Состав блочного узла учёта нефти определяется четырьмя свойствами среды: вязкостью и её зависимостью от температуры, обводнённостью, газосодержанием и количеством механических примесей. Технология счётчика выбирается по диапазону вязкости и диаметру трубопровода; средства измерения плотности и обводнённости определяют, какие данные при пересчёте брутто в нетто поступают в режиме реального времени; газоотделитель, фильтр, пробоотборник и узел подключения поверочной установки добавляются в зависимости от газа, примесей и коммерческих требований. На этой странице разобрано, как подбирается оборудование узла учёта для нефти.
Как измеренное количество рассчитывается и подтверждается для коммерческих целей, рассказано на странице «Системы коммерческого учёта нефти». Комплектные установки автоматической сдачи нефти с промысла в трубопровод описаны отдельно на странице «Установки LACT».
Где применяются узлы учёта нефти
· Входы и выходы терминалов и резервуарных парков: Учёт нефти, принятой с автоцистерн или трубопровода и отгружаемой далее.
· Внутриобъектовая перекачка и распределение (allocation): Раздельный учёт добычи с нескольких участков до её смешения в общем коллекторе.
· Линии подачи сырья на НПЗ: Учёт для управления процессом и материального баланса; коммерческий учёт может не требоваться.
· Пункты налива и слива автоцистерн: Пункты приёма и отгрузки, где на каждую цистерну оформляется акт измерения.
Технология счётчика и вязкость
Нефть охватывает очень широкий диапазон вязкости: от сортов, близких к конденсату, до тяжёлых нефтей, едва текущих при температуре окружающей среды. Основные типы счётчиков жидких углеводородов объёмные, турбинные, кориолисовые и многолучевые ультразвуковые, и на нефти каждый ведёт себя по-своему:
Оценка типов счётчиков для учёта нефти
Тип счётчика | Сильная сторона на нефти | На что обратить внимание |
Объёмный (камерный) счётчик | Механически отмеряет объём; широко применяется на вязких продуктах | Подвижные части чувствительны к примесям и песку; нужны фильтр и план обслуживания |
Турбинный счётчик | Высокая пропускная способность на чистых, стабильных маловязких потоках | Характеристики зависят от вязкости; коэффициент преобразования смещается при смене продукта или температуры |
Кориолисовый массовый расходомер | Одновременно измеряет массу, плотность и температуру; нет подвижных частей | С ростом вязкости растёт перепад давления; на больших диаметрах ограничивают габариты и стоимость |
Многолучевой ультразвуковой расходомер | Малые потери давления на больших высокорасходных линиях; даёт диагностику | Нужно оценить влияние профиля потока и вязкости; требуются прямые участки или струевыпрямитель |
Вязкость не единственный критерий. Одновременно учитываются диапазон расхода, диаметр, допустимый перепад давления, количество примесей, возможности обслуживания и способ поверки счётчика на месте. Если вязкость меняется по сезонам или смешиваются нефти разных участков, влияние этих изменений на характеристики счётчика заслуживает отдельного анализа.
Измерение плотности и обводнённости
Для пересчёта объёма брутто в объём нетто при стандартных условиях нужны плотность и содержание воды и примесей. Плотность можно получать от поточного плотномера, с выхода плотности кориолисового расходомера или вводить в вычислитель лабораторное значение. Поточная плотность также позволяет вычислять массу по измеренному объёму.
Поточный влагомер непрерывно отслеживает долю воды в потоке. Эта информация ценна для сигнализации по качеству, отделения сильно обводнённых партий и оперативных решений. Однако для коммерческого расчёта содержание воды и примесей обычно берётся из лабораторного анализа объединённой пробы, отобранной пропорционально расходу. Наличие на узле и влагомера, и пробоотборника позволяет оперативному контролю и коммерческому результату дополнять друг друга.
Температура, давление и вычислитель расхода
Объём нефти заметно меняется с температурой. Температура и давление, измеренные рядом со счётчиком, обрабатываются вычислителем расхода по обобщённым поправочным зависимостям для сырой нефти, и объём приводится к стандартным условиям. Признанная практика электронного учёта жидкостей охватывает не только расчёт, но и архивы, отчётность, журнал событий и защиту данных. Вычислитель, поддерживающий линеаризацию коэффициента преобразования, управление пробоотборником и расчёт поверки, упрощает работу узла как единой системы.
Газоотделение, противодавление и фильтры
Чтобы растворённый газ не выделялся внутри счётчика, давление в точке измерения должно быть достаточно высоким. Для этого после счётчика устанавливают клапан противодавления или регулятор расхода, а при прерывистом потоке или подаче из автоцистерн перед счётчиком добавляют газоотделитель. Фильтр защищает счётчики, особенно с подвижными частями, от примесей и песка. Суммарные потери давления на фильтре, газоотделителе и регулирующем клапане учитываются при выборе насоса.
Пробоотборник и перемешивание
Встроенный в узел автоматический пробоотборник размещают в хорошо перемешанном сечении. Поскольку при малом расходе капли воды могут скапливаться в нижней части трубы, при необходимости ставят статический или механический смеситель. Пробоотборник работает пропорционально расходу по сигналу объёма от вычислителя. Проектирование пробоотбора подробно рассмотрено на странице «Системы автоматического отбора проб нефти».
Подключение поверочной установки и резервная линия
На коммерческих узлах коэффициент преобразования должен определяться на месте, на реальном продукте и в рабочих условиях. Поэтому предусматривают узлы подключения с арматурой для стационарной трубопоршневой поверочной установки (ТПУ), передвижной установки или эталонного счётчика. Возможность проверить герметичность переключающей арматуры позволяет убедиться, что измеряемый продукт не проходит мимо поверочной установки. Там, где нужен непрерывный учёт, вторая измерительная линия принимает поток на время обслуживания или поверки счётчика.
Базовая комплектация и опции проекта
Элемент | Функция на нефти | Базовый / опция |
Входная и выходная запорная арматура | Отсечение линии для обслуживания и в аварийных ситуациях | Базовый |
Фильтр | Защита счётчика от примесей, песка и частиц парафина | Базовый; сетка по продукту |
Газоотделитель | Исключает учёт свободного газа | При подаче из цистерн или прерывистом потоке |
Счётчик | Измерение объёма или массы | Базовый; технология по вязкости |
Температура и давление | Входные данные для приведения объёма | Базовый |
Поточный плотномер | Плотность в реальном времени и вычисление массы | Для коммерческого учёта или расчёта по массе |
Поточный влагомер | Оперативный контроль воды и решения по качеству | По проекту |
Автоматический пробоотборник и смеситель | Объединённая проба для воды, примесей и качества | Обязателен для коммерческого учёта; иначе опция |
Подключение ТПУ или стационарная ТПУ | Определение коэффициента преобразования на месте | Для коммерческого учёта |
Клапан противодавления / регулятор расхода | Однофазный поток и регулирование расхода | Базовый |
Вычислитель расхода и шкаф | Пересчёт, архив, связь | Базовый |
Путевой обогрев и теплоизоляция | Сохранение подвижности вязкой или парафинистой нефти | По продукту и климату |
Критерии проектирования
Параметр | Почему важен для проекта | Влияние на выбор |
Диапазон вязкости и её зависимость от температуры | Определяет характеристики счётчика и потери давления | Тип счётчика, диаметр, потребность в обогреве |
Диапазон воды и примесей | На нём основаны нетто и решения по качеству | Пробоотборник, смеситель, влагомер |
Растворённый газ и давление насыщенных паров | Выделение газа в счётчике даёт погрешность | Схема противодавления, газоотделитель |
Диапазон расхода и допустимость остановок | Число линий и резервирование | Одна, две или параллельные линии |
Назначение учёта | Требования технологического, распределительного и коммерческого учёта различны | Уровень поверки, пломбирования, архивов и резервирования |
Сероводород и сера | Совместимость материалов и безопасность персонала | Материалы смачиваемых деталей, газоанализ |
Взрывоопасная зона и климат | Влияют на электрооборудование и обогрев | Вид взрывозащиты, место шкафа, путевой обогрев |
Объём участия TLY Enerji
В проектах узлов учёта нефти TLY Enerji оказывает инженерную поддержку в анализе технологических данных и подборе счётчиков, плотномеров, датчиков температуры и давления и регулирующих клапанов под конкретный продукт. В зависимости от объёма работ возможны поставка оборудования, интеграция вычислителя и системы управления, монтаж, испытания, пусконаладка и техническая поддержка после ввода. Какая сторона отвечает за изготовление рамы блока, поверочную установку и систему пробоотбора, уточняется в каждом проекте.
Технические данные для предложения по узлу учёта
· Описание продукта: диапазон плотности, вязкость в зависимости от температуры, температура застывания
· Ожидаемое содержание воды и примесей, количество твёрдой фазы
· Минимальный, номинальный и максимальный расход; рабочие давление и температура
· Назначение учёта: технологический, распределительный или коммерческий
· Расчётная величина: объём или масса
· Способ поверки: стационарная ТПУ, передвижная установка или эталонный счётчик
· Содержание H2S, класс взрывоопасной зоны и климат
· Интерфейс с системой управления и требования к отчётности
Связанные страницы
· Системы коммерческого учёта нефти: Коммерческий расчёт количества, коэффициент преобразования и аудит.
· Установки LACT: Комплектные установки автоматической сдачи нефти с промысла в трубопровод.
· Системы автоматического отбора проб нефти: Встроенный пробоотборник и схемы перемешивания.
· Учёт нефти при приёме и сдаче по трубопроводу: Многониточные станции непрерывного учёта с большим расходом.
· Блоки коммерческого учёта для налива автоцистерн: Общее устройство коммерческих узлов учёта при наливе.
Частые вопросы об узлах учёта нефти
Можно ли применять турбинный счётчик на нефти с меняющейся вязкостью?
Можно, но характеристики турбинного счётчика зависят от вязкости, и при смене продукта или температуры коэффициент преобразования смещается. На таких линиях нужна частая поверка в разных режимах либо оценка технологии, менее чувствительной к вязкости. Решение принимается с учётом диапазона вязкости и доступных способов поверки.
Заменяет ли кориолисовый расходомер поточный плотномер?
Поскольку кориолисовый расходомер измеряет массу, плотность и температуру одновременно, отдельный плотномер часто не нужен. Однако можно ли использовать его выход плотности в коммерческом расчёте, зависит от договора и от того, как будет подтверждаться измерение плотности. В ряде проектов всё же требуют независимый плотномер или лабораторный контроль.
Нужно ли подключение ТПУ на технологическом узле учёта нефти?
Не обязательно. При подаче сырья на НПЗ или внутриобъектовом контроле счётчик можно периодически снимать на калибровку или сверять на месте с эталонным счётчиком. Но если в будущем возможен коммерческий учёт, заложить узлы подключения сразу обычно проще, чем переделывать блок позже.
Как защитить узел учёта на парафинистой нефти?
Температуру продукта поддерживают с запасом выше температуры застывания, чтобы парафин не откладывался в счётчике, фильтре и импульсных линиях. Для этого оценивают путевой обогрев и теплоизоляцию, возможность дренажа или промывки при длительных остановках и минимизацию застойных зон. Температура нагрева выбирается в пределах ограничений продукта и электроники счётчика.