1. Contesto del progetto

Un fornitore di servizi per giacimenti petroliferi opera veicoli per la fratturazione idraulica e la cementazione che gestiscono processi di erogazione di fluidi ad altissima pressione. Una misurazione accurata e in tempo reale della pressione nei circuiti dei fluidi ad alta pressione è fondamentale per la sicurezza e l'efficienza operativa. Le soluzioni precedenti, che utilizzavano manometri tradizionali, presentavano problemi di affaticamento meccanico e corrosione nelle condizioni operative estreme.

Veicoli Hammer Union dotati di sensore di pressione per la fratturazione idraulica e la cementazione (1)

2. Sfide legate alla misurazione

Questa applicazione ha presentato diverse sfide tecniche:

  • Intervallo di pressione ultra-alta: Una pressione fino a 160 MPa ha richiesto una progettazione robusta del sensore.
  • Condizioni di perforazione estreme: vibrazioni, polvere e sbalzi di temperatura.
  • Fluidi corrosivi: I materiali di contatto devono essere resistenti alla corrosione.
  • Zone a rischio di esplosione: Il sensore doveva essere dotato di certificazione di sicurezza intrinseca.

3. Soluzione

La soluzione ha integrato il Sensore di pressione con raccordo a martello KPS210 direttamente nelle tubazioni ad alta pressione dei camion utilizzati per la fratturazione e la cementazione. La struttura robusta e il design antideflagrante del sensore hanno garantito un monitoraggio preciso e continuo della pressione in condizioni difficili.

Dettagli KPS210 (1)

3.1 Configurazione delle apparecchiature

  • Sensore di pressione con raccordo a martello KPS210 (montato direttamente sulla porta di pressione)
  • Tubi ad alta pressione in acciaio inossidabile da integrare nella linea di flusso
  • Indicatore locale o sistema di controllo con uscita da 4 a 20 mA
  • Ammortizzatori di vibrazioni di protezione

3.2 Specifiche tecniche principali

ParametroSpecifiche tecniche
Intervallo di misurazione0–30 … 160 MPa
Segnale di uscita4–20 mA (a due fili)
Precisione±1 %FS (zero + non-linearità)
Temperatura di esercizioda -30 °C a 70 °C
ProtezioneIP65
A prova di esplosioneEx ib IIB T6 Gb
AlloggiAcciaio inossidabile 304
Diaframma del sensoreAcciaio inossidabile 17-4PH

3.3 Processo di implementazione

Installazione
Il sensore KPS210 è stato collegato alla linea del fluido ad alta pressione utilizzando raccordi a martello standard. Si è prestata particolare attenzione a garantire che le sezioni di tubo a monte fossero diritte, al fine di ridurre al minimo gli effetti della turbolenza sulla misurazione.

Configurazione
Il sensore è stato alimentato con una tensione compresa tra 12 e 28 V CC e calibrato con il sistema di controllo per garantire una conversione accurata dell'uscita da 4–20 mA in valori di pressione.

Monitoraggio e controllo
I dati relativi alla pressione in tempo reale sono stati utilizzati per informare gli operatori sullo stato della pressione del fluido e per fornire segnali di allarme qualora la pressione superasse le soglie di sicurezza preimpostate.

4. Risultati del progetto

Indicatore di prestazioneRisultato
Stabilità delle misurazioniElevata resistenza alle vibrazioni e agli sbalzi di temperatura
PrecisioneIn linea con lo standard di riferimento
Resistenza alla corrosioneStabile dopo un uso prolungato sul campo
Sicurezza antiesplosioneConforme ai requisiti delle Zone 1/2
ManutenzionePeso ridotto rispetto ai precedenti calibri meccanici

Il design robusto e la precisione delle letture hanno migliorato la sicurezza operativa e ridotto i guasti dei sensori sul campo.

5. Conclusione