在很多比較偏遠的油氣現(xiàn)場,數(shù)據(jù)的采集是非常必要的,尤其是專用的傳感器收集的數(shù)據(jù),像油罐液位線、壓力、流量和氣體探測傳感器,應變計,腐蝕探頭等,同時,還會收集一些陰極保護數(shù)據(jù)。過去,陰極保護監(jiān)測系統(tǒng)獨立收集傳感器數(shù)據(jù),并通過一些通訊道路,例如監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),將收集到的數(shù)據(jù)傳送給油田操作工,羅氏公司(堪薩斯州)公司研發(fā)部領導,NACE國際成員Jamey Hilleary說。
Hilleary說,一些油田的員工認為,他們越來越需要在遙遠的油田的一些數(shù)據(jù),像是他們正苦苦尋找的陰極保護數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括一些現(xiàn)場閥門的壓力信息,可以監(jiān)測油和天然氣管道的腐蝕可能性;包括一些現(xiàn)場注入裝置存儲器的防腐劑的液位,可以獲得油井殼和收集管線的一些陰極保護數(shù)據(jù);包括井殼相連接部位的腐蝕速率,追蹤井殼和管道與土壤的電位;也包括試驗點的土壤腐蝕速率的數(shù)據(jù),他強調(diào)說。
為了滿足這一需要,Elecsys 研發(fā)了SentraLink CP?,一個遠程的陰極保護監(jiān)測平臺,他將一個精密的雙通道陰極保護整流器/試驗站監(jiān)測裝置和一個精密的雙通道傳感器/傳感器監(jiān)測裝置結(jié)合,整合入一個裝置里。Hilleary評論說,當完成監(jiān)測,這種技術可以使監(jiān)測傳感器在相同的位置監(jiān)測數(shù)據(jù)。將陰極保護和操作數(shù)據(jù)結(jié)合,放入一個單獨的裝置里,可以提供一些附加的現(xiàn)場數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以讓你得到現(xiàn)場腐蝕環(huán)境的一個更完整的情況。
這個裝置含有兩個模擬電壓輸入通道,可以測量兩個相關的陰極保護數(shù)據(jù),像是整流電壓,整流電流,和裝置—土壤電位;還有兩個傳感器輸入通道,用來測量兩個單獨的傳感器數(shù)據(jù),像是溫度,管道壓力,儲罐中的流體液位,腐蝕速率(內(nèi)部的或外部的腐蝕速率,使用電阻探頭或線性極化電阻探頭)等等。每一個傳感器通道可以使用4-mA 到20-mA,0.0-V到 5.0-V, 或 0.0-V 到10.0-V 的雙絲或三絲配置傳感器,這個裝置能夠發(fā)送24-V激發(fā)信號激活傳感器,從而獲得測量數(shù)據(jù)。這個系統(tǒng)和整流器使用相同的動力源來提供動力。
Hilleary 講述了一個實例,引用了油井現(xiàn)場的安裝,解釋了這兩個遠程的監(jiān)控裝置的電壓通道,可以用來測量井殼的陰極保護數(shù)據(jù)和地下管道與土壤的電位,這個地下管道連接著所有的收集系統(tǒng)的存儲油井。油井現(xiàn)場安裝了一個腐蝕抑制劑注射裝置,在遠程監(jiān)控系統(tǒng)里的傳感器輸入通道被用來測量儲罐內(nèi)的腐蝕抑制劑液位,同時,另一個傳感器輸入通道和油井殼內(nèi)的一個腐蝕探頭相連接。
遠程監(jiān)控裝置是根據(jù)獨一無二的協(xié)議操作的,間斷地獲得裝置的數(shù)據(jù),通過向傳感器發(fā)送激發(fā)信號,從而激發(fā)傳感器。激發(fā)的頻率依賴正在收集數(shù)據(jù)的類型,從每分鐘一次到每小時甚至更長時間一次。傳感器可以獲得數(shù)據(jù),同時,傳感器將傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應的電壓信號,并將信號傳回監(jiān)測裝置。Hilleary 解釋說,比較重要地,返回電壓信息的量決定了基于傳感器電壓范圍的測量數(shù)據(jù)。舉例說,如果返回的來自腐蝕抑制劑儲罐的流體液位傳感器的電壓數(shù)據(jù)是2.5 V,同時,傳感器范圍是0.0 V 到5.0 V,也就是說,電壓數(shù)據(jù)是0.0 V時,儲罐內(nèi)的腐蝕抑制劑是空的,電壓數(shù)據(jù)是5.0 V時,儲罐內(nèi)的腐蝕抑制劑是滿的,那么,2.5 V就說明腐蝕抑制劑儲罐內(nèi)抑制劑量是儲罐內(nèi)總量的~50%。
所有傳感器預期的測量范圍是確定的,并有低和高限制設置。如果傳感器測量數(shù)據(jù)在設定的測量范圍內(nèi),然后數(shù)據(jù)通過移動電話或衛(wèi)星通信被定期傳送給網(wǎng)絡用戶界面上,通過這種預定的時間安排,這些數(shù)據(jù)被看到,被轉(zhuǎn)化為圖表,并根據(jù)需要結(jié)合使用。如果測量數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi),那么現(xiàn)場工作正常,用戶也不需要立即去更新數(shù)據(jù),Hilleary 說到。同時,還要注意到,正常的數(shù)據(jù)至少要一周傳送一次,從而使用戶確定遠程的陰極保護監(jiān)控裝置是正常工作的。如果傳感器測量數(shù)據(jù)不在設定的測量范圍內(nèi),一個警報信息會毫無延誤地傳送給現(xiàn)場用戶,可以通過發(fā)信息,也可以是發(fā)郵件。如果裝置恢復正常,測量數(shù)據(jù)回歸正常,那么也需要發(fā)送一個恢復正常的通知信號。
對于腐蝕抑制劑儲罐,如果測量器數(shù)據(jù)跌至傳感器低限以下,這將會引發(fā)警報,從而通知往儲罐加注抑制劑的負責人,負責人會趕到這個遠方的油廠,確保加注腐蝕抑制劑,從而確保油廠儲罐不會受到腐蝕。以往,防腐蝕負責人需要隨機趕到油井現(xiàn)場,去驗證腐蝕抑制劑系統(tǒng)正常工作,經(jīng)常會面對一個相當滿的儲罐,或者要去填滿一個空的儲罐。
對于其他的測量數(shù)據(jù),遠程系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄器每周或每月被檢查并進行數(shù)據(jù)收集。每個月月底,如果你記錄數(shù)據(jù)并檢索數(shù)據(jù),你將會看到這些數(shù)據(jù),但是,系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)一些警報信息或異常,在這些被發(fā)現(xiàn)前,系統(tǒng)是不會再次工作的,Hilleary說到。隨機定期去油廠現(xiàn)場查看,或獲知故障后使用數(shù)據(jù)記錄器和數(shù)據(jù)檢索,這些方法都不能在故障發(fā)生時提供可操作的數(shù)據(jù)。Hilleary補充到說,使用一個單一的裝置,監(jiān)測各種各樣的數(shù)據(jù),這些附加的現(xiàn)場數(shù)據(jù)給陰極保護提供了更綜合的腐蝕信息,關于遠方的被監(jiān)控的油廠現(xiàn)場的信息,通過這種方式,可以減少去油田現(xiàn)場的次數(shù),從而降低成本。
在2014年9月份,遠程的陰極保護裝置進入商業(yè)生產(chǎn)階段。應用包括:監(jiān)控油井現(xiàn)場的井殼的整流器電壓,整流器電流,以及儲罐和廢物罐的流體水位線;測量油氣儲存油井的整流器輸出值,陰極保護電位,以及儲罐壓力;聯(lián)合使用井殼交叉部位和試驗站的電位和腐蝕率測量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是從電阻探頭或線性極化電阻探頭中獲取的,用于管道的完整性管理;聯(lián)合監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)和陰極保護數(shù)據(jù);這些技術正在幾個井殼交叉部位使用,這些井殼充滿了氣相抑制劑,而這個裝置可以追蹤環(huán)形空間的腐蝕率,以及井殼和管道的電位。這些技術還可以被應用到一個油氣儲存場,去測量這里的每一個油井的壓力數(shù)據(jù)和陰極保護數(shù)據(jù)。
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