|
КОМПЛЕКСНАЯ
КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА 2370
(Для
исследования фазового равновесия нефтей и газоконденсатных смесей)
Введение
Термофизические
исследования или PVT анализ жидкостей месторождений являются важными
исследованиями, определяющими все сферы производства сырой нефти,
ее разделения и перекачки. Точные данные PVT исследований необходимы
для определения эффективности и прогнозирования фактора добычи
для каждого конкретного месторождения, для выбора конструкции
наземных сооружений для добычи и обработки нефти, а также для
расчета транспортных трубопроводов передачи нефти с отдаленных
мест добычи. Вплоть до недавнего времени лаборатории, занимающиеся
PVT исследованиями, такими как фазовые характеристики, плотность,
вязкость и др., применяли установки, в которых используется ртуть
в качестве рабочей жидкости для перемещения, передачи давления
и перемешивания проб. Ртутные установки требуют проведения тщательных
и длительных калибровок, выполнения сложных процедур очистки и
обслуживания, не говоря уже о риске для здоровья, который связан
с присутствием ртути на рабочем месте пользователя.
Полученные в ходе исследований на ртутных установках "сырые"
данные не дают истинного представления о состоянии пробы в естественных
условиях. Требуется проведение дополнительной обработки данных,
полученных во время эксперимента, и проведение повторных анализов.
Установка Ruska модель 2370 - это принципиально новый аппарат,
работающий без использования ртути. Более того, в предлагаемой
PVT системе, включающей целый комплекс различных приборов и оборудования,
использование ртути полностью исключено. При этом комбинация конструктивных
решений и компьютерной поддержки позволила выйти на более высокий
качественный уровень исследований, снизить затраты времени на
их проведение.
Конструктивные
особенности
Наличие двух
цилиндрических камер (одна из камер имеет поршень с механическим
высокоточным приводом и сапфировую прозрачную трубку для наблюдения,
а другая - с "плавающим" поршнем, который имеет гидравлический
привод от внешнего высокоточного насоса). Такое модульное исполнение
имеет определенные преимущества перед другими, т.к. позволяет
путем изменения схемы соединений расширить круг исследований и,
что наиболее важно, повысить их точность. В частности, при измерении
фазового объема предоставляется возможность расположить границу
фаз в зоне сапфировой трубки, канал которой имеет диаметр всего
0,3 см. При этом точность измерения составляет 0,07 куб.см/см.,
что в 70 раз выше, чем у однокамерных установок (у однокамерных
- диаметр канала 2,5 см и точность составляет 4,9 куб.см/см).
Наряду с двухкамерным исполнением, конструктивные решения целого
ряда элементов установки 2370 (конструкция поршней в обеих камерах,
мешалок, соединительных элементов и др.) обеспечили уменьшение
"мертвых" зон внутреннего объема, что повысило точность
калибровки самой системы и, соответственно, точность результатов
измерений при исследованиях. Модульная конструкция позволяет производить
подключение дополнительных приборов, таких как капиллярный вискозиметр,
денситометр, клапан отбора проб, пробоотборную камеру и др.
Дополнительное оборудование и приборы могут быть включены в PVT
систему по выбору пользователя в момент покупки, или позже по
мере надобности.
Система может быть легко модернизирована, в том числе и за счет
новых модулей, которые появятся в будущем без замены целых секций.
Высокое качество изготовления и конструктивные особенности установки
Ruska PVT 2370 обеспечили широкий диапазон и высокую точность
реализуемых параметров (см. выше технические характеристики) и
явились основой ее универсальности. С помощью Системы на базе
модели 2370 предоставляются уникальные возможности на одной установке
проводить исследования в диапазоне от тяжелых черных нефтей до
легких газоконденсатных смесей. Конструкция установки модель 2370
удобна в эксплуатации и легко доступна для текущего обслуживания.
Например, для замены уплотнений на установке 2370 требуются считанные
минуты, в то время как для проведения аналогичных операций на
ртутной установке требуется несколько часов.
Компьютерное
обеспечение
Централизованный
компьютерный контроль над всеми операциями по вводу и выводу данных,
над интерфейсом пользователя, над внешними коммуникациями между
всеми компьютерами, микропроцессорными системами и подключенной
техникой значительно снижает вероятность ошибок и нарушений процесса
при проведении исследований с помощью PVT системы модель 2370.
Центральный компьютер автоматически поддерживает заданный пользователем
режим эксперимента и самостоятельно управляет всеми блоками установки,
постоянно следя за поддержанием параметров в установленных пределах.
Данные о давлении, объеме и температуре системы постоянно обновляются
и выводятся на экран монитора. В случаях некорректности вводимых
пользователем команд, невыполнении мер безопасности и т.п. компьютер
предупреждает пользователя и дает необходимые рекомендации. В
сложных ситуациях предлагается обращение к тестовым программам,
с помощью которых производится автодиагностика состояния Системы
и определяются конкретные меры по устранению нарушений.
Все это создает весьма комфортные условия работы пользователя
и обеспечивает высокую эффективность и надежность работы Системы.
Наглядность представления информации на центральном компьютере,
управление которым осуществляется со стандартной клавиатуры, обеспечивает
максимальное удобство для пользователя при эксплуатации системы.Наличие
в системе внешнего компьютера, с помощью которого осуществляется
обработка результатов исследований непосредственно в момент их
получения, как в реальном масштабе времени, так и с использованием
прошлого, заархивированного опыта, обеспечивает пользователю несравненную
гибкость и возможность работы с несколькими компьютерными программами,
одновременно выполняющими различные функции. Кроме того, внешний
компьютер с пакетом сервисных программ обеспечивает отдельное
одновременное графическое представление на полиэкране монитора
объема, давления и температуры в реальном масштабе времени, производит
обработку и отображение по запросу пользователя как метрологических
характеристик текущего процесса, так и общих данных (сводной таблицы
архивных характеристик, расчетные параметры, видеоизображения
и др.). В частности, в комплект поставки Системы может быть включена
видеокамера со всей необходимой оснасткой и программным обеспечением
для подключения к внешнему компьютеру. Снабженная специальной
оптикой видеокамера передает на экран монитора ЭВМ динамичное
крупномасштабное изображение состояния пробы в сапфировой трубке.
Одновременно на экране монитора непрерывно отображается текущее
время и выбранные пользователем параметры проходящего в это время
процесса на PVT установке. Компьютер осуществляет калибровку PVT
установки модель 2370 и Системы в целом либо автоматически, либо
путем диалога с пользователем, который шаг за шагом выполняет
несложную калибровочную процедуру. Основные калибровочные параметры
хранятся в памяти компьютера, что избавляет пользователя от необходимости
заносить их вручную. Очень точное измерение внутреннего рабочего
объема PVT Системы модель 2370 как при калибровке, так и при проведении
исследований, достигается за счет компьютерной обработки данных
и учета воздействия всех термических и механических параметров,
влияющих на определение объема и его изменения. Они включают в
себя:
- расширение/сжатие всех рабочих жидкостей в зависимости от давления
и температуры;
- температурное расширение/сжатие с учетом градиента температуры
твердых рабочих емкостей, неподвижных (камер, соединительных элементов
и т.п.) и подвижных (поршней, штоков, шайб мешалок и т.п.), контактирующих
с пробой;
- степень сжимаемости всех уплотнений;
- термические и механические эффекты на гидравлических системах.
Легкость, с которой осуществляется процесс калибровки, и небольшие
затраты времени на ее проведение позволяют чаще вносить коррекцию
в калибровочные характеристики, что исключает снижение точности
измерений и улучшает воспроизводимость результатов.
Основными
достоинствами предлагаемой системы являются:
- модульное двухкамерное исполнение, расширяющее возможности исследований
и облегчающее обслуживание;
- высокая степень компьютеризации и автоматизации, позволяющая
проводить большинство исследований и калибровок в автоматическом
режиме;
- оригинальность безртутной конструкции при высоком качестве изготовления,
обеспечивающем повышение точности почти в 100 раз;
- сочетание исключительной точности и надежности элементов и системы
в целом с оптимальным соотношением цены и технических возможностей.
Фирма выполняет монтаж, наладку и пуск в эксплуатацию поставляемых
Систем, проводит обучение пользователей, предоставляет всю необходимую
техническую документацию. Сервисное обслуживание в процессе эксплуатации
обеспечивает Адвантек Инжиниринг.
Состав
системы
Система включает
следующие основные компоненты (один из вариантов комплектации):
- безртутную установку PVT 2370 с консолью, на которой смонтированы
сепаратор, газометр, шариковый вискозиметр высокого давления,
управляющий компьютер с программным обеспечением для автоматического
управления экспериментом, сбора и обработки данных;
- газохроматографическую установку с полным комплектом оборудования,
устройствами регистрации, разработки, анализа и выдачи отчета;
- аппарат для определения молекулярного веса;
- видеомониторную систему, которая управляется компьютером и позволяет
наблюдать цветное изображение флюида в рабочей камере, масштабировать
изображение на мониторе компьютера, заносить его в память для
последующей обработки и выдачи отчетов;
- систему автономного бесперебойного питания;
- дистилляционную установку;
- безртутную систему для перекачки проб в транспортные контейнеры;
- устройство отбора глубинных проб нефтей и газоконденсатных смесей
на базе систем фирмы Leutert;
- контейнеры для транспортировки проб;
- вспомогательное оборудование и монтажные инструменты;
- ЗИП и расходные материалы.
Основные технические условия работы Системы при исследованиях
углеводородных смесей:
По давлению:
Рабочее давление 70 Мпа
Испытательное давление 103 Мпа
Испытательное давление сапфировых окон 240 Мпа
По объему:
Камера насоса 400 см3
Рабочая камера для газоконденсатов 1600 см3
Рабочая камера для нефтей 600 см3
По температуре:
Максимальная рабочая температура 200 С
Исполнение: В соответствии с требованиями NACE-для работы с H2S
(24%)
Опыт производства и продаж
Ruska уже
много лет является лидером в сфере PVT оборудования. В первую
очередь это относится к разработке, производству и продажам безртутных
установок. Только безртутных установок Ruska промышленного и исследовательского
использования находится в эксплуатации больше, чем остальных разработок
вместе взятых.
В результате анализа результатов использования PVT систем Ruska
для различного рода исследований и экспериментов, полученных при
наработке в общей сложности нескольких сотен тысяч эксплуатационных
часов, накоплен огромный опыт. Этот опыт позволил усовершенствовать
PVT установки, довести их до самого высокого уровня по точности
и воспроизводимости результатов, по функциональным возможностям
и эффективности использования.
Опытные результаты показывают, что погрешность измерения давления,
по крайней мере, не превышает + 0,05% от предельного значения
шкалы.
Отдельные тесты показали, что отклонения показаний по температуре
не превышают + 0,28 С, а погрешность по объему не превышают +
0,1 куб.см.
Доказательством тому служат приведенные ниже данные по исследованию
зависимости давление/объем для черной нефти, проведенные в США
и результаты универсальной эксплуатации PVT системы модель 2370
в России.
Опыт эксплуатации уже поставленных нашей фирмой Систем модели
2370 в России во ВНИИГАЗе (г. Москва) и на предприятии "Севернипигаз"
(г. Ухта) подтвердил преимущества этого оборудования и его высокую
надежность, что было отмечено на Международном семинаре в г. Ухте
21-25 октября 1996 года.
В частности, за время эксплуатации на предприятии "Севернипигаз"
с января 1996 года с помощью системы PVT 2370 выполнен большой
объем экспериментальных исследований пластового флюида месторождений
Вуктыльского геолого-экономического района. Удалось с высокой
эффективностью провести в соответствии с Российскими стандартами
типовые исследования пластовой нефти скважин Югидского и Северо-Вуктыльского
месторождений, определить фазовое состояние пластового флюида
скважин Западно-Соплеского и Печорогородского месторождений.
На PVT 2370 выполнены уникальные эксперименты по комплексному
исследованию легкой нефти, возможные исключительно с помощью PVT
Систем такого уровня. Результаты этих исследований впервые позволили
сделать объективное заключение о состоянии месторождения.
Серия опытов по постоянному расширению смеси была выполнена с
использованием пробы черной нефти - сырца "Уэст Техас"
GOR 250 ст.куб.фут/баррель.
После проведения тщательных исследований с многократным повторением
идентичных опытов установлено, что уровень уверенной повторяемости
результатов лучше чем 0,1 фунта/ кв.дюйм.
Ни одна из известных систем не может сравняться с PVT 2370 по
этому показателю.
Обучение
и сопровождение
Опыт, накопленный
изготовителем и пользователями оборудования Ruska, нашел свое
отражение в учебных программах, пособиях и руководствах. Обучение
проводят преподаватели с многолетним стажем эксплуатации PVT систем.
По решению покупателя обучение проводится непосредственно на месте
установки и последующей эксплуатации Системы и/или на заводе в
Хьюстоне (США), где имеется полностью оборудованная лаборатория,
специально предназначенная для обучения заказчиков. Для Российских
специалистов фирма "Advantek International, Inc." в
США и фирма "Адвантек Инжиниринг" в России совместно
с изготовителем предоставляет организационное и техническое сопровождение
обучения, монтажа и наладки оборудования (PVT систем), последующей
его эксплуатации в гарантийный и послегарантийный период.
Заключение
Безртутная
Система на базе PVT установки модель Ruska 2370 по своим параметрам
и эксплуатационным характеристикам занимает лидирующие позиции
на мировом рынке в этой области.
Опыт использования этих Систем в разных странах подтвердил ее
преимущества по конструктивному исполнению и качеству изготовления,
по универсальности, компьютерному обеспечению, метрологическим
характеристикам, по безопасности и удобству эксплуатации
|
|
|
