Praćenje razine pijeska u stvarnom vremenu pomoću DeSandera i Separatora za automatsko uklanjanje

Sposobnost praćenja razine pijeska u desanderima, separatorima i povratnim sustavima omogućuje automatizaciju i veću učinkovitost procesa uklanjanja pijeska te poboljšanu upotrebu i životni vijek opreme.

Rheonics_SRV_SDP_Sand_Detection_Probe_Desanders_Header-04 — Rheonics SDP – Sonda za detekciju pijeska

Tablica sadržaja

Uvod
Praćenje i kontrola razine upravljanja pijeskom
Različite strategije za praćenje pijeska
Rheonics SDP – Sonda za detekciju pijeska

Uvod

Proizvodnja pijeska jedna je od glavnih briga u industriji nafte i plina. Pijesak se stvara od tekućina i stijena izvađenih iz bušotina. Kao posljedica prisutnosti pijeska, cjelokupni proces transporta i transformacije pod utjecajem je pogoršanja opreme (bušotine, cjevovoda, cijevi, ventila, prigušnice, separatora), zaustavljanja proizvodnje, smanjenja stope proizvodnje, ranog održavanja itd. Veliki ekonomski napori su stoga staviti u upravljanje pijeskom i kontrolu na terenu.

Proizvodnja pijeska je problem koji je prisutan na uzvodnoj strani nafte i plina, koja se bavi istraživanjem, vađenjem i proizvodnjom sirove nafte i plina. Nakon što je bušotina izbušena i ispitana količina ugljikovodika koja se može ekonomski ekstrahirati, za kontrolu brzine i uvjeta ekstrakcije koriste se glave bušotine. Jednofazni ili višefazni separatori tada se koriste za dobivanje ugljikovodika potrebnih za rafiniranje ili preradu, što je poznato kao nizvodna strana industrije.

Ovaj članak opisuje Rheonics Detekcija pijeska SDP senzor i kako se koristi za praćenje razine pijeska u opremi za odvajanje pijeska, omogućujući brze akcije za bolje upravljanje pijeskom.

Rheonics senzori se također koriste za praćenje težine isplake za bušenje u stvarnom vremenu na stranicama s platformama.

Slika 1: Pregled vađenja nafte i plina i proizvodnje pijeska

Praćenje i kontrola razine upravljanja pijeskom

Gospodarenje pijeskom odnosi se na „životni ciklus pijeska“, koji uključuje postupke poput početnih modeliranih predviđanja, stvarnog praćenja i konačnog zbrinjavanja nakupljenog pijeska, uzimajući u obzir ekološke, sigurnosne i ekonomske aspekte.

Tijekom upravljanja pijeskom potrebne radnje su: odvajanje, sakupljanje, čišćenje, mjerenje i praćenje.

Separatori pijeska

Odvajanje je proces koji se koristi za izolaciju krutih tvari od tekućine sadržane u višefaznoj tekućini koja dolazi iz bušotine. Oprema koja se koristi za odvajanje pijeska, tzv. Odstranjivači pijeska mogu biti gravitacijske posude (tj. izbacivanje slobodne vode (FWKO) mlazom pijeska), uklanjanje pijeska iz zamke pijeska, hidrociklonski ili filtarski sustavi.

Ovi desanderi se razlikuju u dizajnu, veličinama i principima rada. Odabir ovisi o potrebnom kapacitetu, brzini protoka, veličini krutih tvari, lokaciji u proizvodnoj liniji, ekonomskom učinku itd. Postoje različiti stilovi otpišavača koji su prikladni za specifične slučajeve uporabe kao što su višelinerski desander, umetnuti desander itd.

Desinder bušotine su višefazni ciklonski separatori zemlja-tekućina dizajnirani za obradu punog protoka bušotine. Mogu raditi s mješovitim tokovima nafte, plina i vode i mogu raditi s punim praznim udjelima plina te se koriste i u plinskim i u naftnim bušotinama. Koriste se i za rukovanje privremenom proizvodnjom krutih tvari tijekom ispitivanja i čišćenja bušotine, kao i za trajnu tekuću obradu proizvodnje pijeska. Izgrađeni su da zadovolje ASME i API-6A ocjene dizajna.

Sljedeći shvatiti prikazuje uobičajene desandere koji se koriste na različitim lokacijama i gdje su u liniji Rheonics mogu se koristiti senzori.

Slika 2: Vrste i lokacije desandera u uzvodnim procesima nafte i plina

Instalacija otpisača može se definirati njegovim položajem u odnosu na prigušni ventil. Prigušni ventili koriste se za kontrolu protoka i tlaka u cjevovodu. Odstranjivači pijeska smješteni prije prigušnice ili na ušću bušotine štite svu opremu nizvodno (uključujući prigušnicu na ušću bušotine), ali zahtijevaju visokotlačnu konstrukciju. Odstranjivači pijeska koji se nalaze nakon prigušnice zahtijevaju puno niže vrijednosti tlaka, mogu biti jeftiniji, ali neće zaštititi prigušnicu (potrebno je održavanje ili zamjena) i obično su većih dimenzija.

Dodatna prednost desindera postavljenih prije prigušnice na ušću bušotine je ta što je filtrirani pijesak obično čišći, s niskim postotkom ugljikovodika (do 0.5% masene koncentracije – kg nafte po kg suhog pijeska) [5].

hidrocikloni:

Uređaj za ciklonski separator, koji se također naziva "desanders", "desiding cyclone" ili "desing hydrocyclone", koristi vrtložni tok s otpadnom višefaznom tekućinom za hvatanje i odvajanje krutih tvari. Centrifugalne sile tjeraju krute tvari, poput pijeska, da se kreću blizu stijenke i povlače ih gravitacija prema dolje duž posude stožastog oblika kao donji tok. Tijekom ovog procesa potiče se protok čiste tekućine, vode ili ugljikovodika da izađe iz posude kroz vrh, u središte vrtložnog toka.

Slika 3: Prikaz ciklonskog separatora pijeska [3]

Donji tok s filtriranim krutim tvarima pohranjuje se u akumulacijskom dijelu ispod, koji može biti sastavni ili odvojen od ciklon.

Slika 4: Varijante dizajna desandera

Poznati problem s ciklonskim separatorima je nakupljanje ili skrućivanje pijeska koji može začepiti sustav. To se može dogoditi ako brzina stvaranja pijeska premašuje brzinu kojom se pijesak uklanja kroz cijevi i ventile. Ventili za ispuštanje s unaprijed definiranim otvorenim ciklusom su neučinkoviti jer stvaranje pijeska može biti nekonstantno i često varira. Ako se ventil otvori kada se ne stvara pijesak, višefazna otpadna tekućina može izravno proći kroz donji protok, gubeći proizvod. Ako se otvori prekasno, pijesak će napuniti posudu, ugrožavajući sveukupne operacije.

Ostavljanje ventila za pražnjenje akumulatora malo otvorenim dovodi do kontinuiranog gubitka tekućine i erozije na ventilu za pražnjenje. Za rad s niskim tlakom (<100 psig na ulazu) ovaj se način rada često koristi. Međutim, za rad pod visokim tlakom (>100 psig), ili višefazni protok s uljem u struji tekućine, ili vrlo abrazivnim krutinama, ili problemima s rukovanjem velikim količinama ispuštenih tekućina – otvaranje ispusnog ventila nije razumno rješenje (4) .

Poboljšano rješenje je korištenje vodova protoka ili vodova protoka u posudi. Pomoću senzora tlaka može se detektirati razlika tlaka nastala nakupljanjem pijeska, a linija toka stvara silazni tok izbjegavajući začepljenje pijeskom. Oni su, međutim, također neučinkoviti ako je stopa stvaranja pijeska previsoka.

Operateri mogu pratiti proizvodnju pijeska u separatorima i bilo kojoj drugoj opremi, koristeći razne tehnike, kao što su analiza uzoraka tekućine, numeričke simulacije i druge neizravne mjerne tehnike osim senzora za izravno mjerenje razine pijeska kao što su Rheonics Sonda za detekciju pijeska SDPCilj u svim ovim slučajevima je rano identificirati i riješiti probleme s proizvodnjom pijeska, a u nekim slučajevima automatizirati uklanjanje pijeska.

Slika 5: Linija toka u desanderima

Potreba za praćenjem razine pijeska u stvarnom vremenu

Korištenje opreme za praćenje razine ili koncentracije pijeska omogućuje korisniku da:

Identificirajte nakupine pijeska bez ljudske intervencije
Planirajte održavanje i čišćenje opreme
Poduzmite mjere rano (prije nego što naslage pijeska prouzrokuju ozbiljnu štetu)
Planirajte poboljšanja procesa
Analizirati tendencije brzine erozije
Stabilizirajte podrume za potpunu kontrolu automatizacije
Smanjite potrebu za vizualnim provjerama i ljudskim nadzorom
Poboljšajte sigurnost rada i sigurnost osoblja na licu mjesta

Različite strategije za praćenje pijeska

Neke tehnologije korištene za praćenje pijeska navedene su u sljedećoj tablici.

Tablica 1: Senzorske tehnologije za praćenje pijeska

Tehnologija	Opis	Prozodija	Cons
Akustični senzori	Nenametljiv Mjeri zvučne valove koje stvara pijesak uslijed udara čestica u površinu bušotine, cjevovoda ili bilo koje opreme	Lako se postavlja na više mjesta proizvodnje. Korisno za prepoznavanje mjesta koncentracije i, do određene razine, veličine čestica.	Pod utjecajem protoka tekućine, mjehurića, vanjskih vibracija itd. Teško za kalibraciju - nedostatak pouzdane opreme za kalibraciju. Ne radi pri visokim tlakovima ili kada ima naslaga na sondi.
Sonde za eroziju	Intruzivna i invazivna sonda. Mjeri razlike u električnom otporu zbog gubitka materijala s metalne površine sonde uzrokovanog udarom pijeska.	Pruža izravne i kvantitativne informacije o količini i distribuciji proizvodnje pijeska. Koristi se kao uzorak potencijalnog oštećenja opreme.	Pogođen korozijom, prljanjem ili začepljenjem. Učinkovitost i trajnost su ugroženi. Potrebno je pažljivo praćenje zamjene. Osjetljivost mjerenja je ugrožena zbog artefakata procesa.
Senzor koncentracije pijeska	Mjeri električni otpor ili kapacitet tekućine, za koje se očekuje da će biti povezane s koncentracijom pijeska i masenim protokom u tekućini.	Nudi kontinuirane podatke u stvarnom vremenu Upozorava na sve promjene ili anomalije.	Pod utjecajem drugih svojstava tekućine, kao što su temperatura, tlak i salinitet Na osjetljivost i pouzdanost mjerenja ozbiljno utječu procesni artefakti poput naslaga
Ultrazvučne sonde	Nije nametljiv niti invazivan Senzor radi tako što šalje zvučne valove i određuje vrijeme u kojem se vraćaju. Djeluje poput radara koji utvrđuje stvaraju li se čvrste tvari u određenom dijelu opreme.	Pruža informacije u stvarnom vremenu bez nametanja Podnosi vibracije, infracrveno zračenje, ambijentalnu buku i EMI (elektromagnetske smetnje) zračenje	Na očitanja mogu utjecati vanjska svojstva tekućina Zahtijeva kalibraciju na terenu za svaku instalaciju osim ako se ne koristi posebna protočna ćelija ili kućište Ozbiljno pogođen naslagama na stijenkama i potrebna je ponovna kalibracija za rad s promjenjivim uvjetima stijenke posude
Vibracijske sonde	Nametljivo i invazivno Radi na određenoj frekvenciji i detektira promjene ili odstupanja frekvencije kada je u kontaktu s tekućinom i čvrstim tvarima.	Otkriva nakupljanje tijekom vremena Može se postaviti kao alarm razine Može otkriti koroziju	Može se začepiti naslagama
Nuklearne radiometrijske sonde	Nenametljiv Na temelju detekcije gama zračenja, broji koliko je zračenja postignuto u određenom području tijekom određenog vremena kako bi se izračunao čvrsti ili materijalni sadržaj	Djeluje kroz debeli metal Prikladno za visokotlačne, korozivne i abrazivne sredine	Potrebna je redovita kalibracija Veliki troškovi Propisi zbog nuklearnog izvora, nedopušteni na nekim mjestima

Rheonics SDP - Sonda za detekciju pijeska

Rheonics SDP je linijska sonda za detekciju pijeska od Rheonics, SDP senzor se koristi zajedno sa softverom Ostrich (Rheonics Softver za detekciju razine pijeska) za detekciju pijeska uživo u polju u opremi za separatore, uključujući ciklonske separatore.

Rheonics SDP može se koristiti za praćenje razine pijeska u opremi naftne i plinske industrije, kao što su separatori. To pomaže u zaštiti proizvodnih elemenata na površini (nafta i plin) i podmorskoj strani (podmorska oprema).

Rad senzora temelji se na torzijskom rezonatoru koji detektira promjene u viskoznosti i gustoći jednofazne ili višefazne tekućine. Senzor opaža prigušenje izazvano tekućinom u koju je uronjen i njegov utjecaj na rezonantnu frekvenciju.

The SDP konfiguriran je za održavanje radnih uvjeta sustava, za visoke tlakove do 10 15 psi, s verzijama dostupnim za 25 XNUMX psi i XNUMX XNUMX psi. Senzorska sonda može se montirati i s različitim procesnim priključcima poput API prirubnica, Grayloc, Hammer Union itd. To pomaže u integraciji SDP senzor u različite odpjenjivače i uzvodne ili srednje tokove cjevovode i rezervoare.

Tablica 2: Specifikacije Rheonics Sonda za detekciju pijeska – SDP

Rheonics Sonda za detekciju pijeska - SDP
Duljina produžetka	Prilagodljiv
Procesna veza	Prilagodljiv
Maks. Varijante nazivnog tlaka	10,000 psi (690 bar, 69 MPa) 15,000 psi (1035 bar, 103 MPa) 25,000 psi (1724 bar, 172 MPa)
Materijal	Nehrđajući čelik 316 Hastelloy C22 dostupan za okruženja s visokom korozijom
Certifikati	Ex (ATEX, IECEx, JPEx, itd.)
crtanje	Rheonics SDP crtanje

Slika 6: Rheonics SDP – Sonda za detekciju pijeska

Posjetite sljedeći članak kako biste saznali više o slučaju instalacije SRD mjerač gustoće i viskoznosti u naftovodima i plinovodima prema API standardima.

Sonda za detekciju razine pijeska SDP Montaža

Kao što je prikazano na slikama 2, 4 i 5, SDP Senzor se može instalirati na različitim točkama ili vrstama odpjenjivača uzvodnog dijela nafte i plina.

The SDP Senzor se može koristiti za detekciju prisutnosti pijeska ili čestica koje bi se mogle "zacementirati" i začepiti donji otvor na odpjenjivačima. Senzor se postavlja na unaprijed određenu visinu u odpjenjivaču i pokazuje jesu li razina i volumen pijeska dovoljno visoki da upozore da je potrebna akcija kontrolera (npr. PLC-a) i aktuatora (npr. ventila) za uklanjanje pijeska. Dvije sonde mogu se koristiti za signaliziranje niske i visoke razine radi bolje automatizacije upravljanja ventilom za uklanjanje pijeska i sprječavanja izlaska tekućine iz posude u izlaznoj liniji krutih tvari.

The SDP Očitavanja razine pijeska pružaju informacije o razini čvrstih naslaga u višefaznoj tekućini. Na primjer, ako se tekućina uglavnom sastoji od vode, senzor daje očitanje od približno 1-2 cP. Ali kada se pojave dodatne čestice ili tekućine (npr. pijesak, ulje itd.), očitanja se značajno mijenjaju.

Primjena:

Automatizirajte uklanjanje čvrstih čestica iz akumulatora u desinderima i separatorima koji se koriste za

Bušenje nafte i plina
Proizvedeno uklanjanje pijeska
Operacije ispitivanja bušotine
Čišćenje namotanih cijevi
Podbalansirane operacije bušenja
Pročišćavanje otpadnih voda
Obrada industrijske procesne vode
Obrada oborinskih voda
Postrojenje za desalinizaciju
Postrojenje za reciklažu

Prednosti:

Kompaktan, robustan dizajn
Nema pokretnih dijelova, nema potrebe za održavanjem ili servisiranjem
Smanjuje troškove rada uređaja za odstranjivanje pijeska, čineći bušotinu s visokom količinom pijeska ekonomičnom
Smanjuje eroziju krutih tvari iz ventila za pražnjenje akumulatora putem aktivacije temeljene na događaju
Pomaže smanjiti onečišćenje pijeska uljem sprječavajući stvaranje mulja i ublažava teške probleme nakupljanja krutih tvari

Operacije:

Dostupan u širokom rasponu veličina i tlakova
Dostupno s ASME i API 6-A sukladne prirubnice i drugi procesni priključci
Nije potrebno puštanje u rad ili kalibracija na licu mjesta
Dolazi sa softverom za praćenje razine pijeska s jednostavnim postavljanjem upozorenja i razina alarma
Također je moguće aktivirati ventil za pražnjenje akumulatora izravno iz senzorskog sustava
Nema gubitka radnog tlaka zbog ugradnje senzora u otpiskivač ili akumulator

Instalacija i podrška:

Jednostavan za instalaciju
Senzorska sonda napravljena da odgovara bilo kojem priključku na desanderu
EX certifikat
Nema potrebe za puštanjem u pogon ili kalibracijom
Testni način za provjeru rada i osjetljivosti senzora
Globalna podrška s daljinskom dijagnozom i konfiguracijom senzora

Automatizirani sustav za uklanjanje pijeska

The Rheonics sonda za detekciju razine pijeska, SDP, prednjači u automatiziranom uklanjanju nakupina pijeska u odpljenjivačima i separatorima koji se koriste u naftnoj i plinskoj industriji. To se postiže detekcijom prisutnosti pijeska ili krutih tvari u liniji prije nego što uzrokuju ozbiljna oštećenja opreme i slanjem signala za aktiviranje ventila u donjoj liniji za transport pijeska i kasnije uklanjanje.

Slika 7: Kontrola uklanjanja pijeska s Rheonics SDP Sonda za detekciju pijeska

Kako naručiti?

Koristite online Zahtjev za ponudu (RFQ) za SDP i odaberite potrebne informacije. Glavni konfiguracijski kodovi za senzor detaljno su opisani u nastavku.

		Kako naručiti Rheonics Sonda detektor pijeska?
1	Rheonics SDP senzor SDPSonda za detekciju pijeska	4	Varijanta senzora X9: Poseban instalacijski adapter/čahura.
2	Temperatura ocjena Tx - Nazivna temperatura (maks. operativna) T1: Označeno za tekućine do 125 °C (250 °F) T2: Označeno za tekućine do 150 °C (300 °F) T3: Označeno za tekućine do 175 °C (350 °F) T4: Označeno za tekućine do 250 °C (480 °F) T5: Označeno za tekućine do 285 °C (545 °F)	5	Duljina umetanja "A" Udaljenost od prirubnice do vrha senzora. Određuje naručitelj, npr. A500: 500 mm
3	Ocjena tlaka PX - Nazivni tlak (maks. operativni) P1: Nazivno do 15 bara (200 psi) P2: Nazivno do 70 bara (1000 psi) P3: Nazivno do 200 bara (3000 psi) P4: Nazivno do 350 bara (5000 psi) P5: Nazivno do 500 bara (7500 psi) P6: Nazivno do 750 bara (10000 psi) P7: Nazivno do 1000 bara (15000 psi) P8: Nazivno do 1500 bara (20000 psi)	6	Procesni priključak "B" Procesnu vezu definira klijent. Navedite normu/standard i veličinu. Pošaljite crtež ako je potrebno. Kod dao Rheonics npr. BAP0501: API Hub 16A 5000 psi Stezaljka broj 1
3		7	Duljina kabela senzora Duljina kabela definirana u metrima, npr. CAB50: Standardni kabel 50 m (160 ft)

DeSander i proizvođači separatora

Brojne tvrtke proizvode i koriste desandere za razne industrijske primjene. Neki od njih ima:

Više o industriji nafte i plina

Industrija nafte i plina obuhvaća istraživanje, vađenje, rafiniranje, transport i marketing naftnih proizvoda. To je višefazni i složeni proces koji snažno utječe na svjetsko gospodarstvo, budući da osigurava danas najkorišteniji izvor energije.

Koraci sadržani u industriji nafte i plina podijeljeni su u sljedeća područja ili segmente:

Uzvodno: Uzvodni segment odgovoran je za istraživanje, otkrivanje i vađenje sirove nafte i prirodnog plina iz podzemnih ležišta.
Midstream: Segment midstream bavi se transportom i skladištenjem sirove nafte i prirodnog plina.
Nizvodno: Nizvodni segment fokusiran je na rafiniranje sirove nafte u svoje različite proizvode i marketing tih proizvoda potrošačima.

Danas se industrija nafte i plina suočava s mnogim izazovima. Od svih njih, ekološki aspekt je od najveće važnosti jer su se pojavili alternativni čišći izvori energije kao što su solarna energija ili energija vjetra. Troškovi uključeni u ovu industriju igraju ključnu ulogu danas i imat će sve veću važnost u budućnosti za određivanje održivosti i profitabilnosti ove industrije. Kompanije za naftu i plin ulažu u čišće strategije i uvijek su u potrazi za poboljšanjem učinkovitosti što je više moguće.

Bušotine koje se koriste u industriji nafte i plina [1]

Više o proizvodnji pijeska

Također poznat kao ulazak pijeska ili invazija pijeska, ovaj se problem može opisati kao pristup, nakupljanje i skrućivanje pijeska ili drugih čestica unutar cjevovoda ili strojeva koji se koriste u industriji nafte i plina tijekom vađenja, transporta i skladištenja.

Usta bušotine su oprema koja se koristi u uzvodnom području industrije nafte i plina za regulaciju protoka ugljikovodika ekstrahiranih iz podzemne bušotine. Ovo su prvi dijelovi opreme kod kojih postoji opasnost od naslaga pijeska, tako da uglavnom rade s desanderima ili separatorima pijeska, koji su detaljno opisani kasnije u ovom radu.

Formiranje pijeska problem je koji se ponavlja, osobito u bušotinama izbušenim u nekonsolidiranim ležištima pješčenjaka. Kada tlak u ležištu padne ispod čvrstoće formacije, zrnca pijeska se mogu odvojiti od okolnih stijena i otjecati u bušotinu zajedno s proizvedenom naftom ili plinom.

Neke od posljedica proizvodnje pijeska su:

Smanjena produktivnost bušotine: Proizvodnja pijeska može djelomično ili potpuno blokirati bušotinu, smanjujući protok nafte ili plina. To može dovesti do smanjenja obujma proizvodnje, kvalitete i prihoda. Proizvodnja ispod predviđene ili ekonomske razine može štetno utjecati na profitabilnost bušotine.
Oštećenje opreme u bušotini: Naslage pijeska mogu erodirati i začepiti cijevi, ventile, pumpe itd., uzrokujući skupu štetu i zahtijevajući preuranjenu zamjenu. To može utjecati na uzvodne i srednje točne segmente ako filtriranje ili uklanjanje pijeska nije pravilno izvedeno tijekom vađenja. Povećani troškovi rada mogu brzo učiniti bušotinu neekonomičnom za proizvodnju.
Nestabilnost bušotine: Proizvodnja pijeska može destabilizirati bušotinu, povećavajući rizik od kolapsa bušotine. To može biti ozbiljna sigurnosna opasnost i može zahtijevati zatvaranje ili napuštanje bunara. Osim toga, financijski učinak bi bio značajan i mogao bi ugroziti ukupni pristup akumulaciji.

Kako bi se riješio problem proizvodnje pijeska, u proizvodnim pogonima obično se primjenjuju metode filtracije i odvajanja pijeska.

Izjava o odricanju od odgovornosti

Slike, fotografije i slike koje se koriste služe u svrhu ilustracije i ne predstavljaju nikakvo jamstvo ili tvrdnje o prikladnosti upotrebe i ne smiju se tumačiti kao eksplicitna ili implicitna preporuka ili potvrda. Sve su ilustracije ispravne zasluge našeg izvora pristupa i njihovom upotrebom ovdje ne navodimo niti utvrđujemo autorska prava koja pripadaju i ostaju nepromijenjena kod postojećeg nositelja autorskih prava tog materijala.