PANAFLOW Z1G: измерение расхода газа в устье скважины в плотных породах

Вот уже более 30 лет расходомеры Panametrics считаются наиболее надежным решением при выборе средств измерения расхода газа в сложных условиях. Технология доказала свою надежность в работе с факельным газом, топочным газом и паром и идеально подходит для измерения расхода сланцевого газа и газа из угольных пластов.

Измерение расхода факельного газа: испытание на предельную надежность

Компания Panametrics занимает лидирующее положение среди разработчиков ультразвуковых средств измерения расхода и вот уже три десятилетия известна как производитель надежных газовых расходомеров для работы в чрезвычайно суровых условиях. Компания Panametrics получила доступ к новейшим технологиям и ресурсам, что позволило ей улучшить конструкцию своих ультразвуковых средств измерения.

Вам нужен надежный расходомер, который будет безотказно работать в скважине по добыче сланцевого газа или газа из угольных пластов? Выберите устройство, которое уверенно продемонстрировало свои эксплуатационные качества в еще более сложных условиях! Начиная с создания первого в мире ультразвукового расходомера в 1980 году, компания, остается ведущим производителем такого оборудования на рынке, поставив более 7000 установок для измерения удельной массы газа в диапазоне от 2 г\моль до более чем 120 г/моль, скорости движения потока в диапазоне от 0,1 до более чем 394 футов в секунду, а также рабочих температур в диапазоне от минус 160°C до плюс 280°C. Обширный опыт работы в самых разных условиях и высокое качество оборудования гарантируют высокое качестве измерений при добыче сланцевого газа и газа в угольных пластах.

Надежность расходомера начинается с надежного преобразователя

Передатчики продолжают работать, несмотря на значительные кристаллические отложения

Надежность ультразвукового измерения расхода зависит от амплитуды звукового сигнала преобразователя и соотношения «сигнал/помеха». В условиях добычи сланцевого газа и газа из угольных пластов сигналы могут быть ослаблены из-за серы, угольной пыли и иных веществ, образующих налет на поверхности преобразователя.

Твердые отложения, образующиеся на поверхности преобразователя, играют роль глушителя и ослабляют сигнал. По мере нарастания отложений качество передаваемых и получаемых ультразвуковых сигналов ухудшается, что приводит к уменьшению амплитуды звукового сигнала и отрицательно влияет на соотношение «сигнал/помеха». Приводимые ниже снимки сделаны в двух разных местах эксплуатации преобразователей, которые были подняты на поверхность для проведения планового обслуживания. Чем лучше будут соотношение «сигнал/помеха» и амплитуда сигнала в идеальных условиях, тем дольше преобразователь прослужит в суровых условиях эксплуатации.

Преобразователи приводятся в действие импульсом напряжения 170 В, который обеспечивает большую амплитуду сигнала. Высокое напряжение подразумевает взрывобезопасное исполнение прибора (класс Ex d), соответствующее требованиям сертификации для работы в опасных зонах. Прочим преобразователям для соответствия требованиям сертификации для работы в опасных зонах достаточно иметь искробезопасное исполнение (Ex ia). Хотя искробезопасные преобразователи успешно работают на чистых участках, они не годятся для работы в суровых условиях добычи сланцевого газа и газа из угольных пластов, так как в потоке газа содержится значительное количество конденсата.

Здесь нет ничего сложного. Чем ниже мощность, тем ниже сигнал.

Из-за изменяющегося расхода в устье скважины нужно использовать измерительное оборудование с большим динамическим диапазоном регулирования Загрязнение этиленгликолем и накопившаяся грязь на передатчике не мешают ему работать в газовом трубопроводе

В течение жизненного цикла скважины в угольном пласте расход газа может значительно измениться под влиянием меняющихся условий, поэтому расходомер должен обладать большим динамическим диапазоном регулирования, который гарантирует долгий срок службы прибора. У расходомера Panaflow Z1G отношение верхнего предела диапазона регулирования к нижнему равно 240:1, т. е. он может измерить как незначительный расход, не превышающий 0,5 фута в секунду, так и расход до 120 футов в секунду, в том числе и под давлением ниже атмосферного. В условиях большого расхода фоновый шум ухудшает соотношение «сигнал/помехи», но преобразователи обладают самой большой в отрасли амплитудой сигнала, что позволяет успешно преодолеть это затруднение. Ультразвуковой расходомер PanaFlow Z1G

Если вы вложили в добычу сланцевого газа или газа из угольного пласта миллионы долларов, вам просто необходимы надежные и точные расходомеры. Пока газ движется из распределительной сети скважины на газосборную станцию для дальнейшей обработки, вам нужно правильно спрогнозировать дебет скважины, без чего невозможно сохранить эффективность добычи природного газа. Чем старше скважина, тем сильнее меняется ее производительность. Понимание этой закономерности позволяет оценить, какие скважины работают с максимальной производительностью, а какие нуждаются в обслуживании.

Обслуживание устья скважины требует немалых капиталовложений. Затраты возрастают еще больше, если скважина расположена в удаленной местности и/или если для доступа в ту местность требуется специальное разрешение.

Устье скважины по добыче газа из угольных пластов с водоотделителем

Проверка скважин должна быть связана с повышением их производительности, а не с недостаточной надежностью измерительного оборудования. Если учесть, что стоимость одной проверки скважины может доходить до 10 000 долларов, то легко понять, почему надежности оборудования придается такое большое значение. Многие разновидности расходомеров, например, диафрагменные, вихревые и турбинные, в своей работе либо используют, либо создают перепад давления. При измерении расхода чистого газа этот принцип себя оправдывает, но сырой газ в устье скважины характеризуется повышенной влажностью и содержанием различных примесей, а любое изменение размеров пропускного отверстия прямо влияет на точность измерения. Так как в основе работы ультразвуковых газовых расходомеров лежит приращение времени на пробег звуковой волны, состояние и наличие примесей в газе почти или совсем не влияют на общую точность измерения. Хотя ультразвуковые измерительные приборы как правило дороже обычных, постоянное улучшение конструкции всей системы в целом заметно сокращает разрыв в стоимости. Установка в устье скважины по добыче газа из плотных породЕсли учесть, что даже одно внеплановое обслуживание скважины может обойтись в 10 000 долларов, то высокая надежность ультразвуковых расходомеров вполне оправдывает дополнительные затраты.

Современные технологии измерения расхода и решение сложных задач

На установках с относительно небольшими прямыми отрезками труб сложно обеспечить необходимую точность измерения. При измерении расхода газа длина прямого восходящего участка должна превышать диаметр трубы не менее чем в 20 раз. На практике это условие зачастую оказывается трудновыполнимым либо требует значительных затрат. Осознавая сложности, связанные с наличием прямого участка достаточной длины, особенно при измерении расхода в устье скважины, в течение года проводились полномасштабные исследования, позволившие оценить влияние изгиба трубы на профиль потока в разных условиях.

Гидродинамическая модель потока в трубопроводе в устье скважины на участке после водоотделителя

Опираясь на обширный опыт создания авиационных двигателей и принципы гидродинамического моделирования, компания выполнила исследовательскую работу, результатом которой стало использование поправочных коэффициентов на профиль потока при измерении ультразвуковыми приборами на различных участках трубопроводов. Точность измерения в этом случае вполне сравнима с точностью, получаемой при измерении на прямых участках длиной в 20 диаметров и более.

Справа показана гидродинамическая модель потока в трубопроводе в устье скважины на участке после водоотделителя. На основе этой модели компания может рекомендовать оптимальное расположение расходомера в устье скважины, при котором достигаются максимальная точность и производительность, а также указать поправочные коэффициенты Рейнольдса, позволяющие оптимизировать точность прибора.

Поведение потока после прохождения водоотделителя (впускной участок) и после прохождения колена

Справа показано поведение потока после прохождения водоотделителя (впускной участок) и после прохождения колена (выпускной участок).

Расходомер рекомендуется устанавливать на выпускном участке, на расстоянии в 8–12 диаметров от места изгиба, как показано на графике поправочного коэффициента справа. На примере этого исследования можно понять, как используется принципы гидродинамического моделирования для дальнейшего усовершенствования расходомеров и улучшения их рабочих характеристик в сложных условиях. Только создание качественной гидродинамической модели позволило добиться нужной точности измерения. Рассмотрим установленный на участке трубы расходомер. В зависимости от местоположения прибора, дополнительная погрешность расходомера без поправки, установленного на впускном участке, может составить 2–5%.

Калибровка как необходимое условие точности
Результаты калибровки расходомера PANAFLOW Z1G для газа из угольных пластов

Точность измерительного прибора в устье скважины — еще один параметр, который обязательно учитывается при выборе технологии измерений. Погрешность ультразвукового расходомера Z1G не превышает 1,5% во всем диапазоне номинальной скорости потока, от 1,7 до 60 футов в секунду - максимальная скорость в калибровочной лаборатории. Как и ожидалось, чем выше скорость потока, тем выше точность измерения; так, при скорости 60 футов в секунду и выше погрешность всех расходомеров составляет не более 0,5%. Все расходомеры Z1G проходят высокоточную калибровку, что гарантирует их отличную работу во всем диапазоне скоростей.



Глобальные цели и внимание к покупателям

Сервисные центры Panametrics по всему мируПоставлены глобальные цели в области технического развития, эксплуатационных свойств и качества своих товаров, и при этом уделяет огромное внимание поддержке и обслуживанию своих покупателей. Сервисные центры и отделения по всему миру, а также опытный и квалифицированный персонал позволяет нам оказывать своевременную поддержку даже тем нашим клиентам, которые работают в удаленных местах. Panametrics — ваш надежный партнер, гарантирующий безотказную работу и высокие эксплуатационные характеристики основного нефтегазового оборудования.

За более подробной информацией обращайтесь к местному представителю нашей компании.

*Подробнее с продуктом можно ознакомиться в карточке продукта: PanaFlow ZxG

За более подробной информацией можно обратиться в ЗАО "ДС Контролз" как к дистрибьютору. Необходимую информацию для обращения можно найти на странице Контакты

Белая полоса Panametrics для энергетической отрасли
Подпишитесь, чтобы не пропустить актуальные новости