte is aan die aard van die emulsie naby die inlaat van die houer.
Net so, soos die watersoutgehalte verander, sal die vlakmeter ook beïnvloed word. In die geval van olieproduksie sal watersoutgehalte verander as gevolg van verskeie faktore soos veranderinge in formasiewater of deurbraak van ingespuit seewater. In die meeste olievelde kan die soutgehalteverandering minder as 10-20% wees, maar in sommige gevalle kan die verandering so hoog as 50% wees, veral in kondensaatgasstelsels en subsoutreservoirstelsels. Hierdie veranderinge kan 'n beduidende impak hê op die betroubaarheid van vlakmeting; daarom is die opdatering van die vloeistofchemie (olie, kondensaat en water) noodsaaklik om instrumentkalibrasie te handhaaf.
Deur inligting verkry uit prosessimulasiemodelle en vloeistofanalise en intydse monsterneming te gebruik, kan vlakmeterkalibrasiedata ook verbeter word. In teorie is dit die beste metode en word nou as standaardpraktyk gebruik. Om die instrument met verloop van tyd akkuraat te hou, moet vloeistofontledingsdata egter gereeld bygewerk word om potensiële foute te vermy wat veroorsaak kan word deur bedryfstoestande, waterinhoud, toename in olie-tot-lug-verhouding en veranderinge in vloeistofkenmerke.
Let wel: Gereelde en behoorlike instandhouding is die basis vir die verkryging van betroubare instrumentdata. Die standaarde en frekwensie van instandhouding hang in 'n groot mate af van die verwante voorkomende en daaglikse fabrieksaktiwiteite. In sommige gevalle, indien nodig geag, moet afwykings van beplande aktiwiteite herrangskik word.
Let wel: Benewens die gebruik van die nuutste vloeistofkenmerke om die meter periodiek te kalibreer, kan slegs relevante algoritmes of kunsmatige intelligensie-instrumente gebruik word om die daaglikse fluktuasies van die prosesvloeistof reg te stel om rekening te hou met bedryfsfluktuasies binne 24 uur.
Let wel: Monitering van data en laboratoriumontleding van die produksievloeistof sal help om potensiële abnormaliteite in die vlaklesings wat deur die olie-emulsie in die produksievloeistof veroorsaak word, te verstaan.
Volgens verskillende inlaattoestelle en interne komponente, het ondervinding getoon dat gas meevoer en borreling by die inlaat van skeiers (hoofsaaklik vertikale gaskondensaatskeiers en scrubbers) 'n beduidende impak op vloeistofvlaklesings sal hê, en kan lei tot swak beheer en wat uitgevoer word. . Die afname in die digtheid van die vloeistoffase as gevolg van die gasinhoud lei tot 'n vals lae vloeistofvlak, wat kan lei tot vloeistof meevoer in die gasfase en die stroomaf proses kompressie eenheid kan beïnvloed.
Alhoewel gas meevoer en skuiming in die olie- en gas/kondensaat-oliestelsel ervaar is, word die instrument gekalibreer as gevolg van die fluktuasie van die kondensaatoliedigtheid wat veroorsaak word deur die verspreide en opgeloste gas in die kondensaatfase tydens die gasinvoer of gasblaas- deur proses. Die fout sal hoër wees as die oliestelsel.
Die vlakmeters in baie vertikale scrubbers en skeiers kan moeilik wees om korrek te kalibreer omdat daar verskillende hoeveelhede water en kondensaat in die vloeistoffase is, en in die meeste gevalle het die twee fases 'n gemeenskaplike vloeistofuitlaat of wateruitlaatlyn. Oorbodig as gevolg van swak water skeiding. Daarom is daar voortdurende fluktuasie in bedryfsdigtheid. Tydens werking sal die onderste fase (hoofsaaklik water) ontslaan word, wat 'n hoër kondensaatlaag aan die bokant laat, dus is die vloeistofdigtheid anders, wat sal veroorsaak dat die vloeistofvlakmeting verander met die verandering van die vloeistoflaaghoogteverhouding. Hierdie skommelinge kan van kritieke belang wees in kleiner houers, die risiko loop om die optimale bedryfsvlak te verloor, en in baie gevalle, kan die afkombuis (die afkombuis van die aërosol-eliminator wat gebruik word om die vloeistof af te voer) korrek bedryf. Die vereiste vloeistofseël.
Die vloeistofvlak word bepaal deur die digtheidsverskil tussen die twee vloeistowwe in die ewewigstoestand in die skeier te meet. Enige interne drukverskil kan egter 'n verandering in die gemete vloeistofvlak veroorsaak, wat 'n ander vloeistofvlak-aanduiding gee as gevolg van die drukval. Byvoorbeeld, 'n drukverandering tussen 100 tot 500 mbar (1,45 tot 7,25 psi) tussen die houerkompartemente as gevolg van die oorloop van die keerplaat of samesmeltingsblok sal die verlies van 'n eenvormige vloeistofvlak veroorsaak, wat lei tot die koppelvlakvlak in die skeier. meting is verlore, wat lei tot 'n horisontale gradiënt; dit wil sê die korrekte vloeistofvlak aan die voorkant van die houer onder die stelpunt en die agterkant van die skeier binne die stelpunt. Daarbenewens, as daar 'n sekere afstand tussen die vloeistofvlak en die mondstuk van die boonste vloeistofvlakmeter is, kan die resulterende gaskolom verder vloeistofvlakmetingsfoute in die teenwoordigheid van skuim veroorsaak.
Ongeag die konfigurasie van die proseshouer, is 'n algemene probleem wat afwykings in vloeistofvlakmeting kan veroorsaak, vloeistofkondensasie. Wanneer die instrumentpyp en die houerliggaam afgekoel word, kan die temperatuurdaling veroorsaak dat die gas wat vloeistof in die instrumentpyp produseer, kondenseer, wat veroorsaak dat die vloeistofvlaklesing van die werklike toestande in die houer afwyk. Hierdie verskynsel is nie uniek aan die koue eksterne omgewing nie. Dit kom voor in 'n woestynomgewing waar die eksterne temperatuur in die nag laer is as die prosestemperatuur.
Hittesporing vir vlakmeters is 'n algemene manier om kondensasie te voorkom; die temperatuurinstelling is egter krities omdat dit die probleem kan veroorsaak wat dit probeer oplos. Deur die temperatuur te hoog te stel, kan die meer vlugtige komponente verdamp, wat veroorsaak dat die digtheid van die vloeistof toeneem. Uit 'n instandhoudingsoogpunt kan hittesporing ook problematies wees omdat dit maklik beskadig word. ’n Goedkoper opsie is die isolasie (isolasie) van die instrumentbuis, wat in baie toepassings die prosestemperatuur en die eksterne omgewingstemperatuur effektief op ’n sekere vlak kan hou. Daar moet kennis geneem word dat uit 'n instandhoudingsoogpunt, die agterstand van die instrumentpyplyn ook 'n probleem kan wees.
Let wel: 'n Onderhoudstap wat dikwels oor die hoof gesien word, is om die instrument en die teuels te spoel. Afhangende van die diens, kan sulke regstellende aksies weekliks of selfs daagliks vereis word, afhangende van bedryfstoestande.
Daar is verskeie vloeiversekeringsfaktore wat vloeistofvlakmeetinstrumente negatief kan beïnvloed. al hierdie is:
Let wel: In die ontwerpstadium van die skeier, wanneer die toepaslike vlakinstrument gekies word en wanneer die vlakmeting abnormaal is, moet die korrekte vloeitempoversekeringsprobleem oorweeg word.
Baie faktore beïnvloed die digtheid van die vloeistof naby die mondstuk van die vlaksender. Plaaslike veranderinge in druk en temperatuur sal die vloeistofbalans beïnvloed en sodoende die vlaklesings en die stabiliteit van die hele stelsel beïnvloed.
Plaaslike veranderinge in vloeistofdigtheid en emulsieveranderinge is waargeneem in die skeier, waar die afvoerpunt van die afloop-/dreineringspyp van die deister naby die spuitpunt van die vloeistofvlak-sender geleë is. Die vloeistof wat deur die mis eliminator vasgevang word, meng met 'n groot hoeveelheid vloeistof, wat plaaslike veranderinge in digtheid veroorsaak. Digtheidsfluktuasies is meer algemeen in lae-digtheid vloeistowwe. Dit kan aanhoudende fluktuasies in die olie- of kondensaatvlakmeting tot gevolg hê, wat weer die skip se werking en die beheer van stroomaf-toestelle beïnvloed.
Let wel: Die spuitpunt van die vloeistofvlak-sender moet nie naby die afvoerpunt van die afkombuis wees nie, want daar is 'n risiko om intermitterende digtheidsveranderinge te veroorsaak, wat die vloeistofvlakmeting sal beïnvloed.
Die voorbeeld wat in Figuur 2 getoon word, is 'n algemene vlakmeter-pypkonfigurasie, maar dit kan probleme veroorsaak. Wanneer daar 'n probleem in die veld is, kom die hersiening van die vloeistofvlak-senderdata tot die gevolgtrekking dat die koppelvlakvloeistofvlak verlore gaan as gevolg van swak skeiding. Die feit is egter dat namate meer water geskei word, die uitlaatvlakbeheerklep geleidelik oopgaan, wat 'n Venturi-effek naby die spuitstuk onder die vlaksender skep, wat minder as 0,5 m (20 duim) van die watervlak af is. Water mondstuk. Dit veroorsaak 'n interne drukval, wat veroorsaak dat die koppelvlakvlaklesing in die sender laer is as die koppelvlakvlaklesing in die houer.
Soortgelyke waarnemings is ook in die scrubber gerapporteer waar die vloeistofuitlaatspuitstuk naby die spuitstuk onder die vloeistofvlak-sender geleë is.
Die algemene posisionering van die spuitpunte sal ook die korrekte funksie beïnvloed, dit wil sê, die spuitpunte op die vertikale skeierhuis is moeiliker om te blokkeer of te verstop as die spuitpunte wat in die onderste kop van die skeier geleë is. 'n Soortgelyke konsep is van toepassing op horisontale houers, waar hoe laer die spuitstuk, hoe nader dit is aan enige vaste stowwe wat afsak, wat dit meer geneig maak om verstop te wees. Hierdie aspekte moet in ag geneem word tydens die ontwerpstadium van die vaartuig.
Let wel: Die spuitpunt van die vloeistofvlak-sender moet nie naby die inlaat-, vloeistof- of gasuitlaatspuitstuk wees nie, want daar is 'n risiko van interne drukval, wat die vloeistofvlakmeting sal beïnvloed.
Verskillende interne strukture van die houer beïnvloed die skeiding van vloeistowwe op verskillende maniere, soos getoon in Figuur 3, insluitend die potensiële ontwikkeling van vloeistofvlakgradiënte wat veroorsaak word deur die oorloop van die plaat wat drukval tot gevolg het. Hierdie verskynsel is baie keer waargeneem tydens foutsporing en prosesdiagnose navorsing.
Die meerlaagskeerplaat word gewoonlik in die houer aan die voorkant van die skeier geïnstalleer, en dit is maklik om onder water te word weens die vloeiverspreidingsprobleem in die inlaatgedeelte. Die oorloop veroorsaak dan 'n drukval oor die vaartuig, wat 'n vlakgradiënt skep. Dit lei tot 'n laer vloeistofvlak aan die voorkant van die houer, soos getoon in Figuur 3. Wanneer die vloeistofvlak egter deur die vloeistofvlakmeter aan die agterkant van die houer beheer word, sal afwykings voorkom in die meting wat uitgevoer word. Die vlakgradiënt kan ook swak skeidingstoestande in die proseshouer veroorsaak omdat die vlakgradiënt ten minste 50% van die vloeistofvolume verloor. Boonop is dit denkbaar dat die betrokke hoëspoedgebied wat deur die drukval veroorsaak word 'n sirkulasiearea sal produseer wat tot 'n verlies aan skeidingsvolume lei.
'n Soortgelyke situasie kan voorkom in drywende produksie-aanlegte, soos FPSO, waar verskeie poreuse pads in die proseshouer gebruik word om die vloeistofbeweging in die vaartuig te stabiliseer.
Boonop sal die erge gas meevoer in die horisontale houer, onder sekere toestande, as gevolg van die lae gasdiffusie, 'n hoër vloeistofvlakgradiënt aan die voorkant produseer. Dit sal ook die vlakbeheer aan die agterkant van die houer nadelig beïnvloed, wat lei tot meetdivergensie, wat lei tot swak houerwerkverrigting.
Let wel: Die gradiëntvlak in verskillende vorme van prosesvate is realisties, en hierdie situasie moet tot die minimum beperk word aangesien dit die skeidingsdoeltreffendheid sal laat afneem. Verbeter die interne struktuur van die houer en verminder onnodige skottels en/of geperforeerde plate, tesame met goeie bedryfspraktyke en bewustheid, om vloeistofvlakgradiëntprobleme in die houer te vermy.
Hierdie artikel bespreek verskeie belangrike faktore wat die vloeistofvlakmeting van die skeier beïnvloed. Verkeerde of verkeerd verstaande vlaklesings kan swak werking van die vaartuig veroorsaak. Sommige voorstelle is gemaak om hierdie probleme te help vermy. Alhoewel hierdie geensins 'n volledige lys is nie, help dit om 'n paar potensiële probleme te verstaan, en help sodoende die operasionele span om potensiële metings- en operasionele kwessies te verstaan.
Indien moontlik, vestig beste praktyke gebaseer op lesse wat geleer is. Daar is egter geen spesifieke industriestandaard wat in hierdie veld toegepas kan word nie. Om die risiko's wat verband hou met metingsafwykings en beheerafwykings te verminder, moet die volgende punte in toekomstige ontwerp- en bedryfspraktyke in ag geneem word.
Ek wil graag vir Christopher Kalli (adjunkprofessor aan die Universiteit van Wes-Australië in Perth, Australië, afgetredene Chevron/BP bedank); Lawrence Coughlan (Lol Co Ltd. Aberdeen-konsultant, Shell-aftrede) en Paul Georgie (Glasgow Geo Geo-konsultant, Glasgow, VK) vir hul ondersteuning. Referate word eweknie-geëvalueer en gekritiseer. Ek wil ook die lede van die SPE Separasie Tegnologie Tegniese Subkomitee bedank vir die fasilitering van die publikasie van hierdie artikel. Spesiale dank aan die lede wat die referaat voor die finale uitgawe beoordeel het.
Wally Georgie het meer as 4 jaar ondervinding in die olie- en gasbedryf, naamlik in olie- en gasbedrywighede, verwerking, skeiding, vloeistofhantering en stelselintegriteit, operasionele probleemoplossing, uitskakeling van knelpunte, olie/water-skeiding, prosesvalidering en tegniese kundigheid Praktykevaluering, korrosiebeheer, stelselmonitering, waterinspuiting en verbeterde olieherwinningsbehandeling, en alle ander vloeistof- en gashanteringskwessies, insluitend sand- en vastestofproduksie, produksiechemie, vloeiversekering en integriteitbestuur in die behandelingsprosesstelsel.
Van 1979 tot 1987 het hy aanvanklik in die dienstesektor in die Verenigde State, die Verenigde Koninkryk, verskillende dele van Europa en die Midde-Ooste gewerk. Daarna het hy van 1987 tot 1999 by Statoil (Equinor) in Noorweë gewerk, met die fokus op daaglikse bedrywighede, ontwikkeling van nuwe olieveldprojekte wat verband hou met olie-waterskeidingskwessies, gasbehandeling ontzwaveling en dehidrasiestelsels, geproduseerde waterbestuur en hantering van vaste produksiekwessies. produksie stelsel. Sedert Maart 1999 werk hy as 'n onafhanklike konsultant in soortgelyke olie- en gasproduksie regoor die wêreld. Boonop het Georgie gedien as 'n deskundige getuie in wettige olie- en gassake in die Verenigde Koninkryk en Australië. Hy het van 2016 tot 2017 gedien as SPE Distinguished Dosent.
Hy het 'n meestersgraad. Meester van Polimeertegnologie, Loughborough Universiteit, VK. Ontvang 'n baccalaureusgraad in veiligheidsingenieurswese van die Universiteit van Aberdeen, Skotland, en 'n PhD in chemiese tegnologie van die Universiteit van Strathclyde, Glasgow, Skotland. Jy kan hom kontak by wgeorgie@maxoilconsultancy.com.
Georgie het op 9 Junie 'n webinar aangebied "Skei van ontwerp- en bedryfsfaktore en hul impak op die werkverrigting van vervaardigde waterstelsels in aanlandige en buitelandse installasies". Hier op aanvraag beskikbaar (gratis vir SPE-lede).
Journal of Petroleum Technology is die vlagskiptydskrif van die Society of Petroleum Engineers, wat gesaghebbende inligtingsessies en onderwerpe verskaf oor die bevordering van eksplorasie- en produksietegnologie, olie- en gasbedryfkwessies, en nuus oor SPE en sy lede.
Postyd: 17-Jun-2021
