СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
METHODS AND APPARATUS FOR LEVEL LOOP CONTROL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем, относится к системам регулирования, в частности к способам и устройству для системы регулирования уровня с обратной связью.
Уровень техники
Буровые площадки природного газа (например, буровые площадки не ассоциированного газа) обычно содержат сепаратор для отделения природного газа от жидкостей. Данные жидкости могут включать, например, воду, нефть и буровой раствор. Сепаратор позволяет отделение добытого природного газа от жидкостей и/или водяных паров, способствуя сбору жидкостей и/или водяных паров и газа в соответствующих сборных камерах внутри сепаратора. Жидкости в сборной камере для жидкостей отводят в емкости для хранения жидкости для последующего отделения нефти от бурового раствора и воды. Газы в емкости для сбора газа обычно отводят на станции обработки природного газа или, как вариант, в емкости для сбора природного газа.
Уровень жидкости в емкости для сбора жидкости сепаратора обычно следует удерживать между нижним пороговым уровнем и верхним пороговым уровнем. Если уровень жидкости опускается ниже нижнего порогового уровня, природный газ может попасть в емкость для хранения жидкости и, возможно, выйти в атмосферу, и может представлять собой потенциально опасное событие. Если уровень жидкости превышает верхний пороговый уровень, жидкость может попасть в трубопровод природного газа и вызвать перекрытие и/или растрескивание в трубопроводе.
Раскрытие изобретения
Раскрыты примерные способы и устройство для системы регулирования уровня с обратной связью. Примерный способ включает определение посредством датчика первого показателя давления в емкости и определение посредством турбинного расходомера второго показателя давления жидкости в емкости. Примерный способ также включает определение того, находится ли первый показатель давления в пределах определенного диапазона отклонений от второго показателя давления для определения рабочего состояния турбинного расходомера и передачу диагностического сообщения, сигнализирующего о том, что турбинный расходомер нуждается в осмотре на основании состояния турбинного расходомера.
Раскрытое примерное устройство содержит устройство сравнения для определения того, пребывает ли выходная величина первого показателя давления, соответствующая объему жидкости в емкости, в пределах определенного диапазона отклонений от второй выходной величины показателя давления, соответствующей объему жидкости в емкости, для определения рабочего состояния турбинного расходомера, причем происходит передача первой выходной величины давления от датчика давления в емкости, а выходная величина второго показателя давления соответствует выходной величине от турбинного расходомера. Устройство дополнительно содержит интерфейс для передачи диагностического сообщения, сигнализирующего о том, что турбинный расходомер нуждается в осмотре на основании состояния турбинного расходомера.
Краткое описание графических материалов
Фиг.1 иллюстрирует схему примерной буровой площадки природного газа, содержащей примерный разгрузочный клапан и примерный регулятор.
Фиг.2 иллюстрирует схему электрического привода примерного разгрузочного клапана на фиг.1.
Фиг.3 иллюстрирует примерную буровую площадку природного газа на фиг.1с примерным разгрузочным клапаном, содержащим контактный переключатель.
Фиг.4 иллюстрирует схему примерного процессора уровня жидкости, функционирующего совместно с регулятором на фиг.1 и 3.
Фиг.5, 6 и 7 иллюстрируют схемы процесса, представляющие примерные способы, которые могут быть осуществлены для внедрения в эксплуатацию примерного процессора уровня жидкости и/или системы на фиг.1, 3 и 4.
Фиг.8 иллюстрирует блок-схему примерной процессорной системы, которая может быть использована для осуществления примерных способов и устройства, описанного в данном документе.
Осуществление изобретения
Несмотря на описанные далее примерные способы и устройство, содержащее, среди иных компонентов, программное обеспечение и/или встроенное программное обеспечение, исполняемое на аппаратном обеспечении, следует отметить, что таковые системы являются лишь иллюстративными и их не следует рассматривать как ограничивающие. Например, предполагается, что какое-либо или все данные компоненты аппаратного обеспечения, программного обеспечения, и встроенного программного обеспечения могут быть осуществлены исключительно в аппаратном обеспечении, исключительно в программном обеспечении, или в любом сочетании аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Соответственно, в то время как следующие описываемые примерные способы и устройство описаны совместно с буровыми площадками природного газа, примерные способы и устройство может быть использовано для отделения газа от жидкостей в любой области применения.
На буровых площадках природного газа добывают неочищенный природный газ из подземных природных хранилищ. Природный газ добывают из недр в виде текучей смеси жидкостей, бурового раствора, и газа. Одним из первых этапов очистки природного газа является отделение любой жидкости, бурового раствора и/или водяных паров от газа для обеспечения дальнейшей переработки добытого газа в метан и другие углеводородные побочные продукты. На известных буровых площадках используют сепаратор для отделения жидкостей и/или водяных паров от природного газа. Сепаратор представляет собой емкость, разделенную на сборочную камеру для жидкости (например, емкость для сбора жидкости) и сборочная камера для газа (например, емкость для сбора газа). Многие сепараторы также содержат перегородки, конденсирующие водяные пары и направляющие жидкость в сборочную камеру для жидкости.
Во многих случаях, сепаратор напрямую соединен посредством трубопровода со скважиной природного газа или стволом скважины. Добытая смесь жидкостей и газа из ствола скважины направляют в сепаратор, в котором происходит пассивное отделение газа от жидкостей предоставлением возможности конденсации для жидкости внизу сепаратора в сборочной камере для жидкости и сбора верхней части сепаратора для газа. Жидкости в сборочной камере для жидкости отводят в емкости для хранения жидкости для последующего отделения нефти от воды. Газ в сборочной камере для газа отводят в перерабатывающую установку или емкости для хранения газа транспортируют к перерабатывающей установке для природного газа.
Жидкостный трубопровод обычно регулируют посредством разгрузочного клапана для удержания жидкости на определенном уровне в сборочной камере для жидкости сепаратора. Если уровень жидкости падает ниже определенного уровня, газ может попасть в жидкостный трубопровод и в емкости для хранения жидкости, которые обычно вентилируют. Таким образом, любой газ, попавший в емкости для хранения жидкости, может выйти и попасть в атмосферу, что может привести к возникновению взрывоопасной среды и к штрафным санкциям со стороны государства. Кроме того, если жидкость в сепараторе превышает определенный уровень, жидкость может попасть в газовый трубопровод. В данном случае, жидкость может причинить перекрытие трубопровода или растрескивание трубопровода, если жидкость замерзнет. Таким образом, регулирование разгрузочного клапана для регуляции уровня жидкости является важным аспектом эксплуатации сепаратора и соответствующей скважины природного газа.
Обычно, разгрузочные клапаны приводятся в действие давлением собранного газа в силу удобства, поскольку природный газ легко доступен на буровой площадке. Однако, при обычной работе разгрузочного клапана, некоторое количество газа должно выйти в атмосферу. Данная утечка газа является напрасной тратой природных ресурсов, которые могли бы быть проданы. Дополнительно, качество газа на буровых площадках не является постоянным, что может проявиться в некоторых загрязнениях или частицах, негативно влияющих на работу разгрузочного клапана.
На многих известных буровых площадках, реле уровня используют для определения пороговых уровней в емкости для сбора жидкости. Когда уровень жидкости достигает реле уровня, реле посылает предписание и/или показание (например, сигнал) регулятору, что жидкость достигла определенного уровня. В ответ на показание, регулятор выдает предписание разгрузочному клапану на открытие на некоторое время, чтобы уменьшить уровень жидкости в сборочной емкости. Открытие разгрузочного клапана в целом является реакцией на восприятие определенного уровня жидкости, поскольку жидкости не возникают равномерно из скважин природного газа. Например, в течение некоторых периодов времени, может быть извлечено относительно большое количество жидкостей из скважины в то время, как в течение других, извлекают относительно малое количество жидкостей.
Кроме того, на многих известных буровых площадках природного газа, используется турбинный расходомер для определения скорости жидкости, текущей из сборочной камеры для жидкости в емкости для хранения жидкости. Турбинный расходомер зачастую находится внутри трубопровода текучей среды. В некоторых случаях, турбинный расходомер может заклинить или могут возникнут трудности при вращении, что может привести к неточным выходным величинам расхода. В некоторых случаях, неточная выходная величина расхода от турбинного расходомера приводит к неточному определению уровня жидкости в сборочной камере для жидкости регулятором разгрузочного клапана, что приводит к превышению или падению ниже определенного порогового уровня жидкостью. В данных случаях, техническому специалисту, вероятно, необходимо пройти к сепаратору, чтобы вручную определить уровень жидкости в сборочной камере для жидкости и отремонтировать турбинный расходомер. В некоторых современных примерах, оператор может опорожнять емкость для хранения жидкости на основании установленного расписания (например, каждые два дня) и/или обратной связи, полученной от отдельного устройства определения уровня (например, детектора уровня), установленного в емкости для хранения жидкости. Однако такой способ может быть дорогостоящим и/или привести к переполнению или недостаточному наполнению емкости для хранения жидкости в то время, когда технический специалист перемещается к буровой площадке для опорожнения емкости для хранения жидкости.
Для поддержания уровня жидкости в сборочной камере для жидкостей сепаратора, реле уровня должно быть относительно чувствительным к изменению уровней жидкости. Однако время реакции для известных реле уровня может находиться в диапазоне от нескольких секунд до нескольких минут из расчета вязкости, температуры, давления, и/или состава жидкости. К тому же, реле уровня не может определить давление жидкости. Дополнительно, многие известных системы регулирования разгрузочных клапанов используют клапаны с относительно долгим временем реакции. Данное долгое время реакции может привести к запаздыванию отвода жидкостей из сборочной камеры для жидкости, что, таким образом, приводит к переполнению жидкостью сепаратора. Данные известные проблемы также могут привести к тому, что жидкость, выходящая из сборочной камеры быстрее, чем предполагается, дает, таким образом, возможность газу попасть в емкости для хранения жидкости.
Примерные способы, устройство, и изделия, раскрытые в данном документе обеспечивают систему управления уровнем жидкости для сепаратора посредством комплексной электрической системы управления устьями скважин, относительно быстро реагирующую на изменения в уровне жидкости. Примерные способы, устройство, и изделия, раскрытые в данном документе могут задействовать датчик давления внутри, например, сборочной камеры для жидкости и/или жидкостного трубопровода, чтобы сделать возможной оценку объемов жидкости, проходящих через разгрузочный клапан на основании давления жидкости. В некоторых примерах, датчик давления может быть встроен в разгрузочный клапан. Оценка объема жидкости может быть использована для проверки выходных величин из турбинного расходомера и/или может обеспечить большую надежность уровня жидкости в сепараторе.
Примерные способы, устройство и изделия раскрытые в данном документе сравнивают выходные величины давления из примерного датчика давления и турбинного расходомера для определения рабочего состояния турбинного расходомера. Например, если выходная величина давления из турбинного расходомера не находится в пределах определенного диапазона отклонений от примерного датчика давления, примерные способы, устройство и изделия раскрытые в данном документе передают диагностическое сообщение, указывающее на то, что турбинный расходомер нуждается в осмотре. Таким образом, применение датчика давления примерными способами, устройствами и изделиями, раскрытыми в данном документе сокращает посещения сепаратора техническим специалистом и повышает уверенность в том, что уровень жидкости не превышает предварительно определенных пороговых уровней.
Примерные способы, устройство, и изделия, раскрытые в данном документе могут также использовать примерный датчик давления для замены реле уровня. Во многих случаях, датчик давления, используемый примерными способами, устройством, и изделиями, раскрытыми в данном документе, предоставляет периодические выходные величины давления жидкости, используемые регулятором разгрузочного клапана для определения достижения предварительно определенного порогового уровня. Таким образом, примерный датчик давления может быть использован для прогнозирования уровней жидкости для упреждающего открытия и/или закрытия разгрузочного клапана вместо реагирования на уровни жидкости с использованием хорошо известных реле уровня. К тому же, примерный датчик давления может потреблять относительно меньше энергии, чем известные реле уровня. Дополнительно, в случаях, когда датчик давления встроен в разгрузочный клапан, примерные способы, устройство, и изделия, раскрытые в данном документе, уменьшают количество проводов, подсоединенных к сепаратору.
Примерные способы, устройство и изделия, раскрытые в данном документе, также содержат разгрузочный клапан с электрическим приводом, который может быть отрегулирован регулятором разгрузочного клапана на основании давления жидкости в пределах сборочной камеры для жидкости и/или давления газа в сборочной камере для газа. Таким образом, перемещение детали клапана может быть видоизменено на основе определенного давления в сепараторе без повторной настройки (например, регулировки) разгрузочного клапана. Посредством использования электрического привода в разгрузочном клапане, может быть получена относительно более чувствительная регулировка клапана путем предписания, как долго деталь клапана должна быть открыта для регулирования объема жидкости, выводимой из сепаратора. Таким образом, электрический привод в примерном разгрузочном клапане обеспечивает относительно легкие и быстрые переключения на расход жидкости из сепаратора без необходимости останавливать процесс добычи природного газа. Дополнительно, электрический привод выполнен с относительно низким потреблением энергии и не использует природный газ, устраняя, таким образом, непродуктивное использование природного газа для стравливания и регулирования разгрузочного клапана.
Фиг.1 иллюстрирует буровую площадку 100 природного газа, сооруженную в соответствии с сущностью данного изобретения для обеспечения системы управления уровнем жидкости. Примерная буровая площадка 100 природного газа содержит сепаратор 102, который разделен на сборочную камеру 104 для жидкости и сборочную камеру 106 для газа. Примерная сборочная камера 104 для жидкости разделена внутри сепаратора 102 посредством отбивной решетки 108. Примерный сепаратор 102 содержит перегородку 110 для направления жидкости, попадающей в сепаратор 102 через впускной трубопровод 112 в сборочную камеру 104 для жидкости. Примерная перегородка 110 также способствует конденсации водяных паров в мелкие капли воды, которые падают в сборочную камеру 104 для жидкости.
Примерный впускной трубопровод 112 соединен со стволом скважины природного газа и/или трубопроводом в пределах ствола скважины. Впускной трубопровод 112 направляет смесь газа и жидкостей, добытых из грунта, в примерный сепаратор 102. Смесь может содержать, например, углеводородные газы (например, метан), не углеводородные газы (например, водяные пары), углеводородные жидкости (например, нефть) и не углеводородные жидкости (например, буровой раствор, глинистый буровой раствор, вода и т.п.). В то время как фиг.1 иллюстрирует единичный впускной трубопровод 112, в других примерах сепаратор 102 может содержать соединения для ряда впускных трубопроводов от других скважин природного газа.
Примерный сепаратор 102 содержит реле уровня 114 и 116 для указания достижения жидкостью в пределах сборочной камеры 104 для жидкости определенного объема (например, уровня или высоты вдоль отбивной решетки 108). Примерное реле уровня 114 и 116 содержит любой вид механического, электрического, и/или электромеханического переключателя и/или датчика, чтобы определить, когда жидкость достигнет определенной высоты. В показанном примере, реле уровня 114 сигнализирует о достижении жидкостью верхнего порогового уровня 118, а реле уровня 116 сигнализирует о достижении жидкостью нижнего порогового уровня 120. Установка реле уровня 114 и 116 вдоль отбивной решетки 108 устанавливает пороговые уровни 118 и 120. В некоторых примерах, переключатели 114 и 116 встроены в буек или поплавок, механически соединенный с регулятором 122, описанным ниже. В данных примерах, происходит передача выталкивающей силы и получаемого в результате движения буйка в жидкости в регулятор 122. Регулятор 122 может быть использован для установления пороговых уровней 118 и 120 и/или нейтральной зоны между пороговыми уровнями 118 и 120.
Когда жидкость достигает пороговых уровней 118 и/или 120, соответствующее реле уровня 114 и/или 116 передает показание в регулятор 122. Показание сигнализирует регулятору 122, что жидкость в сборочной камере 104 для жидкости достигла определенного порогового уровня. Примерное реле уровня 114 и 116 контактно соединены с регулятором 122 посредством проводки (не изображено). В других примерах, реле уровня 114 и 116 могут быть контактно соединены с регулятором 122 беспроводным способом.
Примерный регулятор 122 (например, электрический регулятор уровня Fisher L2e) показанного примера содержит процессор 123 уровня жидкости. Примерный процессор 123 уровня жидкости получает показания объема жидкости и/или уровня жидкости от, например, реле уровня 114 и 116 для определения того, когда открыть и/или закрыть разгрузочный клапан 124. Примерный процессор 123 уровня жидкости также регулирует перемещение детали 125 клапана (например, штока) в разгрузочном клапане 124 в зависимости от условий внутри сепаратора 102.
Примерный регулятор 122 регулирует разгрузочный клапан 124 для управления потоком жидкости через трубопровод 126 в емкость для хранения жидкости 128. В данном примере, разгрузочный клапан 124 может быть клапаном Fisher D2, D3 или D4 с приводом 130. В некоторых примерах, приводом 130 является электрический привод easy-Drive™, пневматический привод с позиционированием с обратной связью, гидравлический привод, электрический привод и т.д. Примерный электрический привод 130 контактно соединен с регулятором 122 посредством проводки. Регулирующие сигналы (например, входные сигналы) от регулятора 122 и/или процессора 123 уровня жидкости могут включать, например, сигнал в 4-20 мА, сигнал в 0-10 В постоянного тока, и/или цифровые команды и т.д. Регулирующие сигналы устанавливают или соответствуют состоянию клапана для примерного разгрузочного клапана 124. Например, регулирующие сигналы могут вызвать открытие, закрытие или некое промежуточное положение детали 125 разгрузочного клапана 124. В некоторых примерах, регулятор 122 может использовать протокол цифровой передачи данных, такой как, например, протокол Магистрального Адресуемого Дистанционного Преобразователя (HART) для коммуникации с регулятором и/или электрическим приводом 130 разгрузочного клапана 124.
Примерный регулятор 122 на фиг.1 контактно соединен с центром управления 129 посредством любого проводного и/или беспроводного канала связи. Примерный центр управления 129 может быть расположен удаленно от регулятора 122, чтобы дать возможность управляющему персоналу управлять рядом скважин природного газа из одного места. Центр управления 129 ведет наблюдение за регулятором 122 для отслеживания любых проблем с разгрузочным клапаном 124 и/или сепаратором 102. Примерный центр управления 129 может также давать предписание регулятору 122 об открытии и/или закрытии разгрузочного клапана 124. К тому же, примерный центр управления 129 может выводить из эксплуатации сепаратор 102, разгрузочный клапан 124 и/или регулятор 122 для технического обслуживания, ремонта, и/или замены. Дополнительно, центр управления.129 может послать технического специалиста для исправления проблем с сепаратором 102, выявленных регулятором 122 и/или процессором уровня жидкости 123.
Примерный электрический привод 130 на фиг.1 показан относительно более подробно на фиг.2. Электрический привод 130 может работать от, например, 12 или 24 Вт постоянного тока (Vdc) при 1,5 Вт статической приводной мощности. Меньшая приводная мощность в сравнении с другими общеизвестными разгрузочными клапанами дает возможность примерному разгрузочному клапану 124 обслуживать сепаратор 102 при относительно низкой потребляемой мощности. Дополнительно, примерный электрический привод 130 дает возможность разгрузочному клапану 124 работать на электричестве, а не на природном газе, таким образом, уменьшая природные ресурсы необходимые для эксплуатации сепаратора 102.
Примерный электрический привод 130 на фиг.1 и 2 содержит регулятор 132 расхода жидкости Fisher FloPro, который дает возможность регулятору 122 и/или процессору уровня жидкости 123 установить максимальный расход жидкости через разгрузочный клапан 124. Регулятор 132 расхода может быть изменен электрическим приводом 130 для увеличения или уменьшения перемещения детали 125 разгрузочного клапана 124, изменяя, таким образом, максимальное открытое положение разгрузочного клапана 124. Электрический привод 130 увеличивает максимальный расход жидкости через разгрузочный клапан посредством спуска регулятора 132 расхода для увеличения длины перемещения детали клапана 125. Схожим образом, электрический привод 130 уменьшает максимальный расход жидкости через разгрузочный клапан 124 посредством подъема регулятора 132 расхода для уменьшения длины перемещения детали клапана 125. Таким образом, примерный регулятор 122 может регулировать расход жидкости через разгрузочный клапан 124 без необходимости повторной настройки и/или регулировки электрического привода 130 для различных давлений и/или условий в сепараторе 102.
Еще раз рассмотрев фиг.1, которая иллюстрирует трубопровод 126 от сборочной камеры 104 для жидкости до емкости для хранения жидкости 128, содержащий турбинный расходомер 136. Примерный турбинный расходомер 136 измеряет скорость (например, расход) жидкости, протекающей через трубопровод 126, на основании скорости, с которой жидкость заставляет вращаться турбину. Турбинный расходомер 136 включает любой вид электрического, механического, и/или электромеханического расходомера. Примерный турбинный расходомер 136 контактно соединен (не изображено) с регулятором 122 посредством любого проводного и/или беспроводного канала связи.
В некоторых случаях, для объема жидкости (и/или уровня жидкости) в сборочной камере 104 для жидкости устанавливают соотношение с расходом, измеряемым турбинным расходомером 136, таким образом, предоставляя возможность процессору уровня жидкости 123 регулятора 122 оценивать уровень жидкости на основании измеренного вращательного ускорения турбинного расходомера 136. Примерный процессор 123 уровня жидкости может также использовать турбинный расходомер 136 для определения того, сколько жидкости прошло через разгрузочный клапан 124 во время отвода жидкости в емкость 128 для хранения. На основании количества отведенной жидкости, процессор 123 уровня жидкости может определить, сколько жидкости осталось в сборочной камере 104 для жидкости для определения того, когда закрыть разгрузочный клапан 124. Таким образом, турбинный расходомер 136 предоставляет дополнительные данные об уровне жидкости процессору уровня жидкости 123 совместно с показаниями уровня жидкости от реле уровня 114 и 116.
В некоторых случаях, турбинный расходомер 136 может заедать, его может заклинить, или может наблюдаться замедленное вращение. В данных случаях, процессор 123 уровня жидкости может не получать точной информации о расходе для определения того, сколько жидкости прошло через разгрузочный клапан 124. Во многих известных примерах, процессор 123 уровня жидкости должен полагаться на нижнее реле 116 уровня, которое подает сигнал, когда уровень жидкости достиг нижнего порогового уровня 120. Однако, исходя из относительно медленного времени реакции, связанного с разгрузочным клапаном 124 и/или относительно медленным движением связанного привода, уровень жидкости может перейти пороговый уровень 120, вплоть до приближения реального уровня жидкости к уровню трубопровода 126. В то время как примерный процессор 123 уровня жидкости может дать команду электрический привод 130 о закрытии разгрузочного клапана относительно быстро, данная задержка может привести к попаданию некоторого количества газа в трубопровод 126.
Жидкост.
Для обеспечения диагностической проверки турбинного расходомера 136, примерный сепаратор 102 на фиг.1 содержит датчик давления 138. Примерный датчик давления 138 может содержать любой электрический, механический, и/или электромеханический датчик давления, способный определять давление жидкости (Р). Примерный датчик давления 138 контактно соединен (не изображено) с процессором уровня жидкости 123 регулятора 122 посредством любого проводного и/или беспроводного канала связи. В показанном примере, датчик давления 138 показан в сборочной камере 104 для жидкости. В других примерах, датчик давления 138 может быть расположен внутри трубопровода 126 и/или сопряжен с разгрузочным клапаном 124. В примерах, где датчик давления 138 сопряжен с разгрузочным клапаном 124, датчик давления 138 может поддерживать связь с регулятором 122 посредством регулятора и/или электрического привода 130.
Примерный датчик давления 138 выверен с помощью процессора 123 уровня жидкости, так чтобы выходные величины давления жидкости соответствовали объему жидкости в сборочной камере 104, уровню жидкости в камере 104 и/или скорости жидкости, протекающей через разгрузочный клапан 124. Дополнительно, выходные величины давления жидкости могут быть соотнесены с известными показателями расхода жидкости через трубопровод 126. Таким образом, выходные величины давления дают возможность примерному процессору уровня жидкости 123 определять рабочее состояние турбинного расходомера 136 путем сравнения показателей давления от датчика давления 138 с пересчитанным давлением, соответствующему показателям расхода, полученным от турбинного расходомера 136. Если процессор 123 уровня жидкости определяет, что показатели давления от турбинного расходомера 136 пребывают вне определенного диапазона отклонений от показателей давления от датчика давления 138, примерный процессор 123 уровня жидкости передает диагностическое сообщение центру 129 управления, указывающее на то, что турбинный расходомер 136 нуждается в осмотре. В то время как турбинный расходомер 136 не действует, процессор 123 уровня жидкости может использовать выходную величину давления от датчика давления 138 для регулирования разгрузочного клапана 124. Например, процессор 123 уровня жидкости может определять, что при достижении давлением жидкости определенного порогового уровня, разгрузочный клапан 124 следует открыть или закрыть.
В других примерах, выходную величину давления отдатчика давления 138 можно соотнести с расходом жидкости через трубопровод 126 и сравнить с расходом, показанным турбинным расходомером 136. Примерный регулятор 122 может также использовать выходные величины давления от датчика давления 138 для регулировки максимального перемещения детали 125 клапана посредством регулятора 132 расхода. Например, регулятор 122 может отдать команду регулятору 132 расхода увеличить величину перемещения детали 125 клапана для увеличения максимального потока через разгрузочный клапан 124 при определении относительно высокого давления датчиком давления 138.
возд
Фиг.1 иллюстрирует примерный сепаратор 102, который также содержит трубопровод 140, который соединяет сборочную камеру 106 для газа с емкостью 142 для хранения газа. Примерная сборочная камера 106 для газа дает возможность отделить газ от текучей смеси из ствола скважины. Давление газа (например, Р) в сборочной камере 106 направляет газ в емкость 142 для хранения с относительно низким давлением. Как вариант, трубопровод 140 может направить газ к компрессору, который направляет газ на перерабатывающую установку.
Фиг.1 иллюстрирует примерную буровую площадку 100 природного газа, которая содержит одноступенчатый сепаратор 102. В других примерах, сепаратор 102, регулятор 122, разгрузочный клапан 124, и т.д. могут быть использованы на буровых площадках неассоциированного природного газа и/или нефтяных буровых площадках. Дополнительно, примерная буровая площадка 100 природного газа может быть реализована с использованием многоступенчатых сепараторов. В данных альтернативных примерах, сепаратор 102 может извлекать газ высокого давления из текучей смеси и отводить смесь газа низкого давления и жидкости во второй сепаратор, который дает возможность отделить газ низкого давления от жидкости. Каждый из многоступенчатых сепараторов может иметь разгрузочные клапаны (например, схожие или идентичные разгрузочному клапану 124), регулируемые, например, регулятором 122. Дополнительно, сепаратор высокого давления может иметь трубопровод, который отводит более тяжелую воду и/или углеводороды в одну емкость для хранения и отдельный трубопровод, который отводит нефтегазовые текучие смеси в сепаратор низкого давления. В данных примерах, процессор 123 уровня жидкости может регулировать и/или координировать открытие/закрытие ряда разгрузочных клапанов для удержания уровней жидкости ряда сепараторов в пределах определенных пороговых уровней.
Фиг.3 иллюстрирует примерную буровую площадку 100 природного газа на фиг.1 с примерным разгрузочным клапаном 124, содержащим контактный датчик 302. Примерный контактный датчик 302 определяет положение примерной детали 125 клапана на фиг.1 и 2. Примерный контактный датчик 302 предоставляет информацию о положении детали 125 клапана электрическому приводу 130 для системы управления с обратной связью в, например, процессоре 123 уровня жидкости для регулирования потока текучей среды через разгрузочный клапан 124. Примерный процессор 123 уровня жидкости использует полученные данные о положении детали 125 клапана для точной регулировки степени открытия разгрузочного клапана 124, таким образом, обеспечивая точное регулирование уровня жидкости. Примерный контактный датчик 302 может содержать любой электрический, механический, и/или электромеханический контактный датчик и/или переключатель.
Показанный пример также включает электрическое реле 303 уровня для измерения уровня жидкости в сборочной камере 104 для жидкости. Примерное электрическое реле 303 уровня может содержать какой-либо вид электрического переключателя для определения уровня жидкости на основе приложения жидкостью подъемной силы на штангу. Электрическое реле 303 уровня может распознавать движение штанги посредством любого вида магнитного и/или индуктивного датчика. Примерное электрическое реле 303 уровня посылает сообщение и/или сигнал регулятору 122, сигнализируя об уровне жидкости. Электрическое реле 303 уровня контактно соединено с регулятором 122 посредством любого проводного и/или беспроводного канала связи.
Фиг.3 иллюстрирует примерное электрическое реле 303 уровня совместно с датчиком давления 138 посредством примерного процессора 123 уровня жидкости для определения объема жидкости в пределах сборочной камеры 104 и объема жидкости, протекающей через разгрузочный клапан 124. В данном показанном примере, датчик давления 138, электрическое реле 303 уровня, и/или контактный датчик 302 заменяют реле уровня 114 и 116 и турбинный расходомер 136 на фиг.1, посредством этого уменьшая мощность, потребляемую для эксплуатации сепаратора 102. Дополнительно, показанный пример изображает датчик давления 138 расположенный в трубопроводе 126. В других примерах, датчик давления 138 может быть сопряжен с разгрузочным клапаном 124. В иных примерах, сепаратор 102 может содержать пневмодатчик для определения давления газа в сборочной камере 106 для газа.
Фиг.3 иллюстрирует буровую площадку 100 природного газа, которая представляет собой удаленную площадку, работающую на солнечной энергии, накапливаемой системой 304 сбора солнечной энергии. Система 304 сбора может содержать любое количество и/или виды панелей солнечных батарей и инфраструктуру для преобразования энергии света от солнца в электричество. В других примерах, буровая площадка 100 природного газа может снабжаться энергией от одной или более ветровых турбин.
Регулятор 306 мощности накапливает энергию, собранную системой 304 сбора солнечной энергии. Регулятор 306 мощности может содержать любое количество и/или виды батарей, чтобы накапливать энергию для регулятора 122, датчика давления 138 и/или разгрузочного клапана 124. В данном примере, регулятор 122 может эксплуатировать разгрузочный клапан 124 без какого-либо надзора из центра управления 129 на фиг.1, поскольку буровая площадка 100 природного газа является удаленной. Как вариант, регулятор 122 может быть контактно соединен с центром управления 129 беспроводным способом.
Примерный регулятор 306 мощности на фиг.3 содержит алгоритм, стандартную программу, и/или функциональные возможности для управления накоплением энергии из системы 304 сбора и распределением энергии к регулятору 122, датчику давления 138, и/или разгрузочному клапану 124. Примерный процессор 123 уровня жидкости может также быть выполнен с целью уменьшения потребляемой мощности посредством уменьшения количества открытий/закрытий разгрузочного клапана 124. Например, нижний пороговый уровень 120 может быть установлен ближе к уровню трубопровода 126, поскольку датчик давления 138, электронный привод 130, и/или процессор 123 уровня жидкости обеспечивают относительно более быструю и точную реакцию на определенные уровни жидкости.
В показанном примере, использование примерного контактного датчика 302, электрического реле 303 уровня, и датчика давления 138 совместно с электрическим приводом 130 малой мощности и примерным регулятором 122 обеспечивает систему относительно малой мощности для эксплуатации примерного сепаратора 102 с использованием удаленного возобновляемого источника энергии. Таким образом, примерный процессор 123 уровня жидкости регулирует уровни жидкости внутри сепаратора 102 без постоянного наблюдения со стороны технических специалистов и/или технологического персонала. Данное уменьшение контроля снижает издержки на эксплуатацию буровой площадки 100 природного газа.
Фиг.4 иллюстрирует схему примерного процессора 123 уровня жидкости на фиг.1 и 3. Примерный процессор 123 уровня жидкости функционирует совместно с примерным регулятором 122. Например, процессор 123 уровня жидкости может использовать коммуникационную функциональную возможность в регуляторе 122 для поддержания связи с центром управления 129. К тому же, регулятор 122 может регулировать мощность для процессора 123 уровня жидкости. В других примерах, процессор 123 уровня жидкости может быть отделен и контактно соединен с регулятором 122. В данных других примерах, процессор 123 уровня жидкости может управляться сервером, компьютером, смартфоном, расчетным планшетом и т.д.
Для получения показаний от датчиков уровня 114 и 116 на фиг.1, примерный процессор 123 уровня жидкости содержит верхний приемник уровня жидкости 402 и нижний приемник уровня жидкости 404. Примерный верхний приемник уровня жидкости 402 получает показания от датчика уровня 114, что уровень жидкости в сборочной камере 104 для жидкости достиг верхнего порогового уровня 118. Примерный нижний приемник уровня жидкости 404 получает показания от датчика уровня 116, что уровень жидкости достиг нижнего порогового уровня 120.
Примерные приемники 402 и 404 преобразуют показания от датчиков уровня 114 и 116 в цифровые и/или аналоговые данные, считываемые, например, устройством сравнения 406. Например, реле уровня 114 и 116 могут выводить импульсное напряжение при достижении уровнем жидкости соответствующих пороговых уровней 118 и 120. Приемники 402 и 404 преобразуют импульсное напряжение в соответствующий цифровой сигнал и/или соответствующий аналоговый сигнал для устройства сравнения 406. В некоторых примерах, приемники 402 и 404 могут ставить в очередь полученные показания до получения доступа к устройству сравнения 406 для обработки данных.
Фиг.4 иллюстрирует примерный процессор 123 уровня жидкости, содержащий приемник давления 408 для получения выходных величин от турбинного расходомера 136 и датчика давления 138. Примерный приемник давления 408 получает и перерабатывает выходные величины от устройств 136 и 138 в формат, совместимый с устройством сравнения 406. Например, приемник давления 408 преобразует аналоговый сигнал от датчика давления 138 в соответствующий цифровой сигнал. Примерный приемник давления 408 также преобразует, например, аналоговый расход от турбинного расходомера 136 в цифровой сигнал.
Как вариант, примерный приемник давления 408 может быть сконфигурирован для протокола передачи данных HART. В данных примерах, приемник давления 408 получает выходные сообщения HART от турбинного расходомера 136 и датчика давления 138 и преобразует сообщения HART в формат, совместимый с устройством сравнения 406. Однако в других примерах, полученные выходные сообщения могут быть выходными сигналами Modbus, выходными сигналами коммуникационного протокола и т.д. В данных примерах приемник давления 408 посылает сообщение с запросом исходящих данных от турбинного расходомера 136 и/или датчика давления 138.
Примерный приемник давления 408 в показанном примере также получает данные от любых датчиков давления внутри сепаратора 102, электрического реле 303 уровня, и/или данные от электронного привода 130 разгрузочного клапана 124. Например, в случаях, когда датчик давления 138 сопряжен с разгрузочным клапаном 124, приемник давления 408 получает данные о давлении от электронного привода 130 и/или регулятора разгрузочного клапана 124. В других примерах, где разгрузочный клапан 124 содержит контактный датчик 302 на фиг.3, примерный приемник давления 408 получает данные о положении детали 125 клапана.
Для регулирования разгрузочного клапана 124 и определения рабочего состояния турбинного расходомера 136, примерный процессор 123 уровня жидкости на фиг.4 содержит устройство сравнения 406. Примерное устройство сравнения 406 получает выходные величины давления от датчика давления 138 и показатели уровня жидкости от датчиков уровня 114 и 116 через соответствующие приемники 402, 404, и 408. Примерное устройство сравнения 406 также получает информацию о расходе от турбинного расходомера 136 и/или положении детали 125 клапана посредством контактного датчика 302 на фиг.3.
Для определения рабочего состояния турбинного расходомера 136, примерное устройство сравнения 406 выдает предписание жидкостному профилометру 410 об обращении к базе данных 412, которая содержит корреляционную информацию. Устройство сравнения 406 использует данную информацию для преобразования расхода в объем жидкости и/или давление жидкости. Примерная база данных 412 может быть осуществлена при помощи EEPROM, RAM, ROM и/или любого другого типа памяти.
После преобразования расхода от турбинного расходомера 136, устройство сравнения 406 сравнивает объем и/или давление с полученным давлением и/или объемом, преобразованным из датчика давления 138. Примерное устройство сравнения 406 определяет, находится ли разница между выходными величинами турбинного расходомера 136 и датчиком давления 138 за пределами определенного диапазона отклонений. На основании степени отклонения, устройство сравнения 406 определяет рабочее состояние турбинного расходомера 136. Например, если степень отклонения сравнительно умеренная, устройство сравнения 406 может определить, что турбинный расходомер 136 замедлил вращение из-за частиц породы и/или ржавчины. Кроме того, если степень отклонения относительно велика, устройство сравнения 406 может определить, что турбинный расходомер 136 не может осуществлять вращение и/или поломан. Как вариант, если степень отклонения относительно невелика, и в пределах предписанных отклонений, устройство сравнения 406 может определить, что турбинный расходомер 136 работает в соответствии с назначением.
На основании установленного рабочего состояния турбинного расходомера 136, примерное устройство сравнения 406 выдает предписание интерфейсу 414 послать диагностическое сообщение, например, центру управления 129, указывающее выявленную проблему. В ответ на сообщение, центр управления 129 может послать технического специалиста для решения проблем с турбинным расходомером 136 и/или послать предписания турбинному расходомеру 136 о решении выявленных проблем. Примерное устройство сравнения 406 может также сохранить выявленное рабочее состояние турбинного расходомера в базу данных 412.
Примерное устройство сравнения 406 показанного примера определяет максимальную величину открытия детали клапана 125 на основании информации от датчика давления 138, турбинного расходомера 126, датчиков уровня 114 и 116, и/или газового датчика. Устройство сравнения 406 определяет максимальное перемещение (например, максимальную открытую позицию) для детали клапана 125 для ограничения количества жидкости, которая может пройти через разгрузочный клапан 124 в случаях, когда разгрузочный клапан 124 не содержит контактный датчик 302. В данных случаях, разгрузочный клапан 124 может не иметь точного регулирования с обратной связью для частичного открытия детали клапана 125. Для установления максимального перемещения, примерное устройство сравнения 406 посылает предписание электронному приводу 130 видоизменить максимальное открытие детали 125 клапана посредством регулятора 132 расхода. Таким образом, посредством установления максимального перемещения для детали клапана 125, устройство сравнения 406 выдает предписание электрическому приводу 130 открыть деталь клапана 125 относительно быстро, чтобы установить максимальное перемещение без необходимости для разгрузочного клапана 124 отслеживать перемещение детали 125 клапана.
Как вариант, когда разгрузочный клапан 124 содержит контактный датчик 302, примерное устройство сравнения 406 определяет, насколько должна быть открыта деталь клапана 125 на основании количества жидкости, которое должно быть отведено из сборочной камеры 104 для жидкости. В данных примерах, устройство сравнения 406 выдает предписание запускающему устройству 416 привода послать сообщение и/или сигнал регулятору и/или электронному приводу 130 на открытие детали клапана 125 на заданную величину.
Фиг.4 иллюстрирует примерное устройство сравнения 406, которое использует информацию от датчика давления 138, турбинного расходомера 126, датчиков уровня 114 и 116, и/или газового датчика для определения того, для какого количества жидкости и/или в течение какого периода времени разгрузочный клапан 124 должен быть открыт.Например, устройство сравнения 406 получает показание от датчика давления 138, что уровень жидкости достигает верхнего порогового уровня 118. Устройство сравнения 406 затем получает доступ в базу данных 412 через жидкостный профилометр 410 для определения количества жидкости, которая должна быть спущена на основании имеющегося давления газа в сборочной камере 106 для газа, максимальной величины, на которую разгрузочный клапан 124 может быть открыт, и/или расхода жидкости через разгрузочный клапан 124. Примерное устройство сравнения 406 затем выдает предписание запускающему устройству 416 привода послать предписание разгрузочному клапану 124 открыть деталь клапана 125 для начала спуска жидкости. По достижении заданного времени и/или заданного количества жидкости, предназначенного для спуска, примерное устройство сравнения 406 выдает предписание запускающему устройству 416 привода закрыть разгрузочный клапан 124. В других примерах, устройство сравнения 406 может уточнять свои расчеты времени и/или объема на основании более поздних расходов текучей среды от турбинного расходомера 136 и/или давления жидкости от датчика давления 138.
Примерное устройство сравнения 406 может также сохранять данные о параметрах жидкости в базу данных 412. Данные о параметрах жидкости включают параметры, описывающие, как изменяется уровень жидкости в сепараторе 102 на основании распознанных показателей давления жидкости, давления газа и/или расхода жидкости через трубопровод 126. Примерный жидкостный профилометр 410 может использовать сохраненные данные для создания, видоизменения, и/или уточняющих корреляций между уровнем жидкости в сборочной камере 104 для жидкости, давлением жидкости, давлением газа, и/или показателями расхода жидкости через трубопровод 126. Например, жидкостный профилометр 410 может определить, что определенное давление жидкости соответствует половинному наполнению емкости для сбора жидкости 104 при давлении газа равному 2,5 атмосферам. Жидкостный профилометр 410 может также регулировать информацию о параметрах на основании величины открытия детали клапана 125. Дополнительно, жидкостный профилометр 410 может повторно регулировать (например, перенастраивать) информацию о параметрах, когда, например, разгрузочный клапан 124, турбинный расходомер 136, датчик давления 138, реле уровня 114 и 116, трубопровод 126, и/или части сборочной камеры 104 для жидкости заменены и/или видоизменены.
Для взаимодействия с разгрузочным клапаном 124, примерный процессор 123 уровня жидкости содержит запускающее устройство 416 привода. Примерное запускающее устройство 416 получает сообщения от устройства сравнения 406 и передает предписание и/или сигнал регулятору разгрузочного клапана 124 и/или электрическому приводу 130. В случаях, когда разгрузочный клапан 124 соответствует коммуникационному протоколу управления технологическим процессом (например, HART, Profibus и/или Foundation Fieldbus), запускающее устройство 416 привода создает соответствующее сообщение и передает сообщение разгрузочному клапану 124. В других случаях, запускающее устройство 416 привода может подавать питание, чтобы побудить электронный привод 130 вызвать открытие/закрытие детали клапана 125.
В то время как примерный способ осуществления примерного процессора 123 уровня жидкости был показан на фиг.4, один или элементов, способов и/или устройств, показанных на фиг.4 могут быть совмещены, разделены, перегруппированы, пропущены, устранены и/или осуществлены любым другим способом. Дополнительно, примерные приемники 402, 404 и 408, примерное устройство сравнения 406, примерный жидкостный профилометр 410, примерная база данных 412, примерный интерфейс 414, примерное запускающее устройство 416 привода и/или в целом примерный процессор 123 уровня жидкости на фиг.4, могут быть осуществлены посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения, встроенного программного обеспечения и/или любого сочетания аппаратного обеспечения, программного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения. Таким образом, например, любой или все примерные приемники 402, 404, и 408, примерное устройство сравнения 406, примерный жидкостный профилометр 410, примерная база данных 412, примерный интерфейс 414, примерное запускающее устройство 416 привода и/или, в целом, примерный процессор 123 уровня жидкости могут быть осуществлены посредством одной или более цепи (цепей), программируемого процессора (процессоров), специализированной микросхемы (микросхем) (ASIC), программируемого логического устройства(устройств) (PLD) и/или логического устройство (устройств) с эксплуатационным программированием (FPLD) и т.д.
Когда любой из пунктов формулы на устройство данного патента читают для защиты единственно использования программного обеспечение и/или встроенного программное обеспечения, по меньшей мере, один из примерных приемников 402, 404, и 408, примерного устройства сравнения 406, примерного жидкостного профилометра 410, примерной базы данных 412, примерного интерфейса 414, и/или примерного запускающего устройства 416 привода данным документом недвусмысленно определены, как содержащие материальный машиночитаемый носитель, такой как память, DVD, CD, Blu-ray диск и т.д., который хранит программное обеспечение и/или встроенное программное обеспечение. Более того, процессор 123 уровня жидкости на фиг.4 может содержать один или более элементов, способов и/или устройств в дополнение к, или вместо, показанных на фиг.4 и/или может содержать более чем один из любых или всех показанных элементов, способов и устройств.
Фиг.5, 6 и 7 иллюстрирует блок-схему, которая представляет примерный способ для использования процессора 123 уровня жидкости на фиг.1, 3 и 4. В данном примере, способы могут быть осуществлены как программа для исполнения процессором, таким как процессор Р12, показанный в примерной процессорной системе Р10, рассматриваемой ниже совместно с фиг.8. Программа может быть осуществлена как машиночитаемые предписания или программное обеспечение, сохраняемое на машиночитаемый носитель, такой как CD, гибкий магнитный диск, жесткий диск, DVD, диск Blu-ray, или память, связанная с процессором Р12, но целая программа и/или ее части может, как вариант, быть осуществлена посредством устройства, которое не является процессором Р12 и/или осуществлена во встроенном программном обеспечении или специализированном аппаратном обеспечении. Дополнительно, хотя примерная программа описана на основании блок-схемы, изображенной на фиг.5, 6 и 7, много других способов осуществления примерного процессора 123 уровня жидкости могут быть использованы как вариант. Например, порядок исполнения блоков может быть изменен, и/или некоторые описанные блоки могут быть изменены, устранены или совмещены.
Как упомянуто выше, примерные способы на фиг.5, 6, и 7 могут быть осуществлены с использованием кодированных предписаний (например, машиночитаемых предписаний), сохраняемых на материальном машиночитаемом носителе, таком как жесткий диск, флэш-память, ROM, CD, DVD, диск Blu-ray, кэш-память, RAM и/или любые другие носители информации, на которых сохраняют информацию в течение любого периода времени (например,  в течение продолжительных периодов времени, постоянно, кратких периодов времени, для временной буферизации, и/или записи информации в кэш-память). В данном документе, термин материальный машиночитаемый носитель недвусмысленно определен как содержащий любой вид машиночитаемого запоминающего устройства и не содержащий передаваемые сигналы. Дополнительно, или как вариант, примерный способ на фиг.5, 6, и 7 может быть осуществлен с использованием кодированных предписаний (например, машиночитаемых предписаний), сохраняемых на постоянном машиночитаемом носителе, таком как жесткий диск, флэш-память, постоянная память, компакт-диск, универсальный цифровой диск, кэш-память, запоминающее устройство с произвольной выборкой и/или любом другом накопителе информации, на котором сохраняют информацию в течение любого периода времени (например, в течение продолжительных периодов времени, постоянно, кратких периодов времени, для временной буферизации, и/или записи информации в кэшпамять). В данном документе, термин постоянный машиночитаемый носитель недвусмысленно определен как содержащий любой вид машиночитаемого носителя и не содержащий передаваемые сигналы.
Примерные способы 500 на фиг.5 берут начало от процессора 123 уровня жидкости на фиг.1, 3 и 4, определяющего верхний пороговый уровень 118 (например, верхний уровень жидкости) и нижний пороговый уровень 120 (например, нижний уровень жидкости) для сепаратора 102 (блок 502). Примерный процессор 123 уровня жидкости может достичь порогового уровня 118 и 120 от оператора и/или определить пороговые уровни 118 и 120 на основании уровней трубопровода 126 и 140. Примерное устройство сравнения 406 на фиг.4 затем определяет, получено ли предупреждение о верхнем уровне жидкости (например, показании) от датчика уровня 114 (блок 504).
Если показание не получено, примерное устройство сравнения 406 запрашивает и/или получает значение давления газа внутри сепаратора (блок 506). Примерное устройство сравнения 406 затем определяет, должен ли быть открыт разгрузочный клапан 124 на основании давления газа и/или уровня жидкости (блок 508). Если устройству сравнения 406 не следует открывать разгрузочный клапан 124, примерное устройство сравнения 406 продолжает отслеживать показания о верхнем уровне жидкости (блок 504).
Если устройство сравнения 406 получает показание верхнего уровня жидкости (блок 504) и/или определяет, что разгрузочный клапан 124 должен быть открыт (блок 508), устройство сравнения 406 затем определяет величину открытия разгрузочного клапана 124 (блок 510). Величина открытия разгрузочного клапана 124 может содержать установление максимального перемещения детали 125 клапана посредством регулятора 132 расхода и/или определение величины движения детали клапана 125 с использованием обратной связи от примерного контактного датчика 302 на фиг.3. Примерное устройство сравнения 406 затем передает сообщение запускающему устройству 416 привода об открытии разгрузочного клапана (и/или установлении максимального перемещения детали 125 клапана) посредством заданной величины (блок 512).
После открытия разгрузочного клапана 124, примерное устройство сравнения 406 измеряет время и/или количество жидкости, протекающей через разгрузочный клапан 124 (блок 514). Устройство сравнения 406 может также сравнивать выходную величину от турбинного расходомера 136 с выходной величиной от датчика давления для определения рабочего состояния турбинного расходомера 136. Устройство сравнения 406 затем определяет, достигнут ли временной пороговый уровень и/или пороговый уровень отведенной жидкости так, чтобы не дать возможности газу попасть в трубопровод 126 (блок 516). Если пороговые уровни не были достигнуты, примерное устройство сравнения 406 определяет, было ли получено предупреждение о нижнем уровне жидкости (например, показатель) от датчика уровня 116 (блок 518). Если показатель не был получен, примерное устройство сравнения 406 продолжает измерять время открытия разгрузочного клапана 124 и количество текучей среды, протекающей через клапан 124 (блок 514).
Если временной пороговый уровень и/или пороговый уровень количества жидкости через разгрузочный клапан 124 был достигнут (блок 516) или достигнут нижний показатель уровня жидкости (блок 518), примерное устройство сравнения 406 посылает сообщение запускающему устройству 416 привода для закрытия разгрузочного клапана 124 (блок 520). Примерное устройство сравнения 406 и/или жидкостный профилометр 410, затем сохраняет в базу данных 412 отрезок времени открытия разгрузочного клапана 124, величину открытия разгрузочного клапана 124, количество жидкости, которая протекла через разгрузочный клапан 124, начальный уровень жидкости перед открытием разгрузочного клапана 124 и/или конечный уровень жидкости при закрытии разгрузочного клапана (блок 522). Примерный жидкостный профилометр 410 может использовать данную информацию для видоизменения и/или регулирования любых корреляционных данных давление-к-объему и/или любых моделей спуска жидкости на основании величины открытия разгрузочного клапана 124. Примерное устройство сравнения 406 и/или процессор 123 уровня жидкости затем вновь определяет, получено ли показание верхнего уровня жидкости отдатчика уровня 114 (блок 504).
Примерный способ 600 на фиг.6 использует примерный датчик давления 138 на фиг.1 и 3 вместо реле уровня 114 и 116 и/или турбинного расходомера 136 для определения количества жидкости в сборочной камере 104 для жидкости. Примерный способ 600 берет начало при корреляции примерным процессором 123 уровня жидкости на фиг.1 3, и 4 давления жидкости к объему жидкости в сборочной камере 104 для жидкости (блок 602). Примерное устройство сравнения 406 затем определяет, превышает ли давление жидкости, измеренное датчиком давления 138, заданный пороговый уровень (блок 604).
Если давление жидкости превышает пороговый уровень, примерное устройство сравнения 406 определяет величину открытия разгрузочного клапана 124 фиг.1 и 3 (и/или величину для установления максимального перемещения детали 125 клапана) (блок 606). Примерное устройство сравнения 406 затем передает сообщение запускающему устройству 416 привода открыть разгрузочный клапан (и/или установить максимальное перемещение детали 125 клапана) на заданную величину (блок 608).
После открытия разгрузочного клапана 124, примерное устройство сравнения 406 измеряет время и/или количество жидкости, протекающей через разгрузочный клапан 124 (блок 610) посредством определения величины уменьшения давления, измеренной датчиком давления 138. Устройство сравнения 406 затем определяет, был ли достигнут временной пороговый уровень и/или пороговый уровень количества жидкости таким образом, чтобы не дать возможности газу попасть в трубопровод 126 (блок 612). Если пороговые уровни не были достигнуты, примерное устройство сравнения 406 определяет, пребывает ли показатель давления жидкости, переданный датчиком давления 138 ниже порогового уровня, указывающего, что уровень жидкости достиг уровня трубопровода 126 (блок 614). Если уровень жидкости не пребывает на уровне и/или близко к пороговому уровню, примерное устройство сравнения 406 продолжает измерять время открытия разгрузочного клапана 124 и/или количество жидкости, протекающей через клапан 124 через датчик давления 138 (блок 610).
Если временной пороговый уровень и/или количество жидкости через разгрузочный клапан 124 порогового уровня было достигнуто (блок 612) или давление жидкости указывает, что жидкость близка к нижнему пороговому уровню 120 (блок 614), примерное устройство сравнения 406 посылает сообщение в запускающее устройство 416 привода для закрытия разгрузочного клапана 124 (блок 616). Примерное устройство сравнения 406 и/или жидкостный профилометр 410 затем сохраняет в базу данных 412 отрезок времени открытия разгрузочного клапана 124, величину открытия разгрузочного клапана 124, количество жидкости, которая протекла через разгрузочный клапан 124 (например, разницу в давлении жидкости), начальный уровень жидкости перед открытием разгрузочного клапана 124 (например, начальное давление жидкости) и/или конечный уровень жидкости при закрытии разгрузочного клапана (например, конечное давление жидкости) (блок 618). Примерный жидкостный профилометр 410 может использовать данную информацию для видоизменения и/или регулирования любых корреляционных данных давление-к-объему и/или любых моделей спуска жидкости на основании величины открытия разгрузочного клапана 124. Примерное устройство сравнения 406 и/или процессор 123 уровня жидкости затем вновь определяет, указывает ли давление жидкости на то, что уровень жидкости близок к уровню и/или на верхнем пороговом уровне 118 посредством датчика давления 138 (блок 604).
Фиг.7 иллюстрирует примерный способ 700, который определяет рабочее состояние турбинного расходомера 136. Примерный способ 700 берет начало при получении примерным устройством сравнения 406 и/или приемником давления 408 на фиг.4 первого показателя давления от датчика давления 138, измеряющего давление жидкости внутри сепаратора 102 на фиг.1 и 3 (блок 702). Примерное устройство сравнения 406 и/или примерный приемник давления 408 затем получают показатель расхода жидкости от турбинного расходомера 136 (блок 704). Примерное устройство сравнения 406 затем преобразует расход во второй показатель давления, используя корреляционные данные, сохраняемые в, например, базе данных 412 (блок 706).
Примерное устройство сравнения 406 затем сравнивает первый показатель давления со вторым показателем давления для определения разницы (блок 708). Если разница между показателями давления находится в пределах заданного отклонения, устройство сравнения 406 определяет, что турбинный расходомер 138 находится в нормальном рабочем состоянии. Примерное устройство сравнения 406 и/или приемник давления 408 затем вновь получают данные о показателях давления и расхода для отслеживания рабочего состояния турбинного расходомера 136 (блоки 702-708).
Если разница между показателями давления находится за пределами заданного отклонения, примерное устройство сравнения 406 получает доступ к базе данных 412 для определения рабочего состояния турбинного расходомера 136 на основании степени отклонения (блок 712). Например, относительно малое отклонение может указывать на то, что турбинный расходомер 136 замедлил вращение от естественного износа или ржавчины. Сверх того, относительно большое отклонение может свидетельствовать о том, что турбинный расходомер 136 не в состоянии осуществлять вращение в результате перекрытия частицами породы.
Примерное устройство сравнения 406 через интерфейс 414 затем передает диагностическое сообщение, например, центру управления 129, указывая, что турбинный расходомер 136 требует осмотра на основании определенного рабочего состояния (блок 714). Перед тем, как турбинный расходомер 136 будет осмотрен, примерное устройство сравнения 406 может использовать выходную величину давления от датчика давления 138 для использования разгрузочного клапана 124. Таким образом, датчик давления 138 служит дублирующим устройством, пока происходит наладка турбинного расходомера 136. Как только произведен ремонт турбинного расходомера, примерное устройство сравнения 406 и/или приемник давления 408 вновь начинает сравнивать выходную величину от датчика давления 138 с выходной величиной от турбинного расходомера 136 (блоки 702-708). В других примерах, устройство сравнения 406 может продолжать сравнивать выходную величину от датчика давления 138 с выходной величиной от турбинного расходомера 136 до починки расходомера 136 для определения того, снижается ли отклонение.
Фиг.8 иллюстрирует блок-схему примерной процессорной системы Р10, которая может быть использована для осуществления примерных способов и устройства описанных в данном документе. Например, процессорные системы, схожие или идентичные примерной процессорной системе Р10, могут быть использованы для осуществления примерных приемников 402, 404 и 408, примерного устройства сравнения 406, примерного жидкостного профилометра 410, примерной базы данных 412, примерного интерфейса 414, примерного запускающего устройства 416 привода и/или, в общем, примерного процессора 123 уровня жидкости на фиг.1, 3 и 4. Несмотря на то, что примерная процессорная система Р10 описана ниже, как содержащая ряд внешних устройств, интерфейсов, интегральных схем, запоминающих устройств и т.д., один или более из данных элементов может быть исключен из иных примерных процессорных систем, используемых для осуществления одного или более примерных приемников 402, 404 и 408, примерного устройства сравнения 406, примерного жидкостного профилометра 410, примерной базы данных 412, примерного интерфейса 414, примерного запускающего устройства 416 привода и/или, в общем, примерного процессора 123 уровня жидкости.
Как иллюстрирует фиг.8, процессорная система Р10 содержит процессор Р12, который соединен с соединительной шиной Р14. Процессор Р12 содержит набор регистров или пространство регистров Р16, которое изображено на фиг.8 как полностью встроенное в микросхему, но которое может, как вариант, быть полностью или частично расположенным вне микросхемы и напрямую соединенным с процессором Р12 посредством специальных электрических соединений и/или посредством соединительной шины Р14. Процессор Р12 может быть любым подходящим процессором, блоком обработки данных или микропроцессором. Несмотря на то, что данный факт не отображен на фиг.8, система Р10 может быть мультипроцессорной системой и, таким образом, может содержать один или более дополнительных процессоров, схожих или идентичных процессору Р12 и контактно соединенных с соединительной шиной Р14.
Процессор Р12 на фиг.8 соединен с набором микросхем Р18, который содержит контроллер запоминающего устройства Р20 и внешний контроллер Р22 ввода/вывода (I/O). Как известно, набор микросхем обычно обеспечивает функции I/O и управления запоминающим устройством, как и рядом регистров общего и/или специального назначения, реле времени и т.д., которые доступны или используются одним или процессорами, соединенными с набором микросхем Р18. Контроллер запоминающего устройства Р20 осуществляет функции, которые дают возможность процессору Р12 (или процессорам, если присутствует ряд процессоров) доступа в системное запоминающее устройство Р24 и запоминающее устройство Р25 большой емкости.
Системное запоминающее устройство Р24 может включать любой необходимый вид энергозависимого и/или энергонезависимого запоминающего устройства, такого как, например, статическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (SRAM), динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (DRAM), флэш-память, постоянная память (ROM) и т.д. Запоминающее устройство Р25 большой емкости может включать любой необходимый вид запоминающего устройства большой емкости. Например, если примерную процессорную система Р10 используют для применения базы данных 412 (на фиг.4), запоминающее устройство Р25 большой емкости может включать жесткий диск, накопитель на оптических дисках, запоминающее устройство на ленте и т.д. Как вариант, если примерную процессорную систему Р10 используют для применения базы данных 412, запоминающее устройство Р25 большой емкости может включать твердотельное запоминающее устройство (например, флэш-память, запоминающее устройство RAM и т.д.), магнитное запоминающее устройство (например, жесткий диск), или любое иное запоминающее устройство, подходящее для хранения больших массивов информации в базе данных 412.
Внешний контроллер Р22 I/O осуществляет функции, дающие возможность процессору Р12 поддерживать связь внешних устройств ввода/вывода (I/O) Р26 и Р28 и сетевого интерфейса Р30 посредством внешней шины Р32 I/O. Устройства Р26 и Р28 I/O могут представлять собой любой необходимый вид устройств I/O, как, например, клавиатура, дисплей (например, жидкокристаллический дисплей (LCD), дисплей на электронно-лучевой трубке (CRT) и т.д.), навигационное устройство (например, мышь, трекбол, емкостная сенсорная панель, ручка управления и т.д.) и т.д. Сетевой интерфейс РЗО может представлять собой, например, Ethernet-устройство, устройство режима асинхронной передачи (ATM), устройство стандарта 802.11, DSL-модем, кабельный модем, сотовый модем и др., которые дают возможность процессорной системе Р10 поддерживать связь с иными процессорными системами.
В то время как фиг.8 иллюстрирует контроллер Р20 запоминающего устройства и регулятор Р22 I/O как отдельные функциональные блоки в пределах набора микросхем Р18, функции, осуществляемые данными блоками, могут быть объединены в пределах отдельной полупроводниковой схемы или могут быть применены с использованием двух или более отдельных интегральных схем.
По меньшей мере, некоторые из вышеописанных примерных способов и/или устройств осуществляют посредством одной или более программ программного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения на процессоре компьютера. В тоже время, применение специального аппаратного обеспечения, которое включает, но не ограничено, специализированные интегральные схемы, программируемые логические матрицы и иные устройства аппаратного обеспечения подобным же образом может служить для осуществления некоторых или всех примерных способов и/или устройства, описанного в данном документе, полностью или частично. Более того, применение альтернативного программного обеспечения, которое включает, но не ограничено, распределенную обработку данных или компонентную/объектную распределенную обработку данных, параллельную обработку данных, или виртуальную машинную обработку данных также может служить для осуществления примерных способов и/или систем, описанных в данном документе.
Также следует отметить, что осуществление примерного программного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения, описанного в данном документе, сохраняют на материальных носителях информации, таких как: а магнитный носитель (например, магнитный диск или лента); магнитооптический или оптический носитель, такой как оптический диск; или твердотельный носитель, такой как карта памяти или иной модуль, который содержит одно или более постоянных (энергонезависимых) запоминающих устройств, запоминающих устройств с произвольной выборкой или других повторно записываемых (энергозависимых) запоминающих устройств. Соответственно, примерное программное обеспечение и/или встроенное программное обеспечение, описываемое в данном документе, может быть сохранено на материальных носителях информации, таких, как описано выше или последующими носителями информации. В пределах вышеприведенного описания описаны примерные компоненты и функции с учетом конкретных стандартов и протоколов, при этом объем данного патента не ограничен данными стандартами и протоколами.
К тому же, хотя данный патент раскрывает примерные способы и устройство, содержащее программное обеспечение или встроенное программное обеспечение, исполняемое на аппаратном обеспечении, следует отметить, что таковые системы являются лишь иллюстративными и их не следует рассматривать как ограничивающие. Например, предполагается, что какие-либо или все компоненты данного аппаратного обеспечения и программного обеспечения могут быть осуществлены исключительно в аппаратном обеспечении, исключительно в программном обеспечении, исключительно во встроенном программном обеспечении или в некотором сочетании аппаратного обеспечения, встроенного программного обеспечения и/или программного обеспечения. Соответственно, в то время как вышеприведенное описание описывает примерные способы, системы и изделия, данные примеры не являются единственным способом осуществления таковых систем, способов и изделий. Следовательно, несмотря на то, что примерные способы, системы и изделия описаны в данном документе, объем защиты данного патента не ограничен ими. Напротив, данный патент защищает все способы, системы и изделие явно подпадающее под действие прилагаемых пунктов формулы изобретения как буквально, так и в соответствии с доктриной эквивалентов.