Durchflussmessung unter Druck

Dipl.-Ing. Christian Prakesch

Die genaue Durchflussmessung eines sich dynamisch ändernden Mediums bei 20 bar, das aus Öl, Wasser und Gas besteht, war für die Ölindustrie überall und jahrzehntelang ein Problem. Die Forderung der Durchflussüberwachung in den Anfangsstufen der Öl- und Gasgewinnung wurde immer dringlicher. Das Rohöl aus den Erdbohrungen fließt hier durch die anfänglichen Scheidebehälter und führt immer noch Wasser und gelöstes Gas mit. Selbstverständlich wurden Versuche unternommen, in dieser Produktionsphase zu messen. Die früheren Methoden, die auf Turbinenanlagen basierten, waren jedoch nicht in der Lage, beim Druck von 20 bar brauchbare Ergebnisse zu liefern. Außerdem mussten Stichproben für Prüfungen im Labor entnommen werden. Eine Online-Messung würde es ermöglichen, die Qualität jeder Erdölbohrung zu prüfen und das Bohren zu beenden, falls es nicht einträglich ist. Experten der ungarischen Öl- und Gasgesellschaft MOL arbeiteten jahrelang daran, das Problem zu lösen, und stellten nun eine funktionsfähige Messeinrichtung vor.

Eine wichtige Funktion der neuen Messeinrichtung wird von dem Danfoss-Coriolis-Massedurchflussmesser Massflo Mass 6000 erfüllt. Im Ausflussrohr eines Scheidebehälters eingebaut (Abb. 1), misst er den gesamten Massedurchfluss, die Dichte und die Temperatur des sich dynamisch ändernden Mediums, aus Öl, Wasser und gelöstem Gas. Gemeinsam mit dem von einem Druckaufnehmer gelieferten Druckwert werden diese Werte permanent an den Zentralrechner übertragen. Eine von MOL in Zusammenarbeit mit der Installationsfirma Atys-Co entwickelte Software verarbeitet die Daten zu präzisen Online-Informationen über die Verteilung der drei Komponenten. Diese Pionier-Messlösung ist nun in Ungarns größtem Ölfeld Algyo im Einsatz (Abb. 2). Das Feld liegt im südlichen Teil des Landes und zählt ungefähr 1000 Bohrlöcher. Die Anlage in Algyo umfasst bis jetzt 30 Scheidebehälter. Dies sind zum Teil gemeinsame Abscheider, die kontinuierlich die Zufuhr aus einer Gruppe von Bohrlöchern aufnehmen, und zum Teil Prüf-Abscheider, die ein Bohrloch nach dem anderen überprüfen. Auf diese Art werden die Gehaltswerte des Förderguts eines jeden Bohrlochs ermittelt.

Die Massedurchflussmesser Mass 6000 sind über ein Hart-Modul für serielle Kommunikation an zentrale Rechner angeschlossen. Diese Lösung erlaubt es, mehr als eine Prozessgröße von jedem Durchflussmessaufnehmer zu übertragen. Somit sind alle erforderlichen Informationen am gleichen Leitungspaar verfügbar, was bei diesem Projekt den Verdrahtungsaufwand sowie die Installations- und Inbetriebnahmekosten erheblich reduzierte. Des Weiteren ermöglicht dies die fernbedienbare Konfigurierung jedes einzelnen Durchflussmessers. Die Massendurchflussmesser Massflo Mass 6000 arbeiten auf der Elektronik-Plattform USM-II, die steckbare Module für Bus-Kommunikation unterstützt. Dieses Konzept hat sich bei dem MOL-Projekt in zweifacher Sicht als nützlich erwiesen. Mol beschloss bereits früh im Entwicklungsprozess des Steuerungssystems, die Durchflussmesser einzusetzen. Zu jener Zeit arbeitete der Hersteller noch an der Entwicklung des auf dem Hart-Protokoll basierenden Zusatzmoduls für USM-II. Da jedoch der gleiche USM-II-Transmitter verwendet wird, gleichgültig ob ein Modul angeschlossen ist oder nicht, konnte die Entwicklungs- und Prozessauswertungsarbeit mit voll funktionstüchtigen Mass-6000-Messumformern fortgesetzt werden, indem man die Analogausgänge verwendete. Anschließend wurden die Hart-Module in den Messumformer gesteckt. Sollte MOL in der Zukunft beschließen, von Hart auf ein schnelleres, volldigitales Bussystem wie Foundation Fieldbus oder Profibus überzugehen, so kann dies ohne Austausch der Messumformer erfolgen.

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