Оборудование для обогащения
Узнать больше Свернуть
Развернуть

HAVER & BOECKER NIAGARA - специалист в области конструирования и производства машин для обогащения минерального сырья горнодобывающей промышленности, строительных и вторичных материалов.
Телефон: +49 251 97 91 57
email: info@haverniagara.com

Подробнее Свернуть
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали

Учтём все: расходомеры для нефтегазовой промышленности

07.04.2022

Точный учёт — непременное условие для развития любого бизнеса. Не является исключением и нефтегазовый сектор. Причём здесь есть своя специфика — измерять объёмы нефти и газа в режиме реального времени непросто.

На выручку приходят новые технологии, в данном случае расходомеры. Какие приборы лучше всего подходят для нужд нефтегазового сектора, и на что следует обратить внимание при выборе?

Установка расходомера для нефти
Фото: orenburg-dobycha.gazprom.ru

Первый вихревой расходомер в нашей стране был разработан в 1980-е годы в НИИ «Теплоприбор». Его выпускали на заводе Старорусприбор.

Расходомеры: не только учёт

По словам специалиста по работе с проектными институтами ООО «КРОНЕ Инжиниринг» Александра Теплякова, расходомеры используют практически на всех этапах добычи, транспортировки и переработки углеводородов.

Руководитель группы полевого оборудования ООО «Иокогава Электрик СНГ» Ольга Галушко добавляет к этому, что расходомеры, помимо своей основной функции, также измеряют плотность, рассчитывают вязкость, имеют возможность компенсации по давлению.

«Современные расходомеры имеют возможность модернизации в процессе эксплуатации благодаря наличию так называемых «функций по запросу». Наличие этих дополнительных функций позволяет заказчику расширить область применения своего прибора, дозаказав понадобившиеся функции уже после приобретения, тогда, когда в них возникла необходимость, без привлечения сервисных специалистов.

К таким функциям относятся дозирование, определение концентрации, измерение количества теплоты, расчёт доли чистой нефти в добываемой смеси, проверка состояния измерительных трубок и другое», — перечисляет дополнительные возможности расходомеров Ольга Галушко.

Очевидно, что данные системы незаменимы при автоматизированном учёте нефти и нефтепродуктов, при проведении учётно-расчётных операций между поставщиками и потребителями.

На основании их показаний проводят все дальнейшие расчёты, включая технический, коммерческий учёт и планирование. Однако расходомеры, как и другие атрибуты «Индустрии 4.0», в некоторых случаях обеспечивают и осязаемую экономию, которую можно выразить в денежном эквиваленте.

«Если говорить о выгоде и экономическом эффекте использования расходомеров, необходимо рассматривать каждый конкретный случай применения. Расходомер может быть интегрирован
в технологический процесс, например, на нефтеперерабатывающем предприятии, и роль его заключается в передаче информации эксплуатирующему персоналу.

Или расходомер участвует в контуре регулирования. И в этом случае экономический эффект неочевиден в первом приближении, так как основная задача прибора — это обеспечение правильности ведения технологического процесса. Для предприятия экономический эффект в этом случае будет заключаться в снижении стоимости владения оборудованием.

Другое дело, когда предприятие имеет узлы учёта энергоносителей (вода, пар, природный газ, нефть, мазут и т. д.). Это позволяет предотвратить лишние траты за энергоносители, планировать будущее энергопотребление и т. д.», — объясняет Александр Тепляков.

Широкие возможности открывают функции самодиагностики, которые есть в современных расходомерах.

«Это помогает лучше понимать состояние прибора и технологического процесса в режиме реального времени, предотвращать аварийные ситуации и остановки, а также своевременно планировать техническое обслуживание. Все это, безусловно, снижает текущие эксплуатационные расходы, а также экономит время и человеческий ресурс предприятия», — отмечает Ольга Галушко.

В Советском Союзе использовался только объемный учет нефти и нефтепродуктов. В 2004 году был утверждён предварительный национальный стандарт по учёту нефти и нефтепродуктов в килограммах (массе продукта). А в 2020 году на территории ЕАЭС был принят межгосударственный стандарт «Масса нефти и нефтепродуктов».

Ультразвуковые расходомеры: тонкости монтажа

Все расходомеры решают одну задачу, но отличаются принципом работы: выделяют вихревые, кориолисовые и ультразвуковые приборы. Своё применение в нефтегазовом секторе нашли все разновидности расходомеров.

«Ультразвуковые расходомеры можно встретить на разных этапах, начиная от процессов добычи и первичной обработки нефти и газа и заканчивая этапом переработки и реализации продуктов. Такому широкому распространению эти приборы обязаны ряду характеристик, выгодно отличающих их от расходомеров другого типа.

К ним относятся высокие точностные характеристики, полнопроходное сечение, широкий диапазон диаметров первичного преобразователя, широкий динамический диапазон измерения расхода, широкий диапазон применения по температуре и давлению измеряемой среды, отсутствие износа в процессе эксплуатации, низкие эксплуатационные затраты, отличные диагностические возможности», — перечисляет Александр Тепляков.

В то же время необходимо отметить, что качество измерения при помощи ультразвуковых расходомеров, впрочем, как и для расходомеров других типов, зависит от многих факторов. Так, на этапе проектных работ необходимо учитывать специфические свойства измеряемой среды: негомогенность, наличие газовых и твердых включений для жидкостей и нестабильный компонентный состав — для газов, отмечает представитель «КРОНЕ Инжиниринг».

Кроме этого, важно соблюсти требования к монтажу оборудования, учитывая при этом, что ультразвуковые расходомеры различаются по способу монтажа. Они могут быть фланцевого исполнения, о которых и говорит Александр Тепляков, и накладными.

Последние также имеют свои преимущества, основное из которых заключается в экономии энергии на прокачку за счёт отсутствия сужений. Но от качества проведённого монтажа зависит точность измерений, поэтому важно соблюсти все условия.

«Выбирается прямолинейный участок — обычно это участок протяжённостью не менее 10 диаметров трубопровода до места установки расходомера и 5 диаметров — после места установки. Поверхность трубопровода в месте установки сенсоров должна быть тщательно обезжирена и очищена от краски, ржавчины и пыли, а поверхность сенсора — смазана консистентной смазкой и плотно прилегать к трубопроводу», — отмечают в своей статье «Контроль расходов нефтепродуктов на основе искусственной нейронной сети» Т. Р. Васильев и А. Г. Кокуев.

Неправильно проведённый монтаж приводит к погрешностям измерений или отказам оборудования, сводя на нет все преимущества ультразвуковых расходомеров. Причины могут быть различными. Не всегда возможно выбрать достаточно прямолинейный участок трубопровода.

Кроме того, со временем его поверхность загрязняется, а значит, и слой контактной смазки накладного сенсора требует замены. Впрочем, и врезные сенсоры также не являются панацеей, здесь негативным фактором станет отложение парафина на стенках трубопровода, отмечают Т. Р. Васильев и А. Г. Кокуев.

Трубопровод
Фото: media.gazprom-neft.ru

Будущее за кориолисовыми расходомерами?

По оценкам специалистов «Иокогава Электрик СНГ», большую часть рынка занимают вихревые и кориолисовые расходомеры.

«Исходя из имеющихся у нас статистических данных, первое место по распространённости в нефтегазовой отрасли занимают вихревые расходомеры. Они значительно дешевле массовых расходомеров, при этом обладают довольно высокой точностью измерений, достаточной для большинства применений.

На втором месте располагаются кориолисовые массовые расходомеры, позволяющие с очень высокой точностью измерять не только массовый расход сред, но и их плотность, а также вычислять вязкость и другие параметры.

Ультразвуковые расходомеры используют в основном там, где из-за свойств технологического процесса нежелателен прямой контакт рабочей среды с измерительной частью прибора, и где ради этого можно поступиться точностью измерений», — отмечает Ольга Галушко.

Если же взять рынок расходомеров в целом, а не только в нефтегазовом секторе, то, по прогнозам экспертов, лидирующие позиции на рынке займут кориолисовые расходомеры. И на то есть объективные причины.

В первую очередь отметим, что измерение не зависит от изменения таких параметров, как температура, плотность, давление, вязкость, проводимость и поток, пишут в своём «Обзоре расходомеров для нефтяной и газовой промышленности» М. М. Андреева, Н. А. Староверова, М. Б. Нурахметов.

Трубопровод
Фото: media.gazprom-neft.ru

Также, в отличие от расходомеров других принципов измерения, кориолисовым решениям не требуются прямолинейные участки трубопровода до и после расходомера. Сюда стоит добавить отсутствие затрат на установку вычислителей расхода, длительный срок службы и простоту обслуживания, надёжность работы при вибрации трубопровода, изменении температуры и давлении рабочей среды.

В то же время авторы обзора отмечают и ряд недостатков кориолисовых расходомеров. Они относят к ним высокую стоимость устройств, относительно большие размеры и недостаточную чувствительность при измерениях с двухфазными текучими жидкостями. Однако это не отменяет светлых перспектив кориолисовых расходомеров, учитывая, что по большинству «минусов» конструкторами ведётся своя работа.

В то же время Александр Тепляков считает, что в нефтегазовом секторе говорить о доминировании исключительно кориолисовых расходомеров не приходится. Они, скорее всего, расширят своё присутствие, но и их конкуренты — ультразвуковые и вихревые приборы, также займут свои ниши на рынке, считает представитель «КРОНЕ».

Поэтому говорить о том, что в будущем на рынке сложится монополия одного типа или производителя расходомеров, не приходится. Предложение на рынке останется разнообразным, где каждый сможет выбирать себе оборудование, исходя из своих запросов и специфики предприятия.

По пути точечных усовершенствований

По какому пути технология будет развиваться в ближайшие годы? Эксперты сходятся во мнении, что прорывов ждать не стоит. Речь не о революции, а об эволюции.

«Принципиальное усовершенствование конструкции предполагает значительные изменения свойств расходомера. По моему мнению, в настоящее время процесс усовершенствований во многом ведется точечно, ориентируясь на потребности рынка. Например, это может быть усовершенствование в области выходных сигналов (увеличение их количества и видов и т. д.)», — считает Александр Тепляков.

В свою очередь специалисты «Иокогава Электрик СНГ» считают, что из-за высокого уровня конкуренции основных производителей расходомеров уже достигнуты очень высокие показатели по точности измерений, вполне достаточные для потребителей. Более того, из-за особенностей законодательства нет запроса на принципиальное усовершенствование конструкций.

«Дальнейшее развитие в этом направлении зачастую невыгодно даже самим потребителям, поскольку любое средство измерения по действующему законодательству РФ должно проходить регулярную периодическую поверку.

Для этого организации, уполномоченные проводить такие работы, должны располагать еще более точными эталонными средствами, что не всегда возможно и удобно, учитывая географию расположения объектов нефтегазовой промышленности нашей страны. Наша компания идет навстречу потребителю в данном вопросе, предлагая беспроливные способы поверки помимо традиционного проливного.

Конечно, мы не должны останавливаться на достигнутом, и дальнейший прогресс по-прежнему очень актуален, но в части конструкции приборов усовершенствования в ближайшей перспективе будут скорее точечными», — объясняет Ольга Галушко.

Таким образом, основное внимание инженеров-конструкторов будет сосредоточено на дополнительных функциях приборов. В XXI веке «расходомер — это больше, чем расходомер». По словам Александра Теплякова, теперь пользователи рассматривают его не только как оборудование для измерения массового или объёмного расхода, но и как источник дополнительной диагностической информации. А в этих условиях особое значение приобретают вопросы передачи и интерпретации данных.

«Именно в этом направлении, учитывая стремительный прогресс телекоммуникационных технологий, предполагается дальнейшее устойчивое развитие: беспроводная передача данных, усовершенствование цифровых протоколов связи, возможность более глубокого анализа измеренных данных электронными преобразователями расходомеров, упрощение доступа к показаниям оборудования и возможность управления оборудованием с мобильных устройств», — перечисляет направления прогресса Ольга Галушко.

Как мы видим, позиции расходомеров незыблемы, без них попросту невозможно наладить эффективный процесс добычи, транспортировки и переработки углеводородов. Также нельзя говорить, что в будущем мы увидим монополию одного типа приборов или производителя. Практически наверняка на рынке сохранится разнообразие предложений. А выбор конкретной модели будет зависеть от условий эксплуатации и специфики предприятия.

Александр Тепляков, специалист по работе с проектными институтами ООО «КРОНЕ Инжиниринг»
Александр Тепляков, специалист по работе с проектными институтами ООО «КРОНЕ Инжиниринг»

Александр Тепляков, специалист по работе с проектными институтами ООО «КРОНЕ Инжиниринг»

«Выбор принципа измерения зависит от многих факторов, например, большое влияние оказывают параметры измеряемой среды, диапазоны измерения, погрешность измерения, роль расходомера в техпроцессе. Если кратко ответить на поставленные вопросы, наблюдается рост применений кориолисовых расходомеров для измерения жидких сред.

В то же время в области измерения расхода газа наблюдается тенденция к увеличению использования ультразвуковых расходомеров. В целом на сегодняшний день сложно выделить расходомер, который охватил бы 100% применений. Выскажу предположение, что каждый тип расходомера будет иметь «нишевые применения». Говорить о тотальном доминировании какого-либо типа расходомера пока рано».

Ольга Галушко, руководитель группы полевого оборудования, ООО «Иокогава Электрик СНГ»
Ольга Галушко, руководитель группы полевого оборудования, ООО «Иокогава Электрик СНГ»

Ольга Галушко, руководитель группы полевого оборудования, ООО «Иокогава Электрик СНГ»

«Без использования расходомеров работа предприятий нефтегазодобывающей отрасли в настоящее время просто немыслима, поскольку они выполняют основополагающую функцию в вопросах учета. Это базовые инструменты, на основании показаний которых проводятся все дальнейшие расчеты, включая технический, коммерческий учет и планирование.

Именно поэтому важно использовать для определения расхода только качественные, надежные, стабильно работающие, проверенные временем приборы, чтобы иметь уверенность в актуальности и точности исходных данных, которыми оперирует предприятие нефтегазодобывающей сферы на всех остальных уровнях.

Любой тип расходомера имеет свои преимущества и недостатки, поэтому в зависимости от поставленной задачи для каждого конкретного случая выбирается расходомер с наиболее подходящим принципом измерения, и мы рады, что можем предложить потребителю полноценный выбор».


Текст: Андрей Халбашкеев


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Нефтегазовая Промышленность №1 2022
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Уголь России и Майнинг 2022
Спецпроект «Уголь России и Майнинг – 2022» глазами dprom.online. Обзор XXX Международной специализированной выставки в Новокузнецке: обзоры техники,...
MiningWorld Russia 2022
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала 2021
Главные события выставки «Рудник Урала-2021» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их...
В помощь шахтёру
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Ежедневные новости. Актуально и кратко. Присоединяйтесь к телеграм-каналу Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.