Системы автоматического измерения и контроля качества и параметров товарной нефти

Система измерений количества и показателей качества нефти (СИКН) - совокупность средств измерений, технологического и вспомогательного оборудования, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической и ручной обработки и передачи в системы управления.

Измерительная линия - часть конструкции СИКН, состоящая из преобразователей расхода в комплекте с магнитоиндукционными датчиками и прямолинейными участками трубопроводов, оснащенными устройствами отбора давления и карманами для термометров, задвижками и фильтрами.

Измерительная линия рабочая - измерительная линия, находящаяся в работе при нормальном режиме эксплуатации СИКН.

Измерительная линия контрольная - измерительная линия, применяемая для контроля метрологических характеристик рабочих преобразователей расхода.

Измерительная линия резервная - измерительная линия, находящаяся в ненагруженном резерве, которая в любой момент времени может быть включена в работу.

Диапазон расхода и вязкости нефти рабочий - область значений расходов и вязкости, в которой используются преобразователи расхода и нормированы их метрологические характеристики.

Контроль метрологических характеристик - определение в период между поверками отклонения значений метрологических характеристик средств измерений от действительных значений или значений, определенных при последней поверке, и установление пригодности средств измерений к дальнейшей эксплуатации.

Межконтрольный интервал - промежуток времени между двумя очередными актами контроля, проводимого для выявления отклонения метрологических характеристик средств измерений от значений, определенных при поверке.

Учетные операции - операции, проводимые между сдающей и принимающей сторонами, заключающиеся в определении массы нефти для последующих расчетов, а также при арбитраже.

К техническим средствам и устройствам, обеспечивающим определение количества и показателей качества нефти, относятся:

-системы измерений количества и показателей качества нефти (СИКН);

- резервуары;

- СИ и вспомогательное оборудование для определения высоты взлива нефти в резервуарах (измерительные рулетки с лотом, метрштоки, ручные пробоотборники);

- анализаторы качества нефти (на потоке и в химлабораториях);

- реактивы для определения показателей качества нефти;

- эталонное, поверочное и испытательное оборудование;

- нефтепроводы (включая магистральные и технологические, ответвления от них, лупинги и нитки переходов через естественные и искусственные преграды);

- стационарные уровнемеры для дистанционного контроля взливов нефти в резервуаре.

Технические средства и устройства должны находиться в исправном состоянии и быть укомплектованы оборудованием в соответствии с утвержденными нормативами. Средства измерений, эталонное и поверочное оборудование должны иметь действующие свидетельства о поверке или оттиски поверительных клейм.

Резервуары должны иметь действующие свидетельства о поверке и градуировочные таблицы. Испытательное оборудование должно быть аттестовано.

Аналитические лаборатории должны быть аккредитованы в установленном порядке, персонал лабораторий должен быть аттестован.

Определение количества и показателей качества нефти должно производиться по аттестованным в установленном порядке методикам измерений.

Структурная схема СИКН

СИКН представляет собой комплекс средств измерений, сбора и обработки информации, регистрации результатов измерений, технологического оборудования и трубопроводной арматуры. Измерительные преобразователи при прохождении через них нефти вырабатывают выходные сигналы, пропорциональные измеряемым параметрам, и передают их в систему обработки информации, которая обрабатывает эти сигналы по алгоритмам и выдает результаты измерений – массу (объем) нефти и параметры качества.

Технологическая схема УУН на каждом объекте может иметь свои особенности, но она во всех случаях содержит следующие основные блоки (узлы):

- блок измерительных линий (БИЛ);

- блок фильтров (БФ);

- блок контроля качества нефти (нефтепродуктов) (БИК);

- система обработки информации (СОИ);

- поверочная установка (ТПУ).

Блок фильтров предназначен для очистки нефти от грубых механических примесей.

Блок измерительных линий состоит из измерительных линий и предназначен непосредственно для измерения количества нефти.

Блок измерения качества (БИК) предназначен для получения параметров качества нефти на потоке. Для этого применяются поточные анализаторы качества нефти.

Трубопоршневая установка (ТПУ) предназначена для поверки и КМХ преобразователей расхода, при этом в любом случае должна быть возможность подключения передвижной ТПУ.

В каждом блоке (кроме БФ) обязательно контролируются следующие параметры: температура и давление. Эти параметры оказывают существенное влияние на результат измерений. Температура и давление необходимы для приведения плотности и объема к одинаковым условиям измерения, либо к нормальным условиям.

Кроме того, имеются следующие системы автоматизации, обеспечивающие безопасную эксплуатацию: система контроля загазованности, система пожаротушения.

Системы (устройства) обработки информации (СОИ)

СОИ представляет собой комплекс средств обработки информации, устройств ввода и вывода информации, устройств сопряжения, индикации и регистрации результатов, блоков питания и искрозащиты, вторичных приборов и вспомогательных устройств.

Для обработки информации используются отечественные и импортные специализированные или общепромышленные вычислительные устройства, обеспечивающие выполнение заданных функций.

Тип вычислительного устройства и конкретный состав СОИ определяются в зависимости от выполняемых ими функций и типа используемых преобразователей расхода и СИ, входящих в УУН.

СОИ обеспечивает выполнение следующих функций:

· вычисление объема нефти при рабочих условиях;

· вычисление текущего значения плотности нефти при температуре и давлении в БИК;

· приведение текущего значения плотности нефти к условиям измерения объема нефти;

· вычисление массы брутто нефти;

· вычисление среднесменного значения плотности нефти;

· вычисление среднесменного значения температуры и давления;

· ввод и изменение предельных значений параметров, указанных в проекте СИКН, в свидетельстве о поверке СИ и техпаспорте;

· приведение объема нефти к нормальным условиям;

· приведение текущего значения плотности нефти к нормальным условиям;

· автоматическая корректировка коэффициента преобразования ПР от изменения расхода и вязкости;

· автоматическое выполнение поверки ПР без нарушения процесса измерения количества и показателей качества нефти;

· контроль метрологических характеристик рабочих ПР по ТПУ или контрольному ПР;

· КМХ рабочего поточного плотномера и выдача сигнала при превышении установленного предела;

· автоматический контроль, индикация и сигнализация предельных значений параметров качества нефти;

· расчет массы нетто нефти при ручном вводе содержания воды, хлористых солей и мехпримесей или при наличии анализаторов качества;

· формирование отчетов, актов, паспортов качества нефти;

· управление отбором проб;

· индикация и автоматическое обновление на экране монитора следующих параметров: массы, объема, расхода по каждой измерительной линии, температуры, давления на измерительных линиях и в БИК, плотности и вязкости нефти;

· регистрация результатов измерений, их хранение и передача на системы верхнего уровня;

· формирование отчетов по учету нефти за заданный интервал времени и по партиям нефти в автоматическом режиме, печать отчетов;

· формирование и архивирование журнала событий системы (переключения, аварийные сигналы, сообщения об ошибках и отказах системы и ее элементов);

· формирование и передача информации в локальную вычислительную сеть и информационные системы верхнего уровня по согласованным в процессе изготовления протоколам.

СОИ должна обеспечивать отображение и вывод на печать отчетных данных с числом значащих цифр после запятой, указанными в таблице.

Таблица.

Параметр (характеристика)	Единица величины	Число цифр после запятой
Температура	°С
Давление	МПа
Плотность	кг/м3
Массовая доля воды	%
Вязкость	сСт
Положение арматуры	%
Масса	т
Объем	м3

Цвет индикации, применяемый для отображения на мнемосхеме состояния СИ и оборудования, должен соответствовать:

зеленый – «рабочее состояние, объект включен», «открыто» (для запорной арматуры);

желтый – «закрыто» (для запорной арматуры);

красный – «объект отключен»;

красный мигающий – «аварийное состояние объекта»;

коричневый – «объект в ремонте»;

серый – «неопределенное состояние объекта»;

синий – «снятое СИ».

Горячее резервирование. Параметры измеренные первичными датчиками подаются на контроллер СОИ. Контроллер СОИ состоит из двух информационно-вычислительных комплексов (ИВК 1 и ИВК 2). ИВК 1 и ИВК 2 работают в режиме горячего резервирования. Вся информация с первичных датчиков поступает на ИВК1 и ИВК2. Оба ИВК производят все необходимые расчеты. С ИВК1 данные поступают на автоматизированное рабочее место оператора УУН.

При выходе из строя ИВК1 происходит переключение на ИВК2, при этом не происходит потери данных. Т.е. ИВК работают одновременно и производят все вычисления. При выходе из строя одного из контроллеров происходит переключение на резервный ИВК. В СОИ есть компьютер обозначенный на рис. как «переключатель» - это сервисный компьютер, который используется организацией, которая обслуживает узел учета (сервисный ПК).

Рис. Горячее резервирование ИВК.