DeSander i Separator nadziru razinu pijeska u stvarnom vremenuoring 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 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 Sand Detection SDP senzor i kako se koristi za praćenje razine pijeska u opremi za odvajanje pijeska, omogućavajući brze radnje za bolje upravljanje pijeskom.

Rheonics senzori se također koriste za mud weight monitoring fluida za bušenje u stvarnom vremenu na stranicama s platformama.

Slika 1: Pregled vađenja nafte i plina i proizvodnje pijeska

Nadzor razine upravljanja pijeskomoring i kontrolu

Upravljanje pijeskom odnosi se na "životni ciklus pijeska", koji uključuje postupke kao što su početna modelirana predviđanja, stvarni monitoring, te konačno zbrinjavanje nakupina pijeska, uzimajući u obzir ekološke, sigurnosne i ekonomske aspekte.

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

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. Izrađeni 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 SRV-SDP. Cilj je u svim ovim slučajevima rano identificirati i riješiti probleme proizvodnje pijeska, au nekim slučajevima i automatizirati uklanjanje pijeska.

Slika 5: Linija toka u desanderima

Potreba za praćenjem u stvarnom vremenuoring razine pijeska

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 pješčani monitoring

Neke tehnologije korištene za pješčani monitoring navedeni su u sljedećoj tablici.

Tablica 1: Senzorske tehnologije za pješčani monitoring

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. Potreban je bliski nadzororing radi 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 artefakti procesa 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. Obrađuje 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 određena protočna ćelija ili kućište. Ozbiljno pod utjecajem naslaga 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.

Rheonics SDP - Sonda za detekciju pijeska

Rheonics SDP je ugrađena sonda za detekciju pijeska koja se temelji na Rheonics viskozimetar SRV. 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 se može koristiti za praćenje razine pijeska u opremi za industriju nafte i plina 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.

SDP je konfiguriran za održavanje radnih uvjeta sustava, za visoke tlakove do 10K psi, s dostupnim verzijama za 15K psi i 25K psi. Sonda senzora također se može montirati s različitim procesnim priključcima kao što su API prirubnice, Grayloc, Hammer Union, itd. To pomaže u integraciji SDP senzora u različite uređaje za uklanjanje pijeska i uzvodne ili srednje 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 crtež

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.

Instalacija SDP sonde za detekciju razine pijeska

Kao što je prikazano na slikama 2, 4 i 5, SDP senzor se može instalirati na različitim točkama, ili tipovima desandera, uzvodne sekcije nafte i plina.

SDP senzor se može koristiti za detektiranje prisutnosti pijeska ili čestica koje bi mogle "zacementirati" i začepiti donji otvor za ispuštanje pijeska. Senzor se postavlja na unaprijed definiranu visinu u raspršivaču koji bi pokazao jesu li razina i volumen pijeska dovoljno visoki da bi upozorili da je potrebno djelovanje kontrolera (npr. PLC-a) i aktuatora (npr. ventila) za uklanjanje pijeska. Dvije sonde se mogu koristiti za signaliziranje niske i visoke razine za bolju automatizaciju kontrole ventila za uklanjanje pijeska i izbjegavanje bilo kakve tekućine da izađe iz posude u izlaznoj liniji krutih tvari.

SDP očitanja razine pijeska pružaju informacije o razini krutih 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
Dostupan s prirubnicama sukladnim ASME i API 6-A i drugim procesnim priključcima
Nije potrebno puštanje u rad ili kalibracija na licu mjesta
Dolazi s Sand Level monitomoring softver 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

Korištenje električnih romobila ističe Rheonics sonda za detekciju razine pijeska, SDP, prednjači u automatiziranom uklanjanju nakupina pijeska u desanderima i separatorima koji se koriste u industriji nafte i plina. To se postiže otkrivanjem 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 SRV-SDP sonda za detekciju pijeska

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: Midstream segment bavi se prijevozom i storing sirova nafta i prirodni plin.
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.