1. Kontekst projektu

Działalność dostawcy usług dla przemysłu naftowego polega na pojazdy do szczelinowania hydraulicznego i cementowania które obsługują procesy tłoczenia płynów pod bardzo wysokim ciśnieniem. Dokładny pomiar ciśnienia w obwodach płynów wysokociśnieniowych w czasie rzeczywistym ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa i wydajności operacyjnej. Dotychczasowe rozwiązania wykorzystujące tradycyjne manometry wykazywały problemy związane ze zmęczeniem materiału i korozją w trudnych warunkach eksploatacyjnych.

Pojazdy firmy Hammer Union wyposażone w czujniki ciśnienia do szczelinowania hydraulicznego i cementowania (1)

2. Wyzwania związane z pomiarami

Wdrożenie tej aplikacji wiązało się z kilkoma wyzwaniami technicznymi:

  • Zakres ciśnień ultra-wysokich: Ciśnienie sięgające 160 MPa wymagało zastosowania solidnej konstrukcji czujnika.
  • Trudne warunki wiercenia: wibracje, pył i wahania temperatury.
  • Płyny żrące: Materiały stykowe muszą być odporne na korozję.
  • Strefy zagrożenia wybuchem: Czujnik musiał posiadać certyfikat bezpieczeństwa wewnętrznego.

3. Rozwiązanie

W ramach tego rozwiązania zintegrowano Czujnik ciśnienia z złączem młotkowym KPS210 bezpośrednio do przewodów wysokociśnieniowych wozów do szczelinowania i cementowania. Solidna konstrukcja czujnika oraz jego wykonanie w wersji przeciwwybuchowej zapewniły precyzyjne i ciągłe monitorowanie ciśnienia w trudnych warunkach.

Szczegóły dotyczące modelu KPS210 (1)

3.1 Konfiguracja sprzętu

  • Czujnik ciśnienia z złączem młotkowym KPS210 (zamontowany bezpośrednio na przyłączu ciśnieniowym)
  • Rurki wysokociśnieniowe ze stali nierdzewnej do montażu w układzie przewodów cieczy
  • Lokalny wskaźnik lub układ sterujący z wyjściem 4–20 mA
  • Ochronne tłumiki drgań

3.2 Najważniejsze parametry techniczne

ParametrSpecyfikacja
Zakres pomiarowy0–30 … 160 MPa
Sygnał wyjściowy4–20 mA (dwuprzewodowy)
Dokładność±1 %FS (zero + nieliniowość)
Temperatura pracyod -30 °C do 70 °C
OchronaIP65
Odporność na wybuchyEx ib IIB T6 Gb
MieszkalnictwoStal nierdzewna 304
Membrana czujnikaStal nierdzewna 17-4PH

3.3 Proces wdrażania

Instalacja
Czujnik KPS210 podłączono do przewodu płynu wysokociśnieniowego za pomocą standardowych złączek typu „hammer union”. Zadbano o to, by odcinki rury przed czujnikiem były proste, co pozwoliło zminimalizować wpływ turbulencji na pomiary.

Konfiguracja
Czujnik był zasilany napięciem 12–28 VDC i skalibrowany wraz z systemem sterowania w celu zapewnienia dokładnego przeliczenia sygnału wyjściowego 4–20 mA na wartości ciśnienia.

Monitorowanie i sterowanie
Dane dotyczące ciśnienia w czasie rzeczywistym służyły do informowania operatorów o stanie ciśnienia płynu oraz do generowania sygnałów alarmowych w przypadku przekroczenia ustalonych progów bezpieczeństwa.

4. Wyniki projektu

Wskaźnik wydajnościWynik
Stabilność pomiaruWysoka odporność na drgania i zmiany temperatury
DokładnośćZgodne z wzorcem odniesienia
Odporność na korozjęTrwały nawet po długotrwałym użytkowaniu w terenie
Bezpieczeństwo przeciwwybuchoweZgodność z wymaganiami dla stref 1/2
KonserwacjaMniejsze rozmiary w porównaniu z poprzednimi miernikami mechanicznymi

Solidna konstrukcja i dokładne wyniki pomiarów przyczyniły się do zwiększenia bezpieczeństwa eksploatacji oraz zmniejszenia liczby awarii czujników w terenie.

5. Podsumowanie