使用FLIR GFx320光学气体成像热像仪的含沙测量方法

众所周知，水力压裂法是目前开采天然气的主要形式。在水力压裂过程中，部分过程涉及注入沙子以保持井孔畅通。当水力压裂后，油井恢复工作时，其中一些沙子会回到地面，进入分离器。在分离油和水的过程中，必须要注意砂石对非法兰分离器的消防管损害，如果沙子压塌了消防管，就需要更换整个容器。那么该如何预防呢？

沙石堆积有风险，除沙需高效

分离器平均每台售价约为10万美元。在分离的过程中，如果沙子堆积在加热元件上，最终会导致加热元件塌陷，这可能会导致分离器本身的灾难性故障：一是分离器外有气、油、水泄漏，二是它可能会引发火灾。

事实证明，捕沙器和其他过滤机制在防止沙石进入分离器方面是无效的。如果沙子挡不住，那就得把它移走。沙子和石蜡的温度比石油、天然气和水要低，所以能源开采的工程师们最初通过摩擦每艘船的腹部来感受温差，但这种方法并不可靠，因此需要清沙维护人员，但除沙是一项费时费力还需要停机的过程。

为了解决因结沙而导致的分离器更换成本高昂的问题，并提高分离器预防性维护计划的效率，Noble Energy公司（能源开采公司）使用FLIR GFx320光学气体成像热像仪发明了一种含沙测量方法。

GFx320本质安全型光学气体热像仪

它是一款制冷型OGI热像仪，经滤波后可检测石油和天然气石化炼油、化工生产、运输和处理设施中的甲烷和碳氢化合物泄漏。经验证，其符合美国环保局的OOOOa甲烷法规中定义的灵敏度标准，并且因每幅记录的热图像都标注GPS数据而符合报告要求。

一机多用，热成像技术测温差

Noble Energy公司已经在其气体泄漏检测和修复(LDAR)项目中使用了FLIR OGI热像仪。他们投资了这些热像仪，以满足科罗拉多州第7条法规：通过臭氧前体控制臭氧，通过石油和AS排放控制碳氢化合物。由于检测到了3万多处泄漏，工程师们已经熟悉了如何操作FLIR热像仪。后来，该团队意识到，用于检测气体泄漏的FLIR技术也可以推动分离器的预防性维护计划。

“通过热成像技术，也许可以检测到分离器厚金属壁后面发生的事情。通过检测温差（油热沙冷），我们可以确定分离器内部是否有堆积。”Noble Energy LDAR经理Doug Hess说。

FLIR GFx320热像仪拍摄的高对比度彩虹图像显示出该分离器中的高含沙量，如果不检查积沙情况，分离器中的消防管最终可能塌陷。

收集每个容器上的温度设定点只需要几分钟。热图像中的高对比度彩虹调色板显示随温度变化的特定颜色。负责开发Noble Energy大量沙子测量方法的工程师Landon Hawkins说:“这个高对比度热像图向我们展示了最佳的温差，我们的工程师很喜欢这个范围。”

热像仪监控分离罐，及时报警

在每个分离器上，Hawkins首先将FLIR GFx320热像仪固定在一个单脚架上，用来查看分离罐的侧面，并设置为手动模式以建立设定值。分离器的油浴温度通常在90°F和100°F（32°C和37.7°C）之间徘徊，沙堆的温度与环境温度大致相同。因此，如果环境温度为60°F(15.5°C)，那么油浴和沙堆之间将有30°F至40°F(-1°C至4.4°C)的差值。沙子通常位于容器的底部，而石蜡通常呈锯齿状，位于容器中间。石蜡会粘在容器的侧面，而沙子不会。

为了跟踪每个分离器，Hawkins根据每个分离器的序列号创建了一个监控程序。当检测到沙堆时，分离器就被添加到监控程序中。新压裂井上的分离器被密切关注，因为在最初的压裂后，大多数沙子都被排出。

FLIRGFx320热像仪拍摄的高对比度彩虹图像显示出该分离器中的低含沙量

本质安全型防爆红外热像仪

对于监测项目中的分离器，Noble Energy会比较每月的图像，以了解沙子积聚的速度以及何时该进行清理。该计划需要两个关键要素才能正常运行。首先，由于分离器附近存在火灾危险，必须对热像仪进行设计和评估，以便在危险区域使用。FLIR热像仪经过精心设计，可将能量（电能和热能）控制在非易燃水平，因此任何短路或故障都不会导致火花，有效避免发生爆炸。

FLIR GFx320经独立认证为“本质安全型防爆红外热像仪”，能维持危险场所内的安全性。因此，Hawkins及其团队可以使用GFx320接近分离器。它们可以捕捉多个角度，避免阳光照射，从而加热分离器表面。

据Hawkins介绍，“在选择FLIR GFx320热像仪之前，我有时只能拍摄油罐前部的照片，因为我无法到达离它旁边的分离器5英尺以内的地方。”

分离器之间距离如此之近，以至于工程师们需要一台FLIR光学气体成像热像仪来对危险区域进行沙子测量

正如航拍照片中所显示的那样，密集排列的隔板对进入有限制。Hess说:“拥有一台可以在危险区域使用的热像仪，让这项计划的实施产生了巨大的不同——我们的视野能够进入以前无法进入的角落和缝隙。”

准确率100%，让客户高度认可

Hawkins及其团队使用两个FLIR GFx320红外热像仪来优化Noble Energy对其分离器的预防性维护计划。该监测项目在不到一年的时间里就监控了300个油罐，这些油罐堆积的沙子高到足以危及它们脆弱的消防管。当然，我们无法知晓那300个油罐是否会在不被清理的情况下全部失效。即使FLIR GFx320的监测只避免了一次故障，但它也节省了10万美元的分离器更换成本，以及维护团队浪费的工时。

“我与所有负责清理工作的维修团队密切合作，他们说到目前为止，我们的准确率达到了100%。事实上，基于该方法，我们识别出的每一个需要清洗的分离器都存在明显的积沙现象。”

原文标题：FLIR GFx320在易爆环境中测量，让客户检测准确率达100%！

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审核编辑：汤梓红