Принцип действия расходомеров основан на использовании комбинации трубы Вентури и гамма-измерителя фракций, в спектре излучения, которого используются два характерных энергетических пика. При прохождении потока в трубе Вентури возникает перепад давления, что позволяет измерять полный массовый и объемный расход потока, а гамма-измеритель фракций предоставляет данные о соотношении фракций нефти, газа и воды. Для измерения абсолютного и дифференциального давлений используются датчики типа FCX, для измерения температуры потока - платиновый термометр сопротивления типа 65 со вторичным преобразователем типа 3144P. Управляющий компьютер расходомера производит расчет расхода фракций смеси - нефти, газа и воды на основе специально разработанной комплексной (гидродинамической, термодинамической и ядерной) физической модели, учитывающей особенности многофазного потока, включая присущую ему нестабильность.

Для учета неоднородности потока сырой нефти по времени и по сечению, расходомер производит измерения параметров потока с частотой 45 Гц. Результаты, накопленные в течение 1 с, в дальнейшем подвергаются статистической обработке. Результаты измерений расходов фаз потока и его фракций сохраняются в памяти управляющего компьютера.

Для регистрации накопленных за определенный интервал времени значений массы сырой нефти, нефти и воды, а также объема газа расходомер имеет функцию измерения интервалов времени.

Расходомеры также имеют функцию измерения расходов с группы скважин, реализованную в вычислительном устройстве расходомера. Она включает в себя возможность управления переключателем скважин, сбор данных с каждой скважины, обработку и передачу результатов измерения. При необходимости возможно подключение расходомера к системе SCADA для удаленного обмена данными.

Расходомеры выпускаются в следующих модификациях, отличающихся конструктивным исполнением:

Phase Watcher - расходомеры для стационарной установки;

Phase Tester - передвижные расходомеры в сборе.

Программное обеспечение (ПО) расходомеров состоит из двух основных частей: программного обеспечения DAFC (управляющего компьютера) и программного обеспечения PC (обслуживающего компьютера).

Программное обеспечение DAFC (метрологически значимое ПО).

Программное обеспечение DAFC обеспечивает сбор данных от гамма-детектора и датчиков, расчеты по математической модели расходомера и ответы на запросы Системы диспетчерского управления или PC через последовательную шину Modbus.

Обработанные данные о потоке обновляются каждые 10 секунд (предварительные данные поступают каждую секунду) и хранятся в DAFC, готовые для считывания Системой диспетчерского управления через последовательную шину.

К данным, которые могут быть получены через последовательную шину Modbus, относятся:

объемная скорость потока и содержание фазовых фракций при стандартных и при рабочих условиях;

Лист № 2 всего листов 5 общий массовый расход, отношение вода/жидкость (WLR), объемная доля газа (GVF), газовый фактор (GOR), и осажденные примечи (BSW), а также накопленные массовые/объемные значения для нефти, воды и газа.

Программное обеспечение PC (метрологиески незначимое ПО).

Поскольку обслуживающий компьютер соединен с DAFC, DAFC оказывается прозрачным для PC. С точки зрения оператора PC и DAFC представляют собой единую систему.

Обслуживающий компьютер выполняет следующие основные функции:

• - обеспечивает пользователю интерфейс с PhaseWatcher в процессе монтажа, опорных и рабочих измерений;

• - связь по HART протоколу с датчиками;

• - поиск и представление измеренных и рассчитанных величин из DAFC;

• - хранение базовых параметров и конфигурации;

• - хранение данных;

• - наглядное представление результатов мониторинга потока и анализа тенденций. Идентификационные данные программного обеспечения расходомеров приведены

таблице:

Недопустимое влияние на метрологически значимое ПО расходомеров через каналы связи отсутствует. Программное обеспечение расходомеров не оказывает влияния на метрологические характеристики СИ.

Защита программного обеспечения расходомеров от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010. Примененные специальные средства защиты в достаточной мере исключают возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО и измеренных (вычисленных) данных.

Рисунок 1 - Общий вид расходомера Vx 88

Для предотвращения несанкционированного доступа применяются пломбы на основе краски на следующих элементах расходомера: на датчиках давления и перепада давления, источнике гамма-излучения. Как правило, пломбы красного или желтого цвета. Места пломбирования расходомера Vx 88 в целях предотвращения несанкционированной настройки и вмешательства приведены на рисунке 2.

Рисунок 2

Комплектность поставки расходомера соответствует таблице