Тұтқырлықты үздіксіз өлшеу
I. Сұйықтықтың дәстүрлі емес сипаттамалары және өлшеу қиындықтары
сәтті қолданылуыүздіксіз тұтқырлықты өлшеусаласындағы жүйелертақтатас мұнайын өндіружәнемұнай құмдарын өндіруосы дәстүрлі емес сұйықтықтарға тән реологиялық күрделіліктерді анық тануды талап етеді. Дәстүрлі жарықтан айырмашылығышикі, ауыр мұнай,битумжәне онымен байланысты шламдар көбінесе Ньютондық емес, көп фазалы сипаттамаларды температураға терең сезімталдықпен бірге көрсетеді, бұл аспаптардың тұрақтылығы мен дәлдігіне ерекше қиындықтар туғызады.
1.1 Дәстүрлі емес реологиялық ландшафтты анықтау
1.1.1 Жоғары тұтқырлық профилі: битум мен ауыр мұнайдың қиындықтары
Дәстүрлі емес көмірсутектер, әсіресе битумнан алынатынмұнай құмдарын өндіру, ерекше жоғары табиғи тұтқырлықпен сипатталады. Ірі кен орындарынан алынған битумдар көбінесе стандартты қоршаған орта температурасында (25°C) mPa·s (cP) диапазонында тұтқырлыққа ие болады. Ішкі үйкелістің бұл шамасы ағынға негізгі кедергі болып табылады және үнемді өндіру және тасымалдау үшін бумен көмекші гравитациялық дренаж (SAGD) сияқты термиялық қалпына келтіру әдістері сияқты күрделі әдістерді қажет етеді.
Ауыр мұнайдың тұтқырлық-температураға тәуелділігі тек сандық фактор ғана емес; ол сұйықтықтың қозғалғыштығын бағалаудың және коллектор ішіндегі жылу ағыны құрылымының өзара әрекеттесуін бағалаудың негізгі критерийі болып табылады. Динамикалық тұтқырлық температураның жоғарылауымен күрт төмендейді. Бұл күрт өзгеріс температураны өлшеу кезіндегі шағын қателікті білдіреді.үздіксіз тұтқырлықты өлшеутұтқырлық мәнінің көрсетілген мәніндегі үлкен пропорционалды қателікке тікелей айналады. Сондықтан дәл, интеграцияланған температураны өтеу осы жоғары тәуекелді, температураға сезімтал орталарда орналастырылған кез келген сенімді желілік жүйе үшін өте маңызды. Сонымен қатар, температура тудыратын тұтқырлықтың өзгеруі сұйықтық ағыны мен коллектордың деформациясына тікелей әсер ететін нақты геомеханикалық аймақтарды (дренажды, ішінара дренажды, дренажсыз) жасайды, бұл тиімді қалпына келтіру схемасын жобалауға бағыт беру үшін дәл тұтқырлық деректерін қажет етеді.
1.1.2 Ньютондық емес мінез-құлық: ығысу-жіңішкеру, тиксотропия және ығысу әсерлері
Дәстүрлі емес ресурстарды қалпына келтіруде кездесетін көптеген сұйықтықтар Ньютондық емес сипаттамаларды көрсетеді. Қолданылатын гидравликалық сыну сұйықтықтарытақтатас мұнайын өндіру, көбінесе гель негізіндегі, типтік ығысу-жұқарту сұйықтықтары болып табылады, мұнда тиімді тұтқырлық ығысу жылдамдығы артқан сайын экспоненциалды түрде төмендейді. Сол сияқты, ауыр мұнай коллекторларында мұнайды қалпына келтіруді жақсарту (EOR) үшін қолданылатын полимер ерітінділері де күшті ығысу-жұқарту қасиеттерін көрсетеді, олар көбінесе төмен ағындық мінез-құлық индексімен (n), мысалы, белгілі бір полиакриламид ерітінділері үшін n=0,3655 арқылы өлшенеді.
Тұтқырлықтың ығысу жылдамдығымен өзгергіштігі сызықтық аспаптар үшін айтарлықтай қиындық тудырады. Ньютондық емес сұйықтықтың тұтқырлығы тұрақты қасиет емес, ол бастан кешіретін нақты ығысу өрісіне байланысты болғандықтан, үздіксізмайдың тұтқырлығын өлшейтін құралкөлемдік процесс ағынының жағдайларына (ламинарлық, өтпелі немесе турбулентті) қарамастан тұрақты, анықталған, төмен және жоғары қайталанатын ығысу жылдамдығымен жұмыс істеуі керек. Егер сенсор қолданатын ығысу жылдамдығы тұрақты болмаса, алынған тұтқырлық көрсеткіші тек өтпелі болып табылады және процесті салыстыру, үрдістерді анықтау немесе басқару үшін сенімді түрде пайдаланыла алмайды. Бұл негізгі талап құбырдың немесе ыдыстың макросұйықтық динамикасынан әдейі ажыратылған жоғары жиілікті резонанстық құрылғылар сияқты сенсорлық технологияларды таңдауды талап етеді.
1.1.3 Өнімділік стрессінің және көп фазалы күрделіліктің әсері
Қарапайым ығысу арқылы жұқартудан басқа, ауыр мұнай мен битум Бингем пластикалық сипаттамаларын көрсете алады, яғни оларда кеуекті ортада ағын басталғанға дейін еңсерілуі керек шекті қысым градиенті (TPG) бар. Құбыр және резервуар ағындарында ығысу арқылы жұқарту мен ағын кернеуінің біріккен әсері қозғалғыштықты қатты шектейді және қалпына келтіру тиімділігіне әсер етеді.
Сонымен қатар, дәстүрлі емес экстракция ағындары көп фазалы және өте гетерогенді болып табылады. Бұл ағындарда, әсіресе жоғары көмірсутектерді экстракциялау кезінде, құм мен ұсақ бөлшектер сияқты қалқымалы қатты заттар жиі кездеседі.тұтқырлық майыәлсіз конденсацияланған құмтастан. Құмның ағыны үлкен пайдалану қаупі болып табылады, бұл жабдықтың айтарлықтай эрозиясына, ұңғымалардың бітелуіне және ұңғыма түбінің құлауына әкеледі. Жоғары тұтқыр, жабысқақ көмірсутектердің (асфальтендер, битум) және абразивті минералды қатты заттардың үйлесімі сенсордың ұзақ қызмет ету мерзіміне екі жақты қауіп төндіреді: берікластану(материалдың жабысуы) және механикалықабразияКез келгенсызықтық тұтқырлықты өлшеужүйе механикалық тұрғыдан берік болуы керек және жоғары тұтқырлықтың жиналуына төтеп бере отырып, коррозиялық және эрозиялық жағдайларға төтеп беру үшін меншікті қатты жабынды беттермен жасалған болуы керек.фильмдер.
1.2 Дәстүрлі өлшеу парадигмаларының кемшіліктері
Айналмалы, капиллярлық немесе құлайтын шар вискозиметрлері сияқты дәстүрлі зертханалық әдістер нақты қолданбалар үшін стандартталғанымен, қазіргі заманғы дәстүрлі емес операциялар талап ететін үздіксіз, нақты уақыт режиміндегі басқаруға сәйкес келмейді. Зертханалық өлшеулер статикалық болып табылады, араластыру және термиялық қалпына келтіру процестерін сипаттайтын динамикалық, температураға тәуелді реологиялық өтпелі процестерді түсіре алмайды.
Айналмалы вискозиметрлер сияқты дәстүрлі айналмалы компоненттерге негізделген ескі желілік технологиялар ауыр мұнай немесе битум қызметіне қолданылған кезде өзіндік кемшіліктерге ие. Мойынтіректер мен нәзік қозғалмалы бөлшектерге тәуелділік бұл құралдарды механикалық ақауларға, абразивті құм бөлшектерінен мерзімінен бұрын тозуға және шикі мұнайдың жоғары тұтқырлығы мен жабысқақ сипатына байланысты қатты ластануға өте сезімтал етеді. Жоғары ластану дәл тұтқырлық көрсеткіштері үшін қажетті тар саңылаулардың немесе сенсорлық беттердің дәлдігін тез бұзады, бұл тұрақсыз жұмыс істеуге және қымбат техникалық қызмет көрсету үзілістеріне әкеледі. Қатал ортатақтатас мұнайының тұтқырлығыжәнемұнай құмдарын өндіруосы механикалық ақаулықтарды жою үшін түбегейлі түрде жасалған технологияны қажет етеді.
II. Жетілдірілген өлшеу технологиялары: Сызықтық вискозиметрия принциптері
Дәстүрлі емес мұнайдың жұмыс ортасы таңдалған өлшеу технологиясының ерекше берік болуын, кең динамикалық диапазонды ұсынуын және көлемдік ағын жағдайларына тәуелсіз көрсеткіштерді қамтамасыз етуін талап етеді. Бұл қызмет үшін дірілдейтін немесе резонанстық вискозиметр технологиясы жоғары өнімділік пен сенімділікті көрсетті.
2.1 Дірілдейтін вискозиметрлердің (резонанстық сенсорлардың) техникалық принциптері
Дірілдейтін вискозиметрлер тербелісті демпферлеу принципіне негізделген. Тербелмелі элемент, көбінесе бұралу резонаторы немесе камертон, тұрақты табиғи жиілікте (ωn) және бекітілген амплитудада (x) резонанс жасау үшін электромагниттік түрде басқарылады. Айналадағы сұйықтық демпферлеу әсерін тигізеді, бекітілген тербеліс параметрлерін сақтау үшін белгілі бір қоздыру күшін (F) қажет етеді.
Динамикалық байланыс амплитуда мен табиғи жиілік тұрақты болып қалса, қажетті қоздыру күші тұтқырлық коэффициентіне (C) тура пропорционалды болатындай етіп анықталады. Бұл әдіс күрделі, тозуға бейім механикалық компоненттерге қажеттілікті жоя отырып, жоғары сезімтал тұтқырлық өлшемдеріне қол жеткізеді.
2.2 Динамикалық тұтқырлықты өлшеу және бір мезгілде зондтау
Резонанстық өлшеу принципі сұйықтықтың ағынға төзімділігін және инерциясын негізінен анықтайды, нәтижесінде өлшеу көбінесе динамикалық тұтқырлықтың (μ) және тығыздықтың (ρ) көбейтіндісі ретінде көрсетіледі, ол μ×ρ ретінде көрсетіледі. Шынайы динамикалық тұтқырлықты (ρ) бөліп алу және хабарлау үшін сұйықтық тығыздығы (ρ) дәл белгілі болуы керек.
SRD аспаптар тобы сияқты озық жүйелер тұтқырлықты, температураны және тығыздықты бір зонд ішінде бір уақытта өлшеу мүмкіндігін біріктіретіндіктен бірегей. Бұл мүмкіндік тығыздық ішке кіретін газға, судың өзгеруіне немесе қоспа коэффициенттерінің өзгеруіне байланысты өзгеретін көпфазалы дәстүрлі емес ағындарда өте маңызды. Бұл құралдар тығыздықтың қайталануын г/см³-ге дейін төмендету арқылы сұйықтық құрамы өзгерген кезде де динамикалық тұтқырлық есептеуінің дәлдігін қамтамасыз етеді. Бұл интеграция үш бөлек құралды бірлесіп орналастырумен байланысты қиындықтар мен қателіктерді жояды және нақты уақыттағы сұйықтық қасиеттерінің жан-жақты қолтаңбасын қамтамасыз етеді.
2.3 Механикалық беріктік және ластануды азайту шаралары
Діріл сенсорлары қатал жағдайларға өте қолайлытақтатас мұнайының тұтқырлығықызмет көрсету, себебі оларда берік, байланыссыз өлшеу компоненттері бар, бұл оларға 5000 psi дейінгі қысым мен 200°C дейінгі температураны қоса алғанда, төтенше жағдайларда жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
Негізгі артықшылығы - сенсордың макроскопиялық ағын жағдайларына төзімділігі. Резонанстық элемент өте жоғары жиілікте тербеледі (көбінесе секундына миллиондаған цикл). Бұл жоғары жиілікті, төмен амплитудалы діріл тұтқырлықты өлшеудің көлемдік ағын жылдамдығынан тиімді түрде тәуелсіз екенін білдіреді, бұл құбыр турбуленттілігінен, ламинарлық ағынның өзгеруінен немесе біркелкі емес ағын профильдерінен туындайтын өлшеу қателіктерін болдырмайды.
Сонымен қатар, физикалық дизайн ластануды азайту арқылы жұмыс уақытына айтарлықтай үлес қосады. Жоғары жиілікті тербеліс битум немесе асфальтен сияқты жоғары тұтқырлықтағы материалдардың тұрақты адгезиясын тежейді, кіріктірілген, жартылай өзін-өзі тазалау механизмі ретінде әрекет етеді. Патенттелген, сызаттарға төзімді, абразивті қатты жабынды беттермен біріктірілген кезде, бұл сенсорлар құм мен ұсақ бөлшектердің жоғары эрозиялық әсеріне төтеп бере алады.мұнай құмдарын өндірусуспензиялар. Бұл жоғары беріктік дәрежесі абразивті ортада сенсордың ұзақ мерзімді қызмет етуі үшін өте маңызды.
2.4 Қатал орталарды таңдау бойынша нұсқаулық
Тиістісін таңдаусызықтық тұтқырлықты өлшеуДәстүрлі емес қызмет көрсету технологиясы пайдаланудың беріктігі мен тұрақтылығын мұқият бағалауды, бұл сипаттамаларды бастапқы құрал құнынан жоғары қоюды талап етеді.
2.4.1 Негізгі өнімділік параметрлері және қамту аймағы
Сенімді процесті басқару үшін вискозиметр ерекше қайталанымдылықты көрсетуі керек, әдетте сипаттамалары көрсеткіштің ±0,5%-дан жоғары болуы керек. Бұл дәлдік ағын жылдамдығындағы шағын қателіктер айтарлықтай шығындар мен өнімділік шығындарына әкелуі мүмкін химиялық инъекция сияқты тұйық циклді басқару қолданбалары үшін талқыланбайды. Тұтқырлық диапазоны сұйылтылған майдан бастап қою, сұйылтылмаған битумға дейінгі жұмыс спектрінің барлығын қамту үшін жеткілікті кең болуы керек. Жетілдірілген резонанстық сенсорлар 0,5 cP-ден 50 000 cP-ге дейін және одан жоғары диапазондарды ұсынады, бұл жүйенің араластыру өзгерістері мен ауытқулары кезінде жұмыс істеп тұруын қамтамасыз етеді.
2.4.2 Операциялық конверт (ОКК) және материалдар
Дәстүрлі емес қалпына келтіру және тасымалдаумен байланысты жоғары қысым мен температураны ескере отырып, сенсор толық жұмыс істеу қабығына сәйкес бағалануы керек, көбінесе 5000 psi дейінгі сипаттамаларды талап етеді жәнежелілік процесс вискозиметрітермиялық процестермен үйлесімді температура диапазондары (мысалы, 200°C дейін). Қысым мен температура тұрақтылығынан басқа, құрылыс материалы өте маңызды. Құм бөлшектері мен химиялық шабуылдан туындаған механикалық эрозиядан қажетті қорғанысты қамтамасыз ететін, ұзақ мерзімді тұрақты жұмысты қамтамасыз ететін меншікті қатты жабынды беттерді пайдалану маңызды ерекшелік болып табылады.
1-кестеде осы күрделі қолданыстағы резонанстық сенсорлардың салыстырмалы артықшылықтарының қысқаша шолуы берілген.
1-кесте: Дәстүрлі емес мұнай қызметі үшін желілік вискозиметр технологияларының салыстырмалы талдауы
| Технология | Өлшеу принципі | Ньютондық емес сұйықтықтарға қолданылуы | Ластануға/үйреуге төзімділік | Әдеттегі техникалық қызмет көрсету жиілігі |
| Бұралу дірілі (резонанстық) | Тербелмелі элементтің демпферленуі (μ×ρ) | Тамаша (төмен ығысу өрісі анықталған) | Жоғары (қозғалмалы бөлшектер жоқ, қатты жабындар) | Төмен (Өзін-өзі тазалау мүмкіндіктері) |
| Айналмалы (кезекті) | Элементті айналдыру үшін қажетті момент | Жоғары (ағын қисығы туралы деректерді бере алады) | Төменнен орташаға дейін (мойынтіректер қажет, жиналуға/тозуға бейім) | Жоғары (жиі тазалауды/калибрлеуді қажет етеді) |
| Ультрадыбыстық/акустикалық толқын | Акустикалық толқындардың таралуын бәсеңдету | Орташа (ығысу анықтамасы шектеулі) | Жоғары (байланыссыз немесе минималды байланыс) | Төмен |
2-кестеде битумды өңдеу сияқты ауыр қызмет көрсету кезінде орналастыру үшін қажетті маңызды сипаттамалар көрсетілген.
2-кесте: Дірілдеу процесінің вискозиметрлерінің маңызды сипаттамалары
| Параметр | Битум/ауыр мұнай қызметі үшін қажетті сипаттама | Кеңейтілген резонанстық сенсорлардың типтік диапазоны | Маңыздылығы |
| Тұтқырлық диапазоны | 100 000+ cP дейін сыйымдылығы болуы керек | 0,5 cP-ден 50 000+ cP-ге дейін | Беру ағынының өзгеруін (сұйылтылғаннан сұйылтылмағанға дейін) қамтуы керек. |
| Тұтқырлықтың қайталанымдылығы | Оқудың ±0,5%-дан жоғары | Әдетте ±0,5% немесе одан жоғары | Тұйықталған циклді химиялық инъекцияны басқару үшін өте маңызды. |
| Қысым рейтингі (ат күші) | Ең аз дегенде 1500 psi (көбінесе 5000 psi қажет) | 5000 psi дейін | Жоғары қысымды құбырлар немесе сыну желілері үшін қажет. |
| Тығыздықты өлшеу | Қажетті (μ және ρ бір мезгілде) | г/cc қайталанымдылығы | Көпфазалы анықтау және динамикалық тұтқырлықты есептеу үшін маңызды.
|
III. Далалық қолдану, орнату және пайдалану мерзімі
Операциялық табысүздіксіз тұтқырлықты өлшеуДәстүрлі емес ресурстарды қалпына келтіруде жоғары сапалы сенсорлық технология мен кәсіби қолданбалы инженерияға тең дәрежеде сүйенеді. Дұрыс орналастыру сыртқы ағынның әсерін азайтады және тоқырауға бейім аймақтарды болдырмайды, ал қатаң техникалық қызмет көрсету хаттамалары сөзсіз ластану мен тозу мәселелерін шешеді.
3.1 Оңтайлы орналастыру стратегиялары
3.1.1 Сенсорды орналастыру және тоқырау аймағын азайту
Өлшеу әрқашан сұйықтық сенсорлық аймақ бойынша үздіксіз қозғалатын ағын режимінде жүргізілуі керек. Бұл жиі ағындық кернеу мінез-құлқын көрсететін ауыр мұнай мен битум үшін маңызды фактор. Егер сұйықтықтың тоқырауына жол берілсе, көрсеткіш өте өзгергіш болады, негізгі ағынды көрсетпейді және қозғалатын сұйықтықтың нақты тұтқырлығынан бірнеше жүз есе жоғары болуы мүмкін.
Инженерлер барлық ықтимал тоқырау аймақтарын, тіпті кішігірім аймақтарды, әсіресе сенсорлық элементтің түбіне жақын жерлерді белсенді түрде жоюы керек. Құбырларда жиі кездесетін Т-тәрізді қондырғылар үшін қысқа зонд көбінесе жеткіліксіз. Сенсорлық элементтің үздіксіз, біркелкі ағынға ұшырауын қамтамасыз ету үшін оны пайдалану маңызды.ұзын енгізу сенсорықұбыр саңылауына дейін созылып, ағын ағыны Т-тәрізді бөліктен шығатын жерден әлдеқайда асып түседі. Бұл стратегия сезімтал элементті ағынның ортасына орналастырады, бұл типтік технологиялық сұйықтыққа әсер етуді барынша арттырады. Айқын ағындылық кернеуі бар сұйықтықтарды қолданатын қолданбаларда кедергіні азайту және сенсор бетінде сұйықтықтың үздіксіз ығысуын қамтамасыз ету үшін орнатудың қолайлы бағыты ағын бағытына параллель болады.
3.1.2 Араластыру және цистерна операцияларындағы интеграция
Құбырлардағы ағынды қамтамасыз ету негізгі қозғаушы күш болғанымен, оны қолданусызықтық тұтқырлықты өлшеустационарлық ортада да өте маңызды. Вискозиметрлер әртүрлі шикі мұнай, битум және сұйылтқыштар ағынның төменгі ағысындағы сипаттамаларға сәйкес келетіндей араластырылатын араластыру цистерналарында кеңінен қолданылады. Бұл қолданбаларда сенсорды кез келген бағытта цистернаға орнатуға болады, егер тиісті технологиялық арматура қолданылса. Нақты уақыттағы көрсеткіштер қоспаның консистенциясы туралы дереу кері байланыс береді, бұл соңғы өнімнің талап етілетін сияқты белгіленген сапа көрсеткіштеріне сәйкес келетініне кепілдік береді.тұтқырлық индексі.
3.2 Калибрлеу және валидация хаттамалары
Дәлдік тек калибрлеу процедуралары қатаң және толық бақыланатын болған жағдайда ғана сақталуы мүмкін. Бұл калибрлеу стандарттарын мұқият таңдауды және қоршаған орта айнымалыларын мұқият бақылауды қамтиды.
Өнеркәсіптік өнімнің тұтқырлығымайлау майыөлшенедісантипуаз немесе миллипаскаль-секунд (мПа⋅с) немесе сантистоктардағы кинематикалық тұтқырлық (cSt), және дәлдік өлшенген мәндерді сертификатталған калибрлеу стандарттарымен салыстыру арқылы сақталады. Сенімділікті қамтамасыз ету үшін бұл стандарттар ұлттық немесе халықаралық метрологиялық стандарттарға (мысалы, NIST, ISO 17025) сәйкес келуі керек. Стандарттар ең төменгі күтілетін тұтқырлықтан (сұйылтылған өнім) ең жоғары күтілетін тұтқырлыққа (шикі шикізат) дейінгі барлық жұмыс диапазонын жан-жақты қамту үшін таңдалуы керек.
Ауыр май тұтқырлығының температураға өте сезімталдығына байланысты дәл калибрлеуге қол жеткізу толығымен дәл термиялық жағдайларды сақтауға байланысты. Егер калибрлеу процедурасы кезінде температура аздап ауытқып кетсе, стандартты майдың анықтамалық тұтқырлық мәні бұзылады, бұл өріс сенсоры үшін белгіленген дәлдік базалық деңгейін түбегейлі жарамсыз етеді. Сондықтан, калибрлеу кезінде температураны қатаң бақылау сенімділікті анықтайтын өзара тәуелді айнымалы болып табылады.үздіксіз тұтқырлықты өлшеужүйе жұмыс істеп тұр. Процесті өңдеушілер нақты уақыт режимінде дәл есептеу үшін көбінесе 40°C және 100°C сияқты белгілі бір температурада калибрленген екі сенсорды пайдаланады.Тұтқырлық индексі(VI) майлау майларының.
3.3 Ластануы жоғары ортадағы ақаулықтарды жою және техникалық қызмет көрсету
Тіпті ең механикалық тұрғыдан берік резонанстық сенсорлар да битум, асфальтен және ауыр шикі қалдықтардан жоғары ластанумен сипатталатын ортада үнемі техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді. Жұмыстың тоқтап қалу уақытын азайту және өлшеу ауытқуын болдырмау үшін арнайы, белсенді тазалау хаттамасы өте маңызды.
3.3.1 Арнайы тазалау шешімдері
Стандартты өнеркәсіптік еріткіштер ауыр мұнай мен битумнан пайда болатын күрделі, жоғары жабысқақ шөгінділерге қарсы жиі тиімсіз. Тиімді тазалау үшін хош иісті еріткіш жүйесімен біріктірілген қуатты диспергенттер мен беттік белсенді заттарды пайдаланатын мамандандырылған, инженерлік химиялық ерітінділер қажет. HYDROSOL сияқты бұл ерітінділер шөгінділердің енуін және бетті ылғалдандыруды жақсарту үшін арнайы жасалған, ауыр мұнайды, шикі мұнайды, битумды, асфальтендерді және парафин шөгінділерін тез және тиімді ерітеді, сонымен қатар тазалау циклі кезінде бұл материалдардың жүйенің басқа жерлерінде қайта шөгуіне жол бермейді.
3.3.2 Тазалау хаттамасы
Тазалау процесі әдетте бастапқы мамандандырылған еріткішті айналдыруды қамтиды, көбінесе ацетон сияқты жоғары ұшқыш екінші реттік еріткішті пайдаланып шаюмен біріктіріледі. Ацетон қалдық мұнай еріткіштері мен су іздерін еріту қабілеті үшін қолайлы. Еріткішті шаюдан кейін сенсор мен корпус мұқият кептірілуі керек. Мұны таза, жылытылған ауаның төмен жылдамдықты ағынымен жасаған дұрыс. Ұшқыш еріткіштердің тез булануы сенсор бетін шық нүктесінен төмен салқындатып, ылғалды ауаның су қабықшаларын конденсациялауына әкелуі мүмкін, бұл қайта іске қосқан кезде технологиялық сұйықтықты ластайды. Ауаны немесе құралдың өзін қыздыру бұл қауіпті азайтады. Жұмыстың бұзылуын азайту үшін тазалау хаттамалары құбырдың немесе ыдыстың жоспарланған жөндеу жұмыстарына енгізілуі керек.
3-кесте: Тұтқырлықты үздіксіз өлшеу тұрақсыздығының ақауларын жою бойынша нұсқаулық
| Байқалған аномалия | Дәстүрлі емес қызметтегі ықтимал себеп | Түзету шаралары/Далалық нұсқаулық | Тиісті сенсорлық мүмкіндік |
| Кенеттен, түсініксіз жоғары тұтқырлық көрсеткіші | Сенсордың ластануы (асфальтендер, ауыр май қабықшасы) немесе бөлшектердің жиналуы | Арнайы хош иісті еріткіштерді пайдаланып химиялық тазалау циклін бастаңыз. | Жоғары жиілікті діріл көбінесе ластануға бейімділікті төмендетеді. |
| Тұтқырлық ағын жылдамдығына байланысты күрт өзгереді | Тоқырау аймағына немесе ағынға орнатылған сенсор ламинарлы/біркелкі емес (Ньютондық емес сұйықтық) | Ағынның өзегіне жету үшін ұзын енгізу сенсорын орнатыңыз; ағынға параллель қайта орналастырыңыз. | Ұзын кірістіру сенсоры (дизайн ерекшелігі). |
| Іске қосылғаннан кейінгі дрейфті оқу | Тұншыққан ауа/газ қалталары (көп фазалы әсерлер) | Желдетудің және қысымның теңестірілуін қамтамасыз етіңіз; уақытша ағынды тазалауды іске қосыңыз. | Бір мезгілде тығыздықты өлшеу (SRD) газ/бос фракцияны анықтай алады. |
| Зертханалық сынақтармен салыстырғанда тұтқырлық тұрақты түрде төмен | Полимердің/DRA қоспасының жоғары ығысу деградациясы/жұқаруы | Инъекциялық сорғылардың төмен ығысу жұмысын тексеріңіз; DRA ерітіндісін дайындау процедураларын реттеңіз. | Өлшеу ағын жылдамдығынан тәуелсіз (сенсор дизайны). |
IV. Процесті оңтайландыру және болжамды техникалық қызмет көрсету үшін нақты уақыт режиміндегі деректер
Өте сенімді дереккөзден нақты уақыт режимінде деректер ағыныүздіксіз тұтқырлықты өлшеужүйе операциялық бақылауды реактивті мониторингтен дәстүрлі емес өндіру мен тасымалдаудың бірнеше қырлары бойынша проактивті, оңтайландырылған басқаруға түрлендіреді.
4.1 Химиялық заттарды дәл енгізуді бақылау
4.1.1 Сүйреуді азайтуды (DRA) оңтайландыру
Мұнай өндірісінде кедергіні азайтатын агенттер (DRA) кеңінен қолданылады.майдың тұтқырлығытурбулентті үйкелісті азайту және айдау қуатына қойылатын талаптарды азайту үшін құбырлар. Бұл агенттер, әдетте полимерлер немесе беттік белсенді заттар, сұйықтықтағы ығысу-жіңішкеру әрекетін тудыру арқылы жұмыс істейді. DRA инъекциясын бақылау үшін тек қысымның төмендеуін өлшеуге сүйену тиімсіз, себебі қысымның төмендеуіне температура, ағын жылдамдығының ауытқуы және жалпы механикалық тозу әсер етуі мүмкін.
Жоғары деңгейлі басқару парадигмасы химиялық дозалау үшін негізгі кері байланыс айнымалысы ретінде нақты уақыт режиміндегі көрінетін тұтқырлықты пайдаланады. Алынған сұйықтық реологиясын тікелей бақылау арқылы жүйе сұйықтықты оңтайлы реологиялық күйде ұстап тұру үшін DRA айдау жылдамдығын дәл реттей алады (яғни, көрінетін тұтқырлықтың мақсатты төмендеуіне қол жеткізу және ығысу-жіңішкеру индексін барынша арттыру). Бұл тәсіл минималды химиялық тұтынумен максималды кедергіні азайтуға қол жеткізуді қамтамасыз етеді, бұл айтарлықтай шығындарды үнемдеуге әкеледі. Сонымен қатар, үздіксіз бақылау операторларға жоғары ағынды ығысу жылдамдықтарына байланысты болуы мүмкін DRA механикалық деградациясын анықтауға және азайтуға мүмкіндік береді. Төмен ығысулы айдау сорғыларын пайдалану және айдау нүктесінен кейін бірден тұтқырлықты бақылау кедергіні азайту мүмкіндігін төмендететін зақымдайтын полимер тізбегінің үзілуінсіз дұрыс дисперсияны растайды.
4.1.2 Ауыр мұнайды тасымалдау үшін сұйылтқышты енгізуді оңтайландыру
Тұтқырлығы жоғары шикі мұнай мен битумды тасымалдау үшін сұйылту өте маңызды, бұл құбырдың техникалық сипаттамаларына сәйкес келетін композиттік ағынға қол жеткізу үшін сұйылтқыштарды (конденсаттар немесе жеңіл шикі мұнай) араластыруды қажет етеді. Өткізу қабілетісызықтық тұтқырлықты өлшеуалынған қоспаның тұтқырлығы (μm) туралы дереу кері байланыс береді.
Бұл нақты уақыт режиміндегі кері байланыс сұйылтқыштың айдау коэффициентін () қатаң, үздіксіз бақылауға мүмкіндік береді. Сұйылтқыштар көбінесе жоғары құнды өнімдер болғандықтан, құбырлардың сұйықтығын және қауіпсіздік ережелерін қатаң сақтай отырып, оларды пайдалануды азайту маңызды экономикалық мақсат болып табылады.мұнай құмдарын өндіруТұтқырлық пен тығыздықты бақылау араластыру кезінде күтпеген шикі сәйкессіздіктерді анықтау үшін де өте маңызды, бұл ластануды жеделдетіп, кейінгі процестерде энергия шығындарын арттыруы мүмкін.
4.2 Ағынды қамтамасыз ету және құбыр тасымалын оңтайландыру
Дәстүрлі емес шикі мұнайдың тұрақты және тиімді ағынын ұстап тұру олардың фазалық өзгерістерге бейімділігі мен жоғары үйкеліс шығындарына байланысты қиындық тудырады. Нақты уақыттағы тұтқырлық деректері қазіргі заманғы ағынды қамтамасыз ету стратегияларының негізі болып табылады.
4.2.1 Қысым профилін дәл есептеу
Тұтқырлық үйкеліс шығындары мен қысым профильдерін есептейтін гидравликалық модельдер үшін маңызды кіріс болып табылады. Шикі мұнай үшін қасиеттері бір кен орнынан екіншісіне күрт өзгеруі мүмкін, үздіксіз, дәл деректер құбырдың гидравликалық модельдерінің болжамды және сенімді болып қалуын қамтамасыз етеді.
4.2.2 Ағып кетуді анықтау жүйелерін жетілдіру
Қазіргі заманғы ағып кетуді анықтау жүйелері ағып кетуді көрсететін ауытқуларды анықтау үшін қысым мен ағын деректерін пайдаланатын нақты уақыттық өтпелі модельді (RTTM) талдауға қатты сүйенеді. Тұтқырлық қысымның төмендеуіне және ағын динамикасына тікелей әсер ететіндіктен, шикі мұнайдың қасиеттеріндегі табиғи өзгерістер ағып кетуді имитациялайтын қысым профилінің ауытқуларын тудыруы мүмкін, бұл жалған дабылдардың жоғары деңгейіне әкеледі. Нақты уақытты интеграциялау арқылыүздіксіз тұтқырлықты өлшеудеректерге сәйкес, RTTM осы жылжымайтын мүлік өзгерістерін ескеру үшін өз моделін динамикалық түрде реттей алады. Бұл жетілдіру ағып кетуді анықтау жүйесінің сезімталдығы мен сенімділігін айтарлықтай жақсартады, ағып кету жылдамдығы мен орналасуын дәлірек есептеуге және операциялық тәуекелді азайтуға мүмкіндік береді.
4.3 Сорғы және болжамды техникалық қызмет көрсету
Сұйықтықтың реологиялық күйі сорғы жабдықтарының механикалық жүктемесі мен тиімділігіне терең әсер етеді. Нақты уақыттағы тұтқырлық деректері оңтайландыруға да, жағдайға негізделген бақылауға да мүмкіндік береді.
4.3.1 Тиімділік және кавитацияны бақылау
Сұйықтықтың тұтқырлығы артқан сайын, сорғы ішіндегі энергия шығындары артады, бұл гидравликалық тиімділіктің күрт төмендеуіне және ағынды ұстап тұру үшін қажетті қуат тұтынудың артуына әкеледі. Тұтқырлықты үздіксіз бақылау операторларға сорғының нақты тиімділігін бақылауға және оңтайлы өнімділікті қамтамасыз ету және электр энергиясын тұтынуды басқару үшін айнымалы жылдамдықты жетектерді реттеуге мүмкіндік береді.
Сонымен қатар, жоғары тұтқырлық кавитация қаупін күшейтеді. Жоғары тұтқыр сұйықтықтар сорғының сору кезіндегі қысымның төмендеуін арттырады, сорғы қисығын жылжытады және қажетті таза оң сору басын (NPSHr) арттырады. Егер қажетті NPSHr бағаланбаса - статикалық немесе кешіктірілген тұтқырлық деректерін пайдаланған кезде жиі кездесетін жағдай - сорғы кавитация нүктесіне жақын жерде қауіпті түрде жұмыс істейді, бұл механикалық зақымдану қаупін тудырады. Нақты уақыт режиміндесызықтық тұтқырлықты өлшеусорғының қауіпсіз жұмыс маржасын сақтауын және жабдықтың тозуы мен істен шығуының алдын алуын қамтамасыз ете отырып, тиісті NPSHr түзету коэффициентін динамикалық түрде есептеу үшін қажетті деректерді ұсынады.
4.3.2 Аномалияны анықтау
Тұтқырлық деректері болжамды техникалық қызмет көрсету үшін қуатты контекстік қабатты қамтамасыз етеді. Тұтқырлықтың аномальды өзгерістері (мысалы, бөлшектердің жұтылуына байланысты кенеттен артуы немесе күтпеген сұйылтқыштың күрт секіруі немесе газдың бөлінуіне байланысты төмендеуі) сорғы жүктемесіндегі өзгерістерді немесе сұйықтық үйлесімділігі мәселелерін білдіруі мүмкін. Тұтқырлық деректерін қысым және діріл сигналдары сияқты дәстүрлі бақылау параметрлерімен біріктіру аномалияны ертерек және дәлірек анықтауға және ақаулықтарды диагностикалауға мүмкіндік береді, инжекциялық сорғылар сияқты маңызды жабдықтардағы ақаулардың алдын алады.
4-кесте: Дәстүрлі емес мұнай операцияларындағы нақты уақыт режиміндегі тұтқырлық деректерін қолдану матрицасы
| Операциялық аймақ | Тұтқырлық деректерін түсіндіру | Оңтайландыру нәтижесі | Негізгі өнімділік көрсеткіші (KPI) |
| Қарсылықты азайту (құбыр желісі) | Инъекциядан кейінгі тұтқырлықтың төмендеуі ығысу-жіңішкерту тиімділігімен өзара байланысты. | Оңтайлы ағынды сақтай отырып, химиялық заттардың артық дозалануын азайту. | Сорғы қуатының төмендеуі (кВт/баррель); Қысымның төмендеуі. |
| Еріткішті араластыру (Май тұтқырлығын өлшейтін құрал) | Жылдам кері байланыс циклі мақсатты араластыру тұтқырлығына қол жеткізуді қамтамасыз етеді. | Құбырдың техникалық сипаттамаларының сақталуына кепілдік беріледі және сұйылтқыш шығындары азаяды. | Шығарылатын өнімнің тұтқырлық индексінің консистенциясы (VI); сұйылтқыш/май қатынасы. |
| Сорғының денсаулығын бақылау | Түсініксіз тұтқырлық ауытқуы немесе тербелісі. | Сұйықтықтың үйлесімсіздігі, енуі немесе кавитацияның басталуы туралы ерте ескерту; NPSHr маржасын оңтайландыру. | Жоспарланбаған тоқтап қалу уақытын азайту; Оңтайландырылған қуат тұтыну. |
| Ағынды қамтамасыз ету (Тұтқырлықты үздіксіз өлшеу) | Үйкеліс шығынын есептеу және өтпелі модель дәлдігі үшін дәл. | Құбырдың бітелу қаупін азайту; ағып кетуді анықтау сезімталдығын арттыру. | Ағынды қамтамасыз ету моделінің дәлдігі; Жалған ағып кету дабылдарын азайту. |
Қорытынды және ұсыныстар
Сенімді және дәлүздіксіз тұтқырлықты өлшеудәстүрлі емес көмірсутектердің — атап айтқандатақтатас мұнайының тұтқырлығыжәне сұйықтықтармұнай құмдарын өндіру— бұл тек аналитикалық талап қана емес, сонымен қатар операциялық және экономикалық тиімділіктің негізгі қажеттілігі. Өте жоғары тұтқырлық, күрделі Ньютондық емес мінез-құлық, ағындылық кернеуінің сипаттамалары және ластану мен абразияның қос қаупі сияқты ішкі қиындықтар дәстүрлі желілік өлшеу технологияларын ескірген етеді.
Жетілдірілген резонанстық немеседірілдейтін вискозиметрлернегізгі дизайн артықшылықтарына байланысты осы қызмет үшін ең қолайлы технологияны ұсынады: қозғалмалы бөлшектердің болмауы, байланыссыз өлшеу, абразияға жоғары төзімділік (қатты жабындар арқылы) және көлемдік ағынның ауытқуларына ішкі иммунитет. Заманауи құралдардың тұтқырлықты, температураны және тығыздықты бір мезгілде өлшеу мүмкіндігі (SRD) көп фазалы ағындарда дәл динамикалық тұтқырлықты алу және сұйықтық қасиеттерін кешенді басқаруды қамтамасыз ету үшін өте маңызды.
Стратегиялық орналастыру орнату геометриясына мұқият назар аударуды талап етеді, шығыс кернеуі бар сұйықтықтарға тән тоқырау аймақтарын болдырмау үшін Т-тәрізді бөліктер мен иінтіректерге ұзын енгізу сенсорларын қолдануға басымдық береді. Пайдаланудың ұзақ мерзімділігі ауыр көмірсутек ластануына ену және оны тарату үшін арналған арнайы хош иісті еріткіштерді пайдалана отырып, нұсқаулық бойынша техникалық қызмет көрсету арқылы қамтамасыз етіледі.
Нақты уақыттағы тұтқырлық деректерін пайдалану қарапайым бақылаудан тысқары шығып, маңызды процестерді күрделі тұйық циклмен басқаруға мүмкіндік береді. Негізгі оңтайландыру нәтижелеріне мақсатты реологиялық күйге дейін басқару арқылы химиялық заттарды пайдалануды азайту, араластыру операцияларында сұйылтқыш шығынын дәл оңтайландыру, RTTM негізіндегі ағып кетуді анықтау жүйелерінің дәлдігін арттыру және сорғылардың сұйықтық тұтқырлығына динамикалық түрде реттелетін қауіпсіз NPSHr шекараларында жұмыс істеуін қамтамасыз ету арқылы механикалық ақаулардың алдын алу жатады. Берік, үздіксіз жұмысқа инвестиция салусызықтық тұтқырлықты өлшеудәстүрлі емес мұнай өндіру мен тасымалдауда өнімділікті барынша арттыру, пайдалану шығындарын азайту және ағынның тұтастығын қамтамасыз етудің маңызды стратегиясы болып табылады.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 11 қазан
