Дамир Исавильевич Кудусов, ведущий инженер
420088; ул. 2-я Азинская, 7а; Республика Татарстан; Казань
Damir I. Kudusov, Leading Engineer
420088; 7a 2nd Azinskaya st.; Republic of Tatarstan; Kazan
Кирилл Александрович Левин, начальник отдела
отдел метрологического обеспечения средств и систем измерений расхода и количества сырой нефти и газожидкостных потоков
420088; ул. 2-я Азинская, 7а; Республика Татарстан; Казань
Kirill A. Levin, Head of the Department
Department of Metrological Support of Means and Systems for Measuring the Flow Rate and Quantity of Crude Oil and Gas-Liquid Flows
420088; 7a 2nd Azinskaya st.; Republic of Tatarstan; Kazan
Сергей Львович Малышев, канд. техн. наук, старший научный сотрудник
420088; ул. 2-я Азинская, 7а; Республика Татарстан; Казань
Sergey L. Malyshev, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher
420088; 7a 2nd Azinskaya st.; Republic of Tatarstan; Kazan
Появление на рынке измерительной техники многофазных расходомеров, применяемых в нефтегазодобывающей отрасли промышленности для измерений количества извлекаемых углеводородов непосредственно на скважинах без предварительной сепарации и выполняющих функцию оперативного учета, поставило вопрос их метрологического обеспечения в соответствии с требованиями нормативных документов сферы государственного регулирования в данной области измерений. Его решением было создание эталонной базы, основу которой составили Государственный первичный специальный эталон единицы массового расхода газожидкостных смесей ГЭТ 195-2011 и поверочная схема средств измерений многофазных расходов, регламентируемая ГОСТ 8.637-2013. При передаче единиц объемного и массового расхода многофазной смеси с требуемой точностью основной проблемой является сложность воспроизведения и поддержания стабильности сразу нескольких параметров потока – массового расхода и содержания жидких компонентов (воды и имитатора нефти) и объемного расхода газовой фазы (воздуха). Необходимо также учитывать, что программы испытаний в целях утверждения типа средств измерений многофазных потоков, а также методики поверки и калибровки предусматривают смену режимов воспроизведения эталоном расхода газожидкостной смеси, охватывая диапазоны измерений многофазных расходомеров. Применяемые на практике подобные эталоны представляют весьма сложную измерительную систему, состоящую из емкостей хранения компонентов, подающих насосных и компрессорных агрегатов, регулирующей аппаратуры, смесителей и сепараторов, средств измерений физических параметров компонентов многофазного потока и автоматизированной системы управления. Учитывая высокую стоимость многофазных эталонов, при их создании следует применять эффективные методы и способы воспроизведения потока многофазной смеси с заданными параметрами, а также осуществления достаточно быстрого перехода на предусмотренный программой или методикой следующий режим, что позволит сократить время и производственные затраты на процедуру передачи единиц измерений от эталона к рабочему средству измерений. В настоящей статье описан способ воспроизведения расхода газожидкостной смеси по оригинальной технологической схеме, внедренной при разработке эталона 1-го разряда. Приведены конструктивные решения, повышающие эффективность работы аппарата разделения жидких компонентов для повышения точности дозирования, а также расширяющие диапазон воспроизведения расхода и параметров многофазного потока, обеспечивающие постоянство состава жидкой смеси на заданном режиме. Представлен оригинальный рациональный метод сжатия и поддержания давления газовой фазы, позволяющий быстро переходить на следующий режим, подтверждаемый результатами экспериментальных исследований эталона.
The appearance on the market of measuring equipment of multiphase flowmeters used in the oil and gas industry to measure the amount of extracted hydrocarbons directly at wells without preliminary separation and performing the function of operational accounting raised the question of their metrological support in accordance with the requirements of regulatory documents of the sphere of state regulation in this field of measurements. His decision was to create a reference base, the basis of which was the State primary special standard for units of mass flow of gas-liquid mixtures GET 195-2011 and a verification scheme for measuring multiphase flow rates, regulated by GOST 8.637-2013. When transmitting units of volume and mass flow of a multiphase mixture with the required accuracy, the main problem is the difficulty of reproducing and maintaining stability of several flow parameters at once – mass flow and content of liquid components (water and oil simulator) and volume flow of the gas phase. It should also be borne in mind that test programs for the purpose of approving the type of multiphase flow measuring instruments, as well as verification and calibration methods, provide for changing the modes of reproduction of a gas-liquid mixture, covering the measurement ranges of multiphase flowmeters. Such standards used in practice represent a very complex measuring system consisting of storage tanks for components, supply pumping and compressor units, control equipment, mixers and separators, measuring instruments for the physical parameters of multiphase flow components and an automated control system. Given the high cost of multiphase standards, when creating them, effective methods and methods should be used to reproduce the flow of a multiphase mixture with specified parameters, as well as to make a fairly rapid transition to the next mode provided by the program or methodology, which will reduce the time and production costs for the procedure of transferring units of measurement from the standard to the working measuring instrument. This article describes a method for reproducing the flow rate of a gas-liquid mixture according to the original technological scheme introduced during the development of the 1st category standard. Constructive solutions are presented that increase the efficiency of the liquid component separation apparatus to increase the dosing accuracy, as well as expand the range of reproduction of the flow rate and parameters of the multiphase flow, ensuring the consistency of the composition of the liquid mixture at a given regime. An original rational method of compressing and maintaining the pressure of the gas phase is described, which allows you to quickly switch to the next mode, confirmed by the results of experimental studies of the standard.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.