من خلال دراسة عدة حالات، كيف يمكن فهم سبب قفزات قيمة قياس مقياس مستوى الرادار وكيفية حلها؟

مقياس مستوى الرادار يعتمد هذا الجهاز على القياس عن بُعد، ويتميز بدقة قياس عالية، وعدم تأثره بظروف التشغيل، وسهولة تركيبه وصيانته، مما جعله شائع الاستخدام في منصات النفط البحرية في السنوات الأخيرة. اليوم، سنستعرض معكم بعض الحالات العملية في منصات النفط البحرية لفهم أسباب وحلول مشكلة تقلبات قراءة مقياس مستوى الرادار.

كانت الحالة الأولى حقلاً نفطياً حيث مقياس الرادار في خزان النفط الخام الأيسر، قفز مستوى السائل إلى أقصى حد عدة مرات أثناء الإنتاج. استُخدم غطاء معدني محكم الإغلاق لتغطية جسم المستشعر الرئيسي، وخلال الاختبار، تبيّن عند توصيل جهاز إرسال مستوى الرادار أن الغطاء المعدني المغلق يُسبب المزيد من الإشارات الخاطئة في نطاق القياس، ويرتفع مستوى الضوضاء الكلي. عند فتح الغطاء المعدني، تختفي الإشارة الخاطئة، وينخفض ​​مستوى الضوضاء الكلي، وينخفض ​​منحنى الصدى. بعد التحليل، تبيّن أن الغطاء المعدني المغلق هو السبب الرئيسي للإشارات الخاطئة، وأن هوائي مقياس مستوى الرادار مصنوع من البلاستيك، وأن موجات الرادار المنبعثة منه تتسرب إلى البيئة الخارجية. يُستخدم الغطاء المعدني المغلق لتغطية الجهاز، وتستقبل الهوائي إشارة موجة الرادار المتسربة بعد عدة انعكاسات داخل الغطاء، مما يُولّد مستوى خاطئًا. لذلك، تم تعديل الغطاء المعدني إلى غطاء حلقي غير محكم الإغلاق في مرحلة لاحقة، مما قلل بشكل ملحوظ من قفزة مقياس تدفق الرادار .

في الحالة الثانية، ولضمان سيولة النفط الخام، تستخدم منصات النفط البحرية عادةً أنابيب تسخين النفط الساخن لتسخين النفط الخام وتخزينه ضمن نطاق درجة حرارة محدد. ولأن النفط الخام في الخزان السفلي يحتوي على كمية قليلة من الماء، فإن بعض الماء المتجمع في قاع الخزان يترسب من مياه الصرف بعد فترة من التخزين، ويتبخر هذا البخار أثناء عملية التسخين المستمرة. يتكثف بخار الماء على الهوائي الموجود أعلى الخزان مكونًا قطرات ماء، مما يتسبب في إشارة خاطئة قوية في الأعلى. لذلك، يتم كبح الإشارات الخاطئة ضمن نطاق 0-0.25 متر، ويُضبط خط الكبح على 120 ديسيبل لتجنب الإشارات الخاطئة الناتجة عن تكثف بخار الماء وتقلبات مستوى النفط في الأعلى. استجابةً لهذا الوضع، وبعد إجراء تحليلات واختبارات بحثية في الموقع، تقرر القيام بعملية معالجة جيدة للتجفيف المسبق، حيث يتم التحكم في محتوى الماء في النفط الخام في الخزان السفلي بحيث لا يتجاوز 0.5%، ويتم التحكم في درجة حرارة تسخين خزان النفط الخام بحيث لا تتجاوز درجة حرارة النفط الخام في الخزان 65 درجة مئوية، كما يتم تغطية أجهزة القياس بمواد عازلة حرارياً من الخارج، وما إلى ذلك. ومن خلال التدابير المذكورة أعلاه، تم القضاء على ظاهرة قفز المستوى الناتجة عن تكثف الرطوبة على هوائي مقياس مستوى السائل الراداري.

الحالة الثالثة هي أنه خلال مرحلة تشغيل منصة البناء، عندما يتجاوز مستوى السائل 3800 مم، يقفز مقياس التدفق الراداري لخزان الزيت الملوث بشكل متكرر إلى الصفر، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل وحدة الإنتاج في المرحلة الرابعة. بعد الفحص الميداني، تبين أن جهد التغذية لجهاز إرسال مقياس مستوى الرادار هو 9.5 فولت فقط، وهو أقل من جهد التغذية التشغيلي لمقياس مستوى الرادار. وبمزيد من البحث عن سبب العطل، وُجد أنه عند ارتفاع مستوى السائل، يكون الجهد عند مصدر الطاقة 23.7 فولت، وينخفض ​​خرج بوابة الأمان إلى 9.7 فولت، ما يشير إلى عطل في جهاز إرسال بوابة الأمان. بعد استبدال شبكة الأمان، عاد الجهد إلى وضعه الطبيعي، وتم اختبار مقياس مستوى الرادار داخل الكابينة لاستبعاد المشكلة.

تتناول هذه الورقة البحثية ثلاث حالات تؤدي إلى قفزة في قيمة قياس مقياس مستوى الرادار، وهي: الغطاء المعدني المغلق، وتكثف البخار على الهوائي، وعدم كفاية مصدر الطاقة. في الواقع، تُعدّ قفزة قيمة قياس مقياس مستوى الرادار مشكلة شائعة نسبيًا، وتتعدد أسباب ظهورها، لذا فإنّ أهمّها هو تحديد السبب وحلّ المشكلة في الوقت المناسب.