اندازه‌گیری جریان چندفازی نفت و گاز با استفاده از ابزار دقیق مجازی

در این مقاله اندازه‌گیری جریان چندفازی توسط ابزار دقیق مجازی مورد بررسی قرار گرفته است. رویتگر غیرخطی با استفاده از فیلتر کالمن توسعه‎یافته بر‎روی معادلات ناویر استوکس حاکم بر سیالات اعمال می‌گردد و دبی نفت و گاز دوفازی تخمین زده می‌شود. این تخمین با استفاده از روش المان محدود و فیلتر کالمن تجمعی، طی دو سناریو با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری خروجی و اطلاعات اندازه‌گیری ورودی انجام می‌گردد و در نهایت نتایج تخمین با اطلاعات فرآیند واقعی موجود در صنعت مقایسه می‌گردد. در این مقاله به دنبال اندازه‌گیری مستقیم جریان سیال چندفازی نبوده بلکه با استفاده از متغیرهایی (نظیر فشار، دما، جریان تک فازی خروجی واحد یا ورودی واحد به همراه کسر حجمی) که مستقیماً قابل اندازه‌گیری هستند، جریان ورودی را بدون استفاده از المان اولیه اندازه‌گیری جریان، با دقت بالا به‌دست آورده‌ایم و با مقایسه دو روش اندازه‌گیری در ورودی پالایشگاه و خروجی پالایشگاه، مشاهده می‌گردد که دقت و تکرارپذیری روش استفاده شده بسیار بالا بوده به‌طوری‌که خطای تخمین براساس ورودی 0/142% و براساس خروجی 1/036% می‎باشد. بر این اساس اگرچه این اطلاعات با سیستم خروجی همخوانی نداشته اما خوشبختانه بر اطلاعات سیستم اندازه‌گیری ورودی منطبق می‌باشد لذا علاوه‎بر قابلیت جایگزینی سیستم در آن نقطه، قابلیت پشتیبانی از سیستم موجود را هم داراست.

Measurement of Multiphase Flow of Oil and Gas Using Soft Sensor

This paper presents soft sensor as a multiphase flow meter. Nonlinear observer with Ensemble Kalman filter (EnKF) by Navier Stocks equations for inline flow is used to estimate the oil and gas flow. Finite element method and EnKF are used along two scenarios; in addition, in the first scenario, the estimation is done with the refinery output measurement; and in the second scenario, this estimation is done with the production unit output measurement. In this article, we don’t use primary element for multiphase flow measurement, instead of that flow will be estimated using some secondary variables (like pressure, temperature, output single phase flow, phase fraction and etc that can be measured directly with high accuracy). Results of comparison between two mentioned scenarios show that also the estimation with output measurement is not accurate, but the accuracy and repeatability of second scenario (estimation with production unit measurement) is in the acceptable standard range. Thus we can conclude that this soft sensor can be used as a backup for primary system and also as a primary system for multiphase flow measurement.