أنظمة تفريغ صهاريج النفط الخام

تُحدَّد الكمية الصافية للنفط الخام المستلم بالصهاريج بأخذ الحجم الإجمالي المقاس أثناء التفريغ، وتصحيحه أولًا من أثر الحرارة والضغط، ثم خصم ما يحتويه من رواسب وماء. ولا يكون هذا الحساب موثوقًا إلا بتحقق ثلاثة شروط: أن يرى العدّاد سائلًا فقط، وأن تُؤخذ عينة تمثيلية طوال مدة التفريغ، وأن تجتمع بيانات الحرارة والكثافة والرواسب والماء لكل صهريج في سجل واحد. ويُصمَّم نظام تفريغ النفط الخام لتحقيق هذه الشروط الثلاثة.

تُعرض الهندسة العامة لمضخات التفريغ وخطوط السحب ودخول الهواء في صفحة أنظمة تفريغ الصهاريج، أما هذه الصفحة فتتناول ما يخص استلام النفط الخام تحديدًا.

أين يُستلم النفط الخام المنقول بالصهاريج؟

يجري الاستلام عادة في النقاط التي تُفرَّغ فيها الصهاريج القادمة من حقول غير مرتبطة بخطوط أنابيب: محطات الحقن في خطوط الأنابيب، ومحطات التجميع، ومناطق استلام النفط الخام في المصافي. وتشكّل الكمية المفرّغة هناك أساس التسوية بين الناقل والمشتري، وغالبًا أساس الدفع للمنتِج أيضًا. ولأن صهاريج كثيرة بجودات مختلفة قد تصل من حقول متعددة في اليوم نفسه، يجب تسجيل كل عملية تفريغ دفعةً مستقلة.

الغاز في جهة السحب ونهاية التفريغ

يتعرض النفط الخام للرجّ وقد يسخن أثناء النقل، فينفصل جزء من المكونات الخفيفة الذائبة. وتخفض مضخة التفريغ الضغط في جهة السحب، فيزداد انفصال الغاز وضوحًا. وفي الدقائق الأخيرة، مع اقتراب المقطورة من الفراغ، تبدأ المضخة بسحب الهواء والأبخرة. وفي الحالتين قد يؤدي الغاز الحر المار في العدّاد إلى تضخيم الكمية السائلة المسجلة.

لهذا يشيع تركيب مُزيل الهواء/البخار قبل العدّاد في خطوط تفريغ النفط الخام، مع مراعاة اللزوجة عند تحديد حجمه لأن الفقاعات تنفصل ببطء أكبر في النفط اللزج. كما أن منطق الكشف عن انخفاض المستوى أو وجود الغاز، الذي يوقف التدفق آليًا في نهاية التفريغ، يحمي المضخة من الدوران على الجاف ويمنع دخول الهواء إلى القياس.

الجسيمات الصلبة والمصافي

تترسب الرمال والحمأة وقطع الشمع القادمة من قاع خزانات الحقل في المقطورة، ثم تنتقل إلى الخط قرب نهاية التفريغ. وتحتجزها مصفاة تُركّب قبل العدّاد والمضخة. ويُختار مقاس شبكة السلة بالموازنة بين توصية مصنّع العدّاد وحِمل الجسيمات، إذ تسبب الشبكة الدقيقة جدًا فقدًا كبيرًا في الضغط مع النفط اللزج. وتتيح مراقبة فرق الضغط والسلال المزدوجة سهلة التنظيف استمرار التفريغ دون انقطاع في نقاط الاستلام المزدحمة.

أخذ العينات وتحديد الرواسب والماء

أكثر مدخلات الكمية الصافية حساسية هو نسبة الرواسب والماء، وتُحدَّد بتحليل عينة مركّبة تُسحب بما يتناسب مع التدفق طوال التفريغ. ومن طرق التحديد في النفط الخام معايرة كارل فيشر والتقطير والطرد المركزي المخبري والميداني، وتتوقف دقة الطريقة على نسبة الماء وعلى مدى تمثيل العينة. ويمكن استخدام نتائج المختبر لتعديل الكمية المصرّح بها، ولذلك يُعد نظام أخذ العينات جزءًا من نظام القياس. وتُناقش خيارات أجهزة أخذ العينات والخلط في صفحة أنظمة أخذ عينات النفط الخام.

كيف تُحسب الكمية الصافية لكل صهريج؟

تُحسب تذكرة القياس الصادرة لكل عملية تفريغ بالترتيب الآتي، بينما تُعرض معاملات التصحيح وطرق التحقق بالتفصيل في صفحة أنظمة قياس نقل ملكية النفط الخام.

1.       يُضرب الحجم الذي يبيّنه العدّاد في معامل العدّاد الناتج عن آخر معايرة للحصول على الحجم الإجمالي.

2.       يُحوَّل الحجم الإجمالي إلى الظروف المرجعية المحددة في العقد باستخدام متوسط الحرارة والضغط المرجّح بالتدفق وكثافة المنتج.

3.       تُطبّق نتيجة الرواسب والماء للعينة المركّبة فتُخصم من الحجم المصحح، والباقي هو الحجم القياسي الصافي.

4.       تُسجَّل التذكرة مع رقم الصهريج والحقل المصدر ووقتي البدء والانتهاء وقراءات العدّاد التراكمية ورقم العينة.

تُحسب معاملات تصحيح الحرارة والضغط للنفط الخام وفق منحنيات عامة للنفوط الخام، ويُحدَّد تسلسل الحساب وقواعد التقريب ودقة النتائج الوسيطة في المعايير، بحيث يصل أي طرف إلى النتيجة نفسها من البيانات ذاتها. وعند استخدام عدّاد التدفق الكتلي بتأثير كوريوليس تُقاس الكتلة مباشرة ويُشتق الحجم من الكثافة المقاسة، ويحدد العقد أي الكميتين هي أساس الفوترة.

معايير القبول والشحنات المرفوضة

تُقيَّم صلاحية المنتج للبيع قبل التفريغ أو أثناءه. وتُحدَّد في العقد أو في مواصفات الجودة لمشغّل خط الأنابيب حدودٌ للرواسب والماء والكثافة والحرارة، وعند الاقتضاء لضغط البخار أو محتوى كبريتيد الهيدروجين. وينبغي أن يجيب التصميم مسبقًا عن الأسئلة التالية:

·         الفحص المسبق: هل تُؤخذ عينة من المقطورة لاختبار ميداني سريع قبل التفريغ، أم يُترك القرار لنتيجة المختبر بعده؟

·         الفصل: هل يمكن توجيه الشحنات غير المطابقة إلى خزان منفصل عن المخزون الرئيسي؟

·         المراقبة الفورية: هل يُستخدم قياس نسبة الماء (Water Cut) على الخط لإيقاف التفريغ أو تحويل التدفق عند ارتفاع الماء؟

·         التوثيق: كيف تُبلَّغ الأطراف بالشحنات المرفوضة أو المفصولة؟

مطابقة وثيقة الشحن والعدّاد وقياس الخزان

يصاحب النفط المنقول بالصهاريج عادة ثلاث قيم للكمية: وثيقة نقطة التحميل، وتذكرة عدّاد التفريغ، والتغير في مستوى خزان الاستلام. وقد تنتج الفروق عن التبخر أثناء النقل، وترسب الماء، وتغير الحرارة، والكمية المتبقية في المقطورة، وعدم اليقين في القياس. ويسهم التحقق من تفريغ المقطورة بالكامل، والإبلاغ عن قيم العدّاد والخزان على الأساس المرجعي نفسه، وتحديد هامش فرق مقبول في العقد، في تقليل النزاعات.

معايير التصميم

دور TLY Enerji في نقاط الاستلام

تدعم TLY Enerji مشاريع استلام النفط الخام بالهندسة اللازمة لاختيار العدّادات وأجهزة الحرارة والضغط وقياس نسبة الماء وصمامات التحكم. وبحسب النطاق قد يشمل العمل توريد هذه المعدات وتركيبها ميدانيًا، ودمج حساب التدفق والسجلات مع PLC أو SCADA، والاختبار والتشغيل. وتُتفق حدود النطاق مع نظام العينات وقياس الخزانات ومحطة الضخ من خلال المواصفات الفنية.

المعلومات المطلوبة لنقطة التفريغ

·         أنواع النفط الخام والحقول المصدر، مع التحاليل إن وُجدت

·         سعة المقطورة وعدد الصهاريج يوميًا وذروة الوصول

·         كمية الفوترة والظروف المرجعية المنصوص عليها في العقد

·         حدود القبول التعاقدية للرواسب والماء والكثافة وكبريتيد الهيدروجين

·         خزان الاستلام ونظام قياس الخزانات القائم أو المخطط

·         طريقة المعايرة المفضلة وتواترها

·         التوقعات بشأن تذاكر القياس والتقارير والتكامل مع الأنظمة العليا

صفحات ذات صلة

·         أنظمة تفريغ الصهاريج: الهندسة العامة لمضخات التفريغ وجهة السحب ودخول الهواء.

·         أنظمة أخذ عينات النفط الخام: أخذ عينات متناسب مع التدفق لتحديد الرواسب والماء.

·         قياس نقل ملكية النفط الخام: تصحيحات الإجمالي إلى الصافي ومعامل العدّاد والمعايرة.

·         أنظمة تعبئة صهاريج النفط الخام: تدابير الغاز والتسخين والعينات عند نقطة التحميل.

·         قياس الاستلام والتسليم عبر خطوط الأنابيب: القياس المستمر حيث يدخل النفط المستلم خط الأنابيب.

أسئلة شائعة حول تفريغ النفط الخام

لماذا قد تختلف وثيقة الشحن عن عدّاد التفريغ؟

قد يجري التحميل والتفريغ عند درجات حرارة مختلفة، وقد تتبخر المكونات الخفيفة في الطريق، ويترسب الماء في المقطورة، وتبقى كمية من المنتج فيها. ولكل قياس أيضًا عدم يقين خاص به. ولا تكون المقارنة ذات معنى إلا بعد تحويل القيمتين إلى الظروف المرجعية نفسها والإبلاغ عنهما على أساس الرواسب والماء ذاته.

كيف تؤثر نسبة الرواسب والماء في الكمية الصافية؟

الحجم القياسي الصافي هو الحجم المصحح مخصومًا منه جزء الرواسب والماء، لذا ينتقل أي خطأ صغير في نتيجة التحليل مباشرة إلى الكمية الصافية والفاتورة. ومن هنا تأتي الأهمية الحاسمة لسحب العينة بما يتناسب مع التدفق طوال التفريغ مع خلط كافٍ داخل الخط.

كيف يُمنع دخول الهواء إلى العدّاد في نهاية التفريغ؟

يفصل مُزيل الهواء/البخار المركّب قبل العدّاد الغازَ الحر قبل وصوله إليه. وإضافة إلى ذلك يستشعر منطق انخفاض المستوى أو كشف الغاز اقتراب المقطورة من الفراغ، فيوقف المضخة أو يغلق الصمام كي لا يُقاس تدفق مختلط بالهواء. ومع النفط اللزج يجب اختيار حجم مزيل الهواء بعناية أكبر.

هل يغني قياس نسبة الماء على الخط عن التحليل المخبري؟

في الغالب لا. فقياس نسبة الماء على الخط مفيد لاكتشاف شحنة عالية الماء فورًا وإيقاف التفريغ أو تحويله. أما قيمة الرواسب والماء المستخدمة في الفوترة فتؤخذ في معظم العقود من التحليل القياسي للعينة المركّبة.