Многофазный расходомер — это измерительное устройство, способное предоставлять мгновенные и кумулятивные данные о добыче, а также ключевые показатели, такие как обводненность, газосодержание и газожидкостное (нефтяное) соотношение, для нефтяной, газовой, водной и жидкой фаз.
Многофазные расходомеры в основном используются для оперативного измерения расхода каждой фазы сырой нефти, добываемой на устье скважины в процессе разведки и добычи нефти и газа. Они могут заменить традиционные отдельные измерительные резервуары и сложные процессы измерения, включающие перекачку потока через многоходовые клапаны. Они эффективно поддерживают создание интеллектуальной системы Интернета вещей (IoT) для нефтедобычи и подходят для отдельных скважин и скважин с многоканальной системой измерения как на суше, так и на шельфе.
Многофазные расходомеры (MPFM) позволяют четко определять закономерности добычи нефти, газа и воды в процессе эксплуатации нефтяных скважин, предоставляя точные количественные данные в режиме реального времени для принятия решений по добыче на нефтяных месторождениях.
Его основные особенности, основанные на технологии объединения данных с нескольких нераздельных датчиков, включают в себя:
| Применение и производительность | |
| Измерительная среда | Однофазная и смешанная передача нефти, газа и воды: |
| Диапазон допустимого содержания влаги | 0 ~ 99.9% |
| Диапазон допустимого объемного содержания газа | 0 ~ 95% |
| Диапазон расхода (подробные диапазоны расхода см. в Приложении 1) | Ду50: • Расход жидкой фазы: 15-600 кубических метров/сутки; • Расход газовой фазы: 0-22000 стандартных кубических метров в сутки; Ду80: • Расход жидкой фазы: 30-900 кубических метров/сутки; • Расход газовой фазы: 0-51000 стандартных кубических метров в сутки; Приведенные выше данные относятся к условиям скважины при давлении 0.75 МПа и температуре 30 °C. Подробные диапазоны расхода для других условий скважины см. в Приложении 1. |
| Диапазон средних температур | 10 ~ 80 ℃ |
| Рабочая Температура | -40~85℃. При температуре окружающей среды ниже 10℃ рекомендуется использовать оригинальные изоляционные материалы. |
| Влажность при эксплуатации | 5%–95% без конденсации |
| Расчетное давление | 0 ~ 2.5Mpa 0–4 МПа (опционально) Высокое давление можно регулировать по своему усмотрению. |
| Разрешение | • Расход масла/воды/жидкости: 0.001 тонны/час |
| • Расход газа: 0.001 кубических метров/час | |
| • Содержание влаги: 0.01% | |
| Потеря давления | ≤21кПа |
| Категория | Параметр | Параметр |
| Electrical | Рабочее напряжение | 220 В переменного тока |
| Номинальная мощность | <30 W | |
| Выходные данные | Скорость обновления данных | 1 Гц (1/сек) |
| Выходной интерфейс | RS485, Ethernet | |
| Протокол данных | Modbus RTU, Modbus TCP | |
| Механический | Подключение к процессу | Фланцевый (стандарт фланца определяется требованиями заказчика) |
| Кабельный ввод | M20 × 1.5 | |
| Материал — Корпус | литой алюминий | |
| Материал — Секция трубы | SS304 / SS316L (опционально) | |
| Вес | 82 кг | |
| Монтажная ориентация | Горизонтальный участок трубы | |
| Безопасность | Степень защиты | IP65 |
| Класс взрывобезопасности | Ex d IIB T4 |
| Погрешность измерения в масляной, водной и жидкой фазах (относительная) | ||
| Рабочее состояние | GVF 0–70% | GVF 70–95% |
| Расход жидкости < 30 т/сутки | ± 15% | ± 20% |
| Расход жидкости: 30–50 т/сутки | ± 10% | ± 15% |
| Расход жидкости: 50–100 т/сутки | ± 6% | ± 10% |
| Расход жидкости: 100–300 т/сутки | ± 5% | ± 10% |
| Расход жидкости > 300 т/сутки | ± 3% | ± 8% |
| Погрешность измерения газовой фазы (относительная) | ||
| Рабочее состояние | GVF 0–70% | GVF 70–95% |
| Расход газа < 3,000 м³/сутки | ± 20% | ± 15% |
| Расход газа 3,000–7,000 м³/сутки | ± 15% | ± 10% |
| Расход газа 7,000–12,000 м³/сутки | ± 10% | ± 8% |
| Расход газа > 120 000 м³/сутки | ± 5% | ± 5% |
| Погрешность измерения содержания воды (абсолютная) | ||
| Рабочее состояние | GVF 0–70% | GVF 70–95% |
| Сокращение потребления воды: 0–40%. | ± 5% | ± 5% |
| Сокращение потребления воды: 40–70%. | ± 3% | ± 6% |
| Сокращение потребления воды: 70–90%. | ± 2% | ± 5% |
| Сокращение потребления воды: 90–99.9%. | ± 1% | ± 4% |
Многофазный расходомер использует несколько основных технологий для измерения многофазного расхода в реальном времени и имеет модульную конструкцию, включающую модуль электротомографии, модуль измерения компонентов микроволнового излучения в реальном времени, модуль измерения расхода с помощью двухдиапазонного датчика Вентури и модуль высокоскоростного сбора данных с несколькими датчиками.
Кроме того, в сочетании с системой управления и анализа больших данных в нефтегазодобыче она не только обеспечивает четкое понимание закономерностей добычи нефти, газа и воды, предоставляя точные количественные данные в режиме реального времени для принятия решений по добыче, но также способствует снижению затрат и повышению эффективности на нефтегазовых месторождениях, диагностике эксплуатационных условий, оптимизации наземных работ и управлению добычей.
В этом модуле используется усовершенствованная конструкция с двумя датчиками дифференциального давления для получения характеристик жидкости, протекающей через структуру Вентури. Он применяет коррекции в реальном времени на основе данных датчиков температуры и давления для предварительного измерения расхода газа и жидкости, что позволяет с высокой точностью измерять общий расход двухфазной газожидкостной смеси в широком диапазоне расхода и при различных условиях скважины.
Данная технология измерения способна оперативно реагировать на мельчайшие колебания состояния скважины и изменения характера потока, отличаясь широким диапазоном применения, высокой точностью измерения и возможностью получения данных в режиме реального времени.
Этот модуль основан на высокочастотной микроволновой конструкции. Путем обнаружения затухания мощности и сдвига фазового угла микроволн в жидкости, в сочетании с моделью расчета содержания воды, он определяет содержание воды в жидкости. В отличие от традиционных радиочастотных датчиков проводимости, этот модуль обеспечивает более точные измерения и менее подвержен влиянию солености.
Одновременно, благодаря специально разработанной конструкции антенны, она может осуществлять расслоенное обнаружение жидкости, предоставляя информацию о частичной картине потока.
Данный модуль использует технологию электромагнитной томографии (ЭМТ) для неинвазивного воздействия на трубопровод электрическим током и обнаружения изменений его граничных значений.
В нем используется электромагнитная модель для обратного определения распределения параметров электрических характеристик внутри трубопровода, что позволяет получить качественную оценку внутренней картины потока и обеспечивает основу для принятия решений на основе объединения данных с датчиков и расчета модели.
Данный модуль включает в себя подмодуль объединения данных с нескольких датчиков, подмодуль классической модели гидродинамики, подмодуль механизма принятия решений с помощью искусственного интеллекта и модуль связи.
Подмодуль механизма принятия решений с использованием ИИ применяет алгоритм сверточной нейронной сети (CNN) из области глубокого обучения для автономного изучения характеристик данных непосредственно из необработанных данных и поиска корреляционных правил глубокого уровня с целевым значением. Он обучается и генерируется на основе различных данных датчиков, полученных в разных условиях скважин в лабораторных и полевых нефтяных месторождениях. В основном он отвечает за оценку характера потока и состояния скважины, предоставляя ориентиры для принятия решений в рамках классической модели.
Инструмент анализа данных многофазного потока (MFMTool), поставляемый вместе с многофазным расходомером, может принимать и отображать различные данные, собранные датчиками, а также показывать различные результаты измерений в реальном времени и кумулятивные результаты, включая мгновенный трехфазный поток, мгновенное содержание воды, мгновенное содержание газа, кумулятивный трехфазный поток, кумулятивное среднее содержание воды и кумулятивное среднее газонефтяное соотношение. Он также обеспечивает визуализацию картины потока внутри трубопровода в реальном времени, позволяя пользователям отслеживать состояние потока и условия внутри трубопровода в режиме реального времени.
Интеллектуальные многофазные расходомеры для нефтяных скважин используются для онлайн-измерения расхода каждой фазы многофазного потока нефть-газ-вода, добываемого на устье скважины в процессе разведки и добычи нефти и газа. Это эффективно способствует созданию интеллектуальной системы Интернета вещей (IoT) для нефтедобычи и подходит для таких условий, как отдельные скважины, обратные скважины, смешанная транспортировка блоков/коллекторов, морские платформы и подводные системы добычи на суше и на море.
Помимо многофазных газовых расходомеров, компания Sino-Inst также поставляет однофазные расходомеры, а также приборы для измерения давления, уровня и температуры для нефтегазовой отрасли.
