TCVN10953-1:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10953-1:2015 (API 4.1:2005) về Hướng dẫn đo dầu mỏ - Hệ thống kiểm chứng - Phần 1: Quy định chung TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10953-1:2015 HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ - HỆ THỐNG KIỂM CHỨNG - PHẦN 1: QUY ĐỊNH CHUNG Guidelines for petroleum measurement - Proving systems - Part 1: General Lời nói đầu TCVN 10953-1:2015 được xây dựng trên cơ sở tham khảo API 4.1:2005 Manual of petroleum measurement s tandard - Chapter 4: Proving systems - Section 1: Introduction. TCVN 10953-1:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ - HỆ THỐNG KIỂM CHỨNG - PHẦN 1: QUY ĐỊNH CHUNG Guidelines for petroleum measurement - Proving systems - Part 1: General 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này giới thiệu chung về hệ thống ki ể m chứng nhằm đảm bảo tính chính xác và thống nhất cần thiết của phép đo. Các yêu cầu trong tiêu chuẩn này dựa trên cơ sở thực tiễn đối với dầu thô và sản phẩm dầu thô nêu trong API 11.1. Độ không đảm bảo của chuẩn và đồng hồ phải phù hợp với các lưu chất được đo và phải được các bên liên quan chấp nhận. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên b ả n được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không gh i năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). API Chapter 4 (all part) Manual of petroleum measurement s tandard - Chapter 4: Proving system (API Chương 4 (tất cả các phần): Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Hệ thống kiểm chứng ). API 11.1 Physical properties data (AP I 11.1 Dữ liệu các tính chất vật lý ). API Chapter 12 Manual of petroleum measurement s tandard - Section 2: Calculation of petroleum quantities (API 12.2 Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Tính đại lượng đo ). API Chapter 13 Statistical aspects of measuring and sampling (API Chương 13: Thống k ê đối với khía cạnh đo và lấy mẫu ). 3. Định nghĩa và thuật ngữ Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau: 3.1 Hiệu chuẩn (calibration) Qui trình được sử dụng để xác định thể tích của chuẩn. 3.2 Kiểm tra đồng hồ (meter proof) Nhiều lượt hành trình hay chu trình của pittong trong chu ẩ n để đích xác đ ị nh hệ số đồng hồ. 3.3 Chu ẩ n đo (meter prover) Một bì nh kín hoặc hở với thể tích đã biết được sử dụng như một chuẩn thể tích tham chiếu để hiệu chuẩn các đồng h ồ đo dầu mỏ trong giao nhận thương mại. Các chuẩn này được thiết kế, sản xuất và vận hành phù hợp với API Chương 4. 3.4 Xung đ ồng hồ (meter pulse) Một xung điện đơn được tạo ra b ở i các hiệu ứng cảm ứng lưu lượng trong đồng hồ. Các hiệu dòng thường do chuyển động của các cơ cấu vật lý trong bộ phận sơ cấp của đồng hồ nhưng cũng có thể do hiệu ứng dòng khác tỷ lệ với lưu lượng. Các xung được tạo ra b ở i đồng hồ không được nhân l ê n để tăng số lượng xung. 3.5 Hành trình của chuẩn (prover pass) Một dịch chuyển của pittong giữa các đầu đo trong chuẩn. 3.6 Chu trình của chu ẩ n (prover round trip) Hành trình theo chiều thuận và nghịch trong một chuẩn hai chiều. 3.7 Kiểm chứng (proving) Qui trình được sử dụng để xác đ ị nh hệ số đồng hồ. 3.8 Điều kiện chuẩn ( s tandard condition) Nhiệt độ 15 °C và áp suất kh í quyển. 4. Phân cấp chuẩn đo chất lỏng 4.1 . Yêu cầu chung Có thể có một hoặc nhiều mức phân cấ p chu ẩ n đo chất lỏng như quy định trong Bảng 1. Bảng 1 - Phân cấp chuẩn đo chất lỏng Cấp Tên gọi Ứng dụng 1 Chuẩn đầu Bao gồm chuẩn khối lượng, thể tích, và/hoặc tỉ trọng được thiết lập và/hoặc duy trì bởi cơ quan đo lường quốc gia và/hoặc phòng hiệu chu ẩ n được công nhận để hiệu chuẩn các chu ẩ n công tác thứ cấp. 2 Chuẩn công tác thứ cấp Bao gồm chuẩn khối lượng, thể tích, tỉ trọng và/hoặc các hệ thống cân được duy tr ì b ở i cơ quan đo lường quốc gia và/hoặc phòng hiệu chuẩn được công nhận để hiệu chuẩn các chu ẩ n sao truyền, phù hợp với API 4.7, để hiệu chuẩn các chu ẩ n sao truyền hiện trường 3 Chuẩn sao truyền Bao gồm các thiết bị được sử dụng để hiệu chuẩn các chuẩn đo, phù hợp v ớ i API 4.2, API 4.3 và API 4.4 đ ể hiệu chuẩn đồng hồ chuẩn 4 Chuẩn đo Bao gồm các chuẩn đo phù hợp với API Chương 4, được sử dụng để xác định hệ số đồng hồ dùng để hiệu ch í nh số chỉ thị thể tích của đồng hồ. 5 Hệ thống chuẩn (số chỉ thể tích) Các phân tích thành phần đo cùng với hệ số đồng hồ, được sử dụng để hiệu chính số ch ỉ thể tích của đồng hồ về số lượng và/hoặc chất lư ợ ng để xác định thể tích chuẩn thực đã đo trong giao nhận thương mại. 6 Hiệu ch í nh chất lượng/và hoặc số lượng 7 Phiếu giao nhận thương mại (Thể tích thực tiêu chuẩn) Trong thực tế, số lượng các cấp trong hệ thống nên được giữ ở một mức nhỏ nhất để giữ độ không đảm bảo đo thấp. Mỗi cấp trong hệ thống sẽ làm tăng độ không đảm bảo của các cấp tiếp theo và cuối cùng là đến lượng giao nhận thương mại. 4.2 . Giới hạn độ không đảm bảo trong mỗi phân cấp Mỗi cấp trong hệ phân cấp sẽ bao gồm tất cả các sai số và độ không đảm bảo từ các cấp trước hoặc phân cấp cao hơn của hệ phân cấp. Do đó độ không đảm bảo sẽ luôn tăng qua từng cấp trong hệ phân cấp. Phải xây dựng và tuân th ủ đúng các quy trình chính xác, rõ ràng và chặt chẽ qua từng cấp của hệ phân cấp để độ không đảm b ả o trong cấp cuối cùng không cao hơn quy định và vẫn được chấp nhận cho mục đích thương mại. Đối với các cấp trong hệ phân c ấ p thể hiện sự ngẫu nhiên vì bản chất ngẫu nhiên bên trong của hoạt động hoặc của thiết bị, sai số hoặc độ không đảm bảo có thể được giới hạn đến hai lần hoặc ít hơn độ không đảm b ả o đo ở cấp trước. Với các c ấ p không được sử dụng thường xuyên chẳng hạn như chuẩn đầu, chuẩn thứ có th ể có độ không đảm bảo giới hạn lên đến bốn lần so với cấp trước . Số ch ỉ độ không đảm bảo được sử dụng để chỉ ra tỉ lệ của độ không đảm b ả o đo của một cấp so với chuẩn đầu được nêu trong Bảng 2. Bảng 2 - Chỉ số độ không đảm bảo đối với hệ phân cấp đo chất lỏng Chỉ số độ không đảm bảo Cấp Tên gọi Theo sự kiện Trung bình theo t hời gian 1 Chuẩn đầu 1 1 2 Chu ẩ n công tác thứ c ấ p 2-4 2-4 3 Chu ẩ n sao truyền 4-16 4-8 4 Chuẩn đo 8-32 8-16 5 Hệ thống chu ẩ n (số chỉ thể tích) 16-64 16-24 6 Hiệu chính về chất lượng/và hoặc số lượng 32-128 24-32 7 Phiếu giao nhận thương mại 64-256 32-48 Bảng 3 - Giới hạn độ không đảm bảo giả định đối với h ệ phân cấp đo chất l ỏ ng Giới hạn độ không đảm bảo Cấp Tên gọ i Theo sự kiện Theo năm 1 Chu ẩ n đầu 0,002 0,002 2 Chuẩn công tác thứ cấp 0,005 0,005 3 Chu ẩ n sao truyền 0,015 0,015 4 Chuẩn đo 0,03 0,03 5 Hệ thống chu ẩn (số chỉ thể tích) 0,10 0,05 6 Hiệu ch í nh c hất lượng/và hoặc số lượng 0,15 0,07 7 Phiếu giao nhận thương mại 0,20 0,10 Ảnh hư ở ng của thời gian cũng được xem xét khi thiết lập các giới hạn trong một hệ phân cấp. Hầu hết các hợp đồng hay th ỏ a thuận giao nhận thương mại có hiệu lực trong nhiều năm giữa hai hoặc nhiều bên, do đó ảnh hưởng của độ không đảm bảo ngẫu nhiên để truyền cho các giá trị trung bình thấp hơn theo thời gian phải được xem xét. Các hoạt động lặp lại thường xuyên có thể có giới hạn độ không đảm bảo gần hơn mức kế tiếp trong hệ phân c ấ p nếu quy trình chặt chẽ được xây dựng và thực hiện nhằm giảm thiểu độ không đảm bảo đo bổ sung. Trong hệ phân cấp của Bảng 2 - chỉ số độ không đảm bảo đối với số chỉ thể tích đồng hồ và số hiệu chính cho số lượng, thí dụ hệ số đồng hồ có thể thấp hơn so với chỉ số trong Bảng 2. Chỉ số độ không đảm bảo từ 16 đến 24 hoặc thấp hơn có th ể đạt được trong thời gian một năm hoặc lâu hơn. Chỉ số độ không đảm bảo theo thời gian từ 32 đến 48 cũng có thể đạt được khi hoạt động được thực hiện chặt chẽ và thường xuyên. Nếu giới hạn độ không đảm bảo trung bình qua một năm quy định là ± 0,10 %, giới hạn độ không đảm bảo tương ứng cho mỗi mức trong hệ phân cấp được nêu trong Bảng 3. Trong mỗi cấp của hệ phân cấp có các hoạt động khác đ ó là nguồn sai số phải được phân định và được giới hạn sao cho không phá vỡ tính thống nhất của hệ phân cấp. Các hoạt động này bao gồm các qui trình hiệu chuẩn các chuẩn công tác thứ cấp, chuẩn sao truyền công tác và các chuẩn đo. Quy trình chặt chẽ phải được xây dựng và tuân th ủ sao cho các nguồn bổ sung độ không đảm bảo không làm gián đoạn sự ki ể m soát độ không đảm bảo trong hệ phân cấp. 5. Kiểm chứng và hệ số đồng hồ 5.1 . Yêu cầu chung Mục đích của việc kiểm chứng đồng hồ là để xác định hệ số của đồng hồ. Hệ số của đồng hồ đạt được bằng cách chia thể tích của chuẩn cho số ch ỉ thể tích của đồng hồ, cả hai đều được hiệu chính về điều kiện tiêu chuẩn. Mục đích của hệ số đồng hồ là đ ể hiệu chính số chỉ thể tích của đồng hồ. Việc đạt được hệ số đồng hồ là một bước quan trọng trong việc tính toán thể tích chuẩn thực trong thanh toán hoặc trong phân phối chất l ỏ ng dầu mỏ. Do tất cả việc tính toán liên quan đến một hay nhiều hệ số hiệu chính, và việc tính toán nhiều hệ số hiệu chính có thể dẫn đến sai lệch nhỏ nếu việc tính toán không được thực hiện theo một phương pháp chuẩn, việc tính toán lượng dầu mỏ trong các phép đo động được đề cập trong API 12.2 khi một hoặc nhiều thành phần sau phải tính toán: a) Thể t í ch trong các chuẩn, b) Hệ số đồng hồ, c) Phiếu đo lường. Tất cả các đồng hồ phải được kiểm chứng bằng chất lỏng để đo tại lưu lượng, áp suất và nhiệt độ làm việc. Một đồng hồ được sử dụng để đo các chất l ỏ ng khác nhau phải được kiểm chứng với từng chất l ỏ ng. Để biết thêm chi tiết xem API 4.8 Kiểm chứng đồng hồ phải được thực hiện với độ chính xác cao. Nhiều chi tiết của đồng hồ, thiết bị phụ trợ và hệ thống kiểm chứng có thể góp phần vào độ không đảm bảo đo. Tương tự như vậy, rất khó để xác định được đặc tính vật lý, áp suất, nhiệt độ của chất lỏng đo và sự tồn tại của túi khí. Việc kiểm tra kỹ lưỡng chuẩn và các bộ phận phải được thực hiện đều đặn để đảm bảo độ tái lập của kết quả kiểm chứng. Xem AP I 12 và API Chương 13 về việc áp dụng các phương pháp tính toán. 5.2 . Mục đích Kiểm chứng đồng hồ có hai mục đích phụ thuộc vào từng loại h ì nh dịch vụ: a) Một đồng hồ được kiểm chứng để xác định hệ số đồng hồ. Hệ số đồng hồ được dùng với số ch ỉ thể tích để tính thể tích tổng chuẩn chảy qua đồng hồ. Đây là thực tế thông thường của đường ống dẫn và các hoạt động sản xuất dầu. Kết quả kiểm chứng đồng hồ có thể sử dụng để đánh giá tính năng hoặc tình trạng của đồng hồ và/hoặc chuẩn. b) Một đồng hồ được kiểm chứng để điều c hỉ nh bộ gh i của đồng hồ, khi cần thiết, để đưa hệ số đồng hồ gần với 10 000 (phần tử đơn vị) như thực tế. Số ch ỉ thể tích của đồng hồ sẽ là thể tích chất lỏng thực tế chảy qua đồng hồ ( thể tích tổng) trong dung sai cho phép. Đây là thực tế thông thường đối với các đồng hồ trong hoạt động giao nhận liên tục như đồng hồ trên xi tec ô tô; đồng hồ trên dàn xuất kho hoặc trong các nhà máy lớn. 5.3 . Quy trình Kiểm chứng đồng hồ có thể được phân loại theo quy các trình sau đây: a) Qui trình "khởi động - dừng” động yêu cầu ghi lại số đọc đồng hồ khi đo mở và đo đóng khi đồng hồ hoạt động, nếu bộ ghi kiểm chứng của đồng hồ được dẫn xuất từ một thiết bị khác với thanh ghi của đồng hồ, phải thực hiện các bước để đảm bảo rằng tất cả các thể tích được chỉ thị bằng bộ đếm ki ể m chứng cũng được thể hiện ở thanh ghi đồng hồ; b) Quy trình "kh ở i động - dừng” tĩnh sử dụng bộ ghi đồng hồ hoặc bộ đếm kiểm chứng đồng hồ, mà số đọc khi đo đóng và đo mở được ghi ở điều kiện không có d òng. Nếu dòng khởi động quá nhanh, áp suất trong ống có thể giảm xuống dưới áp suất hơi của chất l ỏng, gây ra hơi đi qua đồng hồ. Điều này có thể làm hỏng đồng hồ v à kết quả không chính xác của bộ ghi của đồng hồ. Vận tốc chất lỏng thay đổi quá nhanh có thể gây ra sốc thủy lực. 5.4 . Độ chính xác Độ chính xác là khả năng của một thiết bị đo để ch ỉ ra các giá trị xấp xỉ gần với giá trị thực của đại lượng đo. Độ c hí nh xác của bất kỳ hệ số đồng hồ được tính nào đều được giới hạn bởi một trong các yếu tố sau: a) Độ không đảm bảo hiệu chuẩn chuẩn; b) Độ không đả m bảo của quá trình kiểm chứng đồng hồ; c) Tính năng của thiết bị; d) Sai số phát sinh từ việc quan sát (sai số giả); e) Sai số ẩn trong tính toán dùng để hiệu chính một phép đo về các điều kiện chuẩn. Bảng viết tắt, làm tròn phi tiêu chuẩn của các hệ số chuyển đổi hoặc tính toán trung gian (xem AP I 12.2 cho các tính toán chuẩn) có thể ảnh hưởng bất lợi đến sự thống nhất của việc tính toán. Dữ liệu được quan sát và tính toán cho tất cả các kiểm chứng đồng hồ được thực hiện để có được hệ số đồng hồ hoặc thể hiện khác của tính năng đồng hồ phải được báo cáo bằng một hình thức phù hợp với hình thức báo cáo ki ể m chứng đồng hồ kiểm chứng. Xem các ví dụ trình bày trong API 12.2. 6. Các loại chuẩn 6.1 . Chuẩn thể tích Chuẩn thể tích bao gồm ngăn được hiệu chuẩn trong đó một pittong di chuy ể n theo dòng chảy, kích hoạt thiết bị cảm biến. Quy trình kiểm chứng yêu cầu độ phân giải là 1/10 000 (0,0001). Một chuẩn thể tích có thể tích lũy tối thiểu 10 000 xung nguyên không đổi của đồng hồ giữa các công tắc cảm biến cho mỗi hành trình của pittong. Khi thể tích chuẩn không đủ để tạo ra 10 000 xung nguyên không đổi của đồng hồ cho mỗi hành trình pittong, việc tính toán hệ số đồng hồ yêu cầu nội suy xung để tăng độ phân giải tới 1/10 000 (0,0001). Nội suy xung xem API 4.6. 6.2 . Bình chuẩn Bình chuẩn là một b ì nh thể tích có mặt cắt ngang giảm hoặc có cổ ở cả trên đỉnh và đáy hoặc trong một số trường hợp ch ỉ ở đỉnh. Các cổ này được trang bị phần đo bằng thủy tinh và thang khắc vạch. Bình chuẩn có thể m ở hoặc kín có áp. Việc kiểm chứng bằng bình chuẩn bằng quy trình "khởi động - dừng” (đó là, dòng chảy qua đồng hồ phải dừng hoàn toàn ở đầu và cuối mỗi kiểm chứng). Thông tin chi tiết hơn cho bình chuẩn xem API 4.4. 6.3 . Đồng hồ chuẩn Đồng hồ chuẩn là một đồng hồ được kiểm chứng bằng một chuẩn đã được chứng nhận. Chuẩn đã được chứng nhận là một chuẩn được hiệu chuẩn bằng phương pháp dung tích. Đồng hồ chuẩn được dùng để hiệu chuẩn đồng hồ hoặc chuẩn khác. Chi tiết cho việc kiểm chứng đồng hồ chuẩn, xem API Chương 4. 7. Hiệu chuẩn chuẩn Quá trình xác định và tính toán xem API 4.9, AP I 12.2 . THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] API Chapter 1: Manual of petroleum measurement standard - Vocabulary (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Từ vựng). [2] API Chapter 5: Manual of petroleum measurement standard - Metering ( Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Phép đo ). [3] API Chapter 7: Manual of petroleum measurement standard - Temperature determination (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Xác định nhiệt độ). [4] API Chapter 11: Manual of petroleum measurement standard - Physical properties data (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Dữ liệu tính chất vật lý). [[5] API Chapter 13: Manua l of petroleum measurement standard - Statistical aspects of measuring and sampling ( Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Khía cạnh thống kê của đo và lấy mẫu ).