RU2242720C1

RU2242720C1 - Device for metering oil and oil products

Info

Publication number: RU2242720C1
Application number: RU2003111529/28A
Authority: RU
Inventors: М.М. Гареев (RU); М.М. Гареев; И.Ю. Хасанов (RU); И.Ю. Хасанов; Р.З. Нагаев (RU); Р.З. Нагаев; В.А. Кратиров (RU); В.А. Кратиров; Н.Н. Хазиев (RU); Н.Н. Хазиев
Original assignee: ОАО "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы им. Д.А.Черняева"; ООО Научно-производственный центр "Шэрыкъ"
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-12-20

Abstract

FIELD: measuring engineering.

SUBSTANCE: device has gas separator made of a section of pipe provided with inner nozzle made of longitudinal plates. The gas pipeline made of gas separator is provided with gas gate.

EFFECT: enhanced accuracy.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при измерении количества нефти и нефтепродуктов на объектах нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих и транспортирующих нефть и нефтепродукты предприятиях.The invention relates to the oil and oil refining industry and can be used to measure the amount of oil and oil products at oil production, oil refining and oil and oil products transporting enterprises.

Известна установка для измерения количества нефти и нефтепродуктов (патент №2104497, кл. G 01 F 1/34, 1/86, опубликован 10.02.98), содержащая блок измерительных линий со счетчиками объема, блок контроля качества, соединенный входным и выходным трубопроводами, регулирующее устройство перепада давления между входным и выходным трубопроводами, блок обработки информации. Перепад давления между входным и выходным трубопроводами создается путем размещения сопла. При движении газожидкостной смеси через сопло отсутствует четкая зависимость между ее расходом и перепадом давления, что значительно снижает точность определения количества нефти и нефтепродуктов.A known installation for measuring the amount of oil and oil products (patent No. 2104497, class G 01 F 1/34, 1/86, published 02/10/98), containing a block of measuring lines with volume counters, a quality control unit connected by input and output pipelines, differential pressure control device between inlet and outlet pipelines, information processing unit. The pressure differential between the inlet and outlet pipelines is created by placing a nozzle. When the gas-liquid mixture moves through the nozzle, there is no clear relationship between its flow rate and pressure drop, which significantly reduces the accuracy of determining the amount of oil and oil products.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является установка для учета нефти и нефтепродуктов (Фаткутдинов А.Ш., Слепян М.А. и др. Автоматизированный учет нефти и нефтепродуктов при добыче, транспорте и переработке. - М.: ООО “Недра-Бизнес-Центр”, 2002, с.13-21, рис.1.1). Установка для учета нефти и нефтепродуктов содержит нефтепровод, блок фильтров, блок измерительных линий со счетчиками для измерения объема жидкости, блок контроля качества, турбопоршневую поверочную установку, блок обработки информации.The closest analogue to the claimed invention is the installation for accounting of oil and oil products (Fatkutdinov A.Sh., Slepyan MA, etc. Automated metering of oil and oil products during production, transportation and processing. - M .: Nedra-Business- LLC Center ”, 2002, p.13-21, fig.1.1). The installation for accounting for oil and oil products contains an oil pipeline, a filter unit, a unit of measuring lines with counters for measuring the volume of liquid, a quality control unit, a turbo piston calibration unit, and an information processing unit.

Блок контроля качества позволяет отобрать среднюю пробу за определенное время и в потоке определить показатели качества нефти или нефтепродуктов, в том числе содержание свободного газа в перекачиваемой жидкости. Содержание свободного газа определяют периодически, и результаты используют для корректировки измеренного объема нефти или нефтепродукта.The quality control unit allows you to take an average sample for a certain time and determine the quality indicators of oil or oil products in the stream, including the content of free gas in the pumped liquid. The free gas content is determined periodically, and the results are used to adjust the measured volume of oil or oil product.

Недостатком такой установки для учета нефти и нефтепродуктов является снижение точности определения количества нефти и нефтепродукта из-за периодического определения количества свободного газа и внесения поправки на количество нефти и нефтепродукта по результатам таких определений. При этом количество свободного газа в жидкости может изменяться во времени, свободный газ может находиться в трубопроводе в разделенном от жидкости состоянии. В таких случаях невозможно достоверно определить количество свободного газа в жидкости известными устройствами для определения количества нефти или нефтепродукта.The disadvantage of such an installation for accounting for oil and oil products is the decrease in the accuracy of determining the amount of oil and oil product due to periodic determination of the amount of free gas and adjustments for the amount of oil and oil product based on the results of such determinations. In this case, the amount of free gas in the liquid can vary over time, the free gas can be in the pipeline in a state separated from the liquid. In such cases, it is impossible to reliably determine the amount of free gas in a liquid by known devices for determining the amount of oil or oil product.

Задачей настоящего технического предложения является повышение точности измерения объема жидкости, достоверности и надежности учета количества нефти и нефтепродукта при транспортировании их по трубопроводам.The objective of this technical proposal is to increase the accuracy of measuring the volume of liquid, the reliability and reliability of accounting for the amount of oil and oil product when transporting them through pipelines.

Технический результат, ведущий к решению поставленной задачи - это исключение влияния свободного газа в нефти и нефтепродукте на точность учета их количества для учета нефти и нефтепродукта при перекачке по трубопроводам.The technical result leading to the solution of the problem is the exclusion of the influence of free gas in oil and oil product on the accuracy of accounting for their quantity to account for oil and oil product during pumping through pipelines.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для учета нефти и нефтепродукта, включающей нефте-продуктопровод, блок измерительных линий со счетчиками для измерения объема жидкости, блок контроля качества для отбора средней пробы перекачиваемой жидкости и определения показателей качества жидкости на потоке, турбопоршневую поверочную установку для периодического контроля точности измерения объема жидкости, блок обработки информации, полученной в процессе проведения измерения, согласно изобретению, установка снабжена газосепаратором, установленным перед блоком фильтров и блоками учета нефти или нефтепродуктов по ходу продукта в нефтепродуктопровод и соединенного газопроводом для возврата газа в нефте-продуктопровод, снабженного газовой заслонкой. Газосепаратор выполнен из трубы с насадкой в виде кассет из наклонных продольных пластин, размещенных под расчетным углом и на расстоянии друг от друга в зависимости от физико-химических свойств перекачиваемого продукта, и гидродинамики потока.The specified technical result is achieved by the fact that in a known installation for metering oil and oil product, including an oil product pipeline, a block of measuring lines with counters for measuring the volume of liquid, a quality control unit for taking an average sample of the pumped liquid and determining the quality of the liquid in the stream, turbo piston installation for periodically monitoring the accuracy of measuring the volume of liquid, a unit for processing information obtained during the measurement, according to the invention, ION is provided with a gas separator located upstream of the filter unit and the oil metering units of product or petroleum oil pipeline in the course of the pipeline and connected to the return gas in the oil pipeline equipped with a gas valve. The gas separator is made of a pipe with a nozzle in the form of cartridges of inclined longitudinal plates placed at a design angle and at a distance from each other, depending on the physicochemical properties of the pumped product, and the flow hydrodynamics.

Газосепаратор, установленный перед блоком фильтров, обеспечивает освобождение от свободного газа нефти или нефтепродукта перед измерением их объема, что устраняет ошибку, возникающую при измерении объема нефти или нефтепродукта вместе с свободным газом.A gas separator installed in front of the filter block ensures that the oil or oil product is free from free gas before measuring their volume, which eliminates the error that occurs when measuring the volume of oil or oil product with free gas.

Отделенный газ из сепаратора, минуя блок измерительных линий и блок контроля качества, по газопроводу снова возвращается в нефтепродуктопровод за точкой возврата жидкости после измерения объема и определения показателей качества.The separated gas from the separator, bypassing the block of measuring lines and the quality control block, returns through the gas pipeline to the oil pipeline behind the liquid return point after measuring the volume and determining quality indicators.

Известны отстойники с наклонными перегородками (А. Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1960, стр.206, 207, рис.120, 122). В горизонтальных и вертикальных емкостных аппаратах используются наклонные перегородки с небольшим расстоянием между перегородками. Такие аппараты более компактны и эффективны, так как процесс разделения отстаиванием значительно ускоряется. Однако эти аппараты в условиях транспортирования жидкости по трубопроводам не могут быть использованы.Known sedimentation tanks with inclined partitions (A. G. Kasatkin. The main processes and apparatuses of chemical technology. - M .: State Scientific and Technical Publishing House of Chemical Literature, 1960, p. 206, 207, fig. 120, 122). In horizontal and vertical capacitive devices, inclined partitions are used with a small distance between the partitions. Such devices are more compact and efficient, since the separation process by sedimentation is significantly accelerated. However, these devices cannot be used under conditions of fluid transportation through pipelines.

В предлагаемом газосепараторе, представляющим собой участок трубы, снабженный насадкой в виде кассет из наклонных продольных пластин, последние размещены внутри трубы под углом в пределах 40-50°, а расстояние между пластинами находится в пределах 80-120 мм и определяют их с учетом физико-химических свойств перекачиваемого продукта и гидродинамических условий внутри газосепаратора: вязкости, содержания примесей, скорости потока, давления, температуры. Пластины с учетом внутреннего корпуса газосепаратора собираются в виде кассеты длиной с учетом жесткости и массы кассеты в собранном виде. Собранная кассета вводится в корпус газосепаратора и фиксируется ее положение. В корпусе газосепаратора может быть размещено последовательно несколько кассет. Кассеты внутри корпуса газосепаратора закрепляют так, чтобы предупредить смещение кассет во время транспортирования после изготовления до места размещения и работы газосепаратора. Габариты газосепаратора и число кассет определяются с учетом требований к степени очистки продукта от содержания свободного газа и свойств продукта.In the proposed gas separator, which is a pipe section equipped with a nozzle in the form of cassettes of inclined longitudinal plates, the latter are placed inside the pipe at an angle in the range of 40-50 °, and the distance between the plates is in the range of 80-120 mm and determine them taking into account the physical chemical properties of the pumped product and hydrodynamic conditions inside the gas separator: viscosity, impurity content, flow rate, pressure, temperature. The plates, taking into account the inner case of the gas separator, are assembled in the form of a cassette length, taking into account the rigidity and mass of the cassette in assembled form. The assembled cartridge is inserted into the gas separator body and its position is fixed. Several cassettes can be placed sequentially in the gas separator case. The cassettes inside the gas separator case are fixed so as to prevent the displacement of the cassettes during transportation after manufacture to the place of placement and operation of the gas separator. The dimensions of the gas separator and the number of cartridges are determined taking into account the requirements for the degree of purification of the product from the content of free gas and the properties of the product.

Выполнение газосепаратора в виде трубной конструкции обеспечивает работу газосепаратора при высоких давлениях с минимальными затратами, при рабочем давлении нефтепродуктопровода.The implementation of the gas separator in the form of a pipe design provides the gas separator at high pressures with minimal cost, at the working pressure of the oil product pipeline.

Начинка газосепаратора из наклонных продольных пластин, упакованных в кассеты, обеспечивает эффективную работу по выделению свободного газа из объема жидкости при меньших размерах газосепаратора, уменьшает затраты на газосепаратор, упрощает техническое обслуживание, повышает надежность работы газосепаратора.The filling of the gas separator from inclined longitudinal plates packed in cassettes provides efficient work for the release of free gas from the liquid volume with smaller sizes of the gas separator, reduces the costs of the gas separator, simplifies maintenance, and increases the reliability of the gas separator.

Схема установки для учета нефти и нефтепродуктов приведена на фиг.1.The installation diagram for accounting of oil and oil products is shown in figure 1.

На фиг.2 приведено поперечное сечение газосепаратора с наклонными продольными пластинами.Figure 2 shows a cross section of a gas separator with inclined longitudinal plates.

Установка для учета нефти и нефтепродуктов содержит нефтепродуктопровод 1, блок фильтров 2 для улавливания механических примесей, блок измерительных линий 3 со счетчиками для измерения объема жидкости, блок контроля качества 4 для отбора средней пробы перекачиваемой жидкости и определения показателей качества жидкости в потоке, турбопоршневую поверочную установку 5 для периодического контроля точности измерения объема жидкости, блок обработки информации 6, полученной в процессе проведения измерения, газосепаратор 7, газовую заслонку 8, газопровод 9, задвижек 10-17 (указаны не все задвижки). Газосепаратор 7 содержит кассеты 18 (фиг.2), пластины 19, фиксаторы 20.The installation for metering oil and oil products contains an oil product line 1, a filter unit 2 for collecting mechanical impurities, a unit for measuring lines 3 with counters for measuring the volume of liquid, a quality control unit 4 for taking an average sample of the pumped liquid and determining the quality of the liquid in the stream, a turbo piston calibration unit 5 for periodically monitoring the accuracy of measuring the volume of liquid, a unit for processing information 6 obtained during the measurement process, a gas separator 7, a gas shutter 8, azoprovod 9, valves 10-17 (do not all valves). The gas separator 7 contains a cartridge 18 (figure 2), the plate 19, the clips 20.

Установка для учета нефти и нефтепродуктов подключается к нефтепродуктопроводу 1, который перекрывают задвижкой 16 и на отводах с задвижками 14 и 15 подключают газосепаратор 7. Продукт, перекачиваемый по нефтепродуктопроводу при закрытой задвижке 16 и открытых задвижках 14 и 15, проходит через газосепаратор 7 и снова возвращается в нефтепродуктопровод 1. При этом в газосепараторе 7 свободный газ отделяется от нефти или нефтепродукта и через газовую заслонку 8 по газопроводу 9 возвращается в нефтепродуктопровод за точкой подсоединения отвода с задвижкой 13. При закрытых задвижках 10 и 11 нефть или нефтепродукт без свободного газа при открытой задвижке 12 поступает в блок фильтров 2, где улавливаются механические примеси, которые могут повредить турбинные счетчики. После блока фильтров 2 нефть или нефтепродукт проходит через блок измерительных линий 3, где измеряется объем проходящей жидкости, давление и температура, при которых измеряется объем жидкости (нефти или нефтепродукта). После блока измерительных линий 3 продукт поступает в блок контроля качества 4, где отбирается средняя проба за установленное время, измеряются параметры качества: плотность нефти или нефтепродукта, содержание воды, солей, свободного газа и других примесей в продукте. После блока контроля качества продукт по отводу с задвижкой 13 возвращается в нефтепродуктопровод 1 и далее транспортируется до потребителя.The installation for accounting of oil and oil products is connected to the oil pipeline 1, which is closed by a valve 16 and on the branches with valves 14 and 15 connect a gas separator 7. The product pumped through the oil pipeline with a closed valve 16 and open valves 14 and 15 passes through the gas separator 7 and returns again to the oil product pipeline 1. At the same time, in the gas separator 7, free gas is separated from the oil or oil product and through the gas damper 8 through the gas pipeline 9 is returned to the oil product beyond the point of connection of the outlet engine 13. With closed valves 10 and 11, the oil or oil product without free gas at valve opening 12 flows into the filter unit 2, where trapped mechanical impurities which may damage turbine meters. After the filter block 2, the oil or oil product passes through the block of measuring lines 3, where the volume of the passing liquid is measured, pressure and temperature at which the volume of the liquid (oil or oil product) is measured. After the unit of measuring lines 3, the product enters the quality control unit 4, where the average sample is taken for the set time, quality parameters are measured: the density of the oil or oil product, the content of water, salts, free gas and other impurities in the product. After the quality control unit, the outlet product with valve 13 is returned to the oil product pipeline 1 and then transported to the consumer.

Информация о результатах измерений на блоках 3 и 4 поступает в блок обработки информации 6, где определяется масса нефти или нефтепродукта - брутто и вычитанием из массы - брутто массу примесей определяется масса продукта - нетто.Information about the measurement results on blocks 3 and 4 goes to the information processing unit 6, where the mass of oil or oil product is determined - gross and subtraction from the mass - gross mass of impurities is determined by the mass of the product - net.

Турбопоршневая поверочная установка 5 используется для периодической поверки турбинных счетчиков на измерительных линиях.Turbo-piston calibration unit 5 is used for periodic calibration of turbine meters on measuring lines.

Выполнение газосепаратора из трубы позволяет использовать его в условиях работы нефтепродуктопровода при высоком давлении, повышает надежность и безопасность работы. Размещение внутри корпуса газосепаратора наклонных продольных пластин обеспечивает жесткость кассеты из пластин и уменьшает путь движения пузырьков газа от низа до верха корпуса газосепаратора, что ускоряет отделение свободного газа от жидкости. В целом, например, в газосепараторе диаметром 700 мм при расстоянии между наклонными пластинами 100 мм время всплытия пузырьков газа от нижней пластины до вышенаходящейся меньше в семь раз по сравнению с временем всплытия пузырька газа от нижней образующей до верхней образующей корпуса сепаратора.The implementation of the gas separator from the pipe allows you to use it in the conditions of the oil product at high pressure, increases the reliability and safety of work. Placing inclined longitudinal plates inside the gas separator body ensures rigidity of the cartridge cassette and reduces the path of gas bubbles from the bottom to the top of the gas separator body, which accelerates the separation of free gas from the liquid. In general, for example, in a gas separator with a diameter of 700 mm and a distance between the inclined plates of 100 mm, the time for the emergence of gas bubbles from the lower plate to the higher one is seven times less than the time for the rise of the gas bubble from the lower generatrix to the upper generatrix of the separator body.

Пластины могут быть металлические или из достаточно плотного полимерного материала.The plates may be metal or of a sufficiently dense polymeric material.

Корпус газосепаратора может быть изготовлен из трубы диаметром, равным диаметру нефтепродуктопровода или из трубы большого диаметра.The gas separator case can be made of a pipe with a diameter equal to the diameter of the oil product pipeline or of a large diameter pipe.

Отдельный свободный газ накапливается в верхней части газосепаратора и через газовую заслонку 8 и по газопроводу 9 с задвижкой 17 поступает в нефтепродуктопровод за точкой подсоединения патрубка с задвижкой 13.Separate free gas accumulates in the upper part of the gas separator and through the gas damper 8 and through the gas pipeline 9 with a valve 17 enters the oil product line beyond the connection point of the nozzle with a valve 13.

Газовая заслонка 8 находится открытой только в газовой среде и пропускает газ, а при появлении жидкости газовая заслонка закрывается и не допускает прохождение жидкости по газопроводу 9, минуя установки учета.The gas damper 8 is open only in a gas environment and allows gas to pass through, and when liquid appears, the gas damper closes and prevents the passage of fluid through the gas pipeline 9, bypassing the metering unit.

В качестве газовой заслонки может быть использовано любое надежно работающее устройство.As a gas damper, any reliably working device can be used.

На объектах добычи нефти газ из газосепаратора может быть направлен в систему сбора и утилизации газа.At oil production facilities, gas from the gas separator can be sent to the gas collection and utilization system.

Таким образом установка для учета нефти и нефтепродукта с предлагаемым газосепаратором позволяет измерять количество нефти и нефтепродуктов, исключив влияние содержащегося в нефти и нефтепродукте свободного газа. Газосепаратор улавливает свободный газ, движущийся в нефтепродуктопроводе в виде газовых пробок, отдельного слоя или пузырьков в объеме жидкости. При этом повышается точность, достоверность и надежность учета количества нефти и нефтепродуктов при транспортировании по нефтепродуктопроводам.Thus, the installation for accounting of oil and oil product with the proposed gas separator allows you to measure the amount of oil and oil products, eliminating the influence of free gas contained in the oil and oil product. The gas separator captures free gas moving in the oil pipeline in the form of gas plugs, a separate layer or bubbles in the liquid volume. This increases the accuracy, reliability and reliability of accounting for the amount of oil and oil products during transportation through oil pipelines.

Claims

1. Installation for accounting of oil and oil products, including an oil pipeline, a filter unit for collecting mechanical impurities, a unit of measuring lines with counters for measuring the volume of liquid, a quality control unit for taking an average sample of the pumped liquid and determining the quality of the liquid in the stream, a turbo piston calibration unit for periodic control of the accuracy of measuring the volume of liquid, the processing unit of information obtained during the measurement, characterized in that the installation is equipped with in gas separator located upstream of the filter unit and the oil metering units or oil along the product pipeline and connected to the return gas in the oil pipeline equipped with a gas valve.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the gas separator is made of a pipe with a nozzle in the form of cassettes of inclined longitudinal plates placed at a design angle and at a distance from each other, depending on the physicochemical properties of the pumped product and the flow hydrodynamics.