Возможность контролировать уровень песка в пескоотделителях, сепараторах и системах обратного потока позволяет автоматизировать и повысить эффективность процессов удаления песка, а также улучшить использование и срок службы оборудования.
Содержание
- Введение
- Мониторинг и контроль уровня управления песком
- Различные стратегии мониторинга песка
- Rheonics SDP – Зонд обнаружения песка
Введение
Добыча песка является одной из основных проблем нефтегазовой промышленности. Песок создается из жидкостей и камней, добытых из скважин. Вследствие присутствия песка на общий процесс транспортировки и переработки влияет износ оборудования (ствола скважины, трубопроводов, насосно-компрессорных труб, клапанов, штуцера, сепаратора), остановки добычи, снижение производительности, преждевременное техническое обслуживание и т. д. Требуются высокие экономические затраты. поэтому поместите его в управление песком и контроль на местах.
Добыча песка — это проблема, существующая в сфере разведки и добычи нефти и газа, которая занимается разведкой, добычей и добычей сырой нефти и газа. После того, как скважина пробурена и проверена на наличие экономически извлекаемого количества углеводородов, устьи скважин используются для контроля скорости и условий добычи. Затем используются одно- или многофазные сепараторы для получения углеводородов, необходимых для переработки или переработки, что известно как переработка и переработка нефти.
В данной статье описывается Rheonics Обнаружение песка SDP Датчик и его применение для контроля уровня песка в оборудовании для отделения песка, что позволяет быстро принимать меры для лучшего управления песком.
Rheonics датчики также используются для контроль плотности бурового раствора в режиме реального времени на буровых площадках.
Рисунок 1: Обзор добычи нефти и газа и добычи песка
Мониторинг и контроль уровня управления песком
Управление песком относится к «жизненному циклу песка», который включает такие процедуры, как первоначальные смоделированные прогнозы, фактический мониторинг и окончательную утилизацию накопленного песка с учетом экологических, экономических аспектов, а также аспектов безопасности.
При управлении песком необходимы следующие действия: разделение, сбор, очистка, измерение и мониторинг.
Сепараторы песка
Сепарация – это процесс, используемый для отделения твердых частиц от жидкости, содержащейся в многофазной жидкости, поступающей из скважины. Оборудование, используемое для отделения песка, оно же. Пескоотделители могут представлять собой гравитационные резервуары (например, устройства для удаления свободной воды (FWKO) с помощью струи песка), пескоуловители, гидроциклоны или фильтрующие системы.
Эти пескоуловители различаются по конструкции, размерам и принципам работы. Выбор зависит от требуемой производительности, скорости потока, размера твердых частиц, местоположения на производственной линии, экономического эффекта и т. д. Существуют различные модели пескоотделителей, подходящие для конкретного случая использования, например, многорядные пескоотделители, вставные пескоотделители и т. д.
Устьевой десандер являются многофазными сепараторами циклонов типа «грунт-жидкость», предназначенными для обработки полного потока скважинного потока. Они могут работать со смешанными потоками нефти, газа и воды и могут работать при полном газосодержании и используются как в газовых, так и в нефтяных скважинах. Они используются как для обработки временного производства твердых частиц во время испытания и очистки скважин, так и для постоянной текущей обработки производства песка. Они построены для соответствия ASME и проектные характеристики API-6A.
Следующее понять показывает общие десандры, используемые в разных местах и где они встроены Rheonics можно использовать датчики.
Установка пескоотделителя определяется его расположением относительно дроссельной заслонки. Дроссельные клапаны используются для регулирования расхода и давления в линии. Десандеры, расположенные перед штуцером или на устье скважины, защищают все оборудование, расположенное ниже по потоку (включая устьевой штуцер), но требуют конструкции, рассчитанной на высокое давление. Десандеры, расположенные после дросселя, требуют гораздо более низких номинальных давлений, могут быть дешевле, но не защищают дроссель (требуется обслуживание или замена) и обычно имеют большие размеры.
Дополнительным преимуществом пескоуловителей, установленных перед устьевым штуцером, является то, что отфильтрованный песок обычно более чистый, с низким содержанием углеводородов (до 0.5% концентрации по массе – кг нефти на кг сухого песка) [5].
Гидроциклоны:
Циклонный сепаратор, также называемый «пескоотделителями», «циклоном для удаления песка» или «гидроциклоном для удаления песка», использует закрученный поток с выходящей многофазной жидкостью для улавливания и разделения твердых частиц. Центробежные силы заставляют твердые частицы, такие как песок, перемещаться вблизи стенки и под действием силы тяжести тянутся вниз вдоль сосуда конической формы в виде нижнего потока. Во время этого процесса поток чистой жидкости, воды или углеводородов выходит из сосуда через верхнюю часть, в центре закрученного потока.
Нижний слив с отфильтрованными твердыми частицами хранится в секции накопления, расположенной ниже, которая может быть встроенной или отделенной от циклон.
Известная проблема циклонных сепараторов — скопление или затвердевание песка, который может засорить систему. Это может произойти, если скорость образования песка превышает скорость его удаления через трубы и клапаны. Сливные клапаны с заранее заданным открытым циклом неэффективны, поскольку образование песка может быть непостоянным и часто меняющимся. Если клапан открывается, когда песок не образуется, многофазная сточная жидкость может напрямую пройти через нижний слив, теряя продукт. Если открыть слишком поздно, резервуар заполнится песком, что поставит под угрозу всю работу.
Если оставить выпускной клапан аккумулятора немного открытым, это приведет к постоянной потере жидкости и эрозии на выпускном клапане. Для работы при низком давлении (<100 фунтов на квадратный дюйм на входе) часто используется этот метод работы. Однако при работе под высоким давлением (>100 фунтов на квадратный дюйм), или многофазном потоке с маслом в потоке жидкости, или очень абразивных твердых веществах, или проблемах с обработкой больших объемов сбрасываемых жидкостей – открытие выпускного клапана не является разумным решением (4). .
Улучшенным решением является использование линий потока или линий потока в сосуде. С помощью датчиков давления можно обнаружить разницу давления, создаваемую скоплением песка, и линия потока создает нисходящий поток, избегая закупорки песком. Однако они также неэффективны, если скорость образования песка слишком высока.
Операторы могут контролировать добычу песка в сепараторах и любом другом оборудовании, используя различные методы, такие как анализ проб жидкости, численное моделирование и другие методы косвенных измерений, помимо датчиков прямого измерения уровня песка, таких как Rheonics Зонд обнаружения песка SDP. Целью всех этих случаев является выявление и решение проблем с выносом песка на ранней стадии, а в некоторых случаях — автоматизация удаления песка.
Рисунок 5: Линия магнитного потока в десандрах
Необходимость мониторинга уровня песка в реальном времени
Использование оборудования для контроля уровня или концентрации песка позволяет пользователю:
- Выявление скоплений песка без вмешательства человека
- Плановое обслуживание и чистка оборудования
- Примите меры как можно раньше (до того, как отложения песка нанесут серьезный ущерб)
- Планирование улучшений процессов
- Анализ тенденций скорости эрозии
- Стабилизация подвалов для полного автоматического контроля
- Уменьшите потребность в визуальных проверках и человеческом контроле
- Повысить безопасность эксплуатации и безопасность персонала на площадке.
Различные стратегии мониторинга песка
Некоторые технологии, используемые для мониторинга песка, перечислены в следующей таблице.
Таблица 1: Сенсорные технологии для мониторинга песка
| Технология | Описание | Плюсы | Минусы |
|---|---|---|---|
| Акустические датчики | Ненавязчивый Измеряет звуковые волны, генерируемые песком из-за ударов частиц о поверхность ствола скважины, трубопровода или любого оборудования. | Легко устанавливается на нескольких точках производства. Полезно для определения мест концентрации и, до некоторой степени, размера частиц. | Воздействие потока жидкости, пузырьков, внешней вибрации и т. д. Трудно калибровать – отсутствие надежного калибровочного оборудования. Не работает при высоких давлениях или при наличии отложений на датчике. |
| Эрозионные зонды | Интрузивный и инвазивный зонд. Измеряет разницу электрического сопротивления из-за потери материала с металлической поверхности зонда под воздействием песка. | Предоставляет прямую и количественную информацию о количестве и распределении добычи песка. Используется в качестве образца потенциального повреждения оборудования. | Подвержен воздействию коррозии, загрязнения или закупорки. Производительность и долговечность ухудшаются. Необходим тщательный контроль при замене. Чувствительность измерения снижается из-за артефактов процесса. |
| Датчик концентрации песка | Измеряет электрическое сопротивление или емкость жидкости, которая, как ожидается, будет зависеть от концентрации песка и массового расхода жидкости в жидкости. | Предлагает непрерывные данные в режиме реального времени Предупреждает о любых изменениях или аномалиях. | На него влияют другие свойства жидкости, такие как температура, давление и соленость. На чувствительность и достоверность измерений серьезно влияют такие технологические артефакты, как отложения. |
| Ультразвуковые зонды | Не навязчивый и инвазивный Датчик работает, посылая звуковые волны и определяя время, когда они возвращаются. Работает как радар, определяя, образуются ли твердые частицы в определенной секции оборудования. | Предоставляет информацию в режиме реального времени, не будучи навязчивым Справляется с вибрацией, инфракрасным излучением, окружающим шумом и излучением EMI (электромагнитных помех). | На показания могут влиять внешние свойства жидкостей. Требуется калибровка в полевых условиях для каждой установки, если не используется конкретная проточная кювета или корпус. Сильно подвержен отложениям на стенках и требует повторной калибровки для работы с изменяющимися условиями стенок сосуда. |
| Датчики вибрации | Интрузивный и инвазивный Работает на определенной частоте и обнаруживает изменения или отклонения частоты при контакте с жидкостью и твердыми телами. | Обнаруживает накопления с течением времени Может быть установлен как сигнализатор уровня Может обнаружить коррозию | Может быть подключен за счет депозитов |
| Ядерные радиометрические зонды | Ненавязчивый На основе обнаружения гамма-излучения он подсчитывает, какой уровень радиации достигается в определенной области за фиксированное время, чтобы рассчитать содержание твердых веществ или материалов. | Работает через толстый металл Подходит для высокого давления, агрессивных и абразивных сред. | Требуется регулярная калибровка Высокие расходы Правила из-за ядерного источника, в некоторых местах не разрешены. |
Rheonics SDP - Зонд обнаружения песка
Rheonics SDP это встроенный зонд для обнаружения песка от Rheonics, SDP Датчик используется вместе с программным обеспечением Ostrich (Rheonics Программное обеспечение для определения уровня песка) для живого обнаружения песка в сепараторном оборудовании, включая циклонные сепараторы.
Rheonics SDP может использоваться для контроля уровня песка в оборудовании нефтегазовой промышленности, таком как сепараторы. Это помогает защитить элементы добычи на поверхности (нефть и газ) и подводной стороне (подводное оборудование).
Работа датчика основана на крутильном резонаторе, который обнаруживает изменения вязкости и плотности одно- или многофазной жидкости. Датчик воспринимает демпфирование, вызванное жидкостью, в которую он погружен, и его влияние на резонансную частоту.
Команда SDP настроен на поддержание рабочих условий системы для высоких давлений до 10 тыс. фунтов на кв. дюйм, доступны версии для 15 тыс. фунтов на кв. дюйм и 25 тыс. фунтов на кв. дюйм. Датчик также может быть установлен с различными технологическими соединениями, такими как фланцы API, Grayloc, Hammer Union и т. д. Это помогает в интеграции SDP датчик в различные пескоотделители, а также в трубопроводы и резервуары, расположенные выше или ниже по течению.
Таблица 2: Технические характеристики Rheonics Зонд обнаружения песка – SDP
| Rheonics Зонд обнаружения песка - SDP | |
|---|---|
| Длина удлинителя | Настраиваемый |
| Подключение к процессу | Настраиваемый |
| Макс. Варианты номинального давления | 10,000 фунтов на кв. Дюйм (690 бар, 69 МПа) 15,000 фунтов на кв. Дюйм (1035 бар, 103 МПа) 25,000 фунтов на кв. Дюйм (1724 бар, 172 МПа) |
| Материалы | Нержавеющая сталь 316 Hastelloy C22 доступен для работы в среде с высокой коррозией. |
| Технические характеристики | Ex (ATEX, IECEx, JPEx и т. д.) |
| Рисование | Rheonics SDP Рисование |
Рисунок 6: Rheonics SDP – Зонд обнаружения песка
Посетите следующую статью, чтобы узнать о случае установки Измеритель плотности и вязкости SRD в нефте- и газопроводах по стандартам API.
Зонд обнаружения уровня песка SDP Установка:
Как показано на рисунках 2, 4 и 5, SDP Датчик может быть установлен в различных точках или типах пескоотделителей на участке добычи нефти и газа.
Команда SDP Датчик может использоваться для обнаружения наличия песка или частиц, которые могут «зацементировать» и закупорить выход нижнего потока на пескоотделителях. Датчик размещается на заданной высоте в пескоотделителе, что указывает на то, достаточно ли высоки уровень и объем песка, чтобы оповестить о необходимости действий со стороны контроллера (например, ПЛК) и привода (например, клапана) для удаления песка. Два зонда могут использоваться для сигнализации низкого и высокого уровня для лучшей автоматизации управления клапаном удаления песка и предотвращения выхода любой жидкости из сосуда в линию выхода твердых частиц.
Команда SDP Показания уровня песка предоставляют информацию об уровне твердых отложений в многофазной жидкости. Например, если жидкость в основном состоит из воды, датчик выдает показания приблизительно 1-2cP. Но когда присутствуют дополнительные частицы или жидкости (например, песок, нефть и т. д.), показания значительно меняются.
Области применения:
Автоматизируйте удаление твердых частиц из накопителей в десандерах и сепараторах, используемых для
- Бурение на нефть и газ
- Произведенное удаление песка
- Операции по испытанию скважин
- Очистка колтюбинга
- Буровые работы на депрессии
- Очистки сточных вод
- Очистка промышленных технологических вод
- Очистка ливневых стоков
- Опреснительная установка
- Установка по переработке отходов
Бенефиты:
- Компактная, прочная конструкция
- Нет движущихся частей, не требуется техническое обслуживание или ремонт.
- Снижает стоимость эксплуатации пескоотделителя, делая добычу из добывающих скважин с высоким содержанием песка экономичной.
- Снижает эрозию выпускного клапана аккумулятора твердыми частицами за счет активации на основе событий.
- Помогает снизить загрязнение песка нефтью, предотвращая образование осадка, и облегчает проблемы накопления твердых частиц.
Операции:
- Доступны в широком диапазоне размеров и номинальных давлений.
- Доступно с ASME и фланцы и другие технологические соединения, соответствующие API 6-A
- Не требуется ввод в эксплуатацию или калибровка на месте
- Поставляется с программным обеспечением для мониторинга уровня песка с простой настройкой оповещений и уровней сигнализации.
- Также возможно активировать выпускной клапан аккумулятора непосредственно из системы датчиков.
- Отсутствие потерь рабочего давления за счет установки датчика в пескоотделителе или аккумуляторе.
Установка и поддержка:
- Простота в установке
- Сенсорный зонд, подходящий для любого порта пескоотделителя
- EX сертифицирован
- Нет необходимости в вводе в эксплуатацию или калибровке
- Тестовый режим для проверки работы и чувствительности датчика.
- Глобальная поддержка с удаленной диагностикой и настройкой датчиков
Автоматизированная система удаления песка
Команда Rheonics зонд обнаружения уровня песка, SDP, открывает путь к автоматизированному удалению скоплений песка в пескоотделителях и сепараторах, используемых в нефтегазовой промышленности. Это делается путем обнаружения наличия в линии песка или твердых частиц до того, как они нанесут серьезный ущерб оборудованию, и отправки сигнала для активации клапана в линии нижнего продукта для транспортировки песка и его последующего удаления.
Рис. 7. Управление удалением песка с помощью Rheonics SDP Зонд обнаружения песка
Как сделать заказ?
Воспользуйтесь онлайн-запросом на ценовое предложение RFQ для SDP и выберите необходимую информацию. Основные коды конфигурации для датчика подробно описаны далее.
| Как заказать Rheonics Зонд-детектор песка? | |||
|---|---|---|---|
| 1 | Rheonics SDP датчик SDP: Зонд-детектор песка | 4 | Вариант датчика X9: Специальный монтажный адаптер/втулка. |
| 2 | Температура рейтинг Tx - Номинальная температура (макс. рабочая) T1: рассчитан на жидкости с температурой до 125 °C (250 °F) T2: рассчитан на жидкости с температурой до 150 °C (300 °F) T3: рассчитан на жидкости с температурой до 175 °C (350 °F) T4: рассчитан на жидкости с температурой до 250 °C (480 °F) T5: рассчитан на жидкости с температурой до 285 °C (545 °F) | 5 | Длина вставки "A" Расстояние от фланца до кончика датчика. Определяется клиентом, например A500: 500 мм |
| 3 | Рейтинг давления PX - Номинальное давление (макс. рабочее) P1: рассчитан на давление до 15 бар (200 фунтов на кв. дюйм) P2: рассчитан на давление до 70 бар (1000 фунтов на кв. дюйм) P3: рассчитан на давление до 200 бар (3000 фунтов на кв. дюйм) P4: рассчитан на давление до 350 бар (5000 фунтов на кв. дюйм) P5: рассчитан на давление до 500 бар (7500 фунтов на кв. дюйм) P6: рассчитан на давление до 750 бар (10000 фунтов на кв. дюйм) P7: рассчитан на давление до 1000 бар (15000 фунтов на кв. дюйм) P8: рассчитан на давление до 1500 бар (20000 фунтов на кв. дюйм) | 6 | Технологическое соединение "B" Технологическое соединение определяется клиентом. Укажите Норму/Стандарт и размер. При необходимости отправьте чертеж. Код предоставлен Rheonics например, BAP0501: API Hub 16A 5000 фунтов на кв. дюйм, зажим номер 1 |
| 7 | Длина кабеля датчика Длина кабеля указывается в метрах, например CAB50: стандартный кабель 50 м (160 футов) |
||
Производители десандеров и сепараторов
Многочисленные компании производят и эксплуатируют десандеры для различных промышленных применений. Некоторые из них :
- GN Контроль твердых частиц
- Деррик Корпорейшн
- Sulzer
- Schlumberger
- Экспро
- ФМК Технип
- Технология электронного процесса
- FLSmidth
- ЧемпионX
- EnFloTech (технология Desander, используемая для извлечения тяжелых минералов из мельницы в процессе измельчения)
Условия использования
Используемые изображения, фотографии и изображения предназначены для иллюстративных целей и не представляют собой каких-либо гарантий или утверждений о пригодности использования и не должны быть истолкованы как явная или подразумеваемая рекомендация или одобрение. Всем иллюстрациям присвоено должное доверие из нашего источника доступа, и при их использовании здесь мы не указываем и не устанавливаем каких-либо авторских прав, которые принадлежат и остаются незатронутыми существующему правообладателю этого материала.
Рекомендации
- Устье — Википедия
- Исследование явлений образования песка: оценка прошлых и новых лабораторных экспериментов и аналитических моделей
- Гидроциклонная технология для разрушения консолидации и удаления песка из гидрата природного газа
- Жидкостный пескоотделитель — балансировка потока Apex (B-FSM069)
- Применение технологии многофазного десандера в добыче нефти и газа
