Заказать звонок

ООО «Фонон»

В автоматизированных системах управления магистральными нефтегазопроводами одной из нерешенных задач является контроль протечек нефти через закрытую задвижку или газа через закрытый крановый узел. Другой такой задачей является контроль срабатывания клапана сброса избыточного давления. Обе эти задачи могут быть решены с помощью сигнализатора потока, в качестве которого может быть использован сигнализатор прохождения средств очистки и диагностики СПРА-­4.

 

Переток газа через закрытый крановый узел или нефти через закрытую задвижку или клапан сброса избыточного давления всегда сопровождается акустической эмиссией (акустическим излучением, акустическим шумом) очень высокой интенсивности, что может быть использовано в качестве достоверного параметра наличия такого явления.


Источником акустической эмиссии при перетоках газа является турбулентность потока, акустические колебания при этом возникают вследствие его нестационарности. Частотный спектр колебаний простирается от единиц кГц до 500 кГц с характерными пиками в области частот 30–60 кГц и 160–180 кГц. Амплитуда сигнала зависит от скорости перетока и его объема и возрастает с их увеличением.


Источником акустической эмиссии при перетоках нефти являются два явления: турбулентность потока и кавитация. Кавитация возникает, когда локальное давление в потоке жидкости падает ниже парциального давления растворенного в ней газа. Особенность кавитации в нефтях заключается в том, что, по сравнению с водой, нефть – это многокомпонентная жидкость, имеющая более высокую кинематическую вязкость и давление насыщенных паров, в то же время меньшее поверхностное натяжение, что делает ее менее прочной с точки зрения разрыва. Поэтому при перетоках нефти через закрытую задвижку и клапан сброса давления кавитация всегда имеет место. Кавитация сопровождается интенсивной акустической эмиссией, значительно превышающей акустический шум турбулентности. Частотный спектр кавитационного шума занимает полосу частот от 5 кГц до 1 мГц. При этом наблюдаются амплитудные пики в трех частотных диапазонах: от 10 до 50 кГц; от 60 до 80 кГц и от 150 до 175 кГц.


С целью обеспечения максимальной чувствительности частота сигнализатора должна лежать в диапазоне, где сигнал максимален, а для обеспечения универсальности (сигнализатор должен работать как на нефтепроводах, так и на газопроводах) желательно, чтобы частотные диапазоны, в которых имеют место экстремальные значения сигналов, вызванных турбулентностью и кавитацией, перекрывались. С другой стороны, для повышения помехоустойчивости рабочая частота прибора должна лежать вне частотного диапазона помех. Поскольку частоты шумов работающих механизмов не превышают 60 кГц, а амплитудные пики кавитационных и турбулентных шумов лежат, соответственно, в диапазонах 160–180 кГц и 150–175 кГц, то очевидно, что в сигнализаторах потока следует использовать частоты 150–180 кГц.


Всем выше перечисленным требованиям удовлетворяет сигнализатор прохождения средств очистки и диагностики СПРА-­4. Рабочая частота прибора лежит в диапазоне 165 ± 3 кГц. Прибор имеет высокое быстродействие. Время срабатывания с момента появления потока может регулироваться перестановкой перемычек и может составлять 2, 3, 4 секунды. При установке «автоматического сброса» в телемеханику будет поступать сигнал в течение всего времени наличия потока нефти, и как только поток прекратится, сигнал, поступающий в телемеханику, через 1 минуту отключится. Возможны и другие временные интервалы. Для обеспечения требуемой чувствительности датчик прибора должен устанавливаться на стенку трубы на удалении не более 2 метров от объекта контроля. Для проверки работоспособности прибора в нем реализован режим ручного дистанционного (с телемеханики) и местного контроля.


Сигнализатор СПРА-­4 выпускается во взрывозащищенном исполнении с маркировкой взрывозащиты: 1Ex ib IIA T3 «Взрывобезопасное электрооборудование» для использования во взрывоопасных зонах класса 1. Вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь».

    

ООО «Фонон»


634045, г. Томск, ул. Мокрушина, д. 1


Тел.: +7 (3822) 41­-09-­98

Факс: +7 (3822) 41­-09­-80

 

 

 

Журнал «Нефть и газ Сибири» 3(40)2020

Читайте также

Оформить подписку
Оформите подписку на выпуск новых журналов. Вы можете оформить как печатную, так и электронную версию подписки.