A calibrazione periodica di i strumenti di a nave hè essenziale per assicurà a prestazione è a funzione cuntinuata di u vasu di prucessu. Una calibrazione sbagliata di l'instrumentu spessu aggrava u cattivu disignu di i recipienti di prucessu, chì risulta in un'operazione di separatore insatisfactoria è una bassa efficienza. In certi casi, a pusizione di l'instrumentu pò ancu causà misure erronee. Questu articulu descrive cumu e cundizioni di u prucessu ponu causà letture di nivellu incorrecte o incomprese.
L'industria hà spentu assai sforzu per migliurà u disignu è a cunfigurazione di i navi separatori è scrubber. Tuttavia, a selezzione è a cunfigurazione di strumenti cunnessi hà ricevutu pocu attenzione. Di solitu, l'instrumentu hè cunfiguratu per e cundizioni iniziali di u funziunamentu, ma dopu à stu periodu, i paràmetri di u funziunamentu cambianu, o contaminanti supplementari sò intrudutti, a calibrazione iniziale ùn hè più adattata è deve esse cambiata. Ancu se a valutazione generale in a fase di selezzione di l'instrumentu di livellu deve esse cumpleta, u prucessu di mantene a valutazione cuntinuu di a gamma operativa è qualsiasi cambiamenti in a recalibrazione adatta è a ricunfigurazione di strumenti cunnessi cum'è necessariu in tuttu u ciculu di vita di u bastimentu di prucessu. hà dimustratu chì, paragunatu cù a cunfigurazione interna anormali di u cuntinuu, u fallimentu di u separatore causatu da dati di u strumentu sbagliatu hè assai più.
Una di e variabili chjave di cuntrollu di prucessu hè u livellu di liquidu. I metudi cumuni di misurazione di u nivellu di liquidu includenu vetri di vista / indicatori di vetru di livellu è sensori di pressione differenziale (DP). U vetru di vista hè un metudu di misurà direttamente u livellu di liquidu, è pò avè opzioni cum'è un seguitore magneticu è / o un trasmettitore di livellu cunnessu à un vetru di livellu di liquidu mudificatu. L'indicatori di livellu chì utilizanu floats cum'è u sensoru di misurazione principale sò ancu cunsiderati cum'è un mezzu direttu di misurà u livellu di liquidu in u vasu di prucessu. U sensoru DP hè un metudu indirettu chì a lettura di u nivellu hè basatu annantu à a pressione idrostatica esercitata da u fluidu è richiede una cunniscenza precisa di a densità di u fluidu.
A cunfigurazione di l'equipaggiu sopra di solitu richiede l'usu di duie cunnessioni di flange per ogni strumentu, una bocchetta superiore è una bocchetta inferiore. Per ottene a misura necessaria, u posizionamentu di a bocca hè essenziale. U disignu deve assicurà chì a bocca hè sempre in cuntattu cù u fluidu adattatu, cum'è e fasi di l'acqua è l'oliu per l'interfaccia è l'oliu è u vapore per u livellu di liquidu in massa.
E caratteristiche di u fluidu in e cundizioni di u funziunamentu attuale ponu esse diverse da e caratteristiche di u fluidu utilizatu per a calibrazione, chì risultanu in letture di livellu errate. Inoltre, u locu di l'indicatore di livellu pò ancu causà letture di livellu false o incomprese. Questu articulu furnisce alcuni esempi di lezioni amparate per risolve i prublemi di separatori di strumenti.
A maiò parte di e tecniche di misurazione necessitanu l'usu di caratteristiche precise è affidate di u fluidu misuratu per calibre l'instrumentu. E specificazioni fisiche è e cundizioni di u liquidu (emulsione, oliu è acqua) in u cuntinuu sò critichi per l'integrità è l'affidabilità di a tecnulugia di misurazione applicata. Dunque, se a calibrazione di i strumenti cunnessi deve esse cumpletata currettamente per maximizà a precisione è minimizzà a deviazione di e letture di u nivellu di liquidu, hè assai impurtante per evaluà accuratamente e specificazioni di u fluidu processatu. Dunque, per evità ogni deviazione in a lettura di u nivellu di liquidu, dati affidabili devenu esse ottenuti da campionamentu regularmente è analizà u fluidu misuratu, cumpresu u campionamentu direttu da u containeru.
Cambia cù u tempu. A natura di u fluidu di prucessu hè una mistura di oliu, acqua è gasu. U fluidu di prucessu pò avè diverse gravità specifiche in diverse tappe in u vasu di prucessu; vale à dì, entre in u vasu cum'è una mistura di fluidu o fluidu emulsionatu, ma lasciate u vasu cum'è una fase distinta. Inoltre, in parechje applicazioni di campu, u fluidu di prucessu vene da diverse reservoirs, ognunu cù caratteristiche diverse. Questu hà da risultatu in una mistura di densità differenti chì hè trattatu attraversu u separatore. Dunque, u cambiamentu continuu di e caratteristiche di u fluidu avarà un impattu nantu à a precisione di a misurazione di u livellu di u liquidu in u cuntinuu. Ancu s'è u marghjenu d'errore pò esse micca abbastanza per influenzà l'operazione sicura di a nave, affettarà l'efficienza di separazione è l'operabilità di tuttu u dispusitivu. Sicondu e cundizioni di separazione, un cambiamentu di densità di 5-15% pò esse normale. U più vicinu l'instrumentu hè di u tubu d'ingressu, più grande hè a deviazione, chì hè duvuta à a natura di l'emulsione vicinu à l'ingressu di u cuntinuu.
In listessu modu, cum'è a salinità di l'acqua cambia, l'indicatore di livellu serà ancu affettatu. In u casu di a pruduzzione di oliu, a salinità di l'acqua cambierà per diversi fatturi, cum'è cambiamenti in l'acqua di furmazione o sfondate di l'acqua di mare injected. In a maiò parte di i campi di petroliu, u cambiamentu di salinità pò esse menu di 10-20%, ma in certi casi, u cambiamentu pò esse finu à u 50%, soprattuttu in sistemi di gas di condensate è sistemi di reservoir sub-sal. Questi cambiamenti ponu avè un impattu significativu nantu à l'affidabilità di a misurazione di livellu; dunque, aghjurnà a chimica di u fluidu (oliu, condensate è acqua) hè essenziale per mantene a calibrazione di l'instrumentu.
Utilizendu l'infurmazioni ottenute da mudelli di simulazione di prucessu è analisi di fluidi è campionamentu in tempu reale, i dati di calibrazione di u metru di livellu ponu ancu esse rinfurzati. In teoria, questu hè u megliu metudu è hè avà usatu cum'è pratica standard. Tuttavia, per mantene l'attrezzatura precisa cù u tempu, i dati di l'analisi di u fluidu devenu esse aghjurnati regularmente per evità errori potenziali chì ponu esse causati da e cundizioni di u funziunamentu, u cuntenutu di l'acqua, l'aumentu di u rapportu oliu-à-aria, è i cambiamenti in e caratteristiche di u fluidu.
Nota: U mantenimentu regulare è propiu hè a basa per ottene dati di strumenti affidabili. I normi è a freccia di mantenimentu dipendenu in gran parte da l'attività preventiva è quotidiana di a fabbrica. In certi casi, s'ellu hè cunsideratu necessariu, deviazioni da l'attività pianificate deve esse riarrangate.
Nota: In più di utilizà l'ultime caratteristiche di u fluidu per calibre periodicamente u metru, solu algoritmi pertinenti o strumenti di intelligenza artificiale ponu esse aduprati per correggere i fluttuazioni di ogni ghjornu di u fluidu di prucessu per piglià in contu i fluttuazioni operativi in 24 ore.
Nota: I dati di monitoraghju è l'analisi di u laboratoriu di u fluidu di produzzione aiutanu à capiscenu l'anormalità potenziali in a lettura di u livellu causata da l'emulsione d'oliu in u fluidu di produzzione.
Sicondu i sfarenti dispusitivi di ingressu è cumpunenti internu, l'esperienza hà dimustratu chì l'entrainment di gasu è u bubbling à l'ingressu di i separatori (principalmente separatori di condensati di gas verticali è scrubbers) avarà un impattu significativu nantu à e letture di u nivellu di liquidu, è pò purtà à un poviru cuntrollu è chì hà realizatu. . A diminuzione di a densità di a fase di u liquidu per via di u cuntenutu di u gasu risultatu in un falsu livellu di liquidu bassu, chì pò purtà à l'entrainment di u liquidu in a fase di gas è affettà l'unità di compressione di u prucessu downstream.
Ancu s'è l'entrainment di u gasu è a spuma sò stati sperimentati in u sistema di oliu è gas / cundensate, l'instrumentu hè calibratu per via di a fluttuazione di a densità di l'oliu di condensatu causata da u gasu dispersatu è dissolutu in a fase di condensazione durante l'entrainment di gas o gas blow- per prucessu. L'errore serà più altu ch'è u sistema d'oliu.
I calibre di livellu in parechji scrubbers è separatori verticali ponu esse difficiuli di calibrerà currettamente perchè ci sò diverse quantità d'acqua è condensate in a fase di liquidu, è in a maiò parte di i casi, i dui fasi anu una uscita di liquidu cumuna o una linea di uscita di l'acqua Superfluous due to pover. separazione di l'acqua. Dunque, ci hè una fluttuazione cuntinua in a densità operativa. Durante u funziunamentu, a fase di fondu (principalmente l'acqua) serà scaricata, lascendu una capa di condensate più altu nantu à a cima, cusì a densità di u fluidu hè diversu, chì farà cambià a misurazione di u livellu di u liquidu cù u cambiamentu di u rapportu di l'altezza di a capa di liquidu. Questi fluttuazioni ponu esse critichi in cuntenituri più chjuchi, risicate di perde u nivellu di uperazione ottimali, è in parechji casi, operanu currettamente u downcomer (u downcomer di l'eliminatore di aerosol utilizatu per scaricate u liquidu) U sigellu liquidu necessariu.
U livellu di liquidu hè determinatu da a misurazione di a diffarenza di densità trà i dui fluidi in u statu di equilibriu in u separatore. Tuttavia, ogni differenza di pressione interna pò causà un cambiamentu in u livellu di liquidu misuratu, dendu cusì una diversa indicazione di u livellu di liquidu per via di a caduta di pressione. Per esempiu, un cambiamentu di pressione trà 100 à 500 mbar (1,45 à 7,25 psi) trà i compartimenti di u containeru per via di l'overflow di u baffle o pad coalescing pruvucarà a perdita di un livellu di liquidu uniforme, risultatu in u livellu di l'interfaccia in u separatore. a misurazione hè persa, risultatu in un gradiente horizontale; vale à dì, u nivellu di liquidu currettu à a parte anteriore di u bastimentu sottu à u set point è l'estremità posteriore di u separatore in u set point. Inoltre, s'ellu ci hè una certa distanza trà u livellu di u liquidu è a bocca di u calibre di u livellu di u liquidu superiore, a colonna di gas resultanti pò ancu causà errori di misurazione di u nivellu di liquidu in presenza di scuma.
Indipendentemente da a cunfigurazione di u vasu di prucessu, un prublema cumuni chì pò causà deviazioni in a misurazione di u nivellu di liquidu hè a condensazione di liquidu. Quandu u tubu di l'instrumentu è u corpu di u containeru sò rinfriscati, a caduta di a temperatura pò causà a condensazione di u gasu chì produce u liquidu in u tubu di l'instrumentu, facendu chì a lettura di u livellu di u liquidu svieghja da e cundizioni attuali in u containeru. Stu fenominu ùn hè micca unicu à l'ambiente esternu friddu. Si trova in un ambiente desertu induve a temperatura esterna di a notte hè più bassu di a temperatura di u prucessu.
A traccia di calore per i calibre di livellu hè un modu cumuni per prevene a condensazione; in ogni modu, u paràmetru di a temperatura hè critica perchè pò causà u prublema chì prova di risolve. Facendu a temperatura troppu alta, i cumpunenti più volatili ponu evaporà, facendu chì a densità di u liquidu aumenta. Da un puntu di vista di mantenimentu, a traccia di u calore pò ancu esse problematicu perchè hè facilmente dannatu. Una opzione più economica hè l'insulation (insulation) di u tubu di l'instrumentu, chì pò mantene in modu efficace a temperatura di u prucessu è a temperatura ambientale esterna à un certu livellu in parechje applicazioni. Hè da nutà chì da un puntu di vista di mantenimentu, u lagging di u pipeline di l'instrumentu pò ancu esse un prublema.
Nota: Un passu di mantenimentu chì hè spessu trascuratu hè di lavà l'instrumentu è e redini. Sicondu u serviziu, tali azzioni currettive ponu esse dumandate ogni settimana o ancu ogni ghjornu, secondu e cundizioni operative.
Ci sò parechji fatturi di assicuranza di flussu chì ponu influenzà negativamente i strumenti di misurazione di u nivellu di liquidu. tutti questi sò:
Nota: In a fase di cuncepimentu di u separatore, quandu selezziunate l'instrumentu di livellu adattatu è quandu a misurazione di u livellu hè anormale, u prublema di assicurazione di u flussu currettu deve esse cunsideratu.
Parechji fattori affettanu a densità di u liquidu vicinu à a bocca di u trasmettitore di livellu. I cambiamenti lucali in a pressione è a temperatura affettanu l'equilibriu di u fluidu, affettendu cusì a lettura di u livellu è a stabilità di tuttu u sistema.
I cambiamenti lucali in a densità di liquidu è i cambiamenti di l'emulsione sò stati osservati in u separatore, induve u puntu di scaricamentu di u tubu downcomer / drain di u demister hè situatu vicinu à a bocca di u trasmettitore di livellu di liquidu. U liquidu catturatu da l'eliminatore di nebbia si mischia cù una grande quantità di fluidu, causendu cambiamenti lucali in a densità. I fluttuazioni di densità sò più cumuni in fluidi di bassa densità. Questu pò esse risultatu in fluttuazioni cuntinui in a misurazione di u livellu di l'oliu o di u condensatu, chì à u turnu affetta u funziunamentu di u bastimentu è u cuntrollu di i dispusitivi downstream.
Nota: A bocca di u trasmettitore di livellu di liquidu ùn deve esse vicinu à u puntu di scaricamentu di u downcomer perchè ci hè un risicu di pruvucà cambiamenti di densità intermittenti, chì affettanu a misurazione di u livellu di liquidu.
L'esempiu mostratu in a Figura 2 hè una cunfigurazione di tubazione di calibre di livellu cumuni, ma pò causà prublemi. Quandu ci hè un prublema in u campu, a rivista di i dati di trasmettitore di livellu di liquidu cuncludi chì u livellu di u liquidu di l'interfaccia hè persu per via di una povira separazione. In ogni casu, u fattu hè chì, cum'è più acqua hè siparata, a valvula di cuntrollu di u nivellu d'outlet si apre gradualmente, creendu un effettu Venturi vicinu à a bocca sottu à u trasmettitore di livellu, chì hè menu di 0,5 m (20 in.) da u livellu di l'acqua. Bocca d'acqua. Questu provoca una caduta di pressione interna, chì face chì a lettura di u livellu di l'interfaccia in u trasmettitore hè più bassu di a lettura di u livellu di l'interfaccia in u cuntinuu.
Osservazioni simili sò stati ancu signalati in u scrubber induve a bocca di uscita di liquidu si trova vicinu à a bocca sottu à u trasmettitore di livellu di liquidu.
U posizionamentu generale di i nozzles affetterà ancu a funzione curretta, vale à dì, i nozzles nantu à l'abitazione di separatore verticale sò più difficiuli di bluccà o intasà cà i nozzles situati in a testa più bassa di u separatore. Un cuncettu simili s'applica à i cuntenituri orizontali, induve u più bassu u boccu, u più vicinu hè di qualsiasi solidi chì si stallanu, facendu più prubabile d'esse obstruatu. Questi aspetti deve esse cunsideratu durante a fase di cuncepimentu di u bastimentu.
Nota: A bocca di u trasmettitore di livellu di liquidu ùn deve esse vicinu à a bocca di ingressu, a bocca di uscita di liquidu o di gas, perchè ci hè un risicu di caduta di pressione interna, chì affetterà a misurazione di u livellu di liquidu.
Diverse strutture internu di u cuntinuu affettanu a siparazione di fluidi in modi diffirenti, cum'è mostra in a Figura 3, cumpresu u sviluppu potenziale di gradienti di livellu di liquidu causatu da u baffle overflow, risultatu in caduta di pressione. Stu fenominu hè statu osservatu parechje volte durante a ricerca di prublemi è di diagnostichi di prucessu.
U baffle multi-layer hè di solitu stallatu in u cuntinuu à u fronte di u separatore, è hè faciule d'esse immersi per via di u prublema di distribuzione di flussu in a parti di ingressu. L'overflow allora provoca una caduta di pressione à traversu u bastimentu, creendu un gradiente di livellu. Questu risultatu in un nivellu di liquidu più bassu à u fronte di u cuntinuu, cum'è mostra in a Figura 3. In ogni casu, quandu u nivellu di liquidu hè cuntrullatu da u metru di u liquidu à a parte posteriore di u cuntinuu, i deviazioni saranu in a misurazione realizata. U gradiente di livellu pò ancu causà cundizioni di separazione poveri in u vasu di prucessu perchè u gradiente di livellu perde almenu 50% di u voluminu di liquidu. Inoltre, hè cuncepibile chì l'area pertinenti d'alta veloce causata da a caduta di pressione pruducerà una zona di circulazione chì porta à una perdita di volumi di separazione.
Una situazione simile pò accade in i pianti di pruduzzione flottante, cum'è FPSO, induve parechji pads porosi sò usati in u vasu di prucessu per stabilizzà u muvimentu di u fluidu in u bastimentu.
In più, u severu di gas in u cuntinuu horizontale, in certi cundizioni, per via di a diffusione di gasu bassu, pruducerà un gradiente di livellu di liquidu più altu in u front end. Questu averebbe ancu un impattu negativu nantu à u cuntrollu di u nivellu à l'estremità posteriore di u cuntinuu, risultatu in una divergenza di misurazione, risultatu in un rendimentu di u containeru scarsu.
Nota: U nivellu di gradiente in diverse forme di vasi di prucessu hè realisticu, è sta situazione deve esse minimizata perchè l'efficienza di separazione diminuite. Migliurà a struttura interna di u cuntinuu è riduce i baffles innecessarii è / o i platti perforati, accumpagnati da boni pratiche operativi è sensibilizazione, per evità prublemi di gradiente di livellu di liquidu in u containeru.
Questu articulu discute parechji fatturi impurtanti chì affettanu a misurazione di u nivellu di liquidu di u separatore. Letture incorrette o malintese di u nivellu ponu causà un funziunamentu di u vasu. Certi suggerimenti sò stati fatti per aiutà à evità sti prublemi. Ancu s'ellu ùn hè micca una lista exhaustiva, aiuta à capisce alcuni prublemi potenziali, aiutendu cusì à a squadra di l'operazioni à capisce i prublemi di misurazione è operativi potenziali.
Sè pussibule, stabilisce e migliori pratiche basate nantu à e lezioni amparate. Tuttavia, ùn ci hè micca un standard industriale specificu chì pò esse applicatu in questu campu. Per minimizzà i risichi assuciati à e deviazioni di misurazione è anormalità di cuntrollu, i seguenti punti anu da esse cunsideratu in e pratiche di cuncepimentu è operazione futuri.
Vogliu ringrazià Christopher Kalli (professore adjunt à l'Università di l'Australia Occidentale in Perth, Australia, pensionatu di Chevron / BP); Lawrence Coughlan (Lol Co Ltd. Consultant Aberdeen, Shell retiree) è Paul Georgie (Glasgow Geo Geo consultant, Glasgow, UK) per u so supportu Papers sò peer reviewed and criticated. Vogliu ancu ringrazià i membri di u Subcomitatu Tecnicu di Tecnulugia di Separazione SPE per facilità a publicazione di stu articulu. Un ringraziu speciale à i membri chì anu rivisatu u documentu prima di l'edizione finale.
Wally Georgie hà più di 4 anni di sperienza in l'industria di petroliu è gasu, vale à dì in operazioni di petroliu è gasu, trasfurmazioni, separazione, manipolazione di fluidi è integrità di u sistema, risoluzione di prublemi operativi, eliminazione di colli di bottiglia, separazione oliu / acqua, validazione di prucessu è tecniche tecniche. perizia Valutazione pratica, cuntrollu di corrosione, monitoraghju di u sistema, iniezione d'acqua è trattamentu di ricuperazione d'oliu rinfurzata, è tutti l'altri prublemi di gestione di fluidi è gasi, cumprese a produzzione di sabbia è solidi, a chimica di produzzione, l'assicuranza di flussu è a gestione di l'integrità in u sistema di trattamentu di trattamentu.
Da u 1979 à u 1987, hà inizialmente travagliatu in u settore di i servizii in i Stati Uniti, u Regnu Unitu, diverse parti di l'Europa è u Mediu Oriente. In seguitu, hà travagliatu in Statoil (Equinor) in Norvegia da u 1987 à u 1999, cuncintratu in l'operazioni di ogni ghjornu, u sviluppu di novi prughjetti di giacimenti petroliferi in relazione à prublemi di separazione oliu-acqua, sistemi di desulfurizazione è disidratazione di trattamentu di gas, gestione di l'acqua prodotta è gestione di prublemi di produzzione solida. sistema di pruduzzione. Da u marzu di u 1999, hà travagliatu cum'è cunsultante indipendente in a produzzione di petroliu è gasu simili in u mondu. Inoltre, Georgie hà servitu cum'è testimone espertu in casi legali di petroliu è gasu in u Regnu Unitu è l'Australia. Il a été maître de conférences SPE de 2016 à 2017.
Hà un maestru. Maestru in Tecnulugia di Polimeri, Università di Loughborough, Regnu Unitu. Ricevutu un diploma di bachelor in ingegneria di sicurezza da l'Università di Aberdeen, Scozia, è un PhD in tecnulugia chimica da l'Università di Strathclyde, Glasgow, Scozia. Pudete cuntattatelu à wgeorgie@maxoilconsultancy.com.
Georgie hà ospitatu un webinar u 9 di ghjugnu "Separazione di i fatturi di u disignu è di u funziunamentu è u so impattu nantu à u rendiment di i sistemi d'acqua prodotta in installazioni onshore è offshore". Disponibile nantu à dumanda quì (gratu per i membri SPE).
Journal of Petroleum Technology hè a rivista emblematica di a Società di Ingegneri di Petroleum, chì furnisce infurmazioni autoritarii è temi nantu à l'avanzamentu di a tecnulugia di l'esplorazione è a produzzione, i prublemi di l'industria petrolifera è di gas, è nutizie nantu à SPE è i so membri.
Tempu di post: 17-ghjugnu-2021
