«Нефтепро-
мысловое дело»

Исследование погрешностей емкостного датчика влагосодержания продукции газодобывающих скважин

УДК: 621.3.082.722.5
DOI: -

Авторы:

¹ Севернефтегазпром, Новый Уренгой, Россия
² Институт проблем управления имени В.А. Трапезникова РАН, Москва, Россия

Ключевые слова: газовый поток, чувствительный элемент, полуцилиндрические пластины, формула Клаузиуса – Моссотти, диэлектрическая проницаемость, рабочая емкость, паразитная емкость, концентрация, капельная влага, погрешность

Аннотация:

Предложена конструкция чувствительного элемента (ЧЭ) емкостного датчика, выполненного в виде двух полуцилиндрических пластин. Рассмотрены основные факторы, влияющие на погрешность контроля таким датчиком концентрации капельной влаги в газовом потоке. К этим факторам относятся точность импедансометра, измеряющего емкость ЧЭ, состоящей из рабочей и паразитной емкостей, температурные вариации указанных емкостей и влияние неводных фракций газового потока (песок, газовый конденсат и пр.). С использованием математической модели Клаузиуса – Моссотти была проведена количественная оценка погрешностей, обусловленных указанными факторами, для ЧЭ с заданными конструктивными параметрами. Для этих параметров при погрешности импедансометра 0,01 пФ было показано, что абсолютная погрешность емкостного датчика в диапазоне концентраций 0...10 % не превышает 0,32 %. Такая точность в сочетании с высокой надежностью и низкой стоимостью емкостных датчиков позволяет рекомендовать их внедрение на газодобывающих предприятиях для контроля количества капельной влаги в газовом потоке.

Список литературы:

1. Краснов А.Н., Прахова М.Ю. Контроль и диагностика выноса песка из газодобывающих скважин // Norwegian Journal of development of the International Science. − 2021. − № 67. – С. 67–73.

2. Тер-Саркисов Р.М. Разработка месторождений природных газов. – М.: Недра, 1999. – 659 с.

3. Моторин Д.В., Кротов П.С., Гурьянов В.В. Проблемы добычи газа на завершающем этапе разработки месторождений // Территория Нефтегаз. − 2011. − № 10. − С. 50–53.

4. Габдулов И.Н., Кадыров Т.Ф. Анализ работы сепарационного оборудования для очистки сырого газа сеноманских залежей газовых месторождений // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2020. – № 6(120). – С. 34–40. – DOI: 10.33285/1999-6934-2020-6(120)-34-40

5. Ермолкин О.В., Храбров И.Ю., Великанов Д.Н. Современные информационно-измерительные технологии контроля продукции газовых и газоконденсатных скважин // Территория Нефтегаз. – 2015. – № 3. – С. 53–61.

6. Браго Е.Н., Ермолкин О.В. Оценка информационных свойств современных систем измерения дебита газовых и газоконденсатных скважин // Газовая промышленность. – 2013. – № 5. – С. 82–85.

7. Совершенствование информационно-измерительной системы контроля параметров многофазных потоков продукции скважин / О.В. Ермолкин, Я.Д. Попова, М.А. Гавшин, Д.Н. Великанов // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2019. − № 7(552). – С. 30−35. – DOI: 10.33285/0132-2222-2019-7(552)-30-35

8. Модифицированный спектрометрический метод контроля количества примесей в продукции скважин / О.В. Ермолкин, Д.Н. Великанов, Я.Д. Попова, И.Ю. Храбров // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2023. − № 4(597). – С. 5−14. – DOI: 10.33285/2782-604X-2023-4(597)-5-14

9. Берлинер М.А. Измерения влажности. – M.: Энергия, 1973. − 400 c.

10. Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов / Е.С. Кричевский, В.К. Бензарь, М.В. Венедиктов [и др.]. – М.: Энергия, 1980. – 240 с.

11. Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. − М.: Энергоатомиздат, 1989. − 208 с.

12. Брандт А.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. – М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит-ры, 1963. – 404 с.

13. Kawabata H., Kobayashi Y. Accurate measurements of complex permittivity of liquid based on a TM 010 mode cylindrical cavity method // The 35th Europen Microwave Conference: inter. conf., 3–7 October 2005. – Paris, 2005. – P. 369–372.

14. Manaf M.N., Triyana K. Analytical Solutions for Capacitance of a Semi-Cylindrical Capacitive Sensor // Advances of Science and Technology for Society, AIP Conf. Proc. – 2016. – DOI: 10.1063/1.4958467

15. Кечиев Л.Н. Справочник по расчету электрической емкости, индуктивности и волнового сопротивления в электронной аппаратуре. Инженерное пособие. – М.: Грифон, 2021. – 280 с.

16. Технологический режим работы газовых скважин / З.С. Алиев, С.А. Андреев, А.П. Власенко, Ю.П. Коротаев. − М.: Недра, 1976. − 273 с.