ПЕРЕДВИЖНАЯ УСТАНОВКА ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Настоящая полезная модель относится к средствам измерения расхода жидкостей и может быть использована для измерения расхода нефти и нефтепродуктов на магистральных нефте- и нефтепродуктопроводах, территориально-распределительных объектах, на объектах сдачи нефти и нефтепродуктов на нефтебазы, раздаточные блоки и наливные пункты.
Известна передвижная замерная установка, имеющая измерительную оттарированную емкость, оборудованную запорно-измерительной аппаратурой (кранами, уровнемером и манометром), пробоотборник, счетчик количества жидкости, насос, сепаратор-отбойник, вторичный блок регистрации показания уровнемера и счетчика количества жидкости на блоке регистрации с возможностью учета массового и объемного количества жидкости (патент RU на полезную модель №54623, МПК E21B 47/00, опубл. 10.07.2006 г.) [1].
Недостатком данной установки является то, что она предназначена для измерения дебита жидкости, добываемой из нефтяной скважины и не предназначена для измерения значительных расходов нефтепродуктов.
Известна мобильная массоизмерительная установка (МЭМУ), содержащая массоизмерительное устройство, включающее впускную и выпускную трубы, массовый расходомер, преобразователь температуры и преобразователь давления, и установленное на раме, закрепленной на шасси автомобиля, два гибких рукава высокого давления, устройство обработки информации и автомобильный прицеп с установленным на нем дренажным баком и двумя катушками для кабеля (Мобильная эталонная массоизмерительная установка МЭМУ. Паспорт 85-2006-267ПС. Казань, 2006 г.), [2], (прототип устройства).
Недостатком данной установки является то, что она предназначена для поверки расходомеров и не предназначена для измерения расхода нефтепродуктов на магистральных нефтепроводах с значительным диапазоном изменения расхода. Отсутствует устройство отбора пробы. Устройство обработки информации при поверке расходомеров необходимо размещать в безопасном помещении технологической установки.
Техническим результатом данной полезной модели является измерение количества нефти и нефтепродуктов прямым методом динамических измерений массы, возможность увеличения диапазона изменения расхода при подключении к рабочей измерительной линии дополнительной рабочей измерительной линии, отбор пробы перекачанной партии нефтепродуктов, расширение функциональных возможностей устройства, заключающееся в возможности контроля метрологических характеристик массовых расходомеров, установленных в рабочей и дополнительной рабочей измерительных линиях, посредством массового расходомера, установленного в контрольно-резервной измерительной линии, возможность подключения передвижной поверочной установки и проведение поверки каждого массового расходомера без остановки процесса измерения количества нефти и нефтепродуктов передвижной установкой.
Кроме того, техническим результатом данной полезной модели является возможность использования передвижной установки в полевых условиях, так как устройство сбора и обработки информации выполнено в виде утепленного блок-бокса с устройствами поддержания в нем заданной температуры воздуха и с устройствами сигнализации загазованности и пожара.
Техническая задача решается передвижной установкой измерения количества нефти и нефтепродуктов, состоящей из системы измерения, установленной на раме и включающей впускной трубопровод и выпускной трубопровод и размещенные между ними измерительные линии - рабочую, дополнительную рабочую и контрольно-резервную, с установленными в них преобразователями температуры, преобразователями давления, массовыми расходомерами и регуляторами расхода, (причем, массовый расходомер в контрольно-резервной измерительной линии более высокого класса точности измерения, чем в упомянутых рабочей и дополнительной рабочей измерительных линиях), а также отводом с запорным краном и выпускным патрубком, установленным на упомянутом выпускном трубопроводе, установленным на выходном патрубке контрольно-резервной измерительной линии отводом с запорным краном и выпускным патрубком, соединяющим его через запорные краны и отводы с выпускными патрубками рабочей и дополнительной рабочей измерительных линий и через запорный кран и отвод с входным патрубком контрольно-резервной линии, фильтра, установленного на впускном трубопроводе, и устройства отбора пробы, установленного на отводе упомянутого выпускного трубопровода системы измерения, гибких рукавов высокого давления, устройства сбора и обработки информации, выполненного в виде утепленного блок-бокса с устройствами поддержания в нем заданной температуры воздуха и устройствами сигнализации загазованности и пожара, и кабеля электропитания установки, закрепленных на шасси автомобиля или на автомобильном прицепе.
Кроме того, техническая задача решается при закреплении на шасси автомобиля упомянутой рамы с упомянутой системой измерения с измерительными линиями (рабочей, дополнительной рабочей и контрольно- резервной), фильтром и устройством отбора пробы, а также гибких рукавов высокого давления, а упомянутого устройства сбора и обработки информации, выполненного в виде утепленного блок-бокса с установленными устройствами поддержания заданной температуры воздуха в нем, кабеля электропитания установки и кабеля передачи контрольных сигналов от системы измерения к устройству сбора и обработки информации, на автомобильном прицепе, при этом, при перемещении передвижной установки прицеп присоединен к автомобилю.
Сущность полезной модели заключается в том, что, в отличие от прототипа, на впускном трубопроводе установлен фильтр, очищающий рабочую жидкость от механических примесей, что повышает чистоту и точность измерений, защищает оборудование от повреждений, а на выпускном трубопроводе установлен отвод с устройством для отбора пробы перекачиваемых нефтепродуктов для последующего контроля их состава и качества.
Установка параллельно рабочей измерительной линии дополнительной рабочей измерительной линии расширяет диапазон изменения расхода нефти и нефтепродуктов, а установка контрольно-резервной измерительной линии с массовым расходомером более высокого класса точности измерения, чем в рабочей и дополнительной рабочей измерительных линиях, позволяет контролировать их метрологические характеристики, так как входной патрубок контрольно-резервной измерительной линии соединен отводом с установленными на нем запорными кранами с выходными патрубками рабочей и дополнительной рабочей измерительных линий.
Установка на выпускном трубопроводе отвода с запорным краном и выпускным патрубком, а на выходном патрубке контрольно-резервной измерительной линии отвода с запорным краном и выпускным патрубком с отводом и запорным краном, соединенным с входным патрубком контрольно-резервной измерительной линии и выходными патрубками рабочей и дополнительной рабочей измерительных линий, позволяет подключать передвижную установку измерения количества нефти и нефтепродуктов к передвижной поверочной установке для поверки каждого расходомера без остановки процесса измерения передвижной установкой.
Устройство сбора и обработки информации, выполненное в виде утепленного блок-бокса с устройствами поддержания заданной температуры воздуха в нем и устройствами сигнализации загазованности и пожара, позволяет установить его на шасси автомобиля или на автомобильном прицепе, что позволяет оперативно доставлять установку измерения количества нефти и нефтепродуктов к технологическому объекту, в том числе и к магистральному трубопроводу, для выполнения измерительных работ в любых климатических зонах.
Размещение системы измерения с фильтром, устройством отбора пробы и измерительными линиями на раме и закрепление гибких рукавов высокого давления на шасси автомобиля, а устройства сбора и обработки информации с устройствами поддержания заданной температуры воздуха в нем, кабеля электропитания установки и кабеля передачи контрольных сигналов от системы измерения к устройству сбора и обработки информации на автомобильном прицепе, позволяет устанавливать прицеп при выполнении измерительных работ во взрыво- пожаробезопасной зоне.
На фиг.1 представлен общий вид передвижной установки измерения количества нефти и нефтепродуктов; на фиг.2 - принципиальная схема системы измерения передвижной установки; на фиг.3 - вид сверху на фиг.1; на фиг.4 - передвижная установка на автомобильном прицепе; на фиг.5 - передвижная установка на автомобиле с прицепом.
Передвижная установка измерения количества нефти и нефтепродуктов состоит из системы измерения 1, включающей впускной и выпускной трубопроводы, измерительные линии, фильтр и устройство отбора пробы и установленной на раме 2, и устройства сбора и обработки информации 3, выполненного в виде утепленного блок-бокса. Рама 2 с системой измерения 1 и устройство сбора и обработки информации 3 закреплены на шасси автомобиля 4. Кроме того, на шасси автомобиля 4 закреплены два гибких рукава высокого давления 5 и 6 и катушка 7 с кабелем электропитания установки.
В систему измерения 1 входят впускной трубопровод 8, выпускной трубопровод 9, рабочая измерительная линия 10, дополнительная рабочая измерительная линия 11 и контрольно-резервная измерительная линия 12. На впускном трубопроводе 8 системы измерения 1 установлен фильтр 13 для очистки рабочей жидкости от механических примесей, на выпускном трубопроводе 9 на отводе 14 установлено устройство отбора пробы 15. На рабочей измерительной линии 10 установлены запорные краны 16 и 17, массовый расходомер 18, регулятор расхода 19 и преобразователи температуры 20 и давления 21. На дополнительной рабочей измерительной линии 11 установлены запорные краны 22 и 23, массовый расходомер 24, регулятор расхода 25 и преобразователи температуры 26 и давления 27. На контрольно-резервной измерительной линии 12 также, как на рабочей 10 и дополнительной рабочей 11 измерительных линиях, установлены запорные краны 28 и 29, массовый расходомер 30 более высокого класса точности измерения, чем в рабочей измерительной линии 10 и в дополнительной рабочей измерительной линии 11, регулятор расхода 31 и преобразователи температуры 32 и давления 33. К выпускному трубопроводу 9 присоединен отвод 34 с запорным краном 35 и выпускным патрубком 36, а к выходному патрубку 37 контрольно-резервной измерительной линии 12 присоединен отвод 38 с запорным краном 39 и выпускным патрубком 40. Выпускные патрубки 36 и 40 предназначены для подсоединения передвижной установки измерения количества и показателей качества нефтепродуктов к передвижной поверочной установке для поверки массовых расходомеров 18, 24 и 30. Рабочая измерительная линия 10, дополнительная рабочая измерительная линия 11 и контрольно-резервная измерительная линия 12 связаны между собой обводным трубопроводом 41, выведенным от входного патрубка 42 контрольно-резервной измерительной линии 12 к выходному патрубку 43 рабочей измерительной линии 10 и выходному патрубку 44 дополнительной рабочей измерительной линии 11, на отводах от которых, соответственно 45 и 46, установлены запорные краны 47 и 48. На обводном трубопроводе 41 установлен запорный кран 49. Кроме того, обводной трубопровод 41 за запорным краном 49 соединен отводом 50 с запорным краном 51 и выпускным патрубком 40. Впускной трубопровод 8 и выпускной трубопровод 9 оканчиваются устройствами (например, фланцами) 52 и 53 для подключения передвижной установки измерения количества и показателей качества нефтепродуктов к технологической линии посредством гибких рукавов высокого давления 5 и 6. Система измерения 1 установлена на опорах (не показаны) на раме 2, укреплена на шасси автомобиля 4 и укрыта защитным тентом 54.
Устройство сбора и обработки информации 3, выполненное в виде утепленного блок-бокса, включает в себя шкаф питания 55, шкаф системы обработки информации 56, шкаф для средств связи 57, источник бесперебойного питания 58, осветитель 59, систему поддержания заданной температуры воздуха в устройстве сбора и обработки информации, состоящую из обогревателя 60, вентилятора 61, датчика температуры 62 и регулятора температуры 63. Кроме того, на устройстве сбора и обработки информации 3 установлены сигнализатор загазованности 64, оповещатель звуковой 65, табло световое «Загазованность» 66, табло световое «Пожар» 67, извещатель пожарный ручной 68.
Рама 2 с системой измерения 1, устройство сбора и обработки информации 3, гибкие рукава высокого давления 5 и 6 и катушка 7 с кабелем электропитания установки могут быть закреплены на автомобильном прицепе 69.
При размещении передвижной установки измерения количества нефти и нефтепродуктов на автомобиле 70 с прицепом 71 рама 2 с системой измерения 1 и гибкие рукава высокого давления 5 и 6 закреплены на шасси автомобиля 70, а устройство сбора и обработки информации 3, включающее в себя шкаф питания 55, шкаф системы обработки информации 56, шкаф для средств связи 57, источник бесперебойного питания 58, осветитель 59, систему поддержания заданной температуры воздуха в устройстве сбора и обработки информации 3, состоящую из обогревателя 60, вентилятора 61, датчика температуры 62 и регулятора температуры 63, на автомобильном прицепе 71, при этом на автомобильном прицепе 71 установлены катушка 7 с кабелем электропитания установки и катушка 72 с кабелем передачи контрольных сигналов.
Передвижная установка измерения количества нефти и нефтепродуктов работает следующим образом.
Передвижная установка, смонтированная на шасси автомобиля 4 или на автомобильном прицепе 69, устанавливается относительно отводов 73 и 74 технологической линии 75 так, чтобы они могли быть присоединены к впускному 8 и выпускному 9 трубопроводам системы измерения 1 передвижной установки гибкими рукавами высокого давления 5 и 6. Устройство сбора и обработки информации 3 кабелем электропитания с катушки 7 подключается к электросети. Запорные краны 16 и 17, 22 и 23, 28 и 29, 35, 39, 47, 48, 49 и 51 должны быть закрыты.
После включения электропитания установки открывают запорные краны 76 и 77 на отводах 73 и 74 технологической линии 75, открывают запорные краны 16 и 17 на рабочей измерительной линии 10 и закрывают запорный кран 78 на технологической линии 75. Поток жидкости проходит по рабочей измерительной линии 10 через массовый расходомер 18, регулятором расхода 20 устанавливают его расход, и поток жидкости через выпускной трубопровод 9 системы измерения 1 возвращается в технологическую линию 75, при этом фиксируются температура и давление жидкости. Параметры измерения вводятся в устройство сбора и обработки информации 3. При увеличении расхода жидкости подключают дополнительную рабочую измерительную линию 11, открыв запорные краны 22 и 23, регулируют расход жидкости регулятором расхода 25 и направляют поток через выпускной трубопровод 9 системы измерения 1 в технологическую линию 75. Параметры измерения вводятся в устройство сбора и обработки информации 3. В процессе измерений устройством отбора пробы 15 по команде от устройства сбора и обработки информации 3 отбирают заданное количество пробы перекачиваемой жидкости для последующего анализа их состава и качества и ввода результатов анализа в устройство сбора и обработки информации.
После окончания процесса измерений открывают запорный кран 78 на технологической линии 75, закрывают запорный кран 76, закрывают запорные краны 16 и 17, 22 и 23, 28 и 29 и закрывают запорный кран 77, снимают гибкие рукава высокого давления.
Контроль метрологических характеристик массовых расходомеров 18 и 24, установленных соответственно в рабочей 10 и дополнительной рабочей 11 измерительных линиях массовым расходомером 30, установленным в контрольно-резервной измерительной линии 12, без остановки процесса измерений выполняется следующим образом. При контроле массового расходомера 18 в рабочей измерительной линии 10 закрывают запорные краны 17 и 28, открывают запорные краны 47 и 49, обеспечивая поток жидкости через рабочую 10 и контрольно-резервную 12 измерительные линии в выпускной трубопровод 9 системы измерения 1. При этом дополнительная рабочая измерительная линия 11 работает в установленном режиме, параметры контроля поступают и обрабатываются в устройстве сбора и обработки информации 3. При контроле массового расходомера 24 в дополнительной рабочей измерительной линии 11 закрывают запорные краны 23 и 28, открывают запорные краны 48 и 49, обеспечивая поток жидкости через дополнительную рабочую 11 и контрольно-резервную 12 измерительные линии в выпускной трубопровод 9 системы измерения 1. При этом рабочая измерительная линия 10 работает в установленном режиме, параметры контроля поступают и обрабатываются в устройстве сбора и обработки информации 3.
Поверка массовых расходомеров 18, 24 и 30, установленных соответственно в рабочей 10, дополнительной рабочей 11 и контрольно-резервной 12 измерительных линиях, передвижной поверочной установкой (не показана) выполняется после подключения поверочной установки к выпускным патрубкам 36 и 40 системы измерения 1, при этом процесс измерения расхода не останавливается. При поверке массового расходомера 18 запорные краны 48, 49 и 39 закрыты. Открыть запорные краны 47, 35 и 51, закрыть запорный кран 17. При этом обеспечивается поток жидкости через рабочую измерительную линию 10 и передвижную поверочную установку, выполненную, например, на базе компакт-прувера, и далее через выпускной трубопровод 9 системы измерения 1 в технологический трубопровод 75. Параметры контроля поступают и обрабатываются в устройстве сбора и обработки информации 3. При поверке массового расходомера 24 запорные краны 47, 49 и 39 закрыты. Открыть запорные краны 48, 35 и 51, закрыть запорный кран 23. При этом обеспечивается поток жидкости через дополнительную рабочую измерительную линию 11, передвижную поверочную установку и далее через выпускной трубопровод 9 системы измерения 1 в технологический трубопровод 75, параметры контроля поступают и обрабатываются в устройстве сбора и обработки информации 3. При поверке массового расходомера 30 запорные краны 47, 48, 49 и 51 закрыты. Открыть запорные краны 35 и 39, закрыть запорный кран 29. При этом обеспечивается поток жидкости через контрольно-резервную измерительную линию 11, передвижную поверочную установку и далее через выпускной трубопровод 9 системы измерения 1 в технологический трубопровод 75. Параметры контроля поступают и обрабатываются в устройстве сбора и обработки информации 3.
При измерении количества нефти и нефтепродуктов передвижной установкой, смонтированной на шасси автомобиля 70 с прицепом 71, прицеп 71 отсоединяется от автомобиля 70 и устанавливается во взрыво-пожаробезопасной зоне. Система измерения 1 присоединяется к технологической линии 75 гибкими рукавами высокого давления 5 и 6, кабелем передачи контрольных сигналов с катушки 72 к устройству сбора и обработки информации, и кабелем электропитания с катушки 7 передвижная установка подключается к электросети.
Предлагаемая передвижная установка измерения количества нефти и нефтепродуктов обеспечивает высокую точность учета, стабильность результатов измерения, позволяет использовать ее в различных климатических условиях, позволяет оперативно доставлять ее на технологические установки, что сокращает время и материальные средства учета нефтепродуктов.