為什么要注入化學(xué)試劑？
在石油和天然氣行業(yè)，確保流量在保證生產(chǎn)效率方面起著關(guān)鍵作用。在生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)程流體中所含的各種物質(zhì)會(huì)粘附在管道的內(nèi)壁上。物質(zhì)的積累會(huì)導(dǎo)致腐蝕、堵塞和結(jié)垢等問(wèn)題，這可能導(dǎo)致資產(chǎn)的災(zāi)難性故障和長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行停機(jī)。為了防止這種嚴(yán)重的問(wèn)題，某些化學(xué)試劑被注入管道中。這個(gè)過(guò)程被稱為“化學(xué)試劑注入”，提高這個(gè)過(guò)程的效率是至關(guān)重要的。
客戶面臨的挑戰(zhàn)
挑戰(zhàn)1：頻繁的手動(dòng)流量調(diào)整/維護(hù)
盡管傳統(tǒng)系統(tǒng)的化學(xué)試劑注入過(guò)程的某些部分已經(jīng)自動(dòng)化，但其中大多數(shù)仍然是手動(dòng)操作的。在手動(dòng)操作的系統(tǒng)中，注射流速不穩(wěn)定，每當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)都需要進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的頻率取決于油井的環(huán)境條件，如壓力、溫度、粘度和比重，在某些情況下，每隔幾個(gè)小時(shí)就需要進(jìn)行調(diào)整。此外，傳統(tǒng)系統(tǒng)由多個(gè)組件組成。他們擁有的組件越多，所需的維護(hù)就越多。這種人工干預(yù)導(dǎo)致巨大的勞動(dòng)力成本。
挑戰(zhàn)2：化學(xué)試劑注入速率不穩(wěn)定
石油和天然氣公司主要采用兩種類型的化學(xué)試劑注入系統(tǒng)。一種類型的系統(tǒng)直接從泵中注入化學(xué)試劑，通過(guò)調(diào)整泵的沖程長(zhǎng)度來(lái)控制排放速率。另一種類型的系統(tǒng)使用注射速率控制裝置（IRCD）來(lái)調(diào)節(jié)注射速率。
在許多情況下，排放速率或注入速率是通過(guò)手動(dòng)操作設(shè)置的。然而，排放速率經(jīng)常偏離設(shè)定速率，這受到注射點(diǎn)壓力變化、化學(xué)粘度或環(huán)境溫度的影響。當(dāng)化學(xué)試劑注入不足時(shí)，可能會(huì)對(duì)資產(chǎn)造成巨大損害。因此，大多數(shù)操作員傾向于將排放速率設(shè)置為比規(guī)定速率高 10% 到 20%，以防止劑量不足，從而導(dǎo)致的化學(xué)試劑成本過(guò)高。
挑戰(zhàn)3：在惡劣環(huán)境下工作
為了保持生產(chǎn)效率，海上平臺(tái)上的操作人員在惡劣的環(huán)境條件下工作。但是，需要解決一些挑戰(zhàn)。這些措施包括減少高風(fēng)險(xiǎn)情況下的長(zhǎng)時(shí)間工作，以及讓操作員在海上平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)周輪班。
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挑戰(zhàn)
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挑戰(zhàn)1:
頻繁的手動(dòng)流量調(diào)整/維護(hù)
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挑戰(zhàn)2:
化學(xué)試劑注入速率不穩(wěn)定
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挑戰(zhàn)3:
在惡劣環(huán)境下工作
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- 過(guò)量注入引起的化學(xué)試劑浪費(fèi)
- 因注入劑量不足而造成的資產(chǎn)損失
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- 運(yùn)營(yíng)商的健康和安全風(fēng)險(xiǎn)
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FluidCom的優(yōu)勢(shì)
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- 無(wú)需人工干預(yù)
- 節(jié)省人工和維護(hù)成本
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- 通過(guò)穩(wěn)定的化學(xué)試劑注入速率節(jié)省化學(xué)試劑成本
- 注入足夠化學(xué)試劑保全資產(chǎn)
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- 加強(qiáng)健康、安全和環(huán)境(HSE)
- 為可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)做出貢獻(xiàn)(SDGs)
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FluidCom的特點(diǎn)
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- 自主閥門控制
- 自清潔功能幾乎免維護(hù)
- 集成到一個(gè)模塊中/較少的機(jī)械部件
- 不受壓力和溫度波動(dòng)的影響
- 減少占地面積/尺寸/重量
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結(jié)論
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- 幾乎免維護(hù)的平臺(tái)
- 無(wú)需人工干預(yù)
- 保持準(zhǔn)確穩(wěn)定的流速
- 具有模塊化、成本和尺寸優(yōu)勢(shì)的集成平臺(tái)
- 與傳統(tǒng)的化學(xué)試劑注入系統(tǒng)相比，成本降低 30% 至 40%
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FluidCom的優(yōu)點(diǎn)
挑戰(zhàn) 1
頻繁的手動(dòng)流量調(diào)整/維護(hù)
FluidCom憑借其自主閥門控制系統(tǒng)，即使在有外部干擾的情況下，仍能保持準(zhǔn)確穩(wěn)定的流量。它不需要手動(dòng)操作來(lái)調(diào)節(jié)流量。因此，它可以降低人工成本，無(wú)需手動(dòng)操作。
FluidCom固有的最小機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件和自清潔機(jī)制的配置降低了故障風(fēng)險(xiǎn)，從而減少了所需的定期維護(hù)工作。因此，它可以減少維護(hù)支出。
挑戰(zhàn) 2
不穩(wěn)定的化學(xué)試劑注入速率
FluidCom配備的質(zhì)量流量計(jì)功能和流量控制功能使其成為自主控制裝置。FluidCom可以防止化學(xué)試劑的過(guò)度注入和注入不足，從而優(yōu)化化學(xué)試劑的消耗。因此，可以降低化學(xué)試劑成本。通常，將系統(tǒng)的化學(xué)試劑注入速率設(shè)置為高于最佳計(jì)算速率。因?yàn)椴僮鲉T不喜歡注入速率波動(dòng)，導(dǎo)致資產(chǎn)受到巨大損害。
挑戰(zhàn) 3
在惡劣的環(huán)境下工作
FluidCom可以使技術(shù)人員不必到工廠現(xiàn)場(chǎng)操作閥門來(lái)調(diào)節(jié)化學(xué)流量，從而保障他們的健康和安全。保持正確的化學(xué)試劑注入量可以減少環(huán)境足跡。這改善了HSE（健康、安全、環(huán)境）并有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
技術(shù)
1. 自動(dòng)閥控制
FluidCom的自動(dòng)閥門控制可提供準(zhǔn)確穩(wěn)定的化學(xué)試劑注入速率。工作原理非常簡(jiǎn)單。FluidCom有一個(gè)加熱器，一個(gè)金屬缸，一個(gè)閥門和傳感器。當(dāng)加熱器通電時(shí)，金屬圓柱體加熱并膨脹，使閥門打開(kāi)以增加流量。相反，當(dāng)加熱器的功率降低時(shí)，金屬缸冷卻并收縮，這使得閥門關(guān)閉以降低流速。當(dāng)傳感器監(jiān)控化學(xué)流速時(shí)，加熱器的功率會(huì)進(jìn)行調(diào)整。
因此，不再需要大量的手動(dòng)調(diào)整，勞動(dòng)力成本大幅降低。
工作原理
為加熱器供電使外管膨脹，使閥座相對(duì)于銷子移動(dòng)，從而增加流量。降低加熱器的功率將使外管縮回并減少流量。
溫度傳感器 （T1） 在進(jìn)入加熱段之前測(cè)量入口處的流體溫度。
溫度傳感器 （T2） 測(cè)量離開(kāi)加熱段的流體溫度。
通過(guò)裝置的流動(dòng)流體吸收的熱能量允許計(jì)算熱質(zhì)量流量。熱質(zhì)量流量使用以下公式計(jì)算：
n:
根據(jù)這個(gè)等式，F(xiàn)luidCom的內(nèi)部控制算法將控制加熱器功率，進(jìn)而控制流體流速。
2. 自清潔功能幾乎免維護(hù)
FluidCom在其流水線中具有自清潔功能。
當(dāng)化學(xué)顆粒阻礙化學(xué)流速時(shí)，閥門自動(dòng)打開(kāi)以沖洗顆粒。有了這種功能，就不再需要定期維護(hù)了。
（1）如果發(fā)現(xiàn)堵塞，F(xiàn)luidCom將自動(dòng)增加流量，完全打開(kāi)出口閥，把碎屑/沉積物沖洗到閥座上。
（2）如圖所示，自動(dòng)清潔功能通常表現(xiàn)為流速峰值，然后逐漸恢復(fù)到預(yù)定的化學(xué)試劑注入速率。
（3）FluidCom 中的自清潔功能解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的堵塞閥門的問(wèn)題，這會(huì)導(dǎo)致定期的機(jī)械維護(hù)。
獨(dú)特的自清潔能力
FluidCom將流量控制閥，執(zhí)行器，流量計(jì)和控制器集成到一個(gè)模塊中。更少的組件需要更少的維護(hù)。
此外，與傳統(tǒng)的化學(xué)試劑注入系統(tǒng)不同，F(xiàn)luidCom使用很少的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。這降低了故障風(fēng)險(xiǎn)并消除了備件庫(kù)存管理的負(fù)擔(dān)。
在傳統(tǒng)的化學(xué)試劑注入系統(tǒng)中，化學(xué)試劑的加藥率通常設(shè)置為高于最佳速率，以避免投藥不足，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的資產(chǎn)損失。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)閥門的化學(xué)試劑計(jì)量速率會(huì)受到溫度、壓差和化學(xué)粘度變化的影響。然而，F(xiàn)luidCom提供準(zhǔn)確穩(wěn)定的化學(xué)計(jì)量，無(wú)論環(huán)境變量如何，其偏差都與設(shè)定點(diǎn)±5%。
當(dāng)傳統(tǒng)系統(tǒng)在超過(guò)化學(xué)試劑劑量的10%至20%的范圍內(nèi)操作時(shí)，這能夠減少5%至15%的化學(xué)試劑成本。
5. 減少占地面積/尺寸/重量
FluidCom將流量控制閥，執(zhí)行器，流量計(jì)和控制器集成到一個(gè)模塊中。與傳統(tǒng)的化學(xué)試劑注入系統(tǒng)相比，這減少了四分之一的總占地面積，并為操作員提供了安全的工作空間。
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