Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
1843 Разработка и усовершенствование конструкции узла влагомера «Phase Dynamics» измерительной установки «ОЗНА-Массомер-3000» для измерения массового расхода нефти и объемного расхода газа-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газаID: 172277Дата закачки: 09 Августа 2016 Продавец: lelya.nakonechnyy.92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы) Посмотреть другие работы этого продавца Тип работы: Работа Курсовая Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word Сдано в учебном заведении: ИНиГ Описание: Разработка и усовершенствование конструкции узла влагомера «Phase Dynamics» измерительной установки «ОЗНА-Массомер-3000» для измерения массового расхода нефти и объемного расхода газа-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа Дипломный проект: 136 страниц, 19 рисунков, 22 таблиц, 21 источник НЕФТЬ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, ИЗМЕРЕНИЕ, БОЛЬШОЙ ДЕБИТ, ОБВОДНЕННОСТЬ, ВЛАГОМЕР, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ Объектом исследования является измерительная установка «ОЗНА-Массомер-3000» для измерения массового расхода нефти и объемного рас-хода газа. Цель работы — разработка и усовершенствование конструкции узла влагомера, путём внедрения нового оборудования. Суть технического решения заключается в замене линии качества на влагомер полнопоточный 4 дюйма, что позволит избежать затрат на доро-гостоящие компоненты этого узла (3 задвижки, трехходовой кран с электро-приводом, турбинный счетчик), а также повысится точность измерения об-водненности продукции. В результате исследования приводится аргументации в пользу внедре-ния нового влагомера «Phase Dynamics» для трубопроводов диаметром 4 дюйма. Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: повышенная точность измерения обводненности продукции при значитель-ной степени упрощения конструкции. Степень внедрения — использование усовершенствования для изготов-ления новых установок на предприятии. 1 УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УЗЛА ВЛАГОМЕРА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ «ОЗНА-МАССОМЕР-3000» 1.1 Обзор существующих конструкций 1.1.1 Номенклатура измерительных установок 1.1.1.1 Установка измерительная «ОЗНА-ИМПУЛЬС». Трехкомпо-нентная измерительная установка «ОЗНА-ИМПУЛЬС» предназначена для: - измерения массы и среднесуточного массового расхода сепарирован-ной сырой нефти - водонефтяной смеси; - измерения объема и среднесуточного объемного расхода свободного нефтяного газа; - определения массы и среднесуточного массового расхода сепариро-ванной безводной нефти. Погрешность измерений параметров - в соответствии с тре¬бованиями ГОСТ Р 8.615-2005. Установка состоит из технологического и аппаратурного блоков, раз-мещаемых в блок-боксах. В состав технологического блока входят сепарационная емкость ори-гинальной конструкции с камерой измерения дебита и камерой измерения плотности, трубопроводная арматура и контрольно-измерительные прибо-ры. В состав аппаратурного блока входят: блок измерений и обработки информации (БИОИ) и блок силового управления (БСУ). Установки различаются количеством подключаемых скважин (от 1 до 14). Установки могут выпускаться с пропускной способностью по жидкости: 400,750,1500,2000 т/сут (Таблица 1.1). Принцип работы установки представлен на рисунке 1.1. Газоводонефтяная смесь от скважины (или переклю¬чателя скважин), пройдя входную задвижку, посту¬пает в циклонную гильзу сепаратора, где она разде¬ляется на жидкостную и газовую фазы. Газ, обогнув обечайку цик-лонной гильзы, пройдя каплеотбойные пластины и горизонтальный газо-осушитель, через трехходовой кран и выходную задвижку уходит в коллек-тор. Жидкость, отделившись от газа, попада¬ет в накопитель жидкости и начинает заполнять ее. При этом жидкость не может попасть ни в отстой¬ник, ни в выходной трубопровод, так как проходной кран закрыт, а запорный орган трехходового крана расположен таким образом, что с выходным тру-бо¬проводом соединен отводящий трубопровод газо¬осушителя, а трубопро-вод, отводящий жидкость из сепаратора, отсечен от него. В зависимости от совокупности основных средств измерений, применя-емых при модернизации, образующих комплексы средств измерений (далее — КСИ), установки имеют 54 исполнения. 1.1.1.3 Установки измерительные «ОЗНА-МАССОМЕР». Сертификат об утверждении типа средств измерения RU.С.29.006.A №27855 Измерительные установки «ОЗНА-МАССОМЕР» предназначены для: - измерений массы и среднесуточного массового расхода сепари-рованной сырой нефти — водонефтяной смеси; - измерений объема и среднесуточного объемного расхода сво¬бодного нефтяного газа; - измерений массы и среднесуточного массового расхода сепари-рованной безводной нефти. Погрешность измерений параметров – в соответствии с требова¬ниями ГОСТ8.615-2005 Установки применяются в системах внутрипромыслового сбора нефти. Установки «ОЗНА-МАССОМЕР» включают в себя техно¬логический, аппаратурный блоки и элементы системы жизнеобеспечения. В состав технологического блока входят измерительный и рас-пределительный модули. Основным элементом измерительного модуля является двухка¬мерный горизонтальный сепаратор. Камеры сепаратора выполне¬ны в виде цилин-дров разного диаметра, расположенных один над другим. Верхняя камера, оборудованная циклоном, является первой ступенью сепарации и служит для первичного выделения газа из жидкости, а так же для осушки газа с помо-щью каплеотбойников, смонтированных в полости этой камеры. Нижняя камера, большего диаметра, служит для сбора сырой нефти, стекающей из верхней камеры и вторичного выделения газа из жидкости. Распределительный модуль представляет собой арматурный узел, ос-новным элементом которого является автоматически управ¬ляемый переклю-чатель скважин многоходовой (ПСМ) или блок трехходовых кранов, обеспе-чивающий поочередное подключение скважин к измерительному модулю. Аппаратурный блок включает в себя блок измерений и обработки ин-формации (БИОИ) и блок силового управления (БСУ). БИОИ производит обработку измерительной информации, посту-пающей от преобразователей расхода, давления и температуры, формирова-ние измерительной информации по массе и средне¬суточному массовому рас-ходу сырой нефти и нефти, объему и среднесуточному объемному расходу газа, индикацию и передачу значений измеряемых и определяемых парамет-ров по коммуника¬ционным каналам, а также управление процессом измере-ний. Элементы системы жизнеобеспечения обеспечивают укры¬тие (блок-боксы), обогрев, освещение, вентиляцию и пожаро-газосигнализацию. По признаку номинальной пропускной способности установки имеют пять вариантов исполнения. По признаку количества подключаемых скважин установки имеют семь вариантов исполнения. Установки могут выпускаться с двумя расходомерами, установ¬ленными на газовом трубопроводе и на трубопроводе, отводящем жидкость из ниж-ней камеры сепаратора (жидкостном трубопро¬воде) или с одним расходоме-ром, установленном на жидкостном трубопроводе. Принцип действия измерительного модуля (Рисунок 1.3) технологиче-ского бло¬ка установок: - с двумя расходомерами основывается на периодическом изме¬рении массового расхода (массы), плотности и температуры жидкости и объемного расхода (объема), давления и температу¬ры газа. - с одним расходомером основывается на периодическом изме¬рении массового расхода, плотности и температуры жидкости и ГЖС, определении объемного расхода жидкости и ГЖС, измере¬нии давления и температуры га-за и определении расхода газа по разности значений объемного расхода ГЖС и жидкости. Комментарии: 1.1.2.5 Поточные влагомеры сырой нефти и нефтепродуктов фирмы «Phase Dynamics». Разработаны для точного количественного анализа соста-ва воднонефтяных эмульсий в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности (Рисунок 1.4). Основные преимущества над другими изделиями: - уникальные показатели чувствительности, повторяемости и точности измерений - мониторинг водной фракции как в фазе «эмульсия воды в нефти», так и в фазе «эмульсия нефти в воде» - нечувствительность к скорости потока - возможность определения расхода нефти и воды - терпимость к газовым и твердым примесям - самодиагностика и простая замена модулей - сертификация Госстандарта РФ Модификация поточного влагомера нефти, позволяющая вставлять его непосредственно в трубопроводы и резервуары, обладает всеми уникальны-ми измерительными возможностями влагомеров «Phase Dynamics». Крепле-ние осуществляется стандартным фланцами. 1.2 Анализ работы оборудования 1.2.1 Назначение, устройство и принцип работы установки За последние годы стандартный ряд оборудования для измерения де-бита продукции нефтедобывающих скважин пополнился трехкомпонентными установками нового поколения. Потребительские свойства новинок отвечают требованиям национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 8.615-2005 и предварительного стандарта ПС 153-39.0-133-2002 согласно которому измерительные установки должны иметь функции измерений мас-сового расхода жидкости, нефти, воды и объемного расхода газа. Измерительные установки «ОЗНА-Массомер-3000» (Рисунок 1.5) от-личают новые прогрессивные решения, высокая надежность, хорошие мет-рологические характеристики. Возможность исполнения установок в стацио-нарном и передвижном вариантах служит дополнительным привлекающим фактором для потребителя. Трехкомпонентные измерительные установки «ОЗНА-Массомер» пред-назначены для измерений среднесуточного массового расхода жидкости, из-мерений или вычислений среднесуточного объемного расхода газа, опреде-лений среднесуточного массового расхода нефти в составе газо-жидкостной смеси добываемых из нефтяных скважин. В измерительном модуле установки «ОЗНА-МАССОМЕР-3000» краны с электроприводом устанавливаются и на жидкостном и на газовом трубо-проводах. Жидкостные трубопроводы измерительных модулей имеют боль-шие диаметры (100 и более мм.), поэтому они оборудуются линиями каче-ства. Технологический блок предназначен для приема ГЖС, разделения ее на жидкость и газ, формирования измерительной информации по массовому расходу и плотности жидкости, объемному расходу и давлению газа, темпе-ратуре жидкости и газа и последующего сброса этой смеси в коллектор. В состав технологического блока (рисунок 1.7) входит измерительный и распределительный модули. В измерительном модуле используются кориолисовые массовые счет-чики-расходомеры (далее – расходомеры), обеспечивающие измерения мас-сового, объемного расхода и плотности жидкости, объемного расхода газа, а также температуры этих продуктов (Рисунок 1.6). Измерительный модуль установки «ОЗНА-МАССОМЕР-3000» уком-плектован тремя расходомерами (два на жидкостной линии и один на газо-вой). Технологический блок установки размещен на металлическом основа-нии, представляющем собой раму. На раме установлен горизонтальный сепаратор (2) и элементы жизне-обеспечения: блок-бокс, обогреватели и вентиляторы. Сепаратор выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндри-ческого сосуда. На сепараторе смонтирован предохранительный клапан (3), указатель уровня, задвижка (5) для сброса газа на «свечу» и манометр (7). Единица электроники - компьютер, который обеспечивает разнообра-зие функций, 1) Жидкий кристаллический дисплей, 2) Четыре выключателя для оператора, 3) Регулирование напряжения входа, 4) DC напряжение для модуля генератора, 5) Все функции входа /выхода, необходимые для надлежащего дей-ствия. 1.4.2 Принцип работы влагомера Кабель системы обеспечивает "связь", по которой единица электроники обеспечивает необходимые сигналы к модулю генератора. Генератор также посылает соответствующие сигналы частоты, температуры, и отраженной энергии на компьютер для вычисления водного содержания. При нормальных условиях, операционная работа анализатора может быть описана следующим образом. Напряжение входа преобразовано в необходимые DC напряжения. При включении единица электроники исполняет набор самодиагностических ис-пытаний. Электропитание обеспечивает 15 и 30 Вольт постоянного напряже-ния к модулю генератора: 15 Вольт на генератор и 30 Вольт на нагреватель, который обслуживает генератор при 700С. Это устраняет любую погреш-ность частоты из-за изменений температуры, которая могла бы закончиться ошибками при измерении. 5 Вольт используется единицей электроники для цифровой схемы. Жидкости, текущие через секцию измерения действуют на микроволно-вый генератор, чтобы вынудить изменение в естественной частоте колебания. Температурный датчик вставлен непосредственно в жидкий поток через стену трубы седла недалеко от микроволнового генератора. Провода датчи-ка, проложенные в безупречной стальной трубке, передают этот сигнал к мо-дулю генератора и затем к единице электроники. Отраженный сигнал энергии генератора измеряется. Эта инфор-мация используется, чтобы определить фазу эмульсии - вода в нефти или нефть в воде. Внутри модуля генератора, счетчик частоты и цепь разделения понижают микроволновый сигнал на частоте, которая может быть передана по кабелю системы (изолированная скрученная пара). Частота, температура, и отраженные сигналы энергии передаются через кабель системы от модуля генератора до единицы электроники. Эти сигналы поступают на микропроцессор, где соленость и температура вносят в ком-пенсацию, а содержание воды рассчитываются с помощью имеющихся за-водских коэффициентов. Одновременно, сигнал, пропорциональный водному содержанию по-является в аналоговом выходе, а дисплей обеспечивает мгновенное считыва-ние содержание воды и измеренной температуры. Цикл измерения частоты повторяется приблизительно раз в секунду, чтобы обеспечить мгновенное, непрерывное, и в реальном масштабе времени измерение водного содержания. В то время как происходит непрерывное измерение водного содержа-ния, единица электроники периодически выполняет самодиагностические проверки. Иногда, дисплей показывает различные проверяемые испытания и результат, Эти испытания самодиагностики закончены "на заднем плане" и никоим образом не затрагивают фундаментальное измерение или вычисление водного содержания. Если будет обнаружена ошибка, то срабатывает специ-альное реле и на дисплее отображается ее код. Четыре выключателя, позволяют оператору выбирать разнообразие параметров и коэффициентов. Эти параметры могут быть изменены и введе-ны в операционную память, чтобы обеспечить надлежащие измерения. Анализаторы работают, используя микроволновое изменение нагрузи генератора. Изменение нагрузи дано, чтобы описать изменение частоты ге-нератора при изменении влагосодержания нефти. Компоненты электрической цепи и внешняя нагрузка определяют частоту генератора. Микроволны, ко-торые распространяются через жидкость в секции измерения, определяют нагрузку генератора. Секция измерения состоит из тонкого твердого сердечника, установ-ленного внутри большей трубы, как показано на рисунке 1.11. Сердечник одним концом связан с генератором. Он покрыт твердой пластмассой, чтобы предотвратить прямой контакт между металлическим сердечником и водоне-фтяными эмульсиями. Электрически эта труба, сердечник и пластмасса - ко-аксиальная линия передачи, образующая цепь измерения. Жидкости текут по секции измерений через волны, которые устанавливают перпендикуляр к по-току жидкости. Микроволновый сигнал проходит длину трубы дважды; вниз по трубе от генератора, затем отражается и возвращается к модулю генера-тора. Поглощаемость эмульсии изменяется пропорционально содержанию воды в нефти. Поглощаемость эмульсии состоит из двух частей - диэлектри-ческой постоянной и потерь. Относительная диэлектрическая постоянная нефти - 2.2, а воды - приблизительно 70. Потеря определяется прежде всего содержанием соли в воде. Точное измерение водной солености и надлежаще-го ввода этой информации в электронный блок необходимо для лучшей точ-ности вычисления. Поглощаемость водонефтяной эмульсии в секции измерения обеспечи-вает комплекс электроники. Нагрузка действует непосредственно на генера-тор, чтобы вынудить предсказуемое повторение и точное изменение по ча-стоте. Эта частота пропорциональна водному содержанию эмульсии. Темпе-ратура и потери также изменяют частоту; оба параметра используются при компенсациях, чтобы вычислить правильное водное содержание. Микропро-цессор использует измеренную частоту, чтобы вычислять и модернизировать водное содержание каждую секунду. Водонефтяные эмульсии могут существовать в двух основных стадиях. Эмульсия может быть описана как водные капли, находящиеся в нефти (нефтяная фаза) или нефтяных капель, находящихся в воде (водная фаза). Стадия эмульсии определена множеством факторов, включая содержание воды, температуру, давление, соленость, плотность, присутствие эмульгато-ров и т.д. Кроме того, имеется широкий диапазон водного содержания (прибли-зительно 40-90%) который может существовать в любой стадии. Система должна сначала определить правильную стадию прежде, чем рассчитать точную долю содержания воды Модуль генератора каждой системы содержит два отдельных контура, которые действуют в различных частотах. Каждый контур оптимизирован для лучшей работы в специфической стадии - один генератор для нефтяных фаз эмульсий и другого для водных. Две эмульсии, нефтяная и водная, со значительно различным водным содержанием, могут дать одинаковую измеренную частоту, поэтому этот па-раметр должен быть измерен, чтобы отличить стадию. Измеренный параметр, для того чтобы отличить состояние стадии эмульсии - это отраженная энергия генератора. Водные эмульсии возвра-щают намного меньше отраженной энергии, чем нефтяные. Очень небольшое количество энергии отражается назад к модулю генератора, как показано на рисунке 1.12. Нефтяные эмульсии - намного меньше поглощают энергию, чем водя-ные. Для этого случая, микроволновая энергия проходит вниз секции трубы измерения и назад с очень небольшой потерей энергии в эмульсии непосред-ственно; отраженный уровень энергии выше чем для водных эмульсий. Система контролирует отраженный уровень энергии, чтобы опреде-лить стадию. Нефтяные эмульсии показывают высокие уровни энергии, и водные эмульсии дают низкие уровни энергии. Как только стадия определе-на, система переключается на соответствующий генератор для измерения ча-стоты и определения (намерения) водного содержания. Уровень экономического развития страны и темпы технического про-гресса во многом определяются обеспеченностью нефтегазовыми ресурсами. Необходимость реализации новых технологий, получивших массовое применение, обусловило создание и столь же массовое внедрение большого числа типов и типоразмеров совершенно новых видов машин и оборудова-ния, без которых осуществление новых технологий невозможно. Столь же необходимо высококачественное измерительное оборудование. Достоинством предлагаемого усовершенствования является то, что благодаря упрощению конструкции узла влагомера, исключению линии ка-чества из базовой версии измерительной установки «ОЗНА-Массомер-3000», повышается точность измерения обводненнности продукции скважин, уменьшается время сборки данного узла и исключаются операции техниче-ского обслуживания элементов данного узла. При работе измерительной установки при включении линии качества возникал довольно значительный дисбаланс системы и из-за этого значи-тельно усложнялся алгоритм работы. Благодаря применению нового узла влагомера сводятся к минимуму работы по настройке данного модуля и ре-монту. В разделе «Безопасность и экологичность проекта» рассмотрены во-просы охраны окружающей среды, безопасности труда, обеспечения пожа-робезопасности, электробезопасности, освещенности, вентиляции сварочных постов в сборочном цеху. Размер файла: 8,5 Мбайт Фаил: (.rar) ------------------- Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные! Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку. Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот. -------------------
Коментариев: 0 |
||||
Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них. Опять не то? Мы можем помочь сделать!
К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе. |
||||
Не можешь найти то что нужно? Мы можем помочь сделать! От 350 руб. за реферат, низкие цены. Спеши, предложение ограничено ! |
Вход в аккаунт:
Страницу Назад
Cодержание / Нефтяная промышленность / Разработка и усовершенствование конструкции узла влагомера «Phase Dynamics» измерительной установки «ОЗНА-Массомер-3000» для измерения массового расхода нефти и объемного расхода газа-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа