Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Subsea gas energy and quality measurement using ultrasonic flow meters

Alternativ tittel: Subsea energi- og kvalitetsmåling av naturgass med ultralyd strømningsmåling

Tildelt: kr 12,0 mill.

Internasjonal handel av naturgass er basert på høg-presisjons-, sporbare og akkrediterte fiskale strømningsmålesystem og internasjonal rørleidnings-infrastruktur. Norsk O&G-industri siktar i dag mot "subsea"-løysingar for fiskal allokeringsmåling. Desse skal erstatte dagens "topside"-målesystem. Handel med gass er basert på måling av energi-strømningsrate. I tillegg til volumetrisk strømningsrate må såleis gassens energi- og kvalitetsparametrar (QP) målast. Tradisjonelle metodar brukt "topside" kan ikkje brukast i "subsea"-system. Ei industriell løysing på desse utfordringane er naudsynt. Forskningsprosjektet har som målsetjing å utvikle naudsynt vitskapleg basis og teknologikomponentar som fundament for - i eit industrielt oppfølgjingsprosjekt - å realisere sporbar og akkreditert energi- og kvalitetsmåling av gass med ultralyd fiskale strømingsmålarar (USM) i "subsea" fiskale målesystem. Metoden er basert på bruk av målt lydfart (VOS) som allereide er tilgjengeleg i relevant USM-teknologi. Men ingen metode er i dag tilgjengeleg for å sikre naudsynt sporbarheit og akkreditering av slik VOS-måling. Arbeidet inkluderer utvikling av målemetode og ei laboratoriecelle for måling av VOS i naturgass under høge trykk, som basis for å oppnå høg-presisjons-kalibrering av ultralydmålarens VOS-måling. Vidare inkluderer arbeidet vidareutvikling av ei allereide operasjonell VOS-til-QP-algoritme for å mogeleggjere - frå målingar tilgjengeleg frå USM og målesystemet - høgpresisjons- og akkrediterte berekningar av gassens energi- og kvalitetsparametrar under relevante operasjonelle gass-forhold "subsea". Resultata av forskningsarbeidet vil danne eit naudsynt fundament for å kunne gjere akkreditert og sporbar "subsea"-måling av VOS mogeleg med USM, som "input" til ei akkreditert og sporbar VOS-til-QP-algoritme, som saman med allereide akkreditert USM-måling av volumetrisk strømningsrate gjev måling av gassens energi-strømningsrate med akkreditert fiskal nøyaktigheit. Gjennomgang av relevant internasjonal litteratur knytta til presisjonsmåling av lydfart i gass, og akustisk måling av energi- og andre kvalitetsparametrar for naturgass, er ein integrert del av arbeidet. Forskningsprosjektet blir gjennomført i eit samarbeid mellom Universitetet i Bergen (UiB; prosjektleiar), NORCE og Høgskulen på Vestlandet (HVL), med Equinor og Gassco i industriell referansegruppe. Eivind Nag Mosland er frå 1. november 2020 tilsett ved UiB som PhD-stipendiat i prosjektet. Mosland arbeider med matematisk-numerisk modellering av akustisk signalforplantning i målemetoden som er planlagt implementert i målecellen for VOS i naturgass, som basis for å kunne etablere nødvendige korreksjonsmetodar for systematiske effektar i målingane. Det blir stilt store nøyaktigheitskrav m.a. til verknad av akustisk diffraksjon på målt gangtid, og forbetra modellar ift. dei modellar som i dag er tilgjengelege faglitteraturen er under utvikling. Den andre planlagde PhD-stillinga i prosjektet er i 2022 omgjord til 3-årig forskarstilling. Tidsplan, framdriftsplan og budsjett er revidert i samsvar med dette. Forskar er tilsett frå 1. november 2023. Publisering direkte under prosjektet inkluderer (i) 2 fagfellevurderte journal-artiklar (2023), og (ii) 8 "proceedings-konferanseartiklar" ved 7 ulike internasjonale vitskaplege fagkonferansar (2020-2023). Eit journal-manuskript er under utarbeiding for planlagt innsending i 2023. 6 mastergradsstudentar har i 2021-2023 avlagt mastergradseksamen ved UiB som del av prosjektet. Ei mastergradsoppgåve knytta til prosjektet er annonsert ved HVL.

Norwegian O&G industry is today moving towards subsea fiscal allocation measurement of gas. In such metering systems, the energy and quality parameters (QP) of the gas need to be measured, in addition to the volume flow. Traditional methods used topside for partner allocation and sales measurement of gas cannot be used in subsea systems. An industrial solution to this challenge is mandatory, and urgent. A method is proposed to enable subsea allocation measurement using an ultrasonic transit time gas flow meter (USM). The method is based on using the USM's volumetric flow rate and sound velocity (VOS) readings, for which the required accuracy and traceability of the VOS quantity is obtained using calibration of the USM versus a high-precision and accredited VOS measurement cell. The energy flow rate and the gas quality parameters (QP) are then obtained using a Gas Analyzer algorithm for VOS-to-QP calculation. In particular, the researcher project addresses development of necessary scientific basis and technology components, as a fundament to realize traceable and accredited gas energy and quality measurement by ultrasonic gas flow meters (USMs) in subsea fiscal measurement of natural gas. This includes: (1) Development of laboratory high-pressure VOS cell to address scientific research challenges that need to be solved to realize construction of a high-precision VOS cell enabling accredited and traceable calibration of the USM's VOS reading in natural gas; (2) Development of a full 3D system model for the VOS cell measurement method, to establish necessary and traceable time delay corrections in the measurement method; and (3) Development of robust Gas Analyzer algorithm for VOS-to-QP calculation for a wide range of gas compositions, with documented accuracy sufficient for fiscal gas flow metering. The project includes education of 1 PhD and 6 master candidates, and employment of 1 full-time researcher. [USM = ultrasonic gas flow meter, VOS = sound velocity, QP = quality parameters.]

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek