Microwave Technique for Monitoring Fluid Level in the Horizontal Petroleum Carrying Pipeline
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
عملية الإنتاج من النفط الخام من بئر أفقي أو قريب من الأفقي في كثير من الأحيان يتم استخراج خليط من مكونات متعددة من النفط والماء والغاز. ومن المهم الحصول على قياسات دقيقة لنسبة كل مادة من المحتويات الموجودة في خط الأنابيب لنجاح تسجيل ورصد إمدادات النفط. على الرغم من أن العديد من التقنيات الكهربائية موجودة في عدد من الأوراق البحثية المنشورة لتحديد نسب هذه المكونات، إلا أن عدد قليل منهم يستخدم أجهزة استشعار الميكروويف. لذلك فإن الهدف من هذا العمل البحثي هو تصميم الواجهة الأمامية من جهاز استشعار ميكروويف مبسط لتحديد محتويات السوائل المتعددة التي تتدفق من خلال خطوط الأنابيب التي تحمل البترول. وتخضع الأمواج الكهرومغناطيسية (EM) المنبعثة داخل خط الأنابيب إلى الخصائص الهندسية والكهربائية لخط الانابيب. وبما أن خط الأنابيب مشابه لهيكل أسطواني الشكل، لذلك فإن من الضروري إجراء تحليلا شاملا على هذا الهيكل الاسطواني المملوء بسائل متعدد المكونات. وتستخدم الحلول المحسوبة للنموذج الأسطواني المملوء بمادة واحدة أو مادتين للتحقق من النتائج التي سيتم الحصول عليها من قبل برنامج المحاكاة المستخدم. وتم استخدام الموجات الكهرومغناطيسية المنعكسة والتي تم الحصول عليها من برنامج المحاكاة لأنبوب النفط المثبت عليه هوائيان من أجل قياس نسبة النفط والماء. الهوائي المثبت على جزء الأنبوب المحاط بطبقة موصلة، استخدم من أجل قياس الموجات المنعكسة والترددات لمستويات مختلفة من النفط. وكذلك الهوائي المثبت على الجزء العازل من الأنبوب استخدم لقياس مقدار الطاقة المنعكسة لمستويات مختلفة من الماء. وتم رصد النتائج التي حصل عليها من أجل تكوين جدول مرجعي والذي سيستخدم مع النتائج المقاسة عملية من أجل تحديد نسب المواد الثلاثة الساكنة داخل أنبوب النفط. عدد من الخطوات العملية تم بنائها من أجل التحقق من صحة الجداول المرجعية التي تم تكوينها من خلال برنامج المحاكاة. وتم ملاحظة نسبة اختلاف بسيطة بين النتائج وذلك بسبب عدم الدقة البشرية في استخدام الأجهزة المتوفرة في المختبر أثناء عملية تجميع الهوائي مع الأنبوب. وتم التحقق من تجربة عملية لإيجاد النتائج بدون استخدام جهاز تحليل الإشارات. وهذه التجربة تم عملها باستخدام أدوات عدة مثل: (جهاز التردد المتحكم من قبل الجهد، مدور الإشارة، موجه الإشارة، وجهاز قياس الجهد) من أجل تأكيد صحة المبدأ. وأيضا معالج من نوع Arduinoتم استخدامه في هذه التجربة من أجل تخزين الجداول في ذاكرته والذي يقوم بتحليل النتائج وعرض مستوى المواد على جهاز الحاسوب. ولكن هذا الهوائي المصنع لمراقبة المواد يعاني من قلة الدقة في تحديد نسب المياه الساكنة في الأنبوب والتي تزيد عن 30% من ارتفاع الأنبوب.