Автоматизированная система контроля качества нефти
AUTOMATED OIL QUALITY CONTROL SYSTEM

Изобретение относится к средствам автоматизации процессов транспортирования «партий нефти» различного качества по одному трубопроводу с контролем в смеси нефти показателей ее качества.
В связи с тем, что смесь нефти, транспортируемой по одному трубопроводу, формируется из потока месторождений, существенно отличающихся по содержанию показателей качества нефти, процесс компаундирования нефти (смешение двух и более потоков нефти для получения смеси с определенными качественными характеристиками) с целью достижения нормативных значений параметров качества является одним из важнейших направлений деятельности организаций трубопроводного транспорта нефти.
Компаундирование как технология управления качеством решает проблему размещения дополнительного объема нефти в потоках и стабилизирует значения показателей ее качества, сглаживая естественные колебания качества, характерные для транспортных потоков. Применение компаундирования обеспечивает стабильные, гарантированные поставки нефти грузополучателю без изменений показателей качества за установленные пределы.
Известна система компаундирования, представленная в полезной модели «Система управления процессом компаундирования нефтей по нескольким параметрам качества» (патент РФ №28930, опубликован 20.04.2003 г.).
Данная система управления процессом компаундирования нефти содержит, по крайней мере, два нефтепровода для транспортирования потоков нефти и нефтепровод, предназначенный для смешанного потока нефти, заслонки, установленные в нефтепроводах и предназначенные для регулирования соответствующими потоками нефти, измерители плотности нефти и/или измерители расхода нефти, и/или измерители содержания серы в нефти, и/или измерители содержания хлористых солей в нефти, и/или измерители содержания воды в нефти, предназначенные для измерения указанных параметров нефти в соответствующих потоках нефти. Система включает вычислители коэффициентов соотношения величин плотности, массовой доли серы, концентрации хлористых солей, массовой доли воды в каждом потоке к соответствующим величинам в смешанном потоке, связанные с микропроцессором, регулирующим расход по каждому потоку.
Недостатком системы является отсутствие возможности получения смеси нефти с установленными показателями качества при использовании одного подающего трубопровода, предназначенного для последовательной транспортировки партий нефти различного качества. Кроме того, в случае поступления по потокам нефти с ненормативными показателями качества, изменение расхода не повлияет на улучшение качества нефти и существует вероятность поступления в смешанный поток и в дальнейшем потребителю нефти с показателями качества, отличными от нормативных, что исключено в случае выделения отдельной группы резервуаров с нефтью различного качества.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является автоматизированная система контроля качества нефти, содержащая регуляторы, установленные в подающем нефтепроводе, предназначенном для транспортирования входящего потока нефти, и нефтепроводе, предназначенном для смешанного потока нефти, и предназначенные для регулирования соответствующих потоков нефти, измерители плотности нефти, и/или измерители расхода нефти, и/или измерители содержания серы в нефти, и/или измерители содержания хлористых солей в нефти, и/или измерители содержания воды в нефти, и/или измерители вязкости нефти, предназначенные для измерения указанных параметров нефти в соответствующих потоках нефти, включающая вычислители коэффициентов соотношения величин плотности нефти, и/или расхода нефти, и/или содержания серы, и/или содержания хлористых солей, и/или содержания воды в каждом потоке к соответствующим показателям в смешанном потоке, входы каждого из указанных вычислителей связаны с выходами соответствующих измерителей, а выходы соединены с соответствующими входами микропроцессора, предназначенного для сравнения измеренных и вычисленных параметров с заданными и формирования сигналов регулирования положения заслонок в соответствующих потоках по результатам сравнения, при этом система контроля качества нефти содержит по крайней мере два резервуара для раздельного хранения нефти с различными показателями содержания плотности, и/или серы, и/или хлористых солей, и/или воды, и/или вязкости, соединенные технологическими трубопроводами с подающим нефтепроводом на входе и с нефтепроводом для смешанного потока нефти на (Патент РФ на полезную модель №125362 G05D11/02 от 27.02.2013).
Недостатком системы является образование застойных зон в резервуарах в процессе работы, что влияет на стабилизацию показателей качества нефти в каждом из резервуаров.
Техническим результатом заявленной системы является стабилизация показателей качества нефти в каждом из резервуаров независимо от продолжительности нахождения нефти в резервуаре.
Технический результат достигается тем, что автоматизированная система контроля качества нефти, содержащая регуляторы, установленные в подающем нефтепроводе, предназначенном для транспортирования входящего потока нефти, и нефтепроводе, предназначенном для смешанного потока нефти, и предназначенные для регулирования соответствующих потоков нефти, измерители плотности нефти, и/или измерители расхода нефти, и/или измерители содержания серы в нефти, и/или измерители содержания хлористых солей в нефти, и/или измерители содержания воды в нефти, и/или измерители вязкости нефти, предназначенные для измерения указанных параметров нефти в соответствующих потоках нефти, включающая вычислители коэффициентов соотношения величин плотности нефти, и/или расхода нефти, и/или содержания серы, и/или содержания хлористых солей, и/или содержания воды в каждом потоке к соответствующим показателям в смешанном потоке, входы каждого из указанных вычислителей связаны с выходами соответствующих измерителей, а выходы соединены с соответствующими входами микропроцессора, предназначенного для сравнения измеренных и вычисленных параметров с заданными и формирования сигналов регулирования положения заслонок в соответствующих потоках по результатам сравнения, при этом система контроля качества нефти содержит по крайней мере два резервуара для раздельного хранения нефти с различными показателями содержания плотности, и/или серы, и/или хлористых солей, и/или воды, и/или вязкости, соединенные технологическими трубопроводами с подающим нефтепроводом на входе и с нефтепроводом для смешанного потока нефти на выходе согласно изобретению резервуары для раздельного хранения нефти оборудованы излучателями ультразвуковых колебаний, которые установлены на внутренней стенке по периметру корпуса резервуара на резиновых пластинах. Кроме того, режим ультразвуковых колебаний составляет: частота 42-48 кГц, интенсивность излучения 2-6 Вт/см.
Технический результат совпадает с технической задачей.
Оборудование резервуаров для раздельного хранения нефти излучателями ультразвуковых колебаний, которые установлены на внутренней стенке по периметру корпуса резервуара на резиновых пластинах, с режимом ультразвуковых колебаний, составляющих: частота 42-48 кГц, интенсивность излучения 2-6 Вт/см, обеспечивает стабилизацию показателей качества в каждом из резервуаров независимо от продолжительности нахождения нефти в резервуаре за счет создания равномерного распределения свойств нефти по объему резервуара.
Сущность изобретения поясняется на чертеже со следующими обозначениями:
1 - подающий нефтепровод (нефтепровод, предназначенный для транспортируемого поступающего потока нефти); 2 - блок контроля качества нефти с установленными в нем измерителями плотности, вязкости и расхода нефти, содержания воды, хлористых солей, серы; 3 - резервуарный парк, состоящий как минимум из двух резервуаров с различными показателями качества; 4 - первый резервуар (группа резервуаров); 5 - второй резервуар (группа резервуаров); 6 - коллектор; 7 - технологический трубопровод из первого резервуара (группы резервуаров); 8 - технологический трубопровод из второго резервуара (группы резервуаров); 9, 10 - регулятор расхода; 11 - выходной нефтепровод (нефтепровод для смешанного потока нефти); 12 - излучатели ультразвуковых колебаний на резиновых пластинах, толщиной от 2 до 5 см.
Резервуары для раздельного хранения нефти оборудованы излучателями ультразвуковых колебаний 12, которые установлены на внутренней стенке по периметру корпуса резервуара на резиновых пластинах. Оптимальный режим ультразвуковых колебаний составляет: частота 42-48 кГц, интенсивность излучения 2-6 Вт/см (получен экспериментальным путем).
Система работает следующим образом.
При прохождении через подающий нефтепровод 1 и блок контроля качества 2 партия нефти в зависимости от содержания параметров качества нефти поступает в отдельный резервуар (группу резервуаров) для хранения кондиционной 4 или некондиционной нефти 5, выходные нефтепроводы 7 и 8 из резервуаров (групп резервуаров) оснащены регуляторами расхода 9 и 10.
После приема партии нефти на откачку ставятся два резервуара для кондиционной и некондиционной нефти. Необходимое соотношение содержания каждого из потоков в смеси достигается посредством регуляторов расхода 9 и 10, установленных на технологических трубопроводах 7, 8. Смешение потоков происходит в коллекторе 6. Управление регуляторами расхода 9 и 10 происходит на основании сигнала микропроцессора, сравнивающего показания измерителей качества нефти, установленных в блоках контроля качества на подающем и выходном нефтепроводах, с нормативным значением.
Оборудование резервуарами излучателями ультразвуковых колебаний 12, которые установлены на внутренней стенке по периметру корпуса резервуара на резиновых пластинах, обеспечивает стабилизацию показателей качества в каждом из резервуаров независимо от продолжительности нахождения нефти в резервуаре за счет создания равномерного распределения свойств нефти по объему резервуара. Под действием ультразвуковых волн неоднородности, подходящие к границе раздела сред, интенсивно колеблются и распределяют свойства нефти по всему объему, что исключает возникновение застойных зон.
Таким образом, в отличие от аналогов, в предлагаемой системе обеспечивается стабилизация показателей качества в каждом из резервуаров независимо от продолжительности нахождения нефти в резервуаре за счет интенсивного воздействия на нефть ультразвуковыми волнами.