Техника и технология учета товарной нефти

Для обеспечения достоверности измерения параметров качества и отбора пробы продукта большое значение имеет расход продукта через блок контроля нефти (БКН). Этот расход определяется требованиями обеспечения необходимых условий для работы средств измерений, установленных в БКН, и отбора из коллектора "представительной" части потока. По ГОСТ 2517-85 для обеспечения "представительности" необходимо обеспечить одинаковую скорость жидкости в основном трубопроводе и на входе трубок пробозаборного устройства, что нельзя признать достаточным. Для получения достоверных результатов измерений в БКН и отбора представительной пробы необходимы два условия:

1) отбор из трубопровода представительной части потока с помощью пробозаборного устройства (ПЗУ);

2) обеспечение такого расхода продукта через БКН, чтобы он не отставал и не опережал поток в основном трубопроводе.

В идеале время прохождения продукта от пробозаборного устройства до места возвращения обратно в трубопровод по тракту БКН и трубопроводу должно быть одинаковым. Для этого скорость продукта через БКН должна быть не меньше скорости в основном трубопроводе и путь продукта через БКН должен быть как можно короче, т. е. БКН нужно устанавливать в непосредственной близости от трубопровода, обвязка должна быть как можно проще. Расход через БКН должен быть пропорциональным расходу через установку учета нефти (УУН) и регулироваться автоматически.

Применяется несколько способов обеспечения расхода продукта через БКН:

1) С помощью насоса, установленного в помещении БКН, продукт прокачивают через БКН. Прием насоса соединяют с пробозаборным устройством. Так как в трубопроводе обычно давление высокое, приходится применять специальные циркуляционные насосы. Для обеспечения бесперебойной работы БКН обычно устанавливают параллельно два насоса, один из которых находится в резерве. Чтобы поток продукта через БКН был пред­ставительным, необходимо производительность насоса регулировать в зависимости от расхода в основном трубопроводе. На практике часто на УУН система регулирования производительности насоса отсутствует, что снижает достоверность результатов измерений.

2) Безнасосная система регулирования расхода. В этом случае БКН устанавливают перед блоком измерительных линий и продукт из БКН сбрасывают в приемный или буферный резервуар через регулятор расхода, установленный на выходе БКН. Эту схему можно признать эффективной при наличии системы регулирования, обеспечивающей регулирование расхода через БКН пропорционально расходу через УУН. Однако на практике часто система регулирования расхода отсутствует, в лучшем случае расход поддерживают постоянным не ниже заданного значения.

3) Регулирование расхода через БКН с помощью сужающего устройства.

Сужающее устройство (СУ) (диафрагма, сопло и др.) устанавливают в коллекторе между пробозаборным устройством, с которым соединен вход БКН, и местом соединения выходного трубопровода с коллектором.

1— входной трубопровод БКН; 2 — выходной коллектор; 3 — выходной трубопровод БКН

Рисунок 5 Регулирование расхода с помощью сужающего устройства

Тракт, включающий в себя пробозаборное устройство ПЗУ, трубопроводы 1 и 3, блок БКН, является байпасным (параллельным) трубопроводом, начало и конец которого соединены с коллектором 2. Таким образом, имеем параллельное соединение двух трубопроводов: одна ветвь — участок коллектора с соплом и вторая — трубопровод блока качества (в дальнейшем — трубопровод БКН). Значения давления в местах соединений (перед входом в пробозаборное устройство и на выходе сопла) в обеих ветвях, естественно, одинаковы, из чего вытекает, что разность давлений (потери давления) в обеих ветвях будет одинакова. Трубопровод БКН включает много элементов, создающих гидравлическое сопротивление (повороты, сужения, расширения и т. д.). Решение задачи обеспечения равенства скорости продукта в обеих ветвях параллельных трубопроводов достигается подбором такого соотношения площадей поперечных сечений отверстия сопла и коллектора, при котором создается разность давлений между входом и выходом трубопровода БКН, необходимая для преодоления гидравлических сопротивлений в нем при значении скорости, равном скорости в коллекторе. При изменении расхода жидкости в выходном коллекторе автоматически пропорционально изменяется скорость в трубопроводе БКН и равенство скоростей в обеих ветвях сохраняется.

Рассмотрим зависимость между скоростями в выходном коллекторе и трубопроводе блока качества. Разность давлений на сопле исходя из уравнения Бернулли определяется выражением

где V, ~~ скорость потока на выходе сопла; v* — скорость в коллекторе;

Sj и S₂ — площади поперечного сечения коллектора и выходного сечения сопла;

g — ускорение свободного падения;

Потерями в коллекторе здесь пренебрегаем, поскольку они ничтожно малы по сравнению с ДН_С. Таким образом, применение сужающего устройства обеспечивает автоматическое регулирование расхода через БКН и повышает достоверность результатов измерений плотности, параметров качества и отбора пробы продукта. Применение этого способа целесообразно при расходах через УУН до # 500 м³/ ч и вязкости до 50 мм²/с. При больших расходах увеличиваются затраты

мощности за счет повышения давления в выходном коллекторе.