Периодична калибрација инструмената посуде је од суштинског значаја да би се обезбедио континуирани учинак и функција процесне посуде. Нетачна калибрација инструмента често погоршава лош дизајн процесне посуде, што доводи до незадовољавајућег рада сепаратора и ниске ефикасности. У неким случајевима, положај инструмента такође може узроковати погрешна мерења. Овај чланак описује како услови процеса могу узроковати нетачна или погрешно схваћена очитавања нивоа.
Индустрија је уложила много напора да побољша дизајн и конфигурацију посуда сепаратора и скрубера. Међутим, одабиру и конфигурацији сродних инструмената посвећено је мало пажње. Обично је инструмент конфигурисан за почетне услове рада, али након овог периода, радни параметри се мењају, или се уносе додатни загађивачи, почетна калибрација више није прикладна и треба је променити. Иако би укупна процена у фази избора инструмената на нивоу требало да буде свеобухватна, процес одржавања континуиране процене радног опсега и свих промена у одговарајућој рекалибрацији и реконфигурацији повезаних инструмената по потреби током животног циклуса процесне посуде Стога, искуство је показао да је, у поређењу са абнормалном унутрашњом конфигурацијом контејнера, квар сепаратора узрокован нетачним подацима инструмента много већи.
Једна од кључних варијабли контроле процеса је ниво течности. Уобичајене методе мерења нивоа течности укључују контролне наочаре/индикаторе нивоа и сензоре диференцијалног притиска (ДП). Контролно стакло је метода директног мерења нивоа течности и може имати опције као што су магнетни пратилац и/или предајник нивоа повезан са модификованим стаклом за ниво течности. Нивомери који користе пловке као главни мерни сензор такође се сматрају директним средством за мерење нивоа течности у процесној посуди. ДП сензор је индиректна метода чије очитавање нивоа се заснива на хидростатичком притиску који врши флуид и захтева тачно познавање густине флуида.
Конфигурација горе наведене опреме обично захтева употребу две прирубничке млазнице за сваки инструмент, горње млазнице и доње млазнице. Да би се постигло потребно мерење, неопходно је позиционирање млазнице. Дизајн мора да обезбеди да млазница увек буде у контакту са одговарајућом течношћу, као што су фаза воде и уља за интерфејс и уље и пара за ниво течности у расутом стању.
Карактеристике течности у стварним радним условима могу се разликовати од карактеристика течности које се користе за калибрацију, што доводи до погрешних очитавања нивоа. Поред тога, локација мерача нивоа такође може изазвати лажна или погрешно схваћена очитавања нивоа. Овај чланак даје неке примере научених лекција у решавању проблема са сепаратором у вези са инструментима.
Већина техника мерења захтева коришћење тачних и поузданих карактеристика течности која се мери за калибрацију инструмента. Физичке спецификације и услови течности (емулзије, уља и воде) у посуди су критични за интегритет и поузданост примењене технологије мерења. Стога, ако калибрација сродних инструмената треба да се заврши исправно како би се максимизирала тачност и минимизирала девијација очитавања нивоа течности, веома је важно прецизно проценити спецификације обрађене течности. Због тога, како би се избегло било какво одступање у очитавању нивоа течности, поуздани подаци се морају добити редовним узорковањем и анализом измереног флуида, укључујући директно узорковање из контејнера.
Промени се временом. Природа процесне течности је мешавина нафте, воде и гаса. Процесна течност може имати различите специфичне тежине у различитим фазама унутар процесне посуде; односно ући у посуду као течна смеша или емулговану течност, али напустити посуду као посебну фазу. Поред тога, у многим теренским применама, процесни флуид долази из различитих резервоара, сваки са различитим карактеристикама. Ово ће резултирати мешавином различитих густина која се обрађује кроз сепаратор. Због тога ће континуирана промена карактеристика флуида утицати на тачност мерења нивоа течности у посуди. Иако граница грешке можда неће бити довољна да утиче на безбедан рад брода, то ће утицати на ефикасност раздвајања и оперативност целог уређаја. У зависности од услова раздвајања, промена густине од 5-15% може бити нормална. Што је инструмент ближи улазној цеви, то је веће одступање, што је због природе емулзије близу улаза у контејнер.
Слично томе, како се салинитет воде мења, то ће утицати и на мерач нивоа. У случају производње нафте, салинитет воде ће се променити услед различитих фактора као што су промене у формацијској води или продор убризгане морске воде. У већини нафтних поља, промена салинитета може бити мања од 10-20%, али у неким случајевима промена може бити и до 50%, посебно у системима кондензатног гаса и системима резервоара под-соли. Ове промене могу имати значајан утицај на поузданост мерења нивоа; стога је ажурирање хемије течности (уље, кондензат и вода) неопходно за одржавање калибрације инструмента.
Коришћењем информација добијених из модела симулације процеса и анализе флуида и узорковања у реалном времену, подаци о калибрацији мерача нивоа такође могу бити побољшани. У теорији, ово је најбољи метод и сада се користи као стандардна пракса. Међутим, да би инструмент био тачан током времена, податке анализе течности треба редовно ажурирати како би се избегле потенцијалне грешке које могу бити узроковане условима рада, садржајем воде, повећањем односа уље-ваздух и променама карактеристика течности.
Напомена: Редовно и правилно одржавање је основа за добијање поузданих података о инструменту. Стандарди и учесталост одржавања у великој мери зависе од пратећих превентивних и свакодневних фабричких активности. У неким случајевима, ако се сматра неопходним, одступања од планираних активности треба преуредити.
Напомена: Поред коришћења најновијих карактеристика флуида за периодично калибрисање мерача, само релевантни алгоритми или алати вештачке интелигенције могу се користити за исправљање дневних флуктуација процесне течности како би се узеле у обзир радне флуктуације у року од 24 сата.
Напомена: Подаци о праћењу и лабораторијска анализа производног флуида ће помоћи да се разумеју потенцијалне абнормалности у очитавању нивоа изазване емулзијом уља у производном флуиду.
Према различитим улазним уређајима и унутрашњим компонентама, искуство је показало да ће увлачење гаса и стварање мехурића на улазу у сепараторе (углавном вертикални сепаратори гасног кондензата и пречистачи) имати значајан утицај на очитавања нивоа течности, и може довести до лоше контроле и која је извршена. . Смањење густине течне фазе због садржаја гаса доводи до лажног ниског нивоа течности, што може довести до увлачења течности у гасну фазу и утицати на јединицу за компресију низводног процеса.
Иако је дошло до увлачења гаса и стварања пене у систему нафте и гаса/кондензата, инструмент је калибрисан због флуктуације густине кондензованог уља узроковане диспергованим и раствореним гасом у фази кондензата током увлачења гаса или издувавања гаса. процесом. Грешка ће бити већа од уљног система.
Мере нивоа у многим вертикалним скруберима и сепараторима може бити тешко исправно калибрисати јер постоје различите количине воде и кондензата у течној фази, а у већини случајева две фазе имају заједнички излаз течности или излаз воде. Сувишно због лошег одвајање воде. Због тога постоји континуирана флуктуација радне густине. Током рада, доња фаза (углавном вода) ће се испразнити, остављајући виши слој кондензата на врху, тако да је густина течности другачија, што ће узроковати да се мерење нивоа течности промени са променом односа висине слоја течности. Ове флуктуације могу бити критичне у мањим контејнерима, ризикују губитак оптималног радног нивоа, иу многим случајевима, правилно функционисање силазног вентила (довод елиминатора аеросола који се користи за испуштање течности) Потребна заптивка течности.
Ниво течности се одређује мерењем разлике у густини између два флуида у равнотежном стању у сепаратору. Међутим, било која унутрашња разлика притиска може да изазове промену измереног нивоа течности, дајући на тај начин другачију индикацију нивоа течности због пада притиска. На пример, промена притиска између 100 до 500 мбар (1,45 до 7,25 пси) између одељака контејнера услед преливања преграде или коалесцентног јастучића ће изазвати губитак уједначеног нивоа течности, што ће резултирати нивоом интерфејса у сепаратору. мерење се губи, што резултира хоризонталним градијентом; односно исправан ниво течности на предњем крају посуде испод задате тачке и на задњем крају сепаратора унутар задате тачке. Поред тога, ако постоји одређено растојање између нивоа течности и млазнице горњег мерача нивоа течности, резултујући стуб гаса може даље да изазове грешке у мерењу нивоа течности у присуству пене.
Без обзира на конфигурацију процесне посуде, чест проблем који може изазвати одступања у мерењу нивоа течности је кондензација течности. Када се цев инструмента и тело контејнера охладе, пад температуре може довести до кондензације гаса који производи течност у инструмент цеви, узрокујући да очитавање нивоа течности одступа од стварних услова у посуди. Овај феномен није јединствен за хладно спољашње окружење. Јавља се у пустињском окружењу где је спољна температура ноћу нижа од температуре процеса.
Праћење топлоте за мераче нивоа је уобичајен начин да се спречи кондензација; међутим, подешавање температуре је критично јер може изазвати проблем који покушава да реши. Постављањем превисоке температуре, испарљивије компоненте могу да испаре, узрокујући повећање густине течности. Са становишта одржавања, праћење топлоте такође може бити проблематично јер се лако оштети. Јефтинија опција је изолација (изолација) цеви инструмента, која може ефикасно да одржава температуру процеса и спољашњу температуру околине на одређеном нивоу у многим применама. Треба напоменути да са становишта одржавања, заостајање цевовода инструмента такође може бити проблем.
Напомена: Корак одржавања који се често занемарује је испирање инструмента и узде. У зависности од услуге, такве корективне радње могу бити потребне недељно или чак дневно, у зависности од услова рада.
Постоји неколико фактора осигурања протока који могу негативно утицати на инструменте за мерење нивоа течности. све ово су:
Напомена: У фази пројектовања сепаратора, када се бира одговарајући инструмент за ниво и када је мерење нивоа ненормално, треба узети у обзир исправан проблем обезбеђења брзине протока.
Многи фактори утичу на густину течности у близини млазнице трансмитера нивоа. Локалне промене притиска и температуре ће утицати на равнотежу течности, чиме ће утицати на очитавање нивоа и стабилност целог система.
Локалне промене у густини течности и промене емулзије су уочене у сепаратору, где се тачка пражњења доводне/одводне цеви демистера налази у близини млазнице трансмитера нивоа течности. Течност захваћена елиминатором магле се меша са великом количином течности, изазивајући локалне промене у густини. Флуктуације густине су чешће код течности мале густине. Ово може довести до континуираних флуктуација у мерењу нивоа уља или кондензата, што заузврат утиче на рад брода и контролу уређаја који се налазе испод.
Напомена: Млазница трансмитера нивоа течности не би требало да буде близу тачке пражњења спуста јер постоји ризик од изазивања повремених промена густине, што ће утицати на мерење нивоа течности.
Пример приказан на слици 2 је уобичајена конфигурација цевовода мерача нивоа, али може да изазове проблеме. Када постоји проблем на терену, преглед података трансмитера нивоа течности закључује да се ниво течности на интерфејсу губи због лошег одвајања. Међутим, чињеница је да како се више воде издваја, излазни вентил за контролу нивоа се постепено отвара, стварајући Вентури ефекат у близини млазнице испод трансмитера нивоа, који је мање од 0,5 м (20 ин.) од нивоа воде. Млазница за воду. Ово узрокује унутрашњи пад притиска, што узрокује да очитавање нивоа интерфејса у предајнику буде ниже од очитавања нивоа интерфејса у контејнеру.
Слична запажања су такође пријављена у чистачу где се млазница за излаз течности налази близу млазнице испод трансмитера нивоа течности.
Опште позиционирање млазница такође ће утицати на исправну функцију, то јест, млазнице на кућишту вертикалног сепаратора је теже блокирати или зачепити од млазница које се налазе у доњој глави сепаратора. Сличан концепт се примењује и на хоризонталне контејнере, где што је нижа млазница, то је ближа било којој чврстој материји која се таложи, због чега је већа вероватноћа да ће бити зачепљена. Ове аспекте треба узети у обзир у фази пројектовања пловила.
Напомена: Млазница трансмитера нивоа течности не би требало да буде близу улазне млазнице, излазне млазнице течности или гаса, јер постоји ризик од унутрашњег пада притиска, што ће утицати на мерење нивоа течности.
Различите унутрашње структуре контејнера утичу на одвајање течности на различите начине, као што је приказано на слици 3, укључујући потенцијални развој градијента нивоа течности изазваног преливањем преграде, што доводи до пада притиска. Овај феномен је примећен много пута током откривања проблема и истраживања дијагнозе процеса.
Вишеслојна преграда се обично поставља у контејнер на предњој страни сепаратора и лако се може потопити због проблема са дистрибуцијом протока у улазном делу. Преливање тада узрокује пад притиска у посуди, стварајући градијент нивоа. Ово резултира нижим нивоом течности на предњем делу посуде, као што је приказано на слици 3. Међутим, када се ниво течности контролише помоћу мерача нивоа течности на задњем делу посуде, у мерењу ће се појавити одступања. Градијент нивоа такође може проузроковати лоше услове одвајања у процесној посуди јер градијент нивоа губи најмање 50% запремине течности. Поред тога, могуће је да ће релевантна област велике брзине узрокована падом притиска произвести област циркулације која доводи до губитка запремине одвајања.
Слична ситуација се може десити у плутајућим производним постројењима, као што је ФПСО, где се вишеструки порозни јастучићи користе у процесној посуди за стабилизацију кретања течности у посуди.
Поред тога, озбиљно увлачење гаса у хоризонтални контејнер, под одређеним условима, због ниске дифузије гаса, ће произвести већи градијент нивоа течности на предњем крају. Ово ће такође негативно утицати на контролу нивоа на задњем крају контејнера, што резултира дивергенцијом мерења, што резултира лошим перформансама контејнера.
Напомена: Ниво градијента у различитим облицима процесних посуда је реалан, и ову ситуацију треба минимизирати јер ће узроковати смањење ефикасности сепарације. Побољшајте унутрашњу структуру контејнера и смањите непотребне преграде и/или перфориране плоче, заједно са добрим оперативним праксама и свешћу, како бисте избегли проблеме са градијентом нивоа течности у контејнеру.
Овај чланак говори о неколико важних фактора који утичу на мерење нивоа течности у сепаратору. Нетачна или погрешно схваћена очитавања нивоа могу узроковати лош рад посуде. Дати су неки предлози како би се избегли ови проблеми. Иако ово ни у ком случају није потпуна листа, она помаже да се разумеју неки потенцијални проблеми, чиме се помаже оперативном тиму да разуме потенцијална мерења и оперативне проблеме.
Ако је могуће, успоставите најбоље праксе засноване на наученим лекцијама. Међутим, не постоји посебан индустријски стандард који се може применити у овој области. Да би се минимизирали ризици повезани са одступањима мерења и абнормалностима у контроли, следеће тачке треба узети у обзир у будућим праксама пројектовања и рада.
Желео бих да се захвалим Кристоферу Калију (ванредни професор на Универзитету Западне Аустралије у Перту, Аустралија, пензионер Цхеврон/БП); Лавренце Цоугхлан (Лол Цо Лтд. Абердеен консултант, Схелл пензионер) и Паул Георгие (Гласгов Гео Гео консултант, Гласгов, УК) за њихову подршку Радови се рецензирају и критикују. Такође бих желео да се захвалим члановима Техничког подкомитета за технологију раздвајања СПЕ што су омогућили објављивање овог чланка. Посебно се захваљујемо члановима који су прегледали рад пре коначног броја.
Валли Георгие има више од 4 године искуства у индустрији нафте и гаса, наиме у нафтним и гасним операцијама, преради, сепарацији, руковању флуидима и интегритету система, оперативном рјешавању проблема, елиминацији уских грла, одвајању нафте/воде, валидацији процеса и техничком стручност Практично процена, контрола корозије, надзор система, убризгавање воде и побољшани третман поврата нафте, и сва друга питања руковања течностима и гасом, укључујући производњу песка и чврсте материје, производну хемију, осигурање протока и управљање интегритетом у систему процеса третмана.
Од 1979. до 1987. у почетку је радио у услужном сектору у Сједињеним Државама, Уједињеном Краљевству, различитим деловима Европе и Блиског истока. Након тога је радио у Статоил-у (Екуинор) у Норвешкој од 1987. до 1999. године, фокусирајући се на свакодневне операције, развој нових пројеката нафтних поља везаних за питања одвајања нафте и воде, системе за одсумпоравање и дехидратацију гаса, управљање производном водом и решавање проблема чврсте производње. систем производње. Од марта 1999. године ради као независни консултант у сличној производњи нафте и гаса широм света. Поред тога, Георгие је служио као експерт у правним случајевима нафте и гаса у Уједињеном Краљевству и Аустралији. Био је истакнути предавач СПЕ од 2016. до 2017. године.
Магистрирао је. Магистар технологије полимера, Универзитет Лафборо, Велика Британија. Дипломирао је безбедносни инжењеринг на Универзитету у Абердину, Шкотска, и докторирао хемијску технологију на Универзитету Стратклајд у Глазгову, Шкотска. Можете га контактирати на вгеоргие@макоилцонсултанци.цом.
Георгие је био домаћин вебинара 9. јуна „Раздвајање фактора дизајна и рада и њихов утицај на перформансе система произведене воде у копненим и приобалним инсталацијама“. Доступно на захтев овде (бесплатно за чланове СПЕ).
Јоурнал оф Петролеум Тецхнологи је водећи часопис Друштва нафтних инжењера, који пружа ауторитативне брифинге и теме о напретку технологије истраживања и производње, питањима индустрије нафте и гаса и вести о СПЕ и њеним члановима.
Време поста: 17.06.2021
