测量来自过程系统中设备的金属损耗的方法技术方案

一种测量来自过程系统中设备的金属损耗的方法。为监控过程设备中侵蚀和/或腐蚀(金属损耗)而安装的探测器，使用来自测量元件及基准元件的电阻率测量的结果，以便产生在暴露于过程液流的测量元件中金属损耗的测量，并且当测量的金属损耗超过阈值水平时，可以触发报警。现有技术的方法产生许多隐藏着真报警的误报警。本方法通过计算金属损耗计算中包含的置信度度量以便衰减噪声来忽略这些误报警，否则，噪声会产生误报警或在被监控的过程设备中的腐蚀或侵蚀状态的误解。

Measurement of metal loss from equipment in a process system

A method of measuring the loss of metal from the equipment in a process system. For monitoring the process equipment and / or erosion corrosion (loss of metal) and the installation of the detector, the use of the measuring element and reference element from the resistivity measurement results, so as to produce the metal loss in the measurement of the measuring element is exposed to the process flow, and when the measured metal loss exceeds a threshold level, can trigger the alarm. The existing technology has produced many false alarms hidden from true alarm. This method calculates the confidence measure included in the calculation of metal loss, so as to attenuate the noise.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量来自过程系统中设备的金属损耗的方法
本专利技术涉及按照本专利权利要求1的前序部分的测量来自过程系统中设备的金属损耗的方法。
技术介绍
在诸如阀门及管配件的过程设备中的侵蚀，在某些类型的过程中是严重的问题。这尤其是流体液流中含有悬浮沙的过程液流的情形，那里侵蚀是不可避免的。金属损耗的另一种原因是腐蚀。通常，侵蚀和腐蚀是通过测量暴露于管内过程液流的元件中电阻的变化检测的。随着该元件因侵蚀或腐蚀而变薄，电阻增加并给出侵蚀度和/或腐蚀度的指示。沙探测器是一种类型的传感器，被用在过程系统中以便监控侵蚀并且包括牺牲元件/测量元件，该元件例如被安排在海底油井的过程液流生产线中，与安排在管壁中的压力密闭组件一体。当沙探测器或腐蚀探测器中的测量元件的侵蚀达到预定极限或指示增长的发展，可以触发有关要采取的行动的报警。例如在油井中，因沙产生而引起的金属损耗可能必须降低生产率，以避免对过程设备的损坏甚或油井的坍塌。在另一种情形中，腐蚀探测器可以在早期的时间点提供有关过程设备中增加腐蚀的信息。遗憾的是，电阻极大地依赖于温度，而为了补偿温度的变化，电阻在另一个不暴露于过程液流、从而不遭受侵蚀和/或腐蚀的元件上被测量。后一个元件被称为基准元件，并且真实的侵蚀/腐蚀测量是该两个元件之间的电阻率的比值。该基准元件通常由与测量元件相同的材料构成，并且呈现相同的尺寸。测量到的相应电阻率值之间的比值，将按如下公式代表金属损耗的值：Δhe＝he-hr·(Rr/Re)(1)这里Δhe代表元件金属损耗，he代表原始测量元件的高度或厚度，hr代表原始基准元件的厚度/高度，Rr代表基准元件的电阻，和Re代表测量元件的电阻。因此，当相应电阻率值之间的比值变化时，理论金属损耗也变化，该变化能够用作产生报警的系统的输入，该报警指出过程设备中增加的或临界的侵蚀水平。然而，基准元件不能被定位在与测量元件相同的位置，并且因此，基准元件不能跟随与测量元件精确的相同温度变化，且通常会滞后于后者。所以，正如前面陈述的术语“理论金属损耗”指出，真实系统表现不同。例如，测量元件和基准元件之间温度的不同改变，例如在过程启动期间可以出现，这种情况可以产生假的金属损耗甚或金属“增长”。一种用于从流体介质中测量腐蚀率的系统在美国专利6,919,729(RohrbackCosascoSystems)中被描述。该专利建议了电流反馈放大器用于维持在基准元件两端恒定的AC电压，以便保持腐蚀性测量与探测器的周围温度无关。换句话说，该系统提供不受由温度改变引起的电阻率变化形式的噪声影响的腐蚀测量。来自现有技术的另一个例子是在GB2150300中描述的电阻腐蚀探测器。然而，沙探测器中电阻率的温度补偿测量不足以获得腐蚀水平的可靠值。电阻率测量还会受生产状况变化的影响，如在海底油井中，在生产停工和启动期间，那里的牺牲元件的加热能够与基准元件不同。对不可靠测量从而有关腐蚀阈值的误报警的另一贡献是过程液流中的东西对该元件的撞击、电磁干扰、有故障的元件/探测器。因此，沙探测器和侵蚀探测器，仍然可以产生许多隐藏着关于阈值侵蚀水平的真实报警的误报警，这些误报警可以导致过程设备及过程操作的损坏和/或失效。US5,293,323描述一种方法，用于使诊断系统能够在操作期间评估主系统的健全状态并且能够针对误报警以降低的电位检测和隔离系统故障。置信度是从许多测试中计算的。该方法没有特别涉及腐蚀监控，且从通过使用许多附加物理部件人测试计算置信度，而不是如同本专利技术的情形，从在操作期间通过腐蚀探测器本身从一个单独位置取得的真实测量计算置信度。专利技术目的本专利技术的主要目的是提供一种在过程设备中检测侵蚀和/或腐蚀的方法，该方法能忽略误报警，同时允许当阈值侵蚀水平已经达到时真报警的检测。专利技术上述目的通过按照本专利权利要求1的特征部分的方法获得。更多的有利特性出现在从属权利要求中。定义如本文所使用的，术语“电阻率变化”企图包含基准元件或测量元件的电阻率在特定时间点(当前值，t)和要么是先前时间点(t-1)要么是平均值(a)之间的电阻率变化。术语“相对电阻率变化”是指一方面的测量元件和另一方面的基准元件之间电阻率的相对变化。应当注意到，时间点t-1能够是时间点t之前的时间点，因而不必然在时间点t之后。如本文所使用的，术语“噪声极限”或“噪声阈值”意思是指跳变至以上时就无置信度的电阻绝对值。换句话说，在该噪声极限以上的值，是因过程中偶发事件而不是因测量元件中的金属损耗引起的电阻变化。该噪声极限被表示为“L”。如本文所使用的，术语“confidence(置信度)”企图为电阻率中的变化是多可靠提供一个值。低置信度指出，电阻率变化的值是由噪声而不是由真实金属损耗引起的。另一方面，高置信度指出，电阻率变化的值是由真实金属损耗而不是由噪声引起的。置信度度量从绝对地无可靠性连续地改变到绝对地完全可靠性。如本文所使用的，术语“报警”企图包含如在传统处理工业中所使用的报警。该术语还企图包含给出有关材料变化的早期警告的变化状态，这种材料变化不一定要求在该时间点采取任何行动，但预测必须注意并评估的变化状态。如本文所使用的，术语“过程(process)”和“过程系统”企图包含任何过程，包含遭受侵蚀性/或腐蚀性流体的设备，如化学工厂、被安排与海岸油井以及海底油田连接的设备。
技术实现思路
本专利技术涉及一种测量来自过程系统中与侵蚀性和/或腐蚀性过程流体接触的设备的金属损耗的方法，该过程系统包含气和油井中的管道和配件，这些管道和配件暴露于从井下地层流出的流体中，其中该方法包括步骤：a)提供与过程流体接触的监控探测器，所述探测器包括暴露于过程流体的液流一个或多个测量元件，以及防御过程流体的液流的基准元件，b)测量所述一个或多个测量元件的电阻Re，c)测量基准元件的电阻Rr，d)按照公式Δhe＝he-hr·(Rr/Re)(1)从测量的电阻率计算金属损耗Δhe，这里Δhe、Rr和Re如以上被定义，而he和hr分别代表所述至少一个测量元件及基准元件的原始高度/厚度。按照本专利技术，该方法还包括步骤：e)通过计算基准元件电阻值的稳定性或由附加温度传感器测量的探测器温度的稳定性，提供被观测的电阻率变化的置信度度量，以及f)把步骤e)的置信度度量应用于作为时间函数的电阻率变化的比较中，以便在所述一个或更多测量元件中，提供真实金属损耗的可信值，从而衰减由该过程系统中的噪声引起的电阻率变化，并且当该置信度度量为低时，把电阻率变化衰减较高程度，而当该置信度度量为高时，把电阻率变化衰减较低程度。应当注意，上面公式(1)仅仅是现有技术如何提供金属损耗的例子。步骤e)中提供的置信度度量是受噪声影响的测量，该噪声例如来自油井封闭期间温度和压力的变化。在有高噪声水平的系统中，相对电阻率变化的相当多部分是不可靠的，因而置信度值是低的。换句话说，置信度值是电阻率变化有多可靠的一种度量。例如，在稳定压力和温度状态期间，期望基准元件在时间上呈现稳定的电阻率(极小或没有变化)。当基准元件的电阻率变化时，如上面所指出，起因是系统中的变化。在后一种情形中，基准元件和测量元件二者电阻率变化的测量必须在较大范围上被滤波，以舍弃短暂的变化，这些短暂的变化不是由探测器中金属损耗引起的，而是来自操作条件的变化。步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量来自过程系统中与侵蚀性和/或腐蚀性过程流体接触的设备的金属损耗的方法，该过程系统包含气和油井中的暴露于从井下地层流出的流体中的管道和配件，其中该方法包括步骤：a)提供与过程流体接触的监控探测器，所述探测器包括暴露于过程流体的液流的一个或多个测量元件，以及防御过程流体的液流的基准元件，b)测量所述一个或多个测量元件的电阻Re，c)测量基准元件的电阻Rr，d)按照公式Δhe＝he‑hr·(Rr/Re)  (1)从测量的电阻率计算金属损耗Δhe，这里Δhe、Rr和Re如以上被定义，而he和hr分别代表所述至少一个测量元件和基准元件的原始厚度，其特征在于e)通过计算基准元件电阻值的稳定性或由附加温度传感器测量的探测器温度的稳定性，提供被观测的电阻率变化的置信度度量，以及f)把来自步骤e)的置信度度量应用于作为时间函数的电阻率变化的比较中，以便提供在所述一个或多个测量元件中的真实金属损耗的可信值，从而衰减该过程系统中由噪声引起的电阻率变化，并且当该置信度度量为低时，把电阻率变化衰减较高程度，而当该置信度度量为高时，把电阻率变化衰减较低程度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.17 NO 201507991.一种测量来自过程系统中与侵蚀性和/或腐蚀性过程流体接触的设备的金属损耗的方法，该过程系统包含气和油井中的暴露于从井下地层流出的流体中的管道和配件，其中该方法包括步骤：a)提供与过程流体接触的监控探测器，所述探测器包括暴露于过程流体的液流的一个或多个测量元件，以及防御过程流体的液流的基准元件，b)测量所述一个或多个测量元件的电阻Re，c)测量基准元件的电阻Rr，d)按照公式Δhe＝he-hr·(Rr/Re)(1)从测量的电阻率计算金属损耗Δhe，这里Δhe、Rr和Re如以上被定义，而he和hr分别代表所述至少一个测量元件和基准元件的原始厚度，其特征在于e)通过计算基准元件电阻值的稳定性或由附加温度传感器测量的探测器温度的稳定性，提供被观测的电阻率变化的置信度度量，以及f)把来自步骤e)的置信度度量应用于作为时间函数的电阻率变化的比较中，以便提供在所述一个或多个测量元件中的真实金属损耗的可信值，从而衰减该过程系统中由噪声引起的电阻率变化，并且当该置信度度量为低时，把电阻率变化衰减较高程度，而当该置信度度量为高时，把电阻率变化衰减较低程度。2.权利要求1的方法，其特征在于，该方法还包括步骤：g)如果该真实金属损耗的可信值超过预定阈值，则触发报警。3.权利要求1或2的方法，其特征在于，在步骤e)中的置信度度量是按照公式(2)计算的：confidence＝(L-Abs(Rt-Ra))/L(2)这里confidence代表计算的具有范围从0到1的小数值的置信度，这里值0代表无或低置信度，而值1代表高置信度，Rt代表来自选定测量范围的最近的基准电阻值，Ra代表在先前时间点上抽取的电阻抽样的加...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·埃斯佩乔迪，C·伊奥尔加，
申请(专利权)人：罗克斯阿流量测量公共有限责任公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO