DE102005044478A1

DE102005044478A1 - Verfahren und Vorrichtung für ein effizientes Ölqualitätskontroll- und -steuerungssystem

Info

Publication number: DE102005044478A1
Application number: DE200510044478
Authority: DE
Inventors: Max Sembach; Joerg Gerigk
Original assignee: Gerigk Jorg Dr
Current assignee: Gerigk Jorg Dr
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung der Qualität von Rohöl und raffinierten Petroleumprodukten zur Vermeidung von lokalen Produtionsproblemen, wobei erstens über Sensoren an einer Pipeline oder einem anderen Transport- oder Lagerbehältnis erhobene Daten per Datenübertragung an eine zentrale Auswertungsstelle geleitet werden und zweitens an dieser gespeichert und bewertet werden und drittens bei einer ermittelten Grenzüberschreitung unmittelbar automatische Gegenmaßnahmen durch ferngesteuerte Betätigung von Reglern eingeleitet werden und/oder diese an einem Datensichtgerät oder Drucker ausgegeben werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Qualität von Rohöl oder raffinerierten Petroleumprodukten, wobei über Sensoren laufend Quantität und Qualität des Produktes gemessen und an eine zentrale Auswertungsstelle übertragen werden, die einen Vergleich der Messdaten mit vorher definierten oder errechneten Grenzwerten vornimmt und automatisch Gegenmassnahmen einleitet.
Hintergrund der Erfindung
Eine zeitnahe, zentrale Führung aufgrund von vorgegebenen, technischen und betriebswirtschaftlichen Kennzahlen wie in anderen Industrien bereits üblich, ist in der Ölindustrie bisher nicht möglich. Diese fehlenden Kontroll- und Eingriffsmöglichkeiten führen zu hohen Kosten aufgrund von Qualitätsproblemen und Inkonsistenzen im Prozess. Diese Probleme betreffen insbesondere den Eigentumstransfer zwischen Beteiligten. Gegenwärtig üblicherweise eingesetzte Messverfahren ermöglichen weder eine zeitnahe Qualitätsbewertung noch darauf aufbauende Gegenmaßnahmen i.S. eines Eingriffs in den Ölförderungs-, -beförderungs- und -verarbeitungsprozess. Der Mangel an zeitnah verfügbaren Daten führt zu einer insgesamt geringen Transparenz im Ölverarbeitungsprozess.

Aus US-Patent No. 6915707 und den dort angegebenen Verweisstellen (insbes. No. 4776210 und die sich darauf beziehenden Fundstellen) sind mikrowellenbasierte Messvorrichtungen, die auch Eigenschaften wie Wassergehalt, Salzgehalt und Sand laufend messen können, bekannt. Diese Verfahren sind in der praktischen Anwendung zum jetzigen Zeitpunkt noch neu und haben bisher noch keine allgemeine Verbreitung gefunden, insbesonders werden sie nur lokal verwendet.

Üblich sind zur Zeit Konsistenzprüfungen durch physische Proben, die in einem Labor detailliert auf ihren chemischen Gehalt überprüft werden. Dies geschieht in der Regel durch sog. Pumpers in sog. Test Stations, die mehrere Bohrtürme überwachen. In regelmäßigen Abständen entnimmt der Pumper händisch physische Proben, um die Beschaffenheit des Öls zu überprüfen. Problematisch an dieser Untersuchungsmethode ist insbesondere, dass jeweils nur ein Bohrloch untersucht werden kann. Somit ergeben sich sehr ungenaue und inkonsistente Messreihen.

Alle die genannte Verfahren und Vorrichtungen weisen gemeinsam folgende Nachteile auf:

– Keine sichere Verbindung: Eine sichere Überwachung der Ölqualität und eine zuverlässige Übermittlung und zentrale Auswertung der gewonnen Daten sowie die Einleitung gezielter Gegenmaßnahmen auch an räumlich entfernten Stellen ist nicht möglich.
– Keine zentrale Auswertung: Es fehlt ein Verfahren, dezentrale Messpunkte einfach mit einer zentralen Auswertungs- und Überwachungsstelle, insbesonders über Betriebsgrenzen hinweg, schnell und sicher zu verbinden.
– Keine zentrale Speicherung: Eine Übermittlung der Daten zur Speicherung und späteren Auswertung an einer zentralen Stelle ist nicht vorgesehen bzw. wird nicht spezifiziert. Es wird nicht erläutert, ob und in welcher Form und Umfang die Daten gespeichert werden sollen.
– Keine zentralen Fehlermeldungen: In Ermangelung einer zentralen Speicherung von Vergleichsdaten ermöglichen die bekannten Verfahren nicht, die Grenzwerte automatisch auf verschiedene Öl-Qualitäten anzupassen und damit Fehlalarmierungen zu vermeiden.
– Keine zuverlässige Vorhersage: In Ermangelung von detaillierten Messreihen ist eine verlässliche Vorhersage der Entwicklung zukünftiger Ölqualität am Bohrloch nicht möglich.
– Keine Anpassung von Grenzwerten oder Regeln: Aufgrund von nicht ausreichender Datenbasis ist die Entwicklung von an den lokalen Gegebenheiten angepassten Grenzwerten zur Vermeidung von Korrosion sowie der Verschlammung von Pipelines nicht möglich.
– Keine automatisierte Steuerung: Die automatische Einleitung von Gegenmaßnahmen wird nicht vorgesehen und ist nicht Bestandteil der Lösungen.

Überblick über die Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die punktgenaue und zeitnahe Messung der Ölzusammensetzung über einen großen Bereich vorzunehmen, um dann schnell Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.

Insbesondere durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung der Qualität von Rohöl und raffinerierten Petroleumprodukten zur Vermeidung von lokalen Produktionsproblemen, wobei erstens über Sensoren an einer Pipeline oder einem anderen Transport- oder Lagerbehältnis erhobene Daten per Datenübertragung an eine zentrale Auswertungsstelle geleitet werden und zweitens an dieser gespeichert und bewertet werden und drittens bei einer ermittelten Grenzwertüberschreitung unmittelbar automatische Gegenmaßnahmen durch ferngesteuerte Betätigung von Reglern eingeleitet werden und/oder diese an einem Datensichtgerät oder Drucker ausgegeben werden.

Die genaue und zeitnahe Messung der Ölqualität ist von kritischer Bedeutung an verschiedenen Punkten der Ölwertschöpfungskette:

– Am Punkt der Ölallokation vom sog. Operator (z.B. Betreiber einer Ölbohrinsel) zum Anteilseigner.
– Am Punkt des Pipeline Managements bei verschiedenen Parteien und Nutzern.
– Am Punkt des sog. Custody Transfers, d.h. Übergabe des Öls von einer Partei zu einer anderen Partei.
– Am Punkt der Tankhaltung der sog. Tank Farms, bei denen sich über die Zeit verschiedene Wasserlevels (z.B. durch Verdunstung oder Zufluss) einstellen.
– Am Punkt der Befüllung von Tankerschiffen.
– Am Punkt der Übergabe von der Raffinierie zum Weitertransport sowie bei allen weiteren Übergabepunkten des raffinerierten Produkts.

Die grundsätzliche Notwendigkeit einer punktgenauen, laufenden Messung und Echtzeit-Übertragung (d.h. in Sekundeneinheiten) der Ölqualität resultiert daraus, dass der Wasseranteil im Öl über die Transportkette nicht statisch bleibt, sondern sich dynamisch z.B. aufgrund von Verdunstung verändert. Üblicherweise wird die Ölqualität durch den Gehalt an Öl und Wasser, sowie an Salz und Schwefel bestimmt.

Aufgrund des bisherigen Mangels an konsistenten, zeitgenauen, präzisen und leicht einbaubaren Messgeräten, ist eine Zentralisierung der Daten über verschiedene Stellen (Bohrloch, Pipeline, Tankfarmen etc.) im Ölproduktionsprozesses hinweg bisher nicht möglich. Erst eine konsistente, laufende Messung und Zentralisierung erlaubt eine Steuerungsfunktion durch einen kontinuierlichen Abgleich mit zentralen Regeln.

Es besteht die Notwendigkeit für ein System, das genaue Messung mit zentraler Kontrolle verbindet, welches automatisch Gegenmaßnahmen einleitet oder über Warnhinweise Gegenmaßnahmen durch das Bedienpersonal auslöst. Erhebliche Effizienzgewinne bzw. Kostenersparnisse werden erst durch die zeitlich enge Koppelung von Messung und Gegenmaßnahmen ermöglicht.

Aufgrund des bisherigen Mangels an entsprechenden Messsystemen und an zeitnahen Daten war es bisher unmöglich, ein Steuerungs- und Leitsystem zu erstellen, das kontinuierlich lernt und auf Zeitreihen basierende Prognosen erstellt.

Der Erfindung liegt der Ansatz zugrunde, eine laufende Überwachung der Qualität von Öl mittels eines einfachen, sicheren und flexiblen Verfahrens zu bewerkstelligen, wobei die gewonnenen Daten sofort zu einer zentralen Auswerte- und Steuerungsstelle übermittelt und bei Grenzwertüberschreitungen automatisch und ohne Zeitverzögerung Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass Sensoren an einer Ölpipeline angebracht sind (siehe 2), die laufend Messwerte über ein Funkmodem oder eine leitungsgebundene Datenübertragung an eine zentrale Verarbeitungsstelle übermitteln, die diese in eine Auswertungsdatenbank ablegt und Grenzwertüberschreitungen von Qualität und Quantität des transportierten Öls ermittelt und anzeigen kann. Die anfallenden Messdaten werden zentral sofort ausgewertet. Die Grenzwerte, mit denen die von den Sensoren ermittelten und übertragenen Daten verglichen werden, können entweder vorgegeben oder über Prognoseverfahren ermittelt werden. Bei erkannter Grenzwertüberschreitung können zentral Gegenmaßnahmen automatisch veranlasst werden, z.B. das Sperren oder Öffnen von Ventilen an einer Pipeline, um z.B. einen Mischvorgang vorzunehmen, so dass die Qualität des Öls wieder innerhalb der Grenzwerte liegt.

Von den Sensoren gemessen werden insbesondere Wassergehalt, Schwefelgehalt, Salzgehalt sowie die Temperatur. Die weltweit hochwertigsten Rohöle sind sog. Brent und West Texas Intermediate (WTI), die auch „light sweet crude oil" genannt werden und durch niedrigen Schwefel- und hohen Wassergehalt gekennzeichnet sind. Diese Rohöle können zu einem hohen Anteil im Raffinerieprozess zu späterem Benzin verarbeitet werden. Im Gegensatz dazu wird z.B. die Ölqualität Maya (aus Mexiko) als „heavy crude oil" bezeichnet. Maya hat einen höheren Schwefel- und niedrigeren Wassergehalt und gilt somit als „sour" (Werte unter 0,5 % gelten als „sweet", Werte über 0,5 % gelten als „sour"). Maya kann somit nur zu einem geringeren Anteil zur späteren Benzinverarbeitung herangezogen werden und wird somit an den internationalen Ölmärkten (Börsen) mit einem wesentlich geringeren Preis bewertet. Für die Erkennung von unterschiedlichen Ölsorten und Qualitätsschwankungen einer Sorte ist daher die laufende Überwachung notwendig.

Die Grenzwerte können für jeden der selektierten Messparameter als Schwankung in der Zeit von einem Startwert, als Abweichung zwischen verschiedenen Sensoren (auch mit einer Zeitkorrektur für die Fließgeschwindigkeit), als Schnelligkeit der Veränderung von Messwerten oder die absolute Über- oder Unterschreitung eines Schwellwerts definiert werden. Jedem Sensor wird ein minimaler Fehlergrenzwert zur Funktionsüberwachung zugewiesen, wobei der Grenzwert unterhalb jedes im Betrieb möglichen Messwertes gelegt wird. Im Falle eines Sensordefekts oder einer Unterbrechung der Sensorleitung wird dies durch den zentralen Server als eine Fehlfunktion des Sensors interpretiert. Die Sensoren senden in regelmäßigen Abständen ein Lebenszeichensignal an den zentralen Server.

Jedem Sensor wird bei der Messung ein eigener oberer und/oder unterer Messwert zugewiesen. Diese dienen der Überwachung der Qualität des transportierten Öls und der Gefahrenerkennung. Der Fehlergrenzwert dient zur Überwachung der Funktionsfähigkeit des Sensors.

Am Messpunkt folgt der Aufbau der dezentralen Messeinheit folgendem logischen Schema (s. 3): An die die Messung durchführende Sonde, die die Ölqualität misst, wird ein Terminal Server angeschlossen. Der Terminal Server (oder auch Ethernet Bridge) überträgt die von der Messsonde über eine RS-232 oder RS-485 serielle Schnittstelle empfangenen Signale an einen TCP/IP-Port. Andere Schnittstellen sind ebenfalls denkbar.

Der Zentrale Server und die dezentralen Messsonden sind über definierte IP-Adressen identifizierbar. Über welche physische Übertragungsverfahren die Weiterleitung erfolgt, hängt von den lokalen Gegebenheiten ab. Möglich sind eine Kabelverbindung (z.B. Ethernet) oder ein Mobilfunknetz (GSM oder Nachfolgetechnologien). In Gegenden ohne Mobilfunknetz kann auch ein Satellitenmodem verwendet werden, dass über eine Funkverbindung zu einem Satelliten die Datenübertragung durchführt. Der zentrale Server unterhält zu allen angeschlossenen Messsensoren eine eigenständige Verbindung, auf der er laufend Daten erhält. Auf dem Server werden die einzelnen Datenströme gespeichert und dem jeweiligen Messsensor zugeordnet.

Der zentrale Server muss ausreichend dimensioniert werden, um die von einer Vielzahl an Messstellen angelieferten Datenströme gleichzeitig verarbeiten zu können. Die Datenspeicherung und Datenverarbeitung zur Überwachung und ggf. Ermittlung der Grenzwerte erfolgt auf dem Server. Dieser generiert auch Informationsübersichten über den Status des Gesamtsystems sowie Warnmeldungen. Diese können bei einer Aufbereitung nach HTML-Standard auf jedem beliebigen über eine IP-Adresse ansprechbaren Endgerät ausgegeben werden. Auf dem gleichen technischen Weg können auch automatisch Gegenmaßnahmen (Ansteuerung von Reglern, Schiebern, Pumpen etc.) veranlasst werden (s. 4). Erst durch die zentrale Verarbeitung von Kontrollinformationen, geliefert von verschiedenen Messstellen können Gegenmaßnahmen im Vergleich auch an räumlich weit entfernten Stellen ohne Zeitverzug ergriffen werden. Eine nur lokale Steuerungslogik kann eine derartig komplexe Steuerungsfunktion nicht wahrnehmen.

Bei Anschluss einer entsprechend großen Zahl an Messgeräten muss der Server ausreichend dimensioniert werden, um eine sofortige Verarbeitung der dezentral angelieferten Daten sicherzustellen. Jedem der Messgeräte kann dabei ein eigener Prozess zugeordnet werden, der die Datenanlieferung verarbeitet. Des Weiteren erlaubt der gleichzeitige zentrale Vergleich verschiedener Messwerte mit zentralen Regeln eine Priorisierung für die eingeleiteten technischen Gegenmaßnahmen.

Die Positionierung der Messsensoren muss dergestalt erfolgen, dass eine zutreffende Messung möglich ist. Dafür ist bei ungünstigen Strömungsverhältnissen der Einsatz eines statischen Mixers vor dem Sensor erforderlich oder denkbar. Zum Ausgleich von Messungenauigkeiten kann über die Verwendung von mehreren Sensoren und Interpolation der Ergebnisse eine Verbesserung der Ergebnisgüte erreicht werden.

Die übertragenen Daten werden auf dem zentralen Server gespeichert. Wenn Daten über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stehen, kann aus den gesammelten Qualitätsdaten z.B. auf den Verschleißzustand (Korrosion) der Pipeline geschlossen werden und eine vorsorgende Instandhaltung angestoßen werden, bevor es zu einer Leckage oder einer Verstopfung kommt. Die Auswertung der gespeicherten Daten erfolgt automatisch.

Durch diesen Ansatz gibt es eine Reihe von Vorteilen, die im Folgenden aufgeführt werden.

So kann eine höhere Präzision und Sicherheit erreicht werden. Durch die integrierte und permanente Überwachung der Ölqualität wird ein erheblich höheres Sicherheits- und Transparenzniveau erreicht als durch die bisher üblichen analytischen Verfahren bzw. durch eine nur dezentrale Überwachung einzelner Betriebsparameter. Es erfolgt eine sofortige Alarmmeldung, wenn eine Überschreitung der definierten Grenzwerte erkannt wird. Gegenmaßnahmen werden zentral koordiniert und eingeleitet.

Weiterhin besteht die Möglichkeit der konsistenten Vergleiche. Durch die regelmäßige Auswertung der Daten in einem zentralen Server ist es möglich, Vergleiche über verschiedene Sensoren hinweg vorzunehmen und Qualitätsschwankungen sofort zu erkennen. Die Messsensoren (z.B. in Mikrowellentechnologie) werden an verschiedenen Punkten der Ölwertschöpfungskette installiert (siehe Diamanten in 1). Typische Installationspunkte sind: Am Bohrloch, beim Eigentumsübergang (custody transfer), an Bunker Stationen (Tank Farms), an der Raffinerie.

Weiterhin gibt es eine Transparenz über Unternehmensgrenzen hinweg. Aufgrund der einheitlichen Verarbeitungs- und Analysestruktur kann die Überwachung auch über verschiedene Unternehmen hinweg erfolgen. Dies ermöglicht eine schnellere und genauere Bewertung der erbrachten Güterlieferung und eine bessere Kontrolle und Schutz vor eventuellen Qualitätsmängeln des gelieferten Öls, die in der Folgeverarbeitung zu erheblichen Folgekosten führen können.

Auch ökonomische Vorteile wie eine höhere Preis- und Kostentransparenz können erreicht werden. Durch die direkte Messung der Ölkonsistenz und Ölqualität kann am Übergabepunkt vom Betreiber zum Anteilseigner sofort der korrekte Preis ermittelt werden. Damit kann die Rechnungsstellung technisch im selben Moment erfolgen. Dies schafft nicht nur Transparenz- und Genauigkeitsvorteile sondern verkürzt auch die Zahlungszyklen von rund 90 Tagen auf z.B. 5 Tage. Durch die insgesamt höhere Gesamttransparenz des Ölproduktionsprozesses ergibt sich insbesondere für vertikal stark integrierte Ölfirmen der Vorteil einer besseren Allokation der Ressourcen. Dies kann z.B. zur Folge haben, dass Rettungs- oder Instandhaltungsteams zu einem anderen Bohrloch bzw. Pipeline beordert werden als dies bei einer Suboptimierung der Fall wäre.

Weiterhin ist das System lernfähig. Die jetzt mögliche Verfügbarkeit, Speicherung, Strukturierung und Analyse von Daten erlaubt den Aufbau eines lernenden und selbstregulierenden Systems, das ständig seine Datenbasis und somit auch seine Entscheidungsregeln bzw. Entscheidungen selbst anpasst. So können die Daten bei Schäden oder Verstopfungen der Pipeline über eine Vielzahl von Fällen aufgezeichnet werden und es wird versucht Muster z.B. über Datamining oder intelligente Netze herauszufinden, die erkennen lassen, dass Schäden oder Verstopfungen kurz bevor stehen. Dieser Ansatz erlaubt es Vorhersagen zu treffen.

Die am einzelnen Messpunkt zu installierende Überwachungshardware kann mit Komponenten aufgebaut werden, die aus bekannten Baugruppen zusammengesetzt ist. Aufwändige und kostenintensive Spezialanfertigungen sind nicht notwendig. Dadurch kann das beschriebene Verfahren auch bei Verwendung von verschiedenen Messgeräten eingesetzt werden. Für die Übertragung der Daten an die zentrale Auswertungsstelle werden bestehende Netzwerkverbindungen oder GSM-Netze und deren Nachfolgetechnologien oder Satellitenverbindungen genutzt. Aufwändige Neuentwicklungen von Übertragungsverfahren oder Übertragungsprotokollen sind nicht notwendig.

Weiterhin kann ein geringes Ausfallrisiko erreicht werden. Durch die Nutzung eines Fehlergrenzwertes zur Erkennung möglicher Sensordefekte und der Verwendung von regelmäßigen Lebenszeichen der dezentralen Messstellen ist eine hohe Ausfallsicherheit gegeben.

Kurze Beschreibung der Figuren
Im Einzelnen zeigen
1 eine Prozesssicht von der Messung über die Überwachung zur Steuerung;
2 eine schematische Darstellung der Gesamtkonfiguration des Systems aus Informationstechnologie (IT)-Sicht
3 eine Messung und Übertragung an die zentrale Einheit von Messwerten
4 eine Übertragung von Steuerungsanweisungen an den dezentralen Regler
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden.
Die 1 zeigt die Verfahrensansicht von der Messung über die Überwachung bis zur Steuerung. Eine Reihe von Sensoren sind an unterschiedlichen Stellen der Ölförderung und Ölverarbeitung angeordnet. So sind Sensoren bei der Förderung auf der Bohrinsel beim Transport zur Verarbeitungsstätte und bei der Verarbeitungsstätte selber angeordnet. Weiterhin sind sie an Pipelines, Tankanlagen und der Raffinerie vorhanden. Alle diese Sensoren übertragen die Daten an ein zentrales System, das die Daten in einer Datenbank sichert. Diese Daten dienen zur Überwachung für Vorhersagen.
Die 2 zeigt die schematische Darstellung der Gesamtkonfiguration des Systems aus Informationstechnologie (IT)-Sicht.
Über Modems 1 verbundene Messsensoren (an beliebigen geographischen Lokationen) übertragen über eine Netzwerkstruktur 2 zur Datenübertragung (TCP/IP-basiertes Netzwerk) aus drahtlosen und drahtgebundenen Übertragungsstrecken die Sensordaten. Die zentrale Verarbeitungs- und Steuerungseinheit 3, die von allen Sensoren Daten empfängt bzw. an Regler und Ausgabegeräte Daten überträgt, speichert die Werte und gleicht diese mit zentralen Regeln ab. In einem zentralen Datenspeicher 4 werden alle Messdaten gespeichert. Ferner sind Regler 5, die durch Modems (analog #1)(digital ist ebenfalls möglich) mit dem Netzwerk verbunden sind und vom Server aus angesteuert werden vorhanden, um im Einzelfall die Mischung des Öls zu verändern. Ferner sind Drucker 6 zur Dokumentation von Verarbeitungsschritten und zur Ausgabe von Alarmmeldungen vorhanden. Datensichtgeräte 7 dienen zur Ausgabe von Alarmmeldungen, zur Anzeige und Kontrolle des Systemstatus sowie zur Durchführung von detaillierten Analysen.
Die 3 zeigt eine Messung und Übertragung an die zentrale Einheit. In bzw. an einem ölführenden Behältnis 1 (z.B. Pipeline) ist eine Messsonde 2 (z.B. mikrowellenbasierter Multiflowmeter) angeordnet. Daran ist ein Terminal Server 3 mit Umsetzung von RS-232 o.ä. seriellem Datenoutput in einen TCP/IP Datenstrom angeschlossen, um die Daten über ein Modem 4 zur Datenübertragung zum zentralen Server 5 (über Ethernet, GSM/UMTS oder Satellit) zu senden.
Die 4 zeigt die Übertragung von Steuerungsanweisungen an einen dezentralen Regler. Über eine Datenverbindung 1 besteht Kontakt zum zentralen Server. Ein Modem 2 dient zur Datenübertragung zum zentralen Server (über Ethernet, GSM/UMTS oder Satellit). Ein Terminal Server 3 ist mit der Umsetzung von TCP/IP-Datenstrom in einen seriellen RS-232 (auch RS-485 o.ä.) Datenstrom beauftragt. Ein mechanischer Antrieb Regler (Mischer, Sperrventil, etc.) 4 steuert den Fluss im ölführenden Behältnis 5 (z.B. Pipeline) mit einem Regelmechanismus.

Claims

Vorrichtung zur Überwachung der Qualität von Rohöl und raffinerierten Petroleumprodukten zur Vermeidung von lokalen Produktionsproblemen, umfassend – Eine Mehrzahl von Sensoren an einer Pipeline oder einem Transport- oder Lagerbehältnis, die die erhobenen Daten per Datenübertragung an eine zentrale Auswertungsstelle in Echtzeit leiten, – die zentrale Auswertungsstelle umfasst Mittel, um die Daten der Sensoren zu empfangen und um in Echtzeit eine Bewertung vorzunehmen, – die zentrale Auswertungsstelle weist Mittel auf, um bei einer ermittelten Grenzwertüberschreitung unmittelbar automatische Gegenmaßnahmen durch ferngesteuerte Betätigung von Reglern einzuleiten oder diese an einem Datensichtgerät oder Drucker auszugeben.
Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Sensoren eine oder mehrere der folgenden Werte messen: Ölgehalt, Wassergehalt, Salzgehalt, Temperatur, Schwefelgehalt.
Die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zentrale Auswertungsstelle auf der Basis der Messwerte die Ventile oder Pumpen steuert und ein Mischen, Regeln (auch Sperren von Leitungen) ermöglicht, so dass die Qualität innerhalb der Grenzwerte liegt.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoren Mikrowellensensoren sind, die eine berührungsfreie Onlinemessung vornehmen.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoren über Funk oder Kabel mit der Zentrale verbunden sind, wobei beim Funk GSM (oder Nachfolgetechnologie wie GPRS oder UMTS) oder Sattelitenverbindungen eingesetzt wird.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zentrale Auswertungsstelle auf der Basis von Regeln, Lernverfahren oder Systemzuständen die Grenzwertbestimmung vornimmt.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoren an einem oder mehreren der folgenden Punkte angeordnet sind: Am Punkt der Ölallokation, am Punkt des Pipeline-Managements bei verschiedenen Parteien und Nutzern, am Punkt des sog. Custody Transfers, am Punkt der Tankhaltung der sog. Tank Farms, am Punkt der Befüllung von Tankerschiffen, am Punkt der Übergabe von der Raffinierie zum Weitertransport sowie bei allen weiteren Übergabepunkten des raffinerierten Produkts.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Grenzwerte für jeden der selektierten Messparameter als Schwankung in der Zeit von einem Startwert, als Abweichung zwischen verschiedenen Sensoren (auch mit einer Zeitkorrektur für die Fließgeschwindigkeit), als Schnelligkeit der Veränderung von Messwerten oder die absolute Über- oder Unterschreitung eines Schwellwerts definiert sind.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedem Sensor ein minimaler Fehlergrenzwert zur Funktionsüberwachung zugewiesen ist, wobei der Grenzwert unterhalb jedes im Betrieb möglichen Messwertes gelegt ist, so dass im Falle eines Sensordefekts oder einer Unterbrechung der Sensorleitung dieser durch den zentralen Server als eine Fehlfunktion des Sensors interpretiert.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Ausgleich von Messungenauigkeiten über die Verwendung von mehreren Sensoren und Interpolation der Ergebnisse eine Verbesserung der Ergebnisgüte erreicht wird.
Die Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenn Daten über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stehen, wird aus den gesammelten Qualitätsdaten automatisch auf den Verschleißzustand (Korrosion) der Pipeline geschlossen und es werden Meldungen erzeugt, um eine vorsorgende Instandhaltung automatisch anzustoßen, bevor es zu einer Leckage oder einer Verstopfung kommt.
Verfahren zur Überwachung der Qualität von Rohöl und raffinerierten Petroleumprodukten zur Vermeidung von lokalen Produktionsproblemen, umfassend die folgenden Schritte: – Übermittlung von Daten einer Mehrzahl von Sensoren an einer Pipeline oder einem Transport- oder Lagerbehältnis in Echtzeit, die die erhobene Daten per Datenübertragung an eine zentrale Auswertungsstelle in Echtzeit leiten, – Bewertung der Daten der Sensoren durch die zentrale Auswertungsstelle und um in Echtzeit eine Bewertung vorzunehmen, – Durchführen von automatischen Gegenmaßnahmen bei einer ermittelten Grenzwertüberschreitung durch ferngesteuerte Betätigung von Reglern oder durch Ausgabe an ein Datensichtgerät oder Drucker.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei die Sensoren eine oder mehrere der folgenden Werte messen: Ölgehalt, Wassergehalt, Salzgehalt, Temperatur, Sulphatgehalt.
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei die zentrale Auswertungsstelle auf der Basis der Messwerte die Ventile oder Pumpen steuert und ein Mischen ermöglicht, so dass die Qualität innerhalb der Grenzwerte liegt.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Sensoren Ultraschallsensoren sind.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Sensoren über Funk oder Kabel mit der Zentrale verbunden sind, wobei beim Funk GSM oder Sattelitentelefon eingesetzt wird.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Sensoren und die Sendeeinrichtung mit veränderbaren lokalen Grenzwerten voreingestellt werden und nur dann eine Datenübertragung in Echtzeit stattfindet, wenn die lokalen Grenzwerte überschritten werden, um so den Datenaustausch zu verringern.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die zentrale Auswertungsstelle auf der Basis von Regeln, Lernverfahren oder Systemzuständen die Grenzwertbestimmung vornimmt.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Sensoren an einem oder mehreren der folgenden Punkte angeordnet sind:
Am Punkt der Ölallokation, am Punkt des Pipeline-Managements bei verschiedenen Parteien und Nutzern, am Punkt des sog. Custody Transfers, am Punkt der Tankhaltung der sog. Tank Farms, am Punkt der Befüllung von Tankerschiffen, am Punkt der Übergabe von der Raffinierie zum Weitertransport sowie bei allen weiteren Übergabepunkten des raffinerierten Produkts.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Grenzwerte für jeden der selektierten Messparameter als Schwankung in der Zeit von einem Startwert, als Abweichung zwischen verschiedenen Sensoren (auch mit einer Zeitkorrektur für die Fließgeschwindigkeit), als Schnelligkeit der Veränderung von Messwerten oder die absolute Über- oder Unterschreitung eines Schwellwerts definiert werden.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei jedem Sensor ein minimaler Fehlergrenzwert zur Funktionsüberwachung zugewiesen ist, wobei der Grenzwert unterhalb jedes im Betrieb möglichen Messwertes gelegt ist, so dass im Falle eines Sensordefekts oder einer Unterbrechung der Sensorleitung dieser durch den zentralen Server als eine Fehlfunktion des Sensors interpretiert.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei zum Ausgleich von Messungenauigkeiten über die Verwendung von mehreren Sensoren und Interpolation der Ergebnisse eine Verbesserung der Ergebnisgüte erreicht wird.
Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei wenn Daten über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stehen, aus den gesammelten Qualitätsdaten automatisch auf den Verschleißzustand (Korrosion) der Pipeline geschlossen wird und eine vorsorgende Instandhaltung automatisch angestoßen wird, bevor es zu einer Leckage oder einer Verstopfung kommt.