وحدات قياس النفط الخام (Skid)

تُختار مكونات وحدة قياس النفط الخام المجمّعة على هيكل (Skid) وفق أربع خواص للمائع: اللزوجة وتغيرها مع الحرارة، ونسبة الماء، ومحتوى الغاز، وحِمل الجسيمات الصلبة. فتقنية العدّاد تُحدَّد بحسب نطاق اللزوجة وقطر الخط، وأجهزة قياس الكثافة ونسبة الماء تحدد البيانات التي تؤخذ مباشرة على الخط عند تحويل الحجم الإجمالي إلى صافٍ، أما إزالة الغاز والمصافي وأجهزة أخذ العينات ووصلات المعايرة فتُضاف بحسب ما يحمله التيار من غاز ورواسب وما يفرضه الاستخدام التجاري. تتناول هذه الصفحة كيفية اختيار عتاد الوحدة للنفط الخام.

أما حساب الكمية المقاسة تجاريًا والتحقق منها فموضوع صفحة أنظمة قياس نقل ملكية النفط الخام، بينما تُشرح الوحدات المتكاملة التي تنقل النفط آليًا من موقع الامتياز إلى خط الأنابيب في صفحة وحدات LACT.

أين تُستخدم وحدات قياس النفط الخام؟

·         مداخل ومخارج المحطات والتخزين: قياس النفط المستلم من الصهاريج أو خطوط الأنابيب والمشحون منها.

·         النقل الداخلي والتوزيع (Allocation): قياس إنتاج عدة حقول كلٍّ على حدة قبل دخوله خطًا مشتركًا.

·         خطوط تغذية المصافي بالنفط الخام: قياس لأغراض التحكم في العملية وموازنة المواد، وقد لا يلزم فيه نقل الملكية.

·         نقاط تعبئة الصهاريج وتفريغها: نقاط استلام وشحن تصدر فيها تذكرة قياس لكل صهريج.

تقنية العدّاد واللزوجة

يمتد النفط الخام على نطاق واسع جدًا من اللزوجة، من أنواع قريبة من المكثفات إلى نفوط ثقيلة لا تكاد تجري عند حرارة المحيط. والأنواع الرئيسية لعدّادات الهيدروكربونات السائلة هي عدّاد الإزاحة الموجبة والعدّاد التوربيني وعدّاد كوريوليس والعدّاد فوق الصوتي متعدد المسارات، ولكل منها سلوك مختلف مع النفط الخام:

تقييم أنواع العدّادات في خدمة النفط الخام

اللزوجة ليست المعيار الوحيد؛ إذ يُنظر معًا في نطاق التدفق وقطر الخط وفقد الضغط المسموح وحِمل الجسيمات وإمكانات الصيانة وطريقة معايرة العدّاد في الموقع. وحيث تتغير اللزوجة موسميًا أو تُخلط نفوط من حقول مختلفة، يستحق مدى تأثر أداء العدّاد بهذا التغير دراسة مستقلة.

قياس الكثافة ونسبة الماء

يتطلب تحويل الحجم الإجمالي إلى الحجم القياسي الصافي بيانات الكثافة والرواسب والماء. ويمكن أخذ الكثافة من مقياس كثافة على الخط، أو من مخرج الكثافة في عدّاد كوريوليس، أو من قيمة مخبرية تُدخل في حاسوب التدفق. كما تتيح الكثافة المقاسة على الخط اشتقاق الكتلة من الحجم المرصود.

يرصد محلل نسبة الماء (Water Cut) نسبة الماء في التيار لحظيًا، وهي معلومة مفيدة لإنذارات الجودة وفصل الدفعات عالية الماء والقرارات التشغيلية. غير أن قيمة الرواسب والماء في الحساب التجاري تؤخذ عادة من التحليل المخبري لعينة مركّبة متناسبة مع التدفق. ووجود المحلل وجهاز أخذ العينات معًا على الوحدة يجعل الرصد اللحظي والنتيجة التجارية متكاملين.

الحرارة والضغط وحاسوب التدفق

يتغير حجم النفط الخام تغيرًا ملحوظًا مع الحرارة. وتُعالج قيم الحرارة والضغط المقاسة قرب العدّاد في حاسوب التدفق باستخدام معاملات تصحيح عامة للنفوط الخام لتحويل الحجم إلى الظروف المرجعية. وتشمل الممارسة المعترف بها لأنظمة القياس الإلكتروني للسوائل الحسابَ والسجلات والتقارير وسجل التدقيق وأمن البيانات أيضًا. ووجود حاسوب تدفق يتولى تخطيط منحنى معامل العدّاد والتحكم في جهاز العينات وحسابات المعايرة يسهّل تشغيل الوحدة نظامًا واحدًا.

إزالة الغاز والضغط الخلفي والمصافي

لمنع انفصال الغاز الذائب داخل العدّاد يجب إبقاء الضغط عند نقطة القياس مرتفعًا بما يكفي، ويؤدي هذا الدور صمام ضغط خلفي أو صمام تحكم في التدفق بعد العدّاد، وحيث يكون التدفق متقطعًا أو مغذّى من الصهاريج يُضاف مُزيل الهواء/البخار قبله. وتحمي المصفاة العدّادات، وخاصة ذات الأجزاء المتحركة، من الرواسب والرمل. ويؤخذ مجموع فقد الضغط في المصفاة ومزيل الهواء وصمام التحكم بالحسبان عند اختيار المضخة.

جهاز أخذ العينات والخلط

ينبغي أن يُركّب جهاز أخذ العينات الآلي المدمج في الوحدة عند مقطع جيد الخلط، ولأن قطرات الماء قد تتجمع في أسفل الأنبوب عند التدفق المنخفض يُضاف خلاط ثابت أو آلي عند الحاجة. ويعمل الجهاز بما يتناسب مع التدفق بناءً على إشارة حجم من حاسوب التدفق. وتُعرض تفاصيل التصميم في صفحة أنظمة أخذ عينات النفط الخام.

وصلات المعايرة والخط الاحتياطي

في الوحدات التجارية يجب أن يمكن تحديد معامل العدّاد في الموقع على المنتج الفعلي وفي ظروف التشغيل، لذا تُزوَّد الوحدة بوصلات بصمامات لربط جهاز معايرة ثابت أو متنقل (Prover) أو عدّاد مرجعي. والتحقق من إحكام إغلاق صمامات التحويل إلى جهاز المعايرة يضمن ألا يتجاوز المنتج المقاس هذا الجهاز. وحيث يلزم قياس دون انقطاع، يتولى خط قياس ثانٍ التدفق أثناء صيانة العدّاد أو معايرته.

النطاق القياسي والخيارات بحسب المشروع

معايير التصميم

نطاق عمل TLY Enerji

في مشاريع وحدات قياس النفط الخام تقدم TLY Enerji دعمًا هندسيًا لمراجعة بيانات العملية واختيار العدّادات وأجهزة الكثافة والحرارة والضغط وصمامات التحكم الملائمة للمنتج. وبحسب النطاق يمكن توفير توريد المعدات، ودمج حاسوب التدفق ونظام التحكم، والتركيب الميداني، والاختبار والتشغيل، والدعم الفني بعد التشغيل. ويُحدَّد في كل مشروع الطرف المسؤول عن بنود مثل تصنيع هيكل الوحدة وجهاز المعايرة ونظام العينات.

البيانات الفنية اللازمة لعرض الوحدة

·         تعريف المنتج: نطاق الكثافة، واللزوجة مقابل الحرارة، ونقطة الانسكاب

·         النطاق المتوقع للرواسب والماء ومحتوى الجسيمات

·         التدفق الأدنى والعادي والأقصى، وضغط التشغيل وحرارته

·         غرض القياس: العملية أو التوزيع أو نقل الملكية

·         كمية الفوترة: حجم أم كتلة

·         نهج المعايرة: جهاز ثابت أو متنقل أو عدّاد مرجعي

·         محتوى كبريتيد الهيدروجين وتصنيف المنطقة الخطرة والمناخ

·         واجهة نظام التحكم ومتطلبات التقارير

صفحات ذات صلة

·         أنظمة قياس نقل ملكية النفط الخام: الحساب التجاري للكمية المقاسة ومعامل العدّاد والتدقيق.

·         وحدات LACT: وحدات متكاملة للنقل الآلي من موقع الامتياز إلى خط الأنابيب.

·         أنظمة أخذ عينات النفط الخام: جهاز العينات المدمج في الوحدة وترتيبات الخلط.

·         قياس الاستلام والتسليم عبر خطوط الأنابيب: محطات قياس مستمر عالية التدفق متعددة الخطوط.

·         وحدات تعبئة الصهاريج لنقل الملكية: البنية العامة لوحدات القياس التجاري في تعبئة الصهاريج.

أسئلة شائعة حول وحدات قياس النفط الخام

هل يمكن استخدام العدّاد التوربيني مع نفط خام متغير اللزوجة؟

يمكن ذلك، لكن أداء العدّاد التوربيني حساس للزوجة، وقد ينحرف معامل العدّاد مع تغير المنتج أو الحرارة. وتحتاج هذه الخطوط إلى معايرة متكررة في ظروف التشغيل المختلفة أو إلى تقييم تقنية أقل تأثرًا باللزوجة. ويُتخذ القرار مع مراعاة نطاق اللزوجة وخيارات المعايرة المتاحة.

هل يغني عدّاد كوريوليس عن مقياس الكثافة؟

لأن عدّاد كوريوليس يقيس الكتلة والكثافة والحرارة معًا، فكثيرًا ما لا يلزم مقياس كثافة منفصل. لكن إمكانية استخدام مخرج الكثافة في الحساب التجاري تتوقف على العقد وعلى طريقة التحقق من قياس الكثافة، وقد تشترط بعض المشاريع مقياس كثافة مستقلًا أو فحصًا مخبريًا.

هل تحتاج وحدة نفط خام لأغراض العملية إلى وصلات معايرة؟

ليس بالضرورة. ففي تغذية المصافي أو الرصد الداخلي يمكن فك العدّاد لمعايرته دوريًا أو فحصه في مكانه مقابل عدّاد مرجعي. لكن إن كان الاستخدام التجاري محتملًا مستقبلًا، فإضافة وصلات المعايرة من البداية أسهل في الغالب من تعديل الوحدة لاحقًا.

كيف تُحمى الوحدة عند قياس نفط شمعي؟

تُبقى حرارة المنتج أعلى من نقطة الانسكاب بهامش آمن كي لا يترسب الشمع في العدّاد والمصفاة ووصلات الأجهزة. ويُقيَّم لذلك التتبع الحراري والعزل، وإمكانات التصريف أو الغسل في فترات التوقف الطويلة، وتقليل الأحجام الميتة. وتُحدَّد حرارة التسخين ضمن حدود المنتج وإلكترونيات العدّاد.