1. Hintergrund des Projekts
Ein Anbieter von Ölfelddienstleistungen ist tätig Fahrzeuge für das Hydraulic Fracturing und die Zementierung die für die Förderung von Flüssigkeiten unter extrem hohem Druck ausgelegt sind. Eine genaue Druckmessung in Echtzeit in Hochdruck-Flüssigkeitskreisläufen ist für die Sicherheit und die Betriebseffizienz von entscheidender Bedeutung. Bisherige Lösungen mit herkömmlichen Manometern wiesen unter rauen Einsatzbedingungen Probleme wie mechanische Ermüdung und Korrosion auf.
Um die Zuverlässigkeit zu verbessern, hat der Betreiber die KPS210 Hammer Union-Drucksensor zur Echtzeitüberwachung wichtiger Druckpunkte an der Anlage.
2. Herausforderungen bei der Messung
Diese Anwendung war mit mehreren technischen Herausforderungen verbunden:
- Ultrahochdruckbereich: Bis zu 160 MPa erforderten eine robuste Sensorkonstruktion.
- Raue Bohrbedingungen: Vibrationen, Staub und Temperaturschwankungen.
- Korrosive Flüssigkeiten: Kontaktmaterialien müssen korrosionsbeständig sein.
- Explosionsgefährdete Bereiche: Der Sensor musste über eine Zertifizierung für eigensichere Ausführung verfügen.
3. Lösung
Die Lösung integrierte die Drucksensor KPS210 mit Hammeranschluss direkt in die Hochdruckleitungen von Fracking- und Zementierfahrzeugen. Die robuste Bauweise und die explosionsgeschützte Ausführung des Sensors gewährleisteten eine präzise, kontinuierliche Drucküberwachung unter schwierigen Bedingungen.
3.1 Gerätekonfiguration
- Drucksensor KPS210 mit Hammeranschluss (direkt am Druckanschluss montiert)
- Hochdruckschläuche aus Edelstahl zur Integration in die Flüssigkeitsleitung
- Lokales Anzeigegerät oder Steuerungssystem mit 4–20-mA-Ausgang
- Schwingungsdämpfer zum Schutz
3.2 Wichtige technische Spezifikationen
| Parameter | Spezifikation |
| Messbereich | 0–30 … 160 MPa |
| Ausgangssignal | 4–20 mA (Zweidraht) |
| Genauigkeit | ±1 %FS (Nullpunkt + Nichtlinearität) |
| Betriebstemperatur | -30 °C bis 70 °C |
| Schutz | IP65 |
| Explosionsgeschützt | Ex ib IIB T6 Gb |
| Wohnungswesen | Edelstahl 304 |
| Sensormembran | Edelstahl 17-4PH |
3.3 Umsetzungsprozess
Einrichtung
Der Sensor KPS210 wurde mithilfe von Standard-Hammer-Union-Anschlüssen an die Hochdruck-Flüssigkeitsleitung angeschlossen. Dabei wurde darauf geachtet, dass sich stromaufwärts gerade Rohrabschnitte befanden, um Turbulenzeffekte auf die Messung zu minimieren.
Konfiguration
Der Sensor wurde mit 12–28 VDC versorgt und über das Steuerungssystem kalibriert, um eine genaue Zuordnung des 4–20-mA-Ausgangssignals zu den Druckwerten zu gewährleisten.
Überwachung und Steuerung
Anhand von Echtzeit-Druckdaten wurden die Bediener über den Flüssigkeitsdruck informiert und es wurden Alarmsignale ausgegeben, sobald der Druck voreingestellte Sicherheitsgrenzwerte überschritt.
4. Projektergebnisse
| Leistungskennzahl | Ergebnis |
| Messstabilität | Hohe Belastbarkeit bei Vibrationen und Temperaturschwankungen |
| Genauigkeit | Übereinstimmung mit der Referenzlehre |
| Korrosionsbeständigkeit | Stabil nach langjährigem Einsatz im Feld |
| Explosionsschutz | Entspricht den Anforderungen für Zone 1/2 |
| Wartung | Im Vergleich zu früheren mechanischen Messgeräten reduziert |
Die robuste Bauweise und die präzise Messleistung haben die Betriebssicherheit erhöht und die Ausfallrate der Sensoren im Einsatz verringert.
5. Schlussfolgerung
Die Drucksensor KPS210 mit Hammeranschluss sorgte für eine zuverlässige Hochdrucküberwachung bei Hydraulic-Fracturing- und Zementierungsanlagen, verschaffte den Bedienern Echtzeit-Einblicke in den Flüssigkeitsdruck und ermöglichte so sicherere und effizientere Prozesse.
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