В этой статье:
- Сколько стоят компаниям ошибки в расчетах без правильного проотбора.
- Из чего состоит система проотбора.
- Почему важен этап перемешивания перед отбором пробы.
- Какие бывают смесители для отбора проб.
- Каким методом должен проводиться отбор пробы.
- Про частоту отбора проб и контроллеры.
- Как хранить и перемещать пробы.
Значение отбора проб для коммерческого учета в нефтяной промышленности
Для определения количества нефти в каждой точке передачи важно измерить два основных элемента – Количество и Качество.
В России с высокой точностью (0,15%) измеряется объем поставляемой нефти; регламентируется порядок поверки расходомеров и контроль метрологических характеристик. Для контроля качества (количества воды в нефти) таких регламентов нет.
Это приводит к ошибкам определении количества товарной (оплачиваемой) нефти.
Допустим цена за баррель составляет 50$, а объем перекачки 1 миллион баррелей. Если в нефти при этом содержится 0,5% неучтенной воды, то ошибка составит 250 тысяч $.
Для нефтеперерабатывающих заводов, где объемы переработки нефти составляют десятки миллионов тонн в год, ошибки могут составлять миллионы долларов.
Правильный выбор системы отбора проб защищает вашу прибыльность, доход и репутацию.
Задача пробоотбора — получить репрезентативную пробу — небольшой объем жидкости по составу полностью соответствующую товарной партии. Тогда лабораторный анализ пробы точно определит состав всей партии, что скажется на ее стоимости.
Поэтому важно знать методики и применять соответствующую аппаратуру для получения точных и представительных проб.
Проектирование системы отбора проб
Для получения хороших результатов следует принимать во внимание следующие четыре условия:
- Перемешивание потока в трубопроводе до отбора пробы.
- Метод отбора пробы.
- Частоту отбора проб.
- Хранение и перемещение проб.
- Обработка пробы.
Перемешивание потока в трубопроводе до отбора пробы
Нефть и вода не смешиваются естественным образом. Обычно потоки нефти и воды перемещаются по трубе так:
Если не перемешать поток в трубопроводе, то результат пробоотбора будет зависеть от места забора пробы.
Существует предположение, что для отбора репрезентативной пробы достаточно турбулентности потока вблизи клапанов и колен на трубопроводе. Но такой метод не подтвердил свою эффективность.
Получить репрезентативную пробу можно только из хорошо перемешанного потока. Для этого необходимо специальное оборудование.
Смесители для пробоотбора
Статические смесители использует энергию потока для перемешивания в трубопроводе, в некоторых случаях этого может быть достаточно, но есть ограничения.
Плюсы:
- Никакого технического обслуживания
- Достаточно эффективно работает в определенном диапазоне расхода (до 5:1)
Минусы:
- Не подходит для больших диапазонов расхода
- Не может быть установлен без разгерметизации/слива
- Требуется дополнительный напор насоса
- Перепад давления на элементах
- Невозможно использовать скребок
Смесители JetMix и Jet Line от Jiskoot добавляют энергию смешивания к потоку в выбранном месте без ограничений статического смесителя.
Плюсы:
- Не тратиться энергия потока — нет падения давления.
- Возможно использования скребка (JetMix при удалении колонки, Jet Line скребку не мешает)
- Устанавливается без разгерметизации/слива
- Простота в обслуживании
Для получения репрезентативной пробы важно правильно определить место смешивания, рассчитать энергию смешивания. Поэтому системы пробоотбора Jiskoot рассчитываются и собираются под конкретного заказчика.
Эксперименты в области пробоотбора доказали необходимость поддержания изокинетических условий для отбора проб из неоднородного потока. Это значит: что линейная скорость во входном отверстии пробоотборника должна быть равна линейной скорости в трубопроводе перед данным отверстием.
Метод отбора проб
Например, в воздушном потоке присутствуют частицы песка. Они более тяжелые и не повернут на 90 градусов для вхождения в пробоотборник при анизокинетическом пробоотборе.
В нефтяном потоке частицы воды также имеют большую массу, поэтому их захватывать в схеме естественного потока изокинетическим пробоотборником.
Это достигается с помощью отверстия пробоотборника, через который в камеру пробоотборника проходит непрерывный поток нефтепродукта. Сегмент пробы попадает в приемную камеру при каждом обороте пробоотборника.
Такой пробоотборник был спроектирован с целью отбора небольших проб с большой частотой для обеспечения высокой представительности суммарной пробы.
Частота отбора проб
Отбора проб должен проводиться пропорционально скорости потока.
Для контроля частоты появился контроллеры (например, CD-20 Clif Mock). Эти приборы ведут счет импульсов от измерителя скорости потока (расходомера) и вращают пробоотборник в зависимости от числа импульсов.
Это устраняет необходимость отбора проб при отсутствии потока и позволяет увеличить скорость отбора проб при высокой скорости потока.
Хранение и перемещение проб
Корректное обращение с пробами после их отбора из трубопровода так же важно, как сама процедура отбора проб.
Пробы необходимо отбирать, хранить, транспортировать и смешивать без их перемещения из одного приемного резервуара в другой. Это устраняет возможную потерю воды и легких углеводородов во время перемещения проб.
Переносные пробоприемники: емкостью один, два или пять галлонов, которые можно перемещать на удаленные системы смешивания в лабораториях.
Стационарные пробоприемники: имеют системы смешивания и циркуляции; установленные на платформе на полозьях, что позволяет работать с пробами на месте отбора. Эти системы СМС-500 снабжены приемными резервуарами емкостью от 5 до 25 галлонов.
Обе системы обеспечивают сбор, хранение и смешивание проб в одном и том же приемном резервуаре. Системы циркуляции и смешивания снабжены отборными кранами, которые используют для перевода пробы непосредственно в мензурку для работы в лаборатории.
Стандарты отбора проб углеводородов
ISO 3171
API 8.2
IP 6.2
ASTM 4177
