СИРК-М


В нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности по настоящее время остро стоит проблема метрологического обеспечения измерения расхода и количества неподготовленных сред. Если для чистых сред представлено на рынке достаточно большое количество средств измерений различного принципа действия, то для неподготовленных сред ситуация абсолютно противоположная.

В начале двухтысячных годов российская научно-производственная компания ООО «Глоб Мера» поставила цель найти способ измерения расхода, обеспечивающий минимальные потери давления в трубопроводе и хорошие точностные характеристики, позволяющий провести измерения неподготовленных сред, для которых невозможно было применить существующие на рынке средства измерения расхода. Исследовались расходомеры разной конструкции, пока нашими инженерами не была найдена оптимальная форма, удовлетворяющая поставленным задачам. В 2012 ООО «Глоб Мера» подала заявку на выдачу патента на изобретение (патент РФ № 2224984 и № 2208767). На основе найденных технических решений российскими инженерами было создано средство измерения расхода, не имеющее аналогов на территории Российской Федерации. Отечественное изобретение получило название «Система измерительная расхода и количества жидкостей и газов модернизированная на базе устройства расширения трубопровода диффузорно-конфузорного (СИРК-М)» (далее – СИРК-М).

Расход среды СИРК-М определяется методом переменного перепада давления. Метод основан на создании в измерительном трубопроводе с помощью устройства расширения трубопровода диффузорно-конфузорного вначале местное расширение потока (диффузорная часть), а затем сужение потока (конфузорная часть).

 

В 2015 компания ООО «Глоб Мера» совместоно с ООО «Метрологический центр СТП» провели усовершенствование формулы расчета расхода и определение метрологических характеристик СИРК-М. Далее были проведены испытания в целях утверждения типа средства измерений, в ходе которых были получены положительные результаты.

СИРК-М утверждена как тип средства измерений приказом Росстандарта № 759 от 30.06.2015 (номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений 60984-15). В 2018 внесены изменения в описание типа СИРК-М приказом Росстандарта № 2181 от 18.10.2018.

СИРК-М предназначена для измерений:

  • массового расхода и массы жидкости (нефтегазоводяная смесь, скважинная жидкость, вода) с пределами относительной погрешности от ±1,0 %;

  • массового расхода и массы пара с пределами относительной погрешности от ±1,5 %;

  • объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, (природный газ, попутный нефтяной газ, воздух и другие) с пределами относительной погрешности от ±1,5%.

С 2015 года СИРК-М прошли опытно-промышленные испытания с положительными отзывами на НГДУ ООО «Башнефть-Добыча», ПАО «Татнефть», АО «Самаранефтегаз» и ООО «ГАЗПРОМ ПЕРЕРАБОТКА».

В 2018 году были проведены исследования метрологических характеристик СИРК-М при измерений расхода и объема природного газа в Уральском региональном метрологическом центре Челябинское ЛПУМГ филиал ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» на «Установке поверочной для счетчиков газа УРМЦ-10000». Результаты приведены на графике 1.

 


График 1 – Относительная погрешность СИРК-М при измерении расхода и объема природного газа в диапазоне расходов от 32 до 650 м3/ч

 

В апреле 2019 года СИРК-М прошли опытно-промышленные испытания с положительными отзывами на НГДУ ООО «Башнефть-Добыча» при измерении пластовой воды при избыточном давлении до 16 МПа на нагнетательной скважине.

В 2019 году были проведены повторные исследования метрологических характеристик СИРК-М двух образцов СИРК-М при измерений расхода и объема природного газа в Уральском региональном метрологическом центре Челябинское ЛПУМГ филиал ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» на «Установке поверочной для счетчиков газа УРМЦ-10000» . Результаты приведены на графике 2.

 



График 2 – Относительная погрешность СИРК-М при измерении расхода и объема природного газа в диапазоне расходов от 32 до 650 м3/ч

 

Выбор средств измерений расхода и количества важная и непростая задача, требующая комплексной оценки метрологических и технических характеристик.

Анализ существующих на рынке расходомеров показал, что для средств измерений расхода и количества, применяемых в нефтегазодобывающей отрасли, для обеспечения надежности и достоверности измерений должны выполняться ряд требований:

  • конструкция применяемых расходомеров должна обеспечить полно-проходное сечение для исключения засорения и минимизации трудозатрат, связанных с эксплуатацией и обслуживанием узлов учета;

  • конструкция расходомеров не должна содержать механически движущихся частей для обеспечения надежности при измерениях количества неподготовленных сред;

  • конструкция расходомеров должна обеспечить измерение высокотемпературных и низкотемпературных сред, находящихся под высоким давлением;

  • конструкция расходомеров должна быть проста в эксплуатации и обслуживании.  

Рассмотрим особенности применений существующих на рынке средств измерений расхода:

  • электромагнитные расходомеры – могут применяться только для измерения жидкости с определенной электропроводностью, на их работу влияют величина электропроводности жидкости, отложения магнетита на стенках измерительного трубопровода расходомера и значительное увеличение погрешности при наличии окислов железа в воде;

  • ультразвуковые расходомеры – позволяют измерять расход среды с требуемой точностью после тщательной калибровки расходомера. На их работу существенно влияют вибрации, чистота среды и акустическая проницаемость измеряемой среды;

  • вихревые расходомеры – позволяют измерять расход в малом динамическом диапазоне измерений. Данные расходомеры имеют внутри тело обтекание в виде механического препятствия на которое с течением времени налипают частицы вследствие которых сильно увеличивается погрешность. А так же на их работу влияют температура среды, вибрации трубопровода;

  • тахометрические расходомеры – образуют механическое препятствие в трубопроводе, имеют невысокую надежность и неустойчивость измерений. На их работу влияют примеси и посторонние предметы в измеряемой среде;

  • кориолисовые расходомеры имеют высокую стоимость по сравнению с вышеприведенными аналогами. Имеют требования к месту установки, а так же быстро выходят из строя при наличии механических примесей в измеряемой среде. На их работу влияет вибрация. 

Каждый из описанных методов измерения имеет свои сильные и слабые стороны применения. Однако преимущества измерений расхода с помощью СИРК-М очевидны:

  • оптимальная форма течения для измерения расхода (нет турбулентности, нет падения давления на измерительном участке);

  • широкий диапазон скорости измерений;

  • измерение высоковязких, низковязких, коррозионно-активных, высокотемпературных, низкотемпературных сред;

  • измерение сред с механическими примесями, высоким давлением, давлением ниже атмосферного;

  • высокая надежность;

  • из-за конструкции СИРК-М внутри измерительного участка создается область повышенного давления, что препятствует отложению осадков и примесей, находящихся в измеряемых средах;

  • долговечность;

  • стоимость, которая в разы меньше стоимости своих конкурентов. 

Как отмечают многие специалисты, имеющие опыт эксплуатации СИРК-М на реальных объектах добычи и транспортировки сырой нефти, СИРК-М не прихотлива в обслуживании, имеет принцип «ПОСТАВИЛ И ЗАБЫЛ», измеряет все, что движется в трубопроводе с требуемой точностью, имеет наилучшее соотношение цена/качество по сравнению с существующими на рынке средствами измерений расхода.

Стабильность в измерениях расхода и количества с высокой точностью – это основа обеспечения экономии ресурсов и залог уверенного движения вперед. СИРК-М на протяжении всего цикла существования безупречно подтверждает вышеуказанное высказывание и не оставляет шансов сомневаться в результатах измерений.