CC BY
26SPECIFICITY OF CHOOSING THE TYPE OF FLOW TRANSDUCER IN OIL CUSTODY
TRANSFER METERING SYSTEM
Zakirnichnaya M.
Head of the Department of Automation of Technological Processes and Industrial Facilities, Doctor of Engineering Science, Professor, Ufa State Petroleum Technological University (USPTU), Ufa, Russia
Shaybakova R.
Master student, Ufa State Petroleum Technological University (USPTU), Ufa, Russia
ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА ТИПА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ РАСХОДА В СИСТЕМАХ ИЗМЕРЕНИЙ КОЛИЧЕСТВА И ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НЕФТИ
Закирничная М.
Заведующий кафедрой автоматизации технологических процессов и промышленных объектов, доктор технических наук, профессор Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ), Уфа, Россия Шайбакова Р.
Магистрант, Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ), Уфа, Россия https://doi.org/10.5281/zenodo.6654291
Abstract
The main instrument of measurement in the oil custody transfer metering system are flow transducer. The regulatory documentation describes in detail the main characteristics, the principle of operation, the requirements for the installation of flow transducers. However, the issue of selecting the type of flow transducer at the design stage is not sufficiently covered. In this paper, the analysis of domestic and foreign literature is carried out, scientific works on the research topic are considered. Based on this analysis, the disadvantages and advantages of various types of flow converters are considered, the main criteria necessary for selecting the type of flow transducer at the design stage are identified.
Аннотация
Основным средством измерения в системах измерений количества и показателей качества нефти (далее - СИКН) являются преобразователи расхода. В нормативной документации подробно описываются основные характеристики, принцип действия, требования к установке преобразователей расхода. Однако недостаточно освещен вопрос подбора типа преобразователя расхода на этапе проектирования. В данной работе выполнен анализ отечественной и зарубежной литературы, рассмотрены научные работы по теме исследования. На основании данного анализа рассмотрены недостатки и преимущества различных типов преобразователей расхода, выявлены основные критерии, необходимые для подбора типа преобразователя расхода на этапе проектирования.
Keywords: oil custody transfer metering system, flow transducer, meter, meter run unit
Ключевые слов: Система измерений количества и показателей качества нефти, преобразователь расхода, расходомер, блок измерительных линий
Одной из важнейших задач при транспортировке нефти является ее учет на всех этапах от добычи из скважины до переработки и реализации конечному потребителю, который осуществляется с использованием СИКН.
СИКН - совокупность функционально объединенных средств измерений, системы
сбора и обработки информации, технологического и иного оборудования, предназначенная для прямых или косвенных динамических измерений массы и показателей качества нефти [1].
В состав СИКН входят:
- комплекс технологический;
- система сбора и обработки информации;
- система распределения электроэнергии.
Технологический комплекс СИКН включает следующие основные блоки:
- блок фильтров;
- блок измерительных линий (далее - БИЛ);
- блок измерений показателей качества нефти (БИК);
- пробозаборное устройство.
Основным средством измерения в СИКН является преобразователь расхода. Методики и нормативная документация по выбору расходомеров постоянно развиваются и совершенствуются.
В Приложениях Б и В [1] приведены основные СИ и оборудование, входящее в состав БИЛ СИКН, реализующих косвенный и прямой метод динамических измерений. В качестве СИ расхода в составе
БИЛ применяются следующие преобразователи расхода:
- массовые;
- камерные (лопастные);
- турбинные (роторные);
- ультразвуковые.
Применение конкретного типа преобразователя расхода определяется на стадии проектирования и обусловлено условиями эксплуатации, физико-химическими свойствами нефти/нефтепродуктов и экономической целесообразностью. Также согласно [1, 2] тип применяемых ПР выбирают с учетом значения рабочего расхода, параметров показателей качества нефти (вязкость, содержание массовой доли воды, механических примесей, содержание массовой доли парафина).
Критерий цены и популярности в использовании не является первостепенным показателем.
Однако на практике доказано, что данных требований недостаточно для корректного подбора типа преобразователя расхода и необходимо учитывать следующие показатели:
- массо-габаритные характеристики расходомера. Например, масса и габаритные размеры камерного (лопастного) счетчика значительно превышают размеры турбинного преобразователя расхода, что увеличивают габаритные размеры СИКН;
- минимальное давление на входе СИКН. Значения минимального давления на входе СИКН может быть недостаточно для бескавитационный работы преобразователя расхода. Расчет производится согласно [1] и должен быть выполнен на стадии проектирования. В случае недостаточности давления после преобразователя расхода необходимо установить регулятор давления на измерительной линии или отдельный блок регулирования давления после СИКН;
- место размещения СИКН в системе магистральных нефтепроводов (на входе/выходе перекачивающей станции, налив нефти/нефтепродуктов в танкеры на морских терминалах и т.д.);
- конструктивное исполнение СИКН (в блок-боксе, на открытой площадке, в здании);
- необходимость установки дополнительного оборудования (струевыпрямительной секции, прямолинейных участков до и после ПР, фильтра тонкой очистки). Требования по установке дополнительного оборудования определяются в эксплуатационной документации на преобразователь расхода;
- наличие отечественных производителей оборудования.
В таблице 1 представлены основные критерии необходимые для выбора преобразователя расхода.
Таблица 1
Основные критерии выбора преобразователя расхода
ТПР УЗР МПР
Метод измерения Косвенный Косвенный Прямой
Требования к фильтрации Требуется Не требуется Не требуется
Наличие прямых участков или струевыпрямителя Требуется (не менее 7DN) Требуется (не менее 10БК) Не требуется
Перепад давления на ПР Низкий Низкий* Высокий
Влияние изменения вязкости Да Да Нет
Чувствительность к вибрации Нет Нет Да
Наличие движущихся механических частей Да Нет Нет
Стоимость, млн. рублей от 17 до 23 от 6,2 до 7,5 от 13 до 16
Выводы: приведенная оценка выбора и нормативная документация позволит обеспечить на стадии проектирования точность измерения нефти, а также надежную и стабильную работу СИКН.
*У производителей ультразвуковых преобразователей расхода при применении струевыпрями-теля "NEL (Spearman)" согласно ГОСТ 8.586.1-2005 перепад давления при максимальном значение расхода не менее 0,05 МПа (рассчитывается по программе производителя УЗР)
Список литературы:
1. ГОСТ 34396-2018. Системы измерений количества и показателей качества нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия. М.: Стандар-тинформ, 2018.-27 с.;
2. МИ 2825-2008. Государственная система обеспечения единства измерений. Системы измерений количества и показателей качества нефти. Метрологические и технические требования к проектированию. М.: Госстандарт, 2003. - 52 с.;
3. Фатхутдинов, А. Ш. Автоматизированный учет нефти и нефтепродуктов при добыче, транспортировке и переработке / А. Ш. Фатхутдинов, М. А. Слепян, Н. И. Ханов, Е. А. Золотухин, М. С. Немиров, Т. А. Фатхутдинов. - М.: Недра - Бизнесцентр, 2002. - 417 с.
4. ГОСТ Р 51858-2002. Нефть. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2006. - 15 с.;
5. Выбор преобразователей расхода для систем обнаружения утечек в магистральных нефте-и нефтепродуктопроводах / О. В. Аралов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 2. С. 169177.
