حاسبة عدّادات السوائل: Turbine وPD وCoriolis
عدّاد Turbine أو PD يقيس الحجم عند ظروف التدفق، وكل تصحيح يرجعه إلى 60°F والضغط المرجعي. عدّاد Coriolis يقيس الكتلة والكثافة مباشرة. أدخل ظروف المائع مرة واحدة، ثم قارن الطريقتين وأثر الأخطاء. القيم الافتراضية توضيحية (ILLUSTRATIVE).
حاسبات تعليمية للتحقق السريع، وليست إجراءً معتمدًا ولا بديلًا عن برامج شركتك أو مراجعة مهندس مختص.
السلامة: أزل الضغط وتحقّق من الصفر قبل فتح أي Meter run أو Strainer، وابتعد عن خط الخطر (Line of fire).
المائع وظروف التدفق (مشتركة)
تُستعمل هذه القيم في الحاسبات الثلاث أدناه. قيم توضيحية (ILLUSTRATIVE)
عدّاد Turbine أو PD: من النبضات إلى الحجم القياسي
الحجم المبيَّن = النبضات ÷ K-factor، ثم Meter factor وCTL وCPL، ثم خصم BS&W.
كيف تُحسب
GV = IV × MF
α60 = 341.0957 / ρ60² [ρ60 in kg/m³ → α in 1/°F]
CTL = exp[−α60 · Δt · (1 + 0.8 · α60 · Δt)] , Δt = T(°F) − 60
F = exp(−1.9947 + 0.00013427·T + 793920/ρ60² + 2326·T/ρ60²) × 10⁻⁵ [1/psi, T in °F]
CPL = 1 / [1 − F · (P − Pe)] [P, Pe in psig]
CCF = CTL × CPL × MF ; GSV = IV × CCF ; NSV = GSV × (1 − BS&W)
الافتراضات
- ثوابت النفط الخام العام (Generalized crude: K0 = 341.0957، K1 = 0) من API MPMS 11.1 بصيغة 1980 (Table 6A/24A). تُحوَّل الحرارة المدخلة بالـ °C إلى °F قبل الحساب.
- Pe = 0 psig: نفترض أن ضغط بخار السائل عند الضغط الجوي أو أقل. للنفط الحي أو المكثفات أدخل Pe الفعلي.
- عامل F يُضرب في 10⁻⁵ لكل psi (وليس 10⁻⁴): مثلًا 20 °API عند 100°F يعطي F ≈ 4.48 × 10⁻⁶ /psi. المصادر المنشورة تختلف في ثابت واحد في F (793 290 مقابل 793 920)، والفرق على CPL أقل من 0.001%. نستعمل 793 920 كما في API MPMS 11.1-2004.
- لا تقريب للمدخلات ولا للنتائج الوسيطة كما يشترط المعيار، ولا تصحيح لحرارة أو ضغط الـ Prover، ولا تصحيح هيدرومتر.
مثال محلول
توضيحي (ILLUSTRATIVE): ρ60 = 850 kg/m³، 40°C (104°F)، 10 barg (145.04 psig)، BS&W = 0.5%، 1,250,000 نبضة، K = 12,500 pulses/m³، MF = 1.0025 ← IV = 100.000 m³، وα60 = 4.7210 × 10⁻⁴ /°F، وCTL = 0.97910، وF = 5.786 × 10⁻⁶ /psi، وCPL = 1.00084، وCCF = 0.98238، وGSV = 98.238 m³ (617.90 bbl)، وNSV = 97.746 m³ (614.81 bbl). تحقق مستقل: 35 °API عند 80°F يعطي CTL = 0.99051، وهي القيمة المنشورة في Table 6A (≈ 0.9905).
المصادر: API MPMS Chapter 11.1 (1980, Tables 6A/24A; 2004 and Addendum 2, 2019) — CTL, generalized crude K0 = 341.0957, Fp constants · API MPMS Chapter 11.2.1 (1984) — compressibility factors for hydrocarbons · API MPMS Chapter 12.2 (CCF, GSV, NSV) · API MPMS Chapter 5.3 (turbine meters) and 5.2 (displacement meters) · midstreamcalculator.com VCF worked example (35 °API, 80°F, CTL 0.99051) used as a cross-check
للقياس التجاري (Custody transfer) استعمل جداول API MPMS 11.1 / 11.2 الكاملة والإجراء المعتمد؛ هذه الحاسبة توضيحية فقط.
عدّاد Coriolis: من الكتلة إلى الحجم القياسي
الكتلة لا تتغير مع الحرارة والضغط، فالحجم القياسي = الكتلة ÷ الكثافة عند 60°F. يمكن تقدير نسبة الماء من الكثافات (طريقة كثافة الخليط) كتقدير فقط.
كيف تُحسب
Check: ρoil,flow = ρ60 × CTL × CPL ; ρmix,flow = (1 − w)·ρoil,flow + w·ρw
Mode density (estimate): w_flow = (ρmeter − ρoil,flow) / (ρw − ρoil,flow)
x_w (mass) = w·ρw / [w·ρw + (1 − w)·ρoil,flow] ; NSV = m(1 − x_w) / ρ60
الافتراضات
- كثافة الماء المدخلة تُستعمل عند التدفق وعند 60°F معًا (يُهمل تمدد الماء، نحو 0.2 إلى 0.8% من حجم الماء فقط).
- لا غاز حر في العدّاد. الكثافة عند 60°F للزيت من المختبر أو من حساب API 11.1 العكسي.
- في طريقة الكثافات: كل خطأ 1 kg/m³ في كثافة الزيت أو العدّاد يغيّر نسبة الماء بنحو 0.5 نقطة مئوية.
مثال محلول
توضيحي (ILLUSTRATIVE): 83.5 t، ρ60 = 850، ماء 1010 kg/m³، BS&W = 0.5% ← ρmix,60 = 850.80 kg/m³، وGSV = 98.143 m³، وNSV = 97.652 m³، وكتلة الزيت = 83.004 t. كثافة الخليط المتوقعة عند التدفق = 833.83 kg/m³ مقابل قراءة العدّاد 834.0 (فرق +0.18). بطريقة الكثافات: نسبة الماء ≈ 0.60%.
المصادر: API MPMS Chapter 5.6 (Coriolis meters) · API MPMS Chapter 11.1 (CTL and CPL for the expected flowing density) · API MPMS Chapter 20.1 / NFOGM Handbook of Multiphase Flow Metering rev. 2 (mixture density water cut principle)
للقياس التجاري (Custody transfer) استعمل جداول API MPMS 11.1 / 11.2 الكاملة والإجراء المعتمد؛ هذه الحاسبة توضيحية فقط.
ماذا لو: أثر الأخطاء على الحجم القياسي (%)
عدّادات Turbine وPD (عدّادات سرعة أو حجم) تقرأ الغاز المحبوس كأنه سائل، فتزيد القراءة بنحو نسبة الغاز. عدّاد Coriolis يزيد فقط بكتلة الغاز، وهي صغيرة عادة، لكن حجمه القياسي يعتمد على الكثافة عند 60°F التي تدخلها.
كيف تُحسب
Coriolis: GVF → +GVF·ρg / [(1 − GVF)·ρ60] ; ΔT → 0 (ρ60 from lab) ; δρ → ρ60/(ρ60+δρ) − 1 ; zero → z / Q
Meter factor drift applies directly to either meter. Combined = Π(1 + e) − 1
الافتراضات
- أثر الغاز على Coriolis هنا هو كتلة الغاز فقط. في التدفق ثنائي الطور الحقيقي قد تكون أخطاء Coriolis (Decoupling وتشويش الكثافة) أكبر كثيرًا عند GVF فوق بضعة بالمئة وتختلف حسب المصنّع والتصميم.
- خطأ الحرارة لا يؤثر في Coriolis إذا كانت ρ60 من المختبر؛ إذا حُسبت ρ60 من كثافة العدّاد والحرارة فإن الخطأ ينتقل إليها.
- كل القيم توضيحية (ILLUSTRATIVE) وتُجمَع بالضرب على افتراض استقلال الأخطاء.
مثال محلول
توضيحي (ILLUSTRATIVE): GVF = 1%، غاز 8 kg/m³، انحراف MF = 0.1%، خطأ حرارة +0.5°C، خطأ كثافة +1 kg/m³، انزياح صفر 20 kg/h عند 100 t/h ← Turbine/PD: +1.010% و+0.100% و−0.044% و+0.005%، والمجموع ≈ +1.072%. Coriolis: +0.010% و+0.100% و0 و−0.118% و+0.020%، والمجموع ≈ +0.012%.
المصادر: API MPMS Chapter 5.3 (turbine), 5.2 (displacement) and 5.6 (Coriolis) — effects of entrained gas, zero stability · API MPMS Chapter 11.1 (CTL/CPL sensitivity) · API MPMS Chapter 13.1 (statistical concepts, combining uncertainties)
السلامة: أزل الضغط وتحقّق من الصفر قبل فتح أي Meter run أو Strainer، وابتعد عن خط الخطر (Line of fire).