Способ осуществления и устройство для системы регулирования уровня с обратной связью

Способ осуществления и устройство для системы регулирования уровня с обратной связью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к системам регулирования, в частности к способам и устройству для системы регулирования уровня с обратной связью.

Уровень техники

Буровые площадки природного газа (например, буровые площадки не ассоциированного газа) обычно содержат сепаратор для отделения природного газа от жидкостей. Данные жидкости могут включать, например, воду, нефть и буровой раствор. Сепаратор позволяет отделение добытого природного газа от жидкостей и/или водяных паров, способствуя сбору жидкостей и/или водяных паров и газа в соответствующих сборных камерах внутри сепаратора. Жидкости в сборной камере для жидкостей отводят в емкости для хранения жидкости для последующего отделения нефти от бурового раствора и воды. Газы в емкости для сбора газа обычно отводят на станции обработки природного газа или, как вариант, в емкости для сбора природного газа.

Уровень жидкости в емкости для сбора жидкости сепаратора обычно следует удерживать между нижним пороговым уровнем и верхним пороговым уровнем. Если уровень жидкости опускается ниже нижнего порогового уровня, природный газ может попасть в емкость для хранения жидкости и, возможно, выйти в атмосферу, и может представлять собой потенциально опасное событие. Если уровень жидкости превышает верхний пороговый уровень, жидкость может попасть в трубопровод природного газа и вызвать перекрытие и/или растрескивание в трубопроводе.

Раскрытие изобретения

Раскрыты примерные способы и устройство для системы регулирования уровня с обратной связью. Примерный способ включает определение посредством датчика первого показателя давления в емкости и определение посредством турбинного расходомера второго показателя давления жидкости в емкости. Примерный способ также включает определение того, находится ли первый показатель давления в пределах определенного диапазона отклонений от второго показателя давления для определения рабочего состояния турбинного расходомера и передачу диагностического сообщения, сигнализирующего о том, что турбинный расходомер нуждается в осмотре на основании состояния турбинного расходомера.

Раскрытое примерное устройство содержит устройство сравнения для определения того, пребывает ли выходная величина первого показателя давления, соответствующая объему жидкости в емкости, в пределах определенного диапазона отклонений от второй выходной величины показателя давления, соответствующей объему жидкости в емкости, для определения рабочего состояния турбинного расходомера, причем происходит передача первой выходной величины давления от датчика давления в емкости, а выходная величина второго показателя давления соответствует выходной величине от турбинного расходомера. Устройство дополнительно содержит интерфейс для передачи диагностического сообщения, сигнализирующего о том, что турбинный расходомер нуждается в осмотре на основании состояния турбинного расходомера.

Краткое описание графических материалов

Фиг.1 иллюстрирует схему примерной буровой площадки природного газа, содержащей примерный разгрузочный клапан и примерный регулятор.

Фиг.2 иллюстрирует схему электрического привода примерного разгрузочного клапана на фиг.1.

Фиг.3 иллюстрирует примерную буровую площадку природного газа на фиг.1с примерным разгрузочным клапаном, содержащим контактный переключатель.

Фиг.4 иллюстрирует схему примерного процессора уровня жидкости, функционирующего совместно с регулятором на фиг.1 и 3.

Фиг.5, 6 и 7 иллюстрируют схемы процесса, представляющие примерные способы, которые могут быть осуществлены для внедрения в эксплуатацию примерного процессора уровня жидкости и/или системы на фиг.1, 3 и 4.

Фиг.8 иллюстрирует блок-схему примерной процессорной системы, которая может быть использована для осуществления примерных способов и устройства, описанного в данном документе.

Осуществление изобретения

Несмотря на описанные далее примерные способы и устройство, содержащее, среди иных компонентов, программное обеспечение и/или встроенное программное обеспечение, исполняемое на аппаратном обеспечении, следует отметить, что таковые системы являются лишь иллюстративными и их не следует рассматривать как ограничивающие. Например, предполагается, что какое-либо или все данные компоненты аппаратного обеспечения, программного обеспечения, и встроенного программного обеспечения могут быть осуществлены исключительно в аппаратном обеспечении, исключительно в программном обеспечении, или в любом сочетании аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Соответственно, в то время как следующие описываемые примерные способы и устройство описаны совместно с буровыми площадками природного газа, примерные способы и устройство может быть использовано для отделения газа от жидкостей в любой области применения.

На буровых площадках природного газа добывают неочищенный природный газ из подземных природных хранилищ. Природный газ добывают из недр в виде текучей смеси жидкостей, бурового раствора, и газа. Одним из первых этапов очистки природного газа является отделение любой жидкости, бурового раствора и/или водяных паров от газа для обеспечения дальнейшей переработки добытого газа в метан и другие углеводородные побочные продукты. На известных буровых площадках используют сепаратор для отделения жидкостей и/или водяных паров от природного газа. Сепаратор представляет собой емкость, разделенную на сборочную камеру для жидкости (например, емкость для сбора жидкости) и сборочная камера для газа (например, емкость для сбора газа). Многие сепараторы также содержат перегородки, конденсирующие водяные пары и направляющие жидкость в сборочную камеру для жидкости.

Во многих случаях, сепаратор напрямую соединен посредством трубопровода со скважиной природного газа или стволом скважины. Добытая смесь жидкостей и газа из ствола скважины направляют в сепаратор, в котором происходит пассивное отделение газа от жидкостей предоставлением возможности конденсации для жидкости внизу сепаратора в сборочной камере для жидкости и сбора верхней части сепаратора для газа. Жидкости в сборочной камере для жидкости отводят в емкости для хранения жидкости для последующего отделения нефти от воды. Газ в сборочной камере для газа отводят в перерабатывающую установку или емкости для хранения газа транспортируют к перерабатывающей установке для природного газа.

Жидкостный трубопровод обычно регулируют посредством разгрузочного клапана для удержания жидкости на определенном уровне в сборочной камере для жидкости сепаратора. Если уровень жидкости падает ниже определенного уровня, газ может попасть в жидкостный трубопровод и в емкости для хранения жидкости, которые обычно вентилируют. Таким образом, любой газ, попавший в емкости для хранения жидкости, может выйти и попасть в атмосферу, что может привести к возникновению взрывоопасной среды и к штрафным санкциям со стороны государства. Кроме того, если жидкость в сепараторе превышает определенный уровень, жидкость может попасть в газовый трубопровод. В данном случае, жидкость может причинить перекрытие трубопровода или растрескивание трубопровода, если жидкость замерзнет. Таким образом, регулирование разгрузочного клапана для регуляции уровня жидкости является важным аспектом эксплуатации сепаратора и соответствующей скважины природного газа.

Обычно, разгрузочные клапаны приводятся в действие давлением собранного газа в силу удобства, поскольку природный газ легко доступен на буровой площадке. Однако, при обычной работе разгрузочного клапана, некоторое количество газа должно выйти в атмосферу. Данная утечка газа является напрасной тратой природных ресурсов, которые могли бы быть проданы. Дополнительно, качество газа на буровых площадках не является постоянным, что может проявиться в некоторых загрязнениях или частицах, негативно влияющих на работу разгрузочного клапана.

На многих известных буровых площадках, реле уровня используют для определения пороговых уровней в емкости для сбора жидкости. Когда уровень жидкости достигает реле уровня, реле посылает предписание и/или показание (например, сигнал) регулятору, что жидкость достигла определенного уровня. В ответ на показание, регулятор выдает предписание разгрузочному клапану на открытие на некоторое время, чтобы уменьшить уровень жидкости в сборочной емкости. Открытие разгрузочного клапана в целом является реакцией на восприятие определенного уровня жидкости, поскольку жидкости не возникают равномерно из скважин природного газа. Например, в течение некоторых периодов времени, может быть извлечено относительно большое количество жидкостей из скважины в то время, как в течение других, извлекают относительно малое количество жидкостей.

Кроме того, на многих известных буровых площадках природного газа, используется турбинный расходомер для определения скорости жидкости, текущей из сборочной камеры для жидкости в емкости для хранения жидкости. Турбинный расходомер зачастую находится внутри трубопровода текучей среды. В некоторых случаях, турбинный расходомер может заклинить или могут возникнут трудности при вращении, что может привести к неточным выходным величинам расхода. В некоторых случаях, неточная выходная величина расхода от турбинного расходомера приводит к неточному определению уровня жидкости в сборочной камере для жидкости регулятором разгрузочного клапана, что приводит к превышению или падению ниже определенного порогового уровня жидкостью. В данных случаях, техническому специалисту, вероятно, необходимо пройти к сепаратору, чтобы вручную определить уровень жидкости в сборочной камере для жидкости и отремонтировать турбинный расходомер. В некоторых современных примерах, оператор может опорожнять емкость для хранения жидкости на основании установленного расписания (например, каждые два дня) и/или обратной связи, полученной от отдельного устройства определения уровня (например, детектора уровня), установленного в емкости для хранения жидкости. Однако такой способ может быть дорогостоящим и/или привести к переполнению или недостаточному наполнению емкости для хранения жидкости в то время, когда технический специалист перемещается к буровой площадке для опорожнения емкости для хранения жидкости.

Для поддержания уровня жидкости в сборочной камере для жидкостей сепаратора, реле уровня должно быть относительно чувствительным к изменению уровней жидкости. Однако время реакции для известных реле уровня может находиться в диапазоне от нескольких секунд до нескольких минут из расчета вязкости, температуры, давления, и/или состава жидкости. К тому же, реле уровня не может определить давление жидкости. Дополнительно, многие известных системы регулирования разгрузочных клапанов используют клапаны с относительно долгим временем реакции. Данное долгое время реакции может привести к запаздыванию отвода жидкостей из сборочной камеры для жидкости, что, таким образом, приводит к переполнению жидкостью сепаратора. Данные известные проблемы также могут привести к тому, что жидкость, выходящая из сборочной камеры быстрее, чем предполагается, дает, таким образом, возможность газу попасть в емкости для хранения жидкости.

Примерные способы, устройство, и изделия, раскрытые в данном документе обеспечивают систему управления уровнем жидкости для сепаратора посредством комплексной электрической системы управления устьями скважин, относительно быстро реагирующую на изменения в уровне жидкости. Примерные способы, устройство, и изделия, раскрытые в данном документе могут задействовать датчик давления внутри, например, сборочной камеры для жидкости и/или жидкостного трубопровода, чтобы сделать возможной оценку объемов жидкости, проходящих через разгрузочный клапан на основании давления жидкости. В некоторых примерах, датчик давления может быть встроен в разгрузочный клапан. Оценка объема жидкости может быть использована для проверки выходных величин из турбинного расходомера и/или может обеспечить большую надежность уровня жидкости в сепараторе.

Примерные способы, устройство и изделия раскрытые в данном документе сравнивают выходные величины давления из примерного датчика давления и турбинного расходомера для определения рабочего состояния турбинного расходомера. Например, если выходная величина давления из турбинного расходомера не находится в пределах определенного диапазона отклонений от примерного датчика давления, примерные способы, устройство и изделия раскрытые в данном документе передают диагностическое сообщение, указывающее на то, что турбинный расходомер нуждается в осмотре. Таким образом, применение датчика давления примерными способами, устройствами и изделиями, раскрытыми в данном документе сокращает посещения сепаратора техническим специалистом и повышает уверенность в том, что уровень жидкости не превышает предварительно определенных пороговых уровней.

Примерные способы, устройство, и изделия, раскрытые в данном документе могут также использовать примерный датчик давления для замены реле уровня. Во многих случаях, датчик давления, используемый примерными способами, устройством, и изделиями, раскрытыми в данном документе, предоставляет периодические выходные величины давления жидкости, используемые регулятором разгрузочного клапана для определения достижения предварительно определенного порогового уровня. Таким образом, примерный датчик давления может быть использован для прогнозирования уровней жидкости для упреждающего открытия и/или закрытия разгрузочного клапана вместо реагирования на уровни жидкости с использованием хорошо известных реле уровня. К тому же, примерный датчик давления может потреблять относительно меньше энергии, чем известные реле уровня. Дополнительно, в случаях, когда датчик давления встроен в разгрузочный клапан, примерные способы, устройство, и изделия, раскрытые в данном документе, уменьшают количество проводов, подсоединенных к сепаратору.

Примерные способы, устройство и изделия, раскрытые в данном документе, также содержат разгрузочный клапан с электрическим приводом, который может быть отрегулирован регулятором разгрузочного клапана на основании давления жидкости в пределах сборочной камеры для жидкости и/или давления газа в сборочной камере для газа. Таким образом, перемещение детали клапана может быть видоизменено на основе определенного давления в сепараторе без повторной настройки (например, регулировки) разгрузочного клапана. Посредством использования электрического привода в разгрузочном клапане, может быть получена относительно более чувствительная регулировка клапана путем предписания, как долго деталь клапана должна быть открыта для регулирования объема жидкости, выводимой из сепаратора. Таким образом, электрический привод в примерном разгрузочном клапане обеспечивает относительно легкие и быстрые переключения на расход жидкости из сепаратора без необходимости останавливать процесс добычи природного газа. Дополнительно, электрический привод выполнен с относительно низким потреблением энергии и не использует природный газ, устраняя, таким образом, непродуктивное использование природного газа для стравливания и регулирования разгрузочного клапана.

Фиг.1 иллюстрирует буровую площадку 100 природного газа, сооруженную в соответствии с сущностью данного изобретения для обеспечения системы управления уровнем жидкости. Примерная буровая площадка 100 природного газа содержит сепаратор 102, который разделен на сборочную камеру 104 для жидкости и сборочную камеру 106 для газа. Примерная сборочная камера 104 для жидкости разделена внутри сепаратора 102 посредством отбивной решетки 108. Примерный сепаратор 102 содержит перегородку 110 для направления жидкости, попадающей в сепаратор 102 через впускной трубопровод 112 в сборочную камеру 104 для жидкости. Примерная перегородка 110 также способствует конденсации водяных паров в мелкие капли воды, которые падают в сборочную камеру 104 для жидкости.

Примерный впускной трубопровод 112 соединен со стволом скважины природного газа и/или трубопроводом в пределах ствола скважины. Впускной трубопровод 112 направляет смесь газа и жидкостей, добытых из грунта, в примерный сепаратор 102. Смесь может содержать, например, углеводородные газы (например, метан), не углеводородные газы (например, водяные пары), углеводородные жидкости (например, нефть) и не углеводородные жидкости (например, буровой раствор, глинистый буровой раствор, вода и т.п.). В то время как фиг.1 иллюстрирует единичный впускной трубопровод 112, в других примерах сепаратор 102 может содержать соединения для ряда впускных трубопроводов от других скважин природного газа.

Примерный сепаратор 102 содержит реле уровня 114 и 116 для указания достижения жидкостью в пределах сборочной камеры 104 для жидкости определенного объема (например, уровня или высоты вдоль отбивной решетки 108). Примерное реле уровня 114 и 116 содержит любой вид механического, электрического, и/или электромеханического переключателя и/или датчика, чтобы определить, когда жидкость достигнет определенной высоты. В показанном примере, реле уровня 114 сигнализирует о достижении жидкостью верхнего порогового уровня 118, а реле уровня 116 сигнализирует о достижении жидкостью нижнего порогового уровня 120. Установка реле уровня 114 и 116 вдоль отбивной решетки 108 устанавливает пороговые уровни 118 и 120. В некоторых примерах, переключатели 114 и 116 встроены в буек или поплавок, механически соединенный с регулятором 122, описанным ниже. В данных примерах, происходит передача выталкивающей силы и получаемого в результате движения буйка в жидкости в регулятор 122. Регулятор 122 может быть использован для установления пороговых уровней 118 и 120 и/или нейтральной зоны между пороговыми уровнями 118 и 120.

Когда жидкость достигает пороговых уровней 118 и/или 120, соответствующее реле уровня 114 и/или 116 передает показание в регулятор 122. Показание сигнализирует регулятору 122, что жидкость в сборочной камере 104 для жидкости достигла определенного порогового уровня. Примерное реле уровня 114 и 116 контактно соединены с регулятором 122 посредством проводки (не изображено). В других примерах, реле уровня 114 и 116 могут быть контактно соединены с регулятором 122 беспроводным способом.

Примерный регулятор 122 (например, электрический регулятор уровня Fisher® L2e) показанного примера содержит процессор 123 уровня жидкости. Примерный процессор 123 уровня жидкости получает показания объема жидкости и/или уровня жидкости от, например, реле уровня 114 и 116 для определения того, когда открыть и/или закрыть разгрузочный клапан 124. Примерный процессор 123 уровня жидкости также регулирует перемещение детали 125 клапана (например, штока) в разгрузочном клапане 124 в зависимости от условий внутри сепаратора 102.

Примерный регулятор 122 регулирует разгрузочный клапан 124 для управления потоком жидкости через трубопровод 126 в емкость для хранения жидкости 128. В данном примере, разгрузочный клапан 124 может быть клапаном Fisher® D2, D3 или D4 с приводом 130. В некоторых примерах, приводом 130 является электрический привод easy-Drive™, пневматический привод с позиционированием с обратной связью, гидравлический привод, электрический привод и т.д. Примерный электрический привод 130 контактно соединен с регулятором 122 посредством проводки. Регулирующие сигналы (например, входные сигналы) от регулятора 122 и/или процессора 123 уровня жидкости могут включать, например, сигнал в 4-20 мА, сигнал в 0-10 В постоянного тока, и/или цифровые команды и т.д. Регулирующие сигналы устанавливают или соответствуют состоянию клапана для примерного разгрузочного клапана 124. Например, регулирующие сигналы могут вызвать открытие, закрытие или некое промежуточное положение детали 125 разгрузочного клапана 124. В некоторых примерах, регулятор 122 может использовать протокол цифровой передачи данных, такой как, например, протокол Магистрального Адресуемого Дистанционного Преобразователя (HART) для коммуникации с регулятором и/или электрическим приводом 130 разгрузочного клапана 124.

Примерный регулятор 122 на фиг.1 контактно соединен с центром управления 129 посредством любого проводного и/или беспроводного канала связи. Примерный центр управления 129 может быть расположен удаленно от регулятора 122, чтобы дать возможность управляющему персоналу управлять рядом скважин природного газа из одного места. Центр управления 129 ведет наблюдение за регулятором 122 для отслеживания любых проблем с разгрузочным клапаном 124 и/или сепаратором 102. Примерный центр управления 129 может также давать предписание регулятору 122 об открытии и/или закрытии разгрузочного клапана 124. К тому же, примерный центр управления 129 может выводить из эксплуатации сепаратор 102, разгрузочный клапан 124 и/или регулятор 122 для технического обслуживания, ремонта, и/или замены. Дополнительно, центр управления.129 может послать технического специалиста для исправления проблем с сепаратором 102, выявленных регулятором 122 и/или процессором уровня жидкости 123.

Примерный электрический привод 130 на фиг.1 показан относительно более подробно на фиг.2. Электрический привод 130 может работать от, например, 12 или 24 Вт постоянного тока (Vdc) при 1,5 Вт статической приводной мощности. Меньшая приводная мощность в сравнении с другими общеизвестными разгрузочными клапанами дает возможность примерному разгрузочному клапану 124 обслуживать сепаратор 102 при относительно низкой потребляемой мощности. Дополнительно, примерный электрический привод 130 дает возможность разгрузочному клапану 124 работать на электричестве, а не на природном газе, таким образом, уменьшая природные ресурсы необходимые для эксплуатации сепаратора 102.

Примерный электрический привод 130 на фиг.1 и 2 содержит регулятор 132 расхода жидкости Fisher® FloPro, который дает возможность регулятору 122 и/или процессору уровня жидкости 123 установить максимальный расход жидкости через разгрузочный клапан 124. Регулятор 132 расхода может быть изменен электрическим приводом 130 для увеличения или уменьшения перемещения детали 125 разгрузочного клапана 124, изменяя, таким образом, максимальное открытое положение разгрузочного клапана 124. Электрический привод 130 увеличивает максимальный расход жидкости через разгрузочный клапан посредством спуска регулятора 132 расхода для увеличения длины перемещения детали клапана 125. Схожим образом, электрический привод 130 уменьшает максимальный расход жидкости через разгрузочный клапан 124 посредством подъема регулятора 132 расхода для уменьшения длины перемещения детали клапана 125. Таким образом, примерный регулятор 122 может регулировать расход жидкости через разгрузочный клапан 124 без необходимости повторной настройки и/или регулировки электрического привода 130 для различных давлений и/или условий в сепараторе 102.

Еще раз рассмотрев фиг.1, которая иллюстрирует трубопровод 126 от сборочной камеры 104 для жидкости до емкости для хранения жидкости 128, содержащий турбинный расходомер 136. Примерный турбинный расходомер 136 измеряет скорость (например, расход) жидкости, протекающей через трубопровод 126, на основании скорости, с которой жидкость заставляет вращаться турбину. Турбинный расходомер 136 включает любой вид электрического, механического, и/или электромеханического расходомера. Примерный турбинный расходомер 136 контактно соединен (не изображено) с регулятором 122 посредством любого проводного и/или беспроводного канала связи.

В некоторых случаях, для объема жидкости (и/или уровня жидкости) в сборочной камере 104 для жидкости устанавливают соотношение с расходом, измеряемым турбинным расходомером 136, таким образом, предоставляя возможность процессору уровня жидкости 123 регулятора 122 оценивать уровень жидкости на основании измеренного вращательного ускорения турбинного расходомера 136. Примерный процессор 123 уровня жидкости может также использовать турбинный расходомер 136 для определения того, сколько жидкости прошло через разгрузочный клапан 124 во время отвода жидкости в емкость 128 для хранения. На основании количества отведенной жидкости, процессор 123 уровня жидкости может определить, сколько жидкости осталось в сборочной камере 104 для жидкости для определения того, когда закрыть разгрузочный клапан 124. Таким образом, турбинный расходомер 136 предоставляет дополнительные данные об уровне жидкости процессору уровня жидкости 123 совместно с показаниями уровня жидкости от реле уровня 114 и 116.

В некоторых случаях, турбинный расходомер 136 может заедать, его может заклинить, или может наблюдаться замедленное вращение. В данных случаях, процессор 123 уровня жидкости может не получать точной информации о расходе для определения того, сколько жидкости прошло через разгрузочный клапан 124. Во многих известных примерах, процессор 123 уровня жидкости должен полагаться на нижнее реле 116 уровня, которое подает сигнал, когда уровень жидкости достиг нижнего порогового уровня 120. Однако, исходя из относительно медленного времени реакции, связанного с разгрузочным клапаном 124 и/или относительно медленным движением связанного привода, уровень жидкости может перейти пороговый уровень 120, вплоть до приближения реального уровня жидкости к уровню трубопровода 126. В то время как примерный процессор 123 уровня жидкости может дать команду электрический привод 130 о закрытии разгрузочного клапана относительно быстро, данная задержка может привести к попаданию некоторого количества газа в трубопровод 126.

Для обеспечения диагностической проверки турбинного расходомера 136, примерный сепаратор 102 на фиг.1 содержит датчик давления 138. Примерный датчик давления 138 может содержать любой электрический, механический, и/или электромеханический датчик давления, способный определять давление жидкости (Р_{Жидкост.}). Примерный датчик давления 138 контактно соединен (не изображено) с процессором уровня жидкости 123 регулятора 122 посредством любого проводного и/или беспроводного канала связи. В показанном примере, датчик давления 138 показан в сборочной камере 104 для жидкости. В других примерах, датчик давления 138 может быть расположен внутри трубопровода 126 и/или сопряжен с разгрузочным клапаном 124. В примерах, где датчик давления 138 сопряжен с разгрузочным клапаном 124, датчик давления 138 может поддерживать связь с регулятором 122 посредством регулятора и/или электрического привода 130.

Примерный датчик давления 138 выверен с помощью процессора 123 уровня жидкости, так чтобы выходные величины давления жидкости соответствовали объему жидкости в сборочной камере 104, уровню жидкости в камере 104 и/или скорости жидкости, протекающей через разгрузочный клапан 124. Дополнительно, выходные величины давления жидкости могут быть соотнесены с известными показателями расхода жидкости через трубопровод 126. Таким образом, выходные величины давления дают возможность примерному процессору уровня жидкости 123 определять рабочее состояние турбинного расходомера 136 путем сравнения показателей давления от датчика давления 138 с пересчитанным давлением, соответствующему показателям расхода, полученным от турбинного расходомера 136. Если процессор 123 уровня жидкости определяет, что показатели давления от турбинного расходомера 136 пребывают вне определенного диапазона отклонений от показателей давления от датчика давления 138, примерный процессор 123 уровня жидкости передает диагностическое сообщение центру 129 управления, указывающее на то, что турбинный расходомер 136 нуждается в осмотре. В то время как турбинный расходомер 136 не действует, процессор 123 уровня жидкости может использовать выходную величину давления от датчика давления 138 для регулирования разгрузочного клапана 124. Например, процессор 123 уровня жидкости может определять, что при достижении давлением жидкости определенного порогового уровня, разгрузочный клапан 124 следует открыть или закрыть.

В других примерах, выходную величину давления отдатчика давления 138 можно соотнести с расходом жидкости через трубопровод 126 и сравнить с расходом, показанным турбинным расходомером 136. Примерный регулятор 122 может также использовать выходные величины давления от датчика давления 138 для регулировки максимального перемещения детали 125 клапана посредством регулятора 132 расхода. Например, регулятор 122 может отдать команду регулятору 132 расхода увеличить величину перемещения детали 125 клапана для увеличения максимального потока через разгрузочный клапан 124 при определении относительно высокого давления датчиком давления 138.

Фиг.1 иллюстрирует примерный сепаратор 102, который также содержит трубопровод 140, который соединяет сборочную камеру 106 для газа с емкостью 142 для хранения газа. Примерная сборочная камера 106 для газа дает возможность отделить газ от текучей смеси из ствола скважины. Давление газа (например, Р_возд) в сборочной камере 106 направляет газ в емкость 142 для хранения с относительно низким давлением. Как вариант, трубопровод 140 может направить газ к компрессору, который направляет газ на перерабатывающую установку.

Фиг.1 иллюстрирует примерную буровую площадку 100 природного газа, которая содержит одноступенчатый сепаратор 102. В других примерах, сепаратор 102, регулятор 122, разгрузочный клапан 124, и т.д. могут быть использованы на буровых площадках неассоциированного природного газа и/или нефтяных буровых площадках. Дополнительно, примерная буровая площадка 100 природного газа может быть реализована с использованием многоступенчатых сепараторов. В данных альтернативных примерах, сепаратор 102 может извлекать газ высокого давления из текучей смеси и отводить смесь газа низкого давления и жидкости во второй сепаратор, который дает возможность отделить газ низкого давления от жидкости. Каждый из многоступенчатых сепараторов может иметь разгрузочные клапаны (например, схожие или идентичные разгрузочному клапану 124), регулируемые, например, регулятором 122. Дополнительно, сепаратор высокого давления может иметь трубопровод, который отводит более тяжелую воду и/или углеводороды в одну емкость для хранения и отдельный трубопровод, который отводит нефтегазовые текучие смеси в сепаратор низкого давления. В данных примерах, процессор 123 уровня жидкости может регулировать и/или координировать открытие/закрытие ряда разгрузочных клапанов для удержания уровней жидкости ряда сепараторов в пределах определенных пороговых уровней.

Фиг.3 иллюстрирует примерную буровую площадку 100 природного газа на фиг.1 с примерным разгрузочным клапаном 124, содержащим контактный датчик 302. Примерный контактный датчик 302 определяет положение примерной детали 125 клапана на фиг.1 и 2. Примерный контактный датчик 302 предоставляет информацию о положении детали 125 клапана электрическому приводу 130 для системы управления с обратной связью в, например, процессоре 123 уровня жидкости для регулирования потока текучей среды через разгрузочный клапан 124. Примерный процессор 123 уровня жидкости использует полученные данные о положении детали 125 клапана для точной регулировки степени открытия разгрузочного клапана 124, таким образом, обеспечивая точное регулирование уровня жидкости. Примерный контактный датчик 302 может содержать любой электрический, механический, и/или электромеханический контактный датчик и/или переключатель.

Показанный пример также включает электрическое реле 303 уровня для измерения уровня жидкости в сборочной камере 104 для жидкости. Примерное электрическое реле 303 уровня может содержать какой-либо вид электрического переключателя для определения уровня жидкости на основе приложения жидкостью подъемной силы на штангу. Электрическое реле 303 уровня может распознавать движение штанги посредством любого вида магнитного и/или индуктивного датчика. Примерное электрическое реле 303 уровня посылает сообщение и/или сигнал регулятору 122, сигнализируя об уровне жидкости. Электрическое реле 303 уровня контактно соединено с регулятором 122 посредством любого проводного и/или беспроводного канала связи.

Фиг.3 иллюстрирует примерное электрическое реле 303 уровня совместно с датчиком давления 138 посредством примерного процессора 123 уровня жидкости для определения объема жидкости в пределах сборочной камеры 104 и объема жидкости, протекающей через разгрузочный клапан 124. В данном показанном примере, датчик давления 138, электрическое реле 303 уровня, и/или контактный датчик 302 заменяют реле уровня 114 и 116 и турбинный расходомер 136 на фиг.1, посредством этого уменьшая мощность, потребляемую для эксплуатации сепаратора 102. Дополнительно, показанный пример изображает датчик давления 138 расположенный в трубопроводе 126. В других примерах, датчик давления 138 может быть сопряжен с разгрузочным клапаном 124. В иных примерах, сепаратор 102 может содержать пневмодатчик для определения давления газа в сборочной камере 106 для газа.

Фиг.3 иллюстрирует буровую площадку 100 природного газа, которая представляет собой удаленную площадку, работающую на солнечной энергии, накапливаемой системой 304 сбора солнечной энергии. Система 304 сбора может содержать любое количество и/или виды панелей солнечных батарей и инфраструктуру для преобразования энергии света от солнца в электричество. В других примерах, буровая площадка 100 природного газа может снабжаться энергией от одной или более ветровых турбин.

Регулятор 306 мощности накапливает энергию, собранную системой 304 сбора солнечной энергии. Регулятор 306 мощности может содержать любое количество и/или виды батарей, чтобы накапливать энергию для регулятора 122, датчика давления 138 и/или разгрузочного клапана 124. В данном примере, регулятор 122 может эксплуатировать разгрузочный клапан 124 без какого-либо надзора из центра управления 129 на фиг.1, поскольку буровая площадка 100 природного газа является удаленной. Как вариант, регулятор 122 может быть контактно соединен с центром управления 129 беспроводным способом.

Примерный регулятор 306 мощности на фиг.3 содержит алгоритм, стандартную программу, и/или функциональные возможности для управления накоплением энергии из системы 304 сбора и распределением энергии к регулятору 122, датчику давления 138, и/или разгрузочному клапану 124. Примерный процессор 123 уровня жидкости может также быть выполнен с целью уменьшения потребляемой мощности посредством уменьшения количества открытий/закрытий разгрузочного клапана 124. Например, нижний пороговый уровень 120 может быть установлен ближе к уровню трубопровода 126, поскольку датчик давления 138, электронный привод 130, и/или процессор 123 уровня жидкости обеспечивают относительно более быструю и точную реакцию на определенные уровни жидкости.

В показанном примере, использование примерного контактного датчика 302, электрического реле 303 уровня, и датчика давления 138 совместно с электрическим приводом 130 малой мощности и примерным регулятором 122 обеспечивает систему относительно малой мощности для эксплуатации примерного сепаратора 102 с использованием удаленного возобновляемого источника энергии. Таким образом, примерный процессор 123 уровня жидкости регулирует уровни жидкости внутри сепаратора 102 без постоянного наблюдения со стороны технических специалистов и/или технологического персонала. Данное уменьшение контроля снижает издержки на эксплуатацию буровой площадки 100 природного газа.

Фиг.4 иллюстрирует схему примерного процессора 123 уровня жидкости на фиг.1 и 3. Примерный процессор 123 уровня жидкости функционирует совместно с примерным регулятором 122. Например, процессор 123 уровня жидкости может использовать коммуникационную функциональную возможность в регуляторе 122 для поддержания связи с центром управления 129. К тому же, регулятор 122 может регулировать мощность для процессора 123 уровня жидкости. В других примерах, процессор 123 уровня жидкости может быть отделен и контактно соединен с регулятором 122. В данных других примерах, процессор 123 уровня жидкости может управляться сервером, компьютером, смартфоном, расчетным планшетом и т.д.

Для получения показаний от датчиков уровня 114 и 116 на фиг.1, примерный процессор 123 уровня жидк