RU2689458C1 - Method for oil compounding and system for its implementation - Google Patents

Method for oil compounding and system for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2689458C1
RU2689458C1 RU2018115662A RU2018115662A RU2689458C1 RU 2689458 C1 RU2689458 C1 RU 2689458C1 RU 2018115662 A RU2018115662 A RU 2018115662A RU 2018115662 A RU2018115662 A RU 2018115662A RU 2689458 C1 RU2689458 C1 RU 2689458C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
quality
static mixer
unit
compounding
Prior art date
Application number
RU2018115662A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Александрович Ревель-Муроз
Яков Михайлович Фридлянд
Владимир Иванович Воронов
Максим Николаевич Казанцев
Сергей Николаевич Замалаев
Андрей Алексеевич Новиков
Федор Владимирович Тимофеев
Марат Равильевич Гильманов
Андрей Александрович Кузнецов
Георгий Петрович Хованов
Александр Владимирович Горохов
Андрей Юрьевич Вакаев
Леонид Маркович Беккер
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Акционерное общество "Институт по проектированию магистральных трубопроводов" (АО "Гипротрубопровод")
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт трубопроводного транспорта" (ООО "НИИ Транснефть")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть"), Акционерное общество "Институт по проектированию магистральных трубопроводов" (АО "Гипротрубопровод"), Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт трубопроводного транспорта" (ООО "НИИ Транснефть") filed Critical Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Priority to RU2018115662A priority Critical patent/RU2689458C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2689458C1 publication Critical patent/RU2689458C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00Control of flow ratio
    • G05D11/02Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material

Abstract

FIELD: transportation.SUBSTANCE: invention relates to the field of pipeline transport, namely to methods for compounding of oil with various physical and chemical properties, including at transportation of high-paraffin, high-viscous oil and oil with high content of sulfur. In particular, disclosed is oil compounding system, characterized by that it includes mixing unit, oil quality measurement unit, shutoff-control valves and unit for analysis and control of oil mixture quality. Mixing unit comprises an adjustable or non-adjustable static mixer, a sampler and branch pipes for measuring pressure and temperature. Sampler comprises at least five tubes, which are hydraulically connected to unit for measuring amount of oil, data from which are transmitted via information channels to analysis unit and control of mixing quality, which provides control of drives of shutoff and control valves and static mixer, when using adjustable static mixer.EFFECT: disclosed invention provides homogeneity and stability of oil quality indicators during compounding of oils of different classes.9 cl, 1 tbl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, а именно к способам компаундирования нефти с различными физико-химическими свойствами, в том числе при обеспечении транспортировки высокопарафинистой, высоковязкой нефти и нефти с высоким содержанием серы.The invention relates to the field of pipeline transport, and in particular to methods of compounding oil with different physico-chemical properties, including the provision of transportation of high-paraffin, high-viscosity oil and oil with high sulfur content.

Из уровня техники известна полезная модель «устройство для автоматического управления процессом компаундирования нефтепродуктов» (патент RU 121605 U1, МПК G05D 11/00, опубл. 27.10.2012), в которой раскрыто устройство для автоматического управления процессом компаундирования нефтепродуктов, содержащее в каждом канале насосные агрегаты компонентов, последовательно соединенные трубопроводом через расходомеры с соответствующими входами смесителя, сравнивающие устройства, входы которых подключены к расходомерам и устройству задания рецептуры, при этом, в каждый канал введены устройства управления насосными агрегатами, входы которых подключены к выходам сравнивающих устройств, а выходы - к насосным агрегатам.The prior art known utility model "device for automatic control of the process of compounding petroleum products" (patent RU 121605 U1, IPC G05D 11/00, publ. 10/27/2012), which discloses a device for automatic control of the process of compounding petroleum products, containing in each channel pumping units of components, connected in series through pipelines through flowmeters with corresponding inputs of the mixer, comparing devices whose inputs are connected to flowmeters and a recipe job device, at ohm, in each channel, control devices for pumping units are introduced, the inputs of which are connected to the outputs of the comparison devices, and the outputs to the pumping units.

Недостаток заключается в том, что данное техническое решение обеспечивает смешение разных по физико-химическим свойствам потоков за счет давления от насосов, при этом отсутствует какой-либо контроль за однородностью отгружаемой смеси нефти.The disadvantage is that this solution provides a mixture of different physicochemical properties of the flows due to the pressure from the pumps, while there is no control over the uniformity of the oil mixture being shipped.

Из уровня техники известно изобретение «система компаундирования высокосернистых нефтей по нескольким направлениям перекачки смешанного потока» (патент RU 2580909 С2, МПК G05D 11/2, опубл. 10.04.2016) в котором раскрыта система управления процессом компаундирования нефти, содержащая два и более направления транспортировки, содержащая установленные в каждом из нефтепроводов по каждому направлению для транспортирования нефти измеритель параметров потока нефти, измеритель расхода, измеритель плотности нефти и средство регулирования расхода нефти, установленные в каждом нефтепроводе для смешанного потока измеритель расхода нефти, измеритель плотности, измеритель содержания серы, выходы указанных измерителей соединены с входами блока управления, выходы которого связаны со средствами регулирования расхода нефти, при этом, содержит вычислитель коэффициентов соотношения расходов нефти в каждом транспортируемом потоке и в смешанном потоке, вычислитель коэффициентов соотношения плотности нефти в каждом транспортируемом потоке и в смешанном потоке, вычислитель значения требуемой производительности компаундирования в реальном режиме времени по направлениям перекачки, необходимого для контроля выполнения плана, входы указанных вычислителей соединены с измерителями расхода и плотности, а выходы вычислителей соединены с входами блока управления.The prior art “Invention Compounding of Sour Oil in Several Mixed Flow Transfer Directions” (patent RU 2580909 C2, IPC G05D 11/2, publ. 04.04.2016) which discloses a process for compounding oil containing two or more directions of transportation containing installed in each of the pipelines in each direction for the transportation of oil gauge parameters of the flow of oil, flow meter, measuring the density of oil and control flow of oil, An oil flow meter, a density meter, a sulfur content meter, the outputs of these meters connected to the inputs of the control unit, the outputs of which are connected to the means of controlling the oil flow, in each oil pipeline for the mixed flow, contains the calculator of the ratio of oil flow rates in each transported flow and in the mixed stream, calculator of the ratio of the density of oil in each transported stream and in the mixed stream, calculator of the required n compounding level of performance in real-time directions for pumping required to control the execution plan, the inputs of said calculators connected with calipers flow and density, and the outputs of calculators connected to inputs of the control unit.

Недостатки системы заключаются в том, что при ее применении не обеспечивается однородность и в связи с этим высокая стабильность показателей качества отгружаемой нефти.The disadvantages of the system lie in the fact that its use does not ensure uniformity and, therefore, high stability of the quality indicators of the shipped oil.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение недостатков, упомянутых выше, а также повышение точности регулирования процессом смешения, обеспечение компаундирования нефтей с различными физико-химическими свойствами в автоматическом режиме, в том числе нефти с высоким содержанием серы и парафина при одновременной или поочередной перекачке смешанного потока по нескольким магистральным трубопроводам, в качестве самостоятельной системы или подсистемы площадочного объекта, при организации процесса компаундирования и перераспределения транспортируемых потов нефти различных типов и классов.The task of the invention is to eliminate the disadvantages mentioned above, as well as improving the accuracy of regulating the mixing process, ensuring the compounding of oils with different physicochemical properties in an automatic mode, including oil with high sulfur and paraffin while simultaneously or alternately pumping the mixed stream main pipelines, as an independent system or subsystem of a site facility, when organizing the process of compounding and Tests of transported sweats of oil of various types and classes.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в обеспечении однородности и стабильности показателей качества нефти при компаундировании нефтей различных классов (по содержанию серы) и типов (по отношению к плотности) в точке приема и перераспределения нефти от организаций, осуществляющих ее добычу и поставку, в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51858, с одновременным снижением сроков выполнения работ по компаундированию.The technical result achieved in the implementation of the invention is to ensure the uniformity and stability of the quality indicators of oil when compounded oils of various classes (in sulfur content) and types (with respect to density) at the point of reception and redistribution of oil from organizations engaged in its production and supply, in accordance with the requirements of GOST R 51858, with a simultaneous reduction in the timing of the work on compounding.

Поставленная задача достигается тем, что система компаундирования нефтей включает в себя смешивающий блок, блок измерения качества нефти, запорно-регулирующую арматуру и блок анализа и управления качеством смеси нефти, при этом смешивающий блок содержит по меньшей мере статический смеситель, пробоотборник и патрубки для проведения замеров давления и температуры, причем пробоотборник содержит по меньшей мере пять трубок, которые гидравлически связаны блоком измерения количества нефти, данные с которого по информационным каналам передаются в блок анализа и управления качеством смешения, который обеспечивает управление приводами запорно-регулирующей арматуры и статического смесителя.The task is achieved by the fact that the oil compounding system includes a mixing unit, an oil quality measurement unit, valves and control valves and an oil mixture quality analysis and quality control unit, while the mixing unit contains at least a static mixer, a sampler and nozzles for measuring pressure and temperature, and the sampler contains at least five tubes that are hydraulically connected by a unit for measuring the amount of oil, data from which via information channels before They are integrated into the unit for analysis and quality control of mixing, which provides control of the actuators of valves and the static mixer.

Способ компаундирования нефтей с использованием системы компаундирования нефти характеризуется тем, что:The method of compounding oils using the oil compounding system is characterized by the fact that:

- задают исходные данные в блоке анализа результатов измерения показателей качества смеси нефтей для определения диапазона показателей качества смеси нефти, которые должны будут поддерживаться на выходе из системы компаундирования;- set the initial data in the block of analysis of the results of measuring the quality indicators of the mixture of oils to determine the range of indicators of the quality of the oil mixture to be maintained at the outlet of the compounding system;

- вычисляют расчетные значения показателей качества ожидаемой смеси нефти с различными физико-химическими свойствами;- calculate the calculated values of the quality indicators of the expected mixture of oil with different physicochemical properties;

- осуществляют подкачку каждого типа нефти к точке смешения нефти разных сортов при помощи насосной станции;- carry out the pumping of each type of oil to the point of mixing of different grades of oil using a pumping station;

- регулируют открытие или закрытие заслонки на запорно-регулируемой арматуры с приводом управления на основе данных о показателях качества смеси нефтей на входе и выходе системы компаундирования нефтей, определяемых путем отбора проб пробоотборником и их анализов в БИК.- regulate the opening or closing of the valve on the shut-off and adjustable valves with a control drive based on data on the quality indicators of the mixture of oils at the inlet and outlet of the oil compounding system, determined by sampling the sampler and their analyzes in the BIC.

Развитием и уточнением предлагаемого изобретения являются следующие признаки:The development and refinement of the present invention are the following features:

- смешивающий блок может быть выполнен в виде управляемого смешивающего блока или не управляемого смешивающего блока;- the mixing unit can be made in the form of a controlled mixing unit or a non-controlled mixing unit;

- статический смеситель выполнен в виде регулируемого статического смесителя или не регулируемого статического смесителя;- the static mixer is designed as an adjustable static mixer or a non-adjustable static mixer;

- регулируемый статический смеситель представляет собой устройство, содержащее в полости рабочей камеры регулируемую лопастную систему и привод ее перемещения;- an adjustable static mixer is a device containing in the cavity of the working chamber an adjustable paddle system and a drive for its movement;

- не регулируемый статический смеситель представляет собой устройство, содержащее в полости рабочей камеры жесткозафиксированную лопастную систему;- non-adjustable static mixer is a device containing a rigidly fixed blade system in the cavity of the working chamber;

- статический смеситель содержит технологический патрубок;- static mixer contains a process connection;

- в полости технологического патрубка размещены датчики температуры и давления;- temperature and pressure sensors are placed in the cavity of the process connection;

- выходы блока анализа и управления качеством смеси нефти связаны с приводами запорно-регулирующей арматуры и регулируемого статического смесителя каналами подачи управляющего сигнала;- the outputs of the unit for analyzing and controlling the quality of the oil mixture are connected to the actuators of the shut-off and control valves and the adjustable static mixer by means of control signal supply channels;

- пробоотборник и статический смеситель оборудованы системами нагрева;- sampler and static mixer are equipped with heating systems;

- блок анализа и управления качеством смеси нефти представляет собой промышленный контроллер или иное цифровое обрабатывающее устройство, реализующее функции обработки данных в режиме реального времени с информационных каналов на входе и выходе в и из системы компаундирования, а также информационными каналами контроля текущего состояния ее работоспособности.- the unit for analyzing and controlling the quality of the oil mixture is an industrial controller or other digital processing device that implements data processing functions in real time from information channels entering and exiting to the compounding system, as well as information channels monitoring the current state of its operation.

Реализация заявляемой группы изобретений поясняется чертежами, на которых:Implementation of the claimed group of inventions is illustrated by drawings, in which:

на фиг. 1 - показан технологический трубопровод с надземным исполнением элементов системы компаундирования - статическим смесителем, пробоотборником, точками измерения давления, температуры, опорами обеспечивающими возможность эксплуатации, ремонта и демонтажа статического смесителя.in fig. 1 - a technological pipeline is shown with the above-ground design of the components of the compounding system - a static mixer, a sampler, pressure, temperature, and measurement points providing the possibility of operating, repairing and dismounting a static mixer.

на фиг. 2 - показан технологический трубопровод с подземным исполнением элементов системы компаундирования.in fig. 2 shows a technological pipeline with underground execution of the components of the compounding system.

на фиг. 3 - представлена схема пробоотборника, обеспечивающего отбор проб в различных точках трубопровода в одном сечении.in fig. 3 shows a diagram of a sampler that provides sampling at various points in the pipeline in one section.

на фиг. 4 - представлена схема пробоотборника (разрез А-А).in fig. 4 - the sampler diagram is presented (section А-А).

на фиг. 5 - представлена схема регулируемого статического смесителя, обеспечивающего дополнительное смешивание потоков нефти.in fig. 5 is a diagram of an adjustable static mixer, providing additional mixing of oil flows.

на фиг. 6 - представлена схема регулируемого статического смесителя (разрез А-А).in fig. 6 shows a diagram of an adjustable static mixer (section A-A).

на фиг. 7 - представлена принципиальная технологическая схема системы компаундирования нефтей со неуправляемым смешивающим блоком при смешении двух потоков разного типа нефти.in fig. 7 is a schematic flowchart of the oil compounding system with an unmanaged mixing unit when mixing two streams of different types of oil.

на фиг. 8 - пример схемы системы компаундирования нефтей на насосной станции с обеспечивающим однородность смеси на выходе из площадочного объекта или его части.in fig. 8 is an example of a schematic of the oil compounding system at a pumping station with ensuring the homogeneity of the mixture at the exit from the site object or part thereof

на фиг. 9 - пример схемы компаундирования с организацией предварительного смешения перед резервуарным парком (схема с «резервуаром-смесителем»).in fig. 9 is an example of a compounding scheme with the organization of preliminary mixing in front of a tank farm (scheme with a “tank-mixer”).

На чертежах позиции имеют следующие числовые обозначения:In the drawings, positions have the following numerical designations:

1 - трубопровод на входе в систему компаундирования;1 - pipeline at the entrance to the compounding system;

2 - трубопровод на выходе из системы компаундирования;2 - pipeline at the outlet of the compounding system;

3 - статический смеситель не регулируемый;3 - static mixer is not adjustable;

4 - статический смеситель регулируемый;4 - adjustable static mixer;

5 - пробоотборник;5 - sampler;

6 - патрубок с точкой измерения давления;6 - nozzle with pressure measuring point;

7 - патрубок с точкой измерения температуры;7 - pipe with a temperature measurement point;

8 - съемное соединение статического смесителя с трубопроводом;8 - removable connection of a static mixer with a pipeline;

9 - технологический патрубок статического смесителя;9 - technological connection of a static mixer;

10 - опоры трубопровода;10 - pipeline supports;

11 - информационно-регулирующая линия от регулятора давления до точки отбора давления;11 - information and regulatory line from the pressure regulator to the point of pressure selection;

12 - блок измерения качества нефти (далее - БИК);12 - oil quality measurement unit (hereinafter - BIK);

13 - насосная станция;13 - pumping station;

14 - насосная станция с трубопроводной обвязкой, измерительными приборами и регулирующим оборудованием, объединенные одной площадкой размещения;14 - pumping station with piping, measuring devices and control equipment, united by one placement site;

15 - резервуар;15 - tank;

16 - резервуар для приема нефти для дополнительного смешения;16 - tank for receiving oil for additional mixing;

17 - поток нефти малосернистой;17 - low-sweet oil flow;

18 - поток нефти сернистой;18 - oil sour stream;

19 - поток нефти высокосернистой;19 - high-sulfur oil flow;

20 - точка смешения нефти разных сортов;20 - the point of mixing of different grades of oil;

21 - блок анализа и управления качеством смеси нефти (далее - БАУ);21 — a unit for analyzing and controlling the quality of the oil mixture (hereinafter referred to as BAC);

22 - информационный канал данных с измерительных устройств (далее -информационный канал);22 - data information channel from measuring devices (hereinafter referred to as information channel);

23 - канал подачи управляющего сигнала (далее - канал управления);23 - control signal feed channel (hereinafter - control channel);

24 - расходомерное устройство;24 is a flow meter;

25 - неуправляемый смешивающий блок;25 - unmanaged mixing unit;

26 - управляемый смешивающий блок.26 - controlled mixing unit.

27 - патрубки для транспортировки проб из пробоотборника до БИК;27 - pipes for transporting samples from the sampler to the BIC;

28 - точки отбора проб в пробоотборнике;28 - sampling points in the sampler;

29 - привод поворота лопастной системы в управляемом статическом смесителе;29 - drive rotation of the blade system in a controlled static mixer;

30 - преобразователь момента и/или частоты вращения, в т.ч. редуктор / мультипликатор передачи момента с привода на управляющие тяги поворота лопастной системы;30 - torque and / or speed converter, incl. gearbox / multiplier of the moment transmission from the drive to the control thrust of the rotation of the blade system;

31 - лопастная система статического смесителя регулируемого;31 - paddle system of static mixer adjustable;

32 - подвижные шарниры крепления, придающие вращательное движение лопастной системе;32 — mobile attachment hinges imparting rotational motion to the blade system;

33 - тяги передачи момента с редуктора / мультипликатора на лопастную систему;33 - momentum transfer from the gearbox / multiplier to the blade system;

34 - ребра жесткости лопастной системы статического смесителя регулируемого;34 - stiffening ribs of the blade system of the static mixer adjustable;

35 - запорно-регулирующая арматура.35 - valves and fittings.

Заявляемый способ по компаундированию нефти с применением системы для его осуществления возможно осуществить с использованием комплекта оборудования и устройств, а также схемных решений, приведенных на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8 и фиг. 9.The inventive method for compounding oil using a system for its implementation can be implemented using a set of equipment and devices, as well as the circuit solutions shown in FIG. 1, fig. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 9.

Способ компаундирования нефти с использованием системы компаундирования (смешения потоков нефтей с различными физико-химическими свойствами) осуществляется на площадочном объекте, в частности на нефтеперекачивающей станции (далее - НПС), приемо-сдаточном пункте - (далее - ПСП) и т.д.The method of compounding oil using the compounding system (mixing of oil flows with different physicochemical properties) is carried out at the site facility, in particular, at the oil pumping station (hereinafter referred to as PS), the delivery point (hereinafter PSP), etc.

В гидравлической системе технологических трубопроводов размещается система компаундирования нефтей, содержащая смешивающий блок, блок измерения качества нефти, запорно-регулирующую арматуру и блок анализа и управления качеством смеси нефти.The hydraulic system of the process piping houses the oil compounding system, which contains a mixing unit, an oil quality measurement unit, a shut-off and control valve, and an oil mixture analysis and quality control unit.

Конструктивное исполнение смешивающего блока может быть выполнено со статическим смесителем как с обеспечением управления смешения нефтей различных свойств, так и без управления, а также без статического смесителя.The design of the mixing unit can be performed with a static mixer with control of the mixing of oils of various properties, and without control, as well as without a static mixer.

Неуправляемый смешивающий блок 25 со статическим смесителем содержит по меньшей мере: статический смеситель 3, пробоотборник 5 и патрубки для проведения замеров давления 6 и температуры 7.Unmanaged mixing unit 25 with a static mixer contains at least: a static mixer 3, a sampler 5 and nozzles for measuring pressure 6 and temperature 7.

Управляемый смешивающий блок 26 со статическим смесителем содержит по меньшей мере: пробоотборник 5, управляемый статический смеситель 4, патрубки с точками измерения давления 6 и температуры 7.Managed mixing unit 26 with a static mixer contains at least: a sampler 5, a controlled static mixer 4, nozzles with pressure measurement points 6 and temperature 7.

Смешивающим блоком без статического смесителя может быть насосная станция 13.A mixing unit without a static mixer can be a pumping station 13.

Статический смеситель не регулируемый 3 представляет собой устройство для смешения нефти содержащее в полости рабочей камеры жесткозафиксированную лопастную систему.The static mixer is not adjustable 3 is a device for mixing oil containing a rigidly fixed blade system in the cavity of the working chamber.

Статический смеситель регулируемый 4 представляет собой устройство, содержащее в полости рабочей камеры регулируемую лопастную систему 31. При этом в исходном положении лопастная система 31 расположена по потоку, для минимизации гидравлических потерь и может осуществлять поворот при помощи привода 29 (гидравлического-, пневматического-, электрического- или комбинированного с учетом требований по взрывозащищенности), редуктора/мультипликатора 30, передающих тяг 33 и подвижных шарнирных креплений 32 для установки различных углов натекания жидкости на лопасти, при необходимости выполнения дополнительного смешения по результатам замеров показателей качества смеси нефти в БИК 12 и оценки их однородности по сечению трубопровода при помощи пробоотборника 5, а также патрубками 6 и 7 с точками измерения давления и температуры соответственно.The static mixer adjustable 4 is a device containing an adjustable paddle system 31 in the cavity of the working chamber. At the same time, the paddle system 31 is in the initial position downstream to minimize hydraulic losses and can rotate using the actuator 29 (hydraulic, pneumatic, electric - or combined with explosion-proof requirements), gearbox / multiplier 30, transmitting rods 33 and movable hinge fasteners 32 for setting different angles of flow flow rates on the blades, if necessary, perform additional mixing based on the results of measurements of the quality parameters of the oil mixture in BIK 12 and assess their uniformity over the cross section of the pipeline using a sampler 5, as well as nozzles 6 and 7 with pressure and temperature measuring points, respectively.

Пробоотборник 5 представляет собой устройство, содержащее патрубки для отбора проб смеси нефти из полости трубопровода и транспортировки проб до БИК 12. При этом для определения однородности показателей качества нефти, минимальное значение точек отбора проб в пробоотборнике 5 составляет 5, а патрубки для отбора проб смеси нефти размещаются в пристенной области трубопровода на выходе из системы компаундирования 2 на расстоянии не более 10% от номинального значения диаметра трубопровода.The sampler 5 is a device containing pipes for sampling oil from the cavity of the pipeline and transporting samples to NIR 12. At the same time, to determine the uniformity of oil quality indicators, the minimum value of sampling points in sampler 5 is 5, and pipes for oil sample sampling placed in the wall area of the pipeline at the outlet of the compounding system 2 at a distance of no more than 10% of the nominal value of the diameter of the pipeline.

Блок измерения качества нефти 12 представляет собой трубную обвязку с комплектом измерительных приборов и оборудования, необходимого для измерения показателей качества нефти.The oil quality measurement unit 12 is a piping with a set of measuring instruments and equipment necessary for measuring oil quality indicators.

Блок анализа и управления качеством смеси нефти 21 представляет собой промышленный контроллер или иное цифровое обрабатывающее устройство, реализующее функции обработки данных в режиме реального времени по информационным каналам 22 по меньшей мере данные с блока измерения качества нефти 12, датчиков состояния системы компаундирования (в том числе контроля температуры и давления размещенных в соответствующих патрубках с точками измерения давления 6 и температуры 7), размещаемых как непосредственно на самом статическом смесителе 3 (в технологическом патрубке статического смесителя 9), так и на удалении от него (перед и после статического смесителя не регулируемого 3), данные с расходомерных устройств 24, размещенные на площадочном объекте, так и в корпусе статического смесителя не регулируемого 3 (при монтаже на корпусе или в технологическом патрубке смесителя 9), а также данные блока измерения качества нефти 12 подключенного к пробоотборнику 5, при размещении последнего перед неуправляемым статическим смесителем 3.The unit for analyzing and controlling the quality of the oil mixture 21 is an industrial controller or other digital processing device that implements real-time data processing functions via information channels 22, at least data from the oil quality measurement unit 12, sensors of the compounding system (including monitoring temperature and pressure placed in the corresponding nozzles with pressure measuring points 6 and temperature 7), placed directly on the static mixer 3 itself (in techno the logical nozzle of the static mixer 9), and at a distance from it (before and after the static mixer is not adjustable 3), data from the flow measuring devices 24, located on the site object, and in the case of the static mixer is not adjustable 3 (when mounted on the case or in the process connection of the mixer 9), as well as the data of the oil quality measurement unit 12 connected to the sampler 5, when the latter is placed in front of the uncontrolled static mixer 3.

При этом блок анализа и управления качеством смеси нефти 21 в режиме реального времени с расчетом требуемых значений показателей качества смеси нефти, их анализом и выдает управляющие сигналы. Управляющий сигнал на привода запорно-регулирующей арматуры 35 и статического смесителя регулируемого 4 и не регулируемого 3 поступает по каналам управления 23 при достижении граничных значений по показателям качества нефти, с оценкой однородности смеси по результатам анализа отобранных на пробоотборнике 5 проб, проанализированных на БИК 12.In this case, the unit for analyzing and controlling the quality of the oil mixture 21 in real-time mode with the calculation of the required values of the indicators for the quality of the oil mixture, their analysis, and issues control signals. The control signal to the actuator of the shut-off and control valves 35 and the static mixer of adjustable 4 and non-controlled 3 is fed through control channels 23 when the boundary values are reached in terms of oil quality, with an assessment of the homogeneity of the mixture according to the results of the analysis of 5 samples taken at the sampler 12.

После подачи сигнала по каналам управления 23 заслонки запорно-регулирующей арматуры 35 перемещаются в то или иное положение для обеспечения требуемого объема нефти нужного состава (по физико-химическим свойствам) для обеспечения требуемых показателей качества смеси нефти на трубопроводе выхода из системы компаундирования 2, а лопастная система 31 управляемого смесителя 4 выставляется на угол поворота обеспечивающий дополнительное смешение и однородность компаундированной нефти.After the signal is fed through the control channels 23, the valves of the shut-off and control valves 35 are moved to one or another position to provide the required volume of oil of the desired composition (physicochemical properties) to ensure the required quality indicators of the oil mixture on the pipeline leaving the compounding system 2, and the paddle the system 31 of the controlled mixer 4 is set at an angle of rotation providing additional mixing and uniformity of the compounded oil.

Запорно-регулирующая арматура 35 представляет собой регулятор давления/ регулятор расхода потока нефти.Valves 35 is a pressure regulator / oil flow rate regulator.

Система компаундирования может размещаться на байпасной линии после насосной станции 13 и подключаться при снижении среднего значения по сечению показателей качества (в том числе и однородности смеси), при этом после насосной станции 13 размещается пробоотборник 5, для оценки распределения однородности качества нефти по сечению, а сама система компаундирования в составе неуправляемого и/или управляемого смешивающего блока 25 и/или 26 обеспечивает доведение показателей качества смеси нефти до заявленных для отгрузки в магистральный трубопровод.The compounding system can be placed on the bypass line after the pumping station 13 and connected when the average value for the quality parameters (including the mixture homogeneity) decreases, then the sampler 5 is placed after the pump station 13 to assess the distribution of oil quality uniformity over the section, the compounding system itself as part of the uncontrolled and / or controlled mixing unit 25 and / or 26 ensures that the quality of the mixture of oil is brought to the declared for shipment to the main pipe wire.

В частном случае реализации изобретения в зависимости от размещения объекта в системе трубопроводного транспорта, на котором установлен система компаундирования, она может размещаться перед резервуаром 15 для осуществления предварительной подготовки смеси нефти, с последующей приемкой в резервуар 15 и хранением.In the particular case of the invention, depending on the location of the object in the pipeline transport system on which the compounding system is installed, it can be placed in front of the tank 15 to carry out preliminary preparation of the oil mixture, followed by acceptance into the tank 15 and storage.

Выбор применения конкретного схемного решения или его части осуществляется при оценке, ставящейся перед системой компаундирования или ее частью задачи:The choice of application of a specific circuit solution or its part is carried out in the evaluation of the compounding system or its part:

- прием и компаундирование нескольких потоков нефти с разными физико-химическими свойствами в режиме с резервуарами 15, с привлечением насосных станций 13 (магистральной и/или подпорной), регулированием процесса перераспределения потока при помощи запорно-регулирующей арматуры 35 для осуществления компаундирования нефтей (по фиг. 7);- reception and compounding of several streams of oil with different physicochemical properties in the mode with tanks 15, involving pumping stations 13 (main and / or supporting), regulating the process of redistributing the flow by means of valves and fittings 35 for the implementation of compounding oils (fig 7);

- транспортировка и компаундирование нескольких потоков нефти с контролем однородности смеси нефтей, при помощи пробоотборника 5 и компаундирования на насосной станции 13 с целью доведения однородности смеси до заданных показателей либо однократным пропуском, с отгрузкой непосредственно в магистральный трубопровод по заявке потребителей (по фиг. 8);- transportation and compounding of several oil flows with control of oil mixture homogeneity, using sampler 5 and compounding at pump station 13 in order to bring the mixture homogeneity to the specified parameters or a single pass, with shipment directly to the main pipeline at the request of consumers (Fig. 8) ;

- осуществление компаундирования статическим смесителем регулируемым 4 в составе управляемого смешивающего блока 26, перед направлением смеси в резервуар для приема нефти для дополнительного смешения 16, с последующей ее перекачкой в пределах площадочного объекта или непосредственно в магистральный трубопровод по заявке потребителей, при этом регулирование потоков осуществляется по данным расходомерных устройств 24 при помощи запорно-регулирующей арматуры 35, а потоки нефтей поступают из магистральных трубопроводов 17 и 18 (по фиг. 9).- the implementation of the compounding with a static mixer adjustable 4 in the composition of the controlled mixing unit 26, before the mixture is directed to the reservoir for receiving oil for additional mixing 16, followed by pumping it within the site or directly into the main pipeline at the request of consumers; data flow meter device 24 using valves and fittings 35, and the flow of oil comes from pipelines 17 and 18 (Fig. 9).

При этом указанный на фиг. 7 неуправлемый смешивающий блок 25 выступает как комплект взаимосвязанного информационными 22 и каналам управления 23 оборудования и устройств содержит в себе, но не ограничивается следующим: статический смеситель не регулируемый 3 с жесткозафиксированной лопастной системой, пробоотборник 5, съемные соединения 8 статического смесителя (при монтаже статического смесителя не регулируемого 3 в надземном положении в пределах опор трубопровода 10), точку отбора давления 6 (для установки цифрового или механического показывающего устройства, например датчика давления или мановакууметра), патрубок с точкой измерения температуры 7 (для установки цифрового или механического показывающего устройства, например датчика температуры или гильзы для установки жидкостного термометра), технологический патрубок статического смесителя 9 (для опорожнения статического смесителя не регулируемого 3 при проведении диагностических и ремонтных работ, для подключения дополнительных анализаторов показателей качества нефти, измерителей скорости потока нефти, дренирования, ввода дополнительных потоков жидкости, в том числе повышающих качество смешения и т.д.).Moreover, indicated in FIG. 7, the uncontrolled mixing unit 25 acts as a set of interconnected information 22 and equipment and control channels 23 of the equipment and devices, but not limited to the following: static mixer not adjustable 3 with a rigidly fixed blade system, sampler 5, removable connections 8 of a static mixer (when mounting a static mixer not controlled 3 in the above-ground position within the supports of the pipeline 10), pressure take-off point 6 (for installing a digital or mechanical indicating device, eg Measurement of a pressure sensor or a man-vacuum meter), a nozzle with a temperature measuring point 7 (for installing a digital or mechanical indicating device, such as a temperature sensor or a sleeve for installing a liquid thermometer), a technological nozzle for a static mixer 9 (for emptying a static mixer not adjustable 3 when performing diagnostic and repair work, to connect additional analyzers of oil quality indicators, oil flow rate meters, drainage, input additional liquid shackles, including improving the quality of mixing, etc.).

Контроль однородности смеси нефти после прохождения статического смесителя не регулируемого 3 осуществляется путем одновременного отбора проб с помощью пробоотборника 5 с определением показателей качества смеси нефти на БИК 12, которые размещаются на площадочном объекте и связаны с пробоотборником 5 гидравлически, для каждой пробы в отдельности (от каждого патрубка размещенного в полости трубопровода), без их смешения между собой (фиг. 3 и фиг. 4).Control of the homogeneity of the oil mixture after passing the static mixer not controlled 3 is carried out by simultaneous sampling using sampler 5 with determining the quality indicators of the oil mixture at BIK 12, which are placed on the site object and connected to the sampler 5 hydraulically, for each sample separately (from each pipe placed in the cavity of the pipeline), without mixing them together (Fig. 3 and Fig. 4).

После получения данных о показателях качества смеси нефти БИК 12 в автоматическом режиме передает информацию по информационным каналам 22 в блок анализа и управления качеством смеси нефти 21, на котором осуществляется обработка данных и принятие решения о необходимости дополнительного смешения партии нефти или необходимости добавления дополнительного количества нефти определенного класса для доведения смеси до требуемого уровня качества, исходя из технологической возможности компаундирования.After receiving data on the indicators of the quality of the oil mixture, BIK 12 automatically transfers information through the information channels 22 to the oil mixture analysis and quality control unit 21, which processes the data and makes a decision about the need for additional mixing of a batch of oil or the need to add an additional amount of oil class to bring the mixture to the desired level of quality, based on the technological capabilities of compounding.

При этом контроль грузопотоков осуществляется по информационным каналам 22, а управление ими путем подачи управляющих сигналов по каналам управления 23 на заслонки запорно-регулирующей арматуры 35 с приводом управления при этом блок анализа и управления качеством смеси нефти 21 по настоящему изобретению также подает сигналы по каналам управления 23 на управляемый статический смеситель 4 с регулируемой лопастной системой 31, для осуществления дополнительного смешения партий нефти, а также на насосную станцию 13.At the same time, the cargo traffic is monitored via information channels 22, and they are controlled by supplying control signals through control channels 23 to valves of shut-off and control valves 35 with a control drive, while the unit for analyzing and controlling the quality of the oil mixture 21 of the present invention also sends signals through control channels 23 to a controlled static mixer 4 with an adjustable paddle system 31, for the implementation of additional mixing of batches of oil, as well as to the pumping station 13.

Технологическая возможность компаундирования - наличие сырьевого ресурса (нефть 1 и/или 2 класса качества), обеспечивающего процесс смешения нефти до нормативного запаса по качеству нефти в схеме нормальных (технологических) грузопотоков нефти, утвержденной приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 03.09.2010 №425 (далее - схема).Technological possibility of compounding - the availability of raw materials (oil 1 and / or 2 quality classes), providing the process of mixing oil to the regulatory margin on the quality of oil in the scheme of normal (technological) oil traffic, approved by order of the Ministry of Energy of the Russian Federation of 03.09.2010 No. 425 ( further - scheme).

Нормативный запас качества есть величина, равная разности между нормативом, установленным схемой (или иными документами, регламентирующих содержание серы в грузопотоках) и погрешностью (абсолютной), установленной для типа средств измерений и диапазона измеряемых показателей. Запас по качеству нефти в транспортном потоке после пункта компаундирования должен составлять не менее 5% от нормы, установленной схемой.The regulatory quality margin is a value equal to the difference between the standard established by the scheme (or other documents regulating the sulfur content in cargo traffic) and the error (absolute) established for the type of measuring instrument and the range of measured indicators. The stock on the quality of oil in the transport stream after the point of compounding must be at least 5% of the norm established by the scheme.

Исходя из данных с расходомерных устройств 24, а также БИК 12 осуществляется перераспределение грузопотоков в пределах площадочного объекта, с подачей требуемых объемов нефти различного типа и класса к системе компаундирования.Based on the data from the flow metering devices 24, as well as BIK 12, the redistribution of cargo flows within the site facility, with the supply of the required volumes of oil of various types and classes to the compounding system, is carried out.

Подача и регулирование потоков нефти к системе компаундирования осуществляются при помощи запорно-регулирующей арматуры 35 с приводом управления путем либо полного перекрытия заслонок, либо их частичного открытия, с обеспечением на входе в узел параметров по давлению до 6,3 МПа, со скоростью потока нефти от 2 до 9 м/с.Supply and regulation of oil flows to the compounding system are carried out using shut-off and control valves 35 with a control drive by either completely closing the valves or partially opening them, ensuring the pressure parameters up to 6.3 MPa at the entrance to the node, with the oil flow rate from 2 to 9 m / s.

Нормативные показатели качества нефти, по которым осуществляется сравнение в системе анализа и управления приведены в таблице 1.Regulatory quality indicators of oil, for which a comparison is made in the system of analysis and management are given in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

В блоке анализа и управления качеством смеси нефти 21 текущее значение показателей качества нефти сравнивается с расчетным значением, получаемым исходя из данных о планируемых грузопотоках по данных БИК 12, размещенных на входе в площадочный объект.In the unit for analyzing and managing the quality of the oil mixture 21, the current value of the indicators of the quality of oil is compared with the calculated value obtained on the basis of the data on the planned traffic flows according to the data of the BIC 12 placed at the entrance to the site object.

Значения расчетной плотности и вязкости смеси нефтей определяются с учетом дополнительных объемов нефти поступающих в систему, при расчетной температуре перекачиваемой нефти в нефтепроводе, принимаемой по данным на рассматриваемом участке нефтепровода за предыдущий год.Values of the calculated density and viscosity of the oil mixture are determined taking into account additional volumes of oil entering the system, at the estimated temperature of the pumped oil in the pipeline, taken according to the data on the considered section of the pipeline for the previous year.

Расчетное значение вязкости смеси нефтей (νсм) определяется по формуле Вальтера:The calculated value of the viscosity of the mixture of oils (ν cm ) is determined by the formula of Walter:

Figure 00000003
Figure 00000003

где a и b - доля сортов нефти №1 и №2 в смеси;where a and b - the proportion of oil grades №1 and 2 in the mixture;

k=0,6 - коэффициент, применяемый при перекачке нефти с вязкостью более 2,0 сСт;k = 0.6 is the coefficient used when pumping oil with a viscosity of more than 2.0 cSt;

ν1 - вязкость нефти №1 при расчетной температуре нефти;ν 1 - oil viscosity No. 1 at the estimated oil temperature;

ν2 - вязкость нефти №2 при расчетной температуре нефти.ν 2 - oil viscosity number 2 at the estimated temperature of oil.

Расчетная плотность смеси нефтей (ρсм) определяется по формуле:The calculated density of the mixture of oils (ρ cm ) is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ρ1 - плотность нефти №1 при расчетной температуре нефти;where ρ 1 - the density of oil No. 1 at the estimated temperature of the oil;

ρ2 - плотность нефти №2 при расчетной температуре нефти.ρ 2 - the density of oil number 2 at the estimated temperature of the oil.

Расчетное содержание серы в смеси нефтей необходимо определять с учетом дополнительных объемов нефти поступающих в систему по следующей формуле:The estimated sulfur content in the mixture of oils must be determined taking into account the additional volumes of oil entering the system using the following formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где: S - средневзвешенное содержание серы в смеси потоков;where: S is the weighted average sulfur content in the mixture of streams;

Qk - количество нефти в потоке k;Q k - the amount of oil in the stream k;

Sk - массовая доля серы в потоке k;S k - the mass fraction of sulfur in the stream k;

Kс - абсолютная погрешность прибора измерения массовой доли серы (для поточного анализатора серы - 0,06%).K with - the absolute error of the device measuring the mass fraction of sulfur (for the in-line analyzer of sulfur - 0.06%).

Текущая величина показателя однородности смеси нефти определяется на основе измеренных значений серы, плотности и вязкости, полученных в блоке измерения показателей качества, для каждого показателя качества определяется аналогично, по формуле:The current value of the oil mixture homogeneity index is determined on the basis of the measured values of sulfur, density and viscosity, obtained in the measuring unit of quality indicators, for each quality indicator is determined similarly, by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

где ci - разница между исходным значением показателя концентрации первой нефти и текущим значением, с подмешанной нефтью другого типа или класса;where c i is the difference between the initial value of the first oil concentration indicator and the current value, with another type or class mixed with oil;

cave - значение/уровень концентрации для каждой пробы отобранной пробоотборником из определенного сечения трубопровода;c ave - value / level of concentration for each sample taken by the sampler from a specific section of the pipeline;

n - количество точек замера концентрации в потоке;n is the number of measurement points of concentration in the stream;

cmean - значение концентрации для каждой пробы.c mean is the concentration value for each sample.

Физический смысл показателя однородности смеси по показателю качества смеси нефти «массовая доля серы» характеризуется распределением локальных концентраций одного вещества в другом по сечению канала или трубопровода. Аналогично определяются значения для плотности и вязкости смеси нефти.The physical meaning of the mixture homogeneity index in terms of the quality of the oil mixture “mass fraction of sulfur” is characterized by the distribution of local concentrations of one substance in another over the cross section of the channel or pipeline. Similarly, the values for the density and viscosity of the oil mixture are determined.

В случае рассогласования показателей качества на выходе из неуправляемого смешивающего блока 25 со статическим смесителем не регулируемым 3 по результатам отбора проб пробоотборником 5 и их анализом в БИК 12 с передачей информационного сигнала по информационным каналам 22 в блок анализа и управления качеством смешения нефти 21 с расчетными значениями им подается управляющий сигнал по каналам управления 23 и запорно-регулирующей арматуры 35 с приводом управления, в частном случае поток смеси нефти направляется в резервуар для приема нефти для дополнительного смешения 16 для доведения показателей качества до расчетных значений, с периодическим отбором проб и проведением исследований в исследовательской лаборатории площадочного объекта или на БИК 12, иначе осуществляется дополнительное смешение при помощи управляемого смешивающего блока 26, содержащего управляемый статический смеситель 4 с регулируемой лопастной системой 31.In case of mismatch of quality indicators at the output of the uncontrolled mixing unit 25 with the static mixer not controlled 3 according to the results of sampling by the sampler 5 and their analysis in BIC 12 with the transmission of the information signal through the information channels 22 to the unit for analyzing and controlling the quality of oil mixing 21 with calculated values they are given a control signal through the control channels 23 and valves 35 with a control drive; in the particular case, the flow of the oil mixture is directed to the reservoir for receiving oil for additional mixing 16 to adjust the quality indicators to the calculated values, with periodic sampling and holding of research in the research laboratory site facilities or BIC 12, otherwise carried out further mixing using managed mixing unit 26 comprising a controllable static mixer 4 with an adjustable vane system 31.

Управляемый статический смеситель 4 с регулируемой лопастной системой 31 в зависимости от требуемого режима эксплуатации, в том числе при необходимости дополнительного смешения нефти лопасти ранее размещенные параллельно потоку, при помощи привода 29, редуктора/мультипликатора 30, тяг 33 и шарнирных креплений 32 отклоняются на угол, необходимый для создания дополнительного вихревого потока внутри рабочей камеры смесителя, с последующим выравниванием и повторным отбором проб пробоотборником 5 и их анализом в БИК 12, с подачей соответствующего сигнала по информационным каналам 22 в блок анализа и управления качеством смешения нефти 21, для подтверждения доведения показателей качества до требуемого уровня.Managed static mixer 4 with an adjustable paddle system 31, depending on the desired mode of operation, including the need for additional mixing of oil blades previously placed parallel to the flow, using the drive 29, gear / multiplier 30, rods 33 and hinge fasteners 32 are deflected by an angle, necessary to create an additional vortex flow inside the working chamber of the mixer, with subsequent alignment and re-sampling by the sampler 5 and their analysis in the BIC 12, with the corresponding o Signal via information channels 22 to the unit for analysis and control of the quality of oil mixing 21, to confirm that the quality indicators have been brought to the required level.

Способ компаундирования по фиг. 7 для выполнения задачи приема и компаундирования нескольких потоков нефти с разными физико-химическими свойствами в режиме с подключением к резервуарам 15, с привлечением насосных станций 13 (магистральной и/или подпорной) для осуществления с трубопроводной обвязкой, измерительными приборами и регулирующим оборудованием, объединенные одной площадкой размещения для осуществления дополнительного компаундирования осуществляется в следующем порядке:The compounding method of FIG. 7 to perform the task of receiving and compounding several streams of oil with different physicochemical properties in a mode connected to reservoirs 15, involving pumping stations 13 (main and / or supporting) for implementation with piping, measuring instruments and control equipment, united by one placement site for the implementation of additional compounding is carried out in the following order:

- при поступлении заявки потребителя на отгрузку определенного объема V1 смеси нефти с качеством R1 в блок анализа и управления качеством смеси нефти 21 задаются исходные данные, для определения диапазона показателей качества смеси нефти, которые должны будут поддерживаться на выходе из системы компаундирования, при этом указываются ожидаемые грузопотоки нефтей с различными физико-химическими свойствами, а также указывается предварительное значение основных показателей качества нефти - плотности, вязкости, массовой доли серы, содержание смол, асфальтенов и парафинов;- upon receipt of the consumer's application for shipment of a certain volume V1 of an oil mixture with quality R1, initial data are set in the analysis and quality control unit of the oil mixture 21 to determine the range of quality indicators for the oil mixture to be maintained at the outlet of the compounding system, while indicating the expected cargo flows of oils with different physicochemical properties, and also indicate the preliminary value of the main indicators of the quality of oil - density, viscosity, mass fraction of sulfur, content resins, asphaltenes and paraffins;

- исходя из заданных значений, используя формулы 1-3 вычисляются расчетные значения показателей качества ожидаемой смеси нефти;- based on the specified values, using formulas 1-3, the calculated values of the quality indicators of the expected oil mixture are calculated;

- при поступлении потоков малосернистой и сернистой нефти 17, 18 по соответствующим трубопроводам они предварительно перенаправляются в резервуары 15 по отдельности;- when the flow of low-sulfur and sulfur oil 17, 18 flows through the respective pipelines, they are pre-redirected to the tanks 15 separately;

- далее в соответствии с расчетными значениями, при помощи насосной станции 13, с контролем показателей качества нефти на БИК 12 (по массовой доле серы, плотности и вязкости) и контролем подкачиваемого объема расходомерным устройством 24 подается команда по каналам управления 23 и выполняется открытие или закрытие заслонки на запорно-регулируемой арматуры 35 с приводом управления и осуществляется подкачка одного или другого типа нефти к точке смешения нефти разных сортов 20;- further, in accordance with the calculated values, using the pump station 13, with monitoring the quality of oil at BIK 12 (by mass fraction of sulfur, density and viscosity) and monitoring the pumped volume, the flow metering device 24 commands through the control channels 23 and opens or closes dampers on valves and fittings 35 with a control drive and pumping of one or another type of oil to the mixing point of oil of different grades 20;

- контроль данных о показателях качества исходных нефтей смеси на входе трубопровода 1 и выходе трубопровода 2 из системы компаундирования (в частном случае не управляемого смешивающего блока 25) осуществляются в режиме реального времени с подачей данных по информационным каналам 22 на блок анализа и управления качеством смеси нефти 21 и в случае расхождения с расчетных данных, с данными получаемыми после от БИК 12 по информационным каналам 22 после отбора проб пробоотборником 5 и их анализа после прохождения статического смесителя не регулируемого 3 подается управляющий сигнал по каналам управления 23 на приводы регуляторов запорно-регулируемой арматуры 35 для открытия или закрытия заслонок, при этом в ходе эксплуатации системы компаундирования выполняется мониторинг рабочего состояния неуправляемого смешивающего блока 25 путем передачи данных с патрубков точек измерения давления и температуры 6, 7 соответственно по информационным каналам 22 на блок анализа и управления качеством смеси нефти 21.- monitoring of data on the quality indicators of the source oil of the mixture at the inlet of pipeline 1 and outlet of pipeline 2 from the compounding system (in the particular case of the uncontrolled mixing unit 25) is carried out in real time with data feed through information channels 22 to the unit for analysis and quality control of the oil mixture 21 and in case of discrepancy with the calculated data, with data obtained after from BIC 12 through information channels 22 after sampling by the sampler 5 and their analysis after the passage of the static mixer is not regulated 3, a control signal is fed through control channels 23 to the actuators of the valves and regulators 35 to open or close the dampers, while operating the compounding system, the operating state of the uncontrolled mixing unit 25 is monitored by transferring data from the pressure and temperature measurement nozzles 6, 7, respectively, through information channels 22 to the unit for analysis and quality management of the oil 21 mixture.

Способ компаундирования по фиг. 8 при выполнении задачи транспортировка и компаундирование нескольких потоков нефти с контролем однородности смеси нефтей, при помощи пробоотборника 5 и компаундирования на насосной станции 13 с целью доведения однородности смеси до заданных показателей, с отгрузкой непосредственно в магистральный трубопровод по заявке потребителей отличается от способа описанного по фиг.7 следующими операциями:The compounding method of FIG. 8 when carrying out the task of transporting and compounding several streams of oil with the control of the homogeneity of the mixture of oils, using the sampler 5 and compounding at the pump station 13 to bring the homogeneity of the mixture to the specified parameters, with shipment directly to the main pipeline by the request of consumers differs from the method described in FIG .7 by the following operations:

- на первом этапе осуществляется прием потоков нефти сернистой и высокосернистой 18, 19 в резервуары 15 по отдельности, где формируется запас нефти для последующего компаундирования, в пропорциях, определенных по расчетам;- at the first stage, the reception of streams of sour and high-sulfur oil 18, 19 into reservoirs 15 separately, where an oil reserve is formed for subsequent compounding, in proportions determined by calculations;

- далее определяется требуемый объем одного из сортов нефти для подкачки во второй и при помощи насосной станции 13, с замером объема расходомерным устройством 24 и контролем показателей качества нефти на БИК 12, после чего дозируется в основной поток нефти транспортируемый по трубопроводу 17, при этом регулирование расхода осуществляется запорно-регулируемой арматурой 35 с учетом уровня давления, замеряемого на патрубке с точкой измерения давления 6 и передачей данных по информационно-регулирующей линии от регулятора давления до точки отбора давления 11, с учетом данных с БИК 12 размещенных как на линии трубопровода 19, так и на линии перед насосной станции 13;- Next, determine the required volume of one of the grades of oil for pumping into the second and with the help of pumping station 13, measuring the volume with a flow meter 24 and monitoring the quality indicators of oil at BIK 12, after which it is metered into the main flow of oil transported through pipeline 17, while controlling the flow is carried out by stop-adjustable valves 35, taking into account the level of pressure measured at the nozzle with pressure measuring point 6 and data transmission via the information-control line from the pressure regulator to the withdrawal point and the pressure 11, with the data arranged as BIC 12 to conduit line 19, and on the line before the pump station 13;

- потоки смешиваются предварительно в точке 20, далее поток нефти путем подкачки насосной станцией 13, с контролем перекачиваемого объема расходомерным устройством 24 направляется в насосную станцию 13 выступающую элементом системы компаундирования, при этом на выходе насосной станции 13 установлен пробоотборник 5, на котором осуществляется отбор проб по патрубкам 27 для транспортировки проб из пробоотборника 5 до БИК 12, анализом проб нефти и передачей данных об качестве смешения по информационным каналам 22 на блок анализа и управления качеством смеси нефти 21, с подачей управляющих сигналов по каналам управления 23 на привода запорно-регулируемой арматуры 35 для открытия или закрытия заслонок и корректировки объема потока нефти высокосернистой 19 поступающей по трубопроводу.- the flows are pre-mixed at point 20, then the oil flow by pumping pump station 13, with control of the pumped volume by the flow metering device 24 is sent to the pump station 13 as a protruding element of the compounding system, while the sampler 5 is installed at the exit of the pump station 13 on pipes 27 for transporting samples from sampler 5 to BIC 12, analyzing oil samples and transferring data on mixing quality through information channels 22 to the quality analysis and control unit the mixture of oil 21, with the flow of control signals through the control channels 23 to the actuator of the shut-off and control valves 35 to open or close the valves and adjust the volume of high-sulfur crude oil 19 flowing through the pipeline.

Способ компаундирования по фиг.9 осуществляется компаундирование статическим смесителем управляемым 4 в составе управляемого смешивающего блока 26, перед направлением смеси в резервуар для приема нефти для дополнительного смешения 16, с последующей ее перекачкой в пределах площадочного объекта или непосредственно в магистральный трубопровод по заявке потребителей, при этом регулирование потоков осуществляется при помощи расходомерных устройств 24 и запорно-регулирующей арматуры 35, при этом поток малосернистой и сернистой нефтей 17, 18 поступают из магистральных трубопроводов:Compounding method according to FIG. 9 is compounded with a static mixer controlled 4 as part of a controlled mixing unit 26, before the mixture is directed to the reservoir for receiving oil for additional mixing 16, followed by pumping it within the site or directly into the main pipeline at the request of consumers, this flow control is carried out using flow meters 24 and valves 35, while the flow of low-sulfur and sulfur oils 17, 18 on step out of trunk pipelines:

- при поступлении заявки потребителя на отгрузку определенного объема V1 смеси нефти с качеством R1 в блок анализа и управления качеством смеси нефти 21 задаются исходные данные, для определения диапазона показателей качества смеси нефти, которые должны будут поддерживаться на выходе из системы компаундирования, при этом указываются ожидаемые грузопотоки нефтей с различными физико-химическими свойствами, а также указывается предварительное значение основных показателей качества нефти - плотности, вязкости, массовой доли серы, содержание смол, асфальтенов и парафинов;- upon receipt of the consumer's application for shipment of a certain volume V1 of an oil mixture with quality R1, initial data are set in the analysis and quality control unit of the oil mixture 21 to determine the range of quality indicators for the oil mixture to be maintained at the outlet of the compounding system, while indicating the expected cargo flows of oils with different physicochemical properties, and also indicate the preliminary value of the main indicators of the quality of oil - density, viscosity, mass fraction of sulfur, content resins, asphaltenes and paraffins;

- исходя из заданных значений, используя формулы 1-3 вычисляются расчетные значения показателей качества ожидаемой смеси нефти;- based on the specified values, using formulas 1-3, the calculated values of the quality indicators of the expected oil mixture are calculated;

- при поступлении потоков малосернистых и сернистых нефтей 17, 18 по соответствующим трубопроводам и контролем показателей качества при помощи БИК 12 данные передаются по информационным каналам 22 в блок анализа и управления качеством смешения 21, откуда подается команда по каналам управления 23 и выполняется открытие или закрытие заслонки запорно-регулирующую арматуру 35 с приводом управления и осуществляется подкачка одного типа нефти, с контролем подаваемого объема для формирования смеси при помощи расходомерных устройств 24, к точке смешения нефти разных сортов 20;- when the flow of low-sulfur and sulfur oils 17, 18 flows through the respective pipelines and quality indicators are monitored by BIC 12, the data is transmitted through information channels 22 to the mixing analysis and quality control unit 21, from where the command is received via control channels 23 and the flap is opened or closed shut-off and control valves 35 with a control drive and pumping of one type of oil, with control of the supplied volume to form a mixture using flow meters 24, to a point more efficiently oil of different grades 20;

- от точки смешения нефти разных сортов 20 смесь нефтей попадает в управляемый смешивающий блок 26, содержащий управляемый статический смеситель 4 с регулированием качества смешения путем поворота лопастной системы 31 по потоку при помощи привода 29 таким образом, чтобы достигнуть расчетных значений качества смеси нефти, после которого осуществляется отбор проб по патрубкам 27 для транспортировки проб от пробоотборника 5 до БИК 12, где осуществляется контроль данных о показателях качества исходных нефтей на трубопроводе входа 1 и трубопроводе выхода 2 системы компаундирования в режиме реального времени с подачей данных по информационным каналам 22 на блок анализа и управления качеством смеси нефти 21 и в случае расхождения с расчетных данных, с данными получаемыми после от БИК 12 по информационным каналам 22 после отбора проб пробоотборником 5 и их анализа после прохождения смесителя подается управляющий сигнал по каналам управления 23 на приводы запорно-регулирующую арматуру 35 для открытия или закрытия заслонок;- from the point of mixing different grades of oil 20, the oil mixture enters the controlled mixing unit 26 containing the controlled static mixer 4 with regulation of the quality of mixing by rotating the blade system 31 downstream using the actuator 29 so as to reach the calculated values of the quality of the oil mixture, after which sampling is carried out on nozzles 27 for transporting samples from sampler 5 to BIC 12, where the data on the quality indicators of the source oils in the inlet pipeline 1 and the pipeline are monitored output 2 of the compounding system in real time with data feed through information channels 22 to the unit for analyzing and controlling the quality of the oil mixture 21 and in case of discrepancy with the calculated data with data obtained after from BIC 12 via information channels 22 after sampling by the sampler 5 and their analysis after the passage of the mixer, a control signal is fed through the control channels 23 to the actuators of the shut-off and control valves 35 to open or close the dampers;

- перераспределение потоков между магистральными трубопроводами и линиями системы компаундирования осуществляется при помощи настройки давления на регуляторах давления размещенных на магистральных трубопроводах потоков малосернистой и сернистой нефти 17, 18, с режимом настройки «до себя», для обеспечения перераспределения потоков нефтей в соответствии с расчетными значениями по показателям качества;- redistribution of flows between the main pipelines and lines of the compounding system is carried out by adjusting the pressure on the pressure regulators placed on the main pipelines of low-sulfur and sulfur oil flows 17, 18, with the “to itself” setting mode, in order to ensure the redistribution of oil flows in accordance with the calculated values of quality indicators;

- далее смесь попадает в резервуар для приема нефти для дополнительного смешения 16 и отгружается из него исходя из поставленной задачи - для доведения качества нефти до расчетного значения - при использовании схемы компаундирования по фиг. 9 в качестве отдельного блока на площадочном объекте, с последующим дозированием подготовленной смеси при помощи запорно-регулирующей арматуры 14 с контролем показателей качества смеси на БИК 12 и с привлечением насосной станции 13 (на фигуре не показано), либо осуществляется накопление смеси нефти с последующей отгрузкой подготовленной смеси нефтей потребителю, при этом в ходе эксплуатации системы компаундирования выполняется мониторинг рабочего состояния управляемого смешивающего блока путем передачи данных с патрубков 6 и 7 с точек измерения давления и температуры соответственно по информационным каналам 22 на блок анализа и управления качеством смеси нефти 21.- then the mixture enters the tank for receiving oil for additional mixing 16 and is shipped from it on the basis of the task set - to bring the oil quality to the calculated value - using the compounding scheme of FIG. 9 as a separate unit at a site facility, with subsequent dosing of the prepared mixture with the help of valves and fittings 14 with control of the quality indicators of the mixture at BIK 12 and with involvement of the pumping station 13 (not shown in the figure), or accumulation of the oil mixture with subsequent shipment prepared mixture of oils to the consumer, while during the operation of the compounding system, the operating state of the controlled mixing unit is monitored by transferring data from the pipes 6 and 7 from points from Eren pressure and temperature respectively of information channels 22 in the flow analysis and quality control of the mixture of oil 21.

Заявляемая группа изобретений позволяет с использованием одного комплекта оборудования осуществлять поточное компаундирование на магистральных нефтепроводах объектов магистрального трубопроводного транспорта нефти, контролировать и регулировать качество сформированной смеси и принимать оперативные решения о корректировке качества смеси без увеличения временных затрат при традиционном компаундировании в резервуарном парке.The claimed group of inventions allows using one set of equipment to carry out in-line compounding on trunk oil pipelines of trunk pipeline transport facilities of oil, to control and regulate the quality of the formed mixture and make operational decisions on adjusting the quality of the mixture without increasing time costs with traditional compounding in a tank farm.

Сокращение временных затрат на проведение работ достигается за счет того, что заявляемая система компаундирования является проточной, а затраты на транспортировку смеси нефти через нее минимальны и ограниченны с одной стороны сопротивлением создаваемым лопастной системой неуправляемого 3 и управляемого 4 статических смесителей, а также пробоотборником 5, а с другой стороны пропускной способностью и давлением на входе систему компаундирования.Reducing the time spent on work is achieved due to the fact that the inventive compounding system is flow-through, and the cost of transporting the oil mixture through it is minimal and limited on the one hand by the resistance created by the vane system of unmanaged 3 and controlled 4 static mixers, as well as by the sampler 5, and on the other hand, throughput and inlet pressure to the compounding system.

Повышение однородности и стабильности показателей смеси нефти, а также снижение времени на их достижение после компаундирования реализуется за счет того, что заявляемый способ компаундирования в сравнении с другими существующими способами не требует длительных процессов перемешивания полученных на площадочном объекте партий разносортной нефти в резервуаре (перемешивание в резервуаре может длиться до 2 недель, пропуск через статический смеситель осуществляется поточно).Improving the homogeneity and stability of the indicators of the mixture of oil, as well as reducing the time to achieve them after compounding is realized due to the fact that the inventive method of compounding in comparison with other existing methods does not require lengthy mixing processes of batches of multi-sorted oil obtained at the site facility (mixing in the tank can last up to 2 weeks; skipping through a static mixer is carried out in-line).

Claims (13)

1. Система компаундирования нефтей, характеризующаяся тем, что включает в себя смешивающий блок, блок измерения качества нефти, запорно-регулирующую арматуру и блок анализа и управления качеством смеси нефти, при этом смешивающий блок содержит регулируемый или нерегулируемый статический смеситель, пробоотборник и патрубки для проведения замеров давления и температуры, причем пробоотборник содержит по меньшей мере пять трубок, которые гидравлически связаны блоком измерения количества нефти, данные с которого по информационным каналам передаются в блок анализа и управления качеством смешения, который обеспечивает управление приводами запорно-регулирующей арматуры и статического смесителя, при использовании регулируемого статического смесителя.1. Oil compounding system, characterized in that it includes a mixing unit, an oil quality measurement unit, valves and control valves and an oil mixture quality analysis and control unit, while the mixing unit contains an adjustable or unregulated static mixer, a sampler and nozzles for measurements of pressure and temperature, and the sampler contains at least five tubes that are hydraulically connected by a unit for measuring the amount of oil, data from which via information channels transferred to the unit of analysis and quality control of mixing, which provides control of actuators of valves and static mixer, when using an adjustable static mixer. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что регулируемый статический смеситель представляет собой устройство, содержащее в полости рабочей камеры регулируемую лопастную систему и привод ее перемещения.2. The system of claim. 1, characterized in that the adjustable static mixer is a device containing in the cavity of the working chamber an adjustable vane system and a drive for its movement. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что не регулируемый статический смеситель представляет собой устройство, содержащее в полости рабочей камеры жесткозафиксированную лопастную систему.3. The system under item 1, characterized in that the non-adjustable static mixer is a device containing in the cavity of the working chamber rigidly fixed blade system. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что статический смеситель содержит технологический патрубок.4. The system of claim. 1, characterized in that the static mixer contains a process connection. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в полости технологического патрубка размещены датчики температуры и давления.5. The system of claim 1, wherein the temperature and pressure sensors are located in the cavity of the process port. 6. Система по п. 1, отличающаяся тем, выходы блока анализа и управления качеством смеси нефти связаны с приводами запорно-регулирующей арматуры и регулируемого статического смесителя каналами подачи управляющего сигнала.6. The system of claim. 1, characterized in that the outputs of the unit for analyzing and controlling the quality of the oil mixture are connected to the actuators of the shut-off and control valves and the adjustable static mixer by means of control signal supply. 7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что пробоотборник и статический смеситель оборудованы системами нагрева.7. The system of claim. 1, characterized in that the sampler and the static mixer are equipped with heating systems. 8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок анализа и управления качеством смеси нефти представляет собой промышленный контроллер или иное цифровое обрабатывающее устройство, реализующее функции обработки данных в режиме реального времени с информационных каналов на входе и выходе системы компаундирования, а также информационными каналами контроля текущего состояния ее работоспособности.8. The system of claim 1, wherein the unit for analyzing and controlling the quality of the oil mixture is an industrial controller or other digital processing device that implements real-time data processing functions from information channels at the input and output of the compounding system, as well as information channels of monitoring the current state of its performance. 9. Способ компаундирования нефтей с использованием системы компаундирования нефти по п. 1, характеризующийся тем, что9. The method of compounding oils using the oil compounding system according to claim 1, characterized in that - задают исходные данные в блоке анализа результатов измерения показателей качества смеси нефтей для определения диапазона показателей качества смеси нефти, которые должны будут поддерживаться на выходе из системы компаундирования;- set the initial data in the block of analysis of the results of measuring the quality indicators of the mixture of oils to determine the range of indicators of the quality of the oil mixture to be maintained at the outlet of the compounding system; - вычисляют расчетные значения показателей качества ожидаемой смеси нефти с различными физико-химическими свойствами;- calculate the calculated values of the quality indicators of the expected mixture of oil with different physicochemical properties; - осуществляют подкачку каждого типа нефти к точке смешения нефти разных сортов при помощи насосной станции;- carry out the pumping of each type of oil to the point of mixing of different grades of oil using a pumping station; - регулируют открытие или закрытие заслонки на запорно-регулируемой арматуре и регулируют угол поворота лопастной системы, размещенной в полости рабочей камеры статического смесителя, при использовании регулируемого статического смесителя, на основе данных о показателях качества смеси нефтей на входе и выходе системы компаундирования нефтей, определяемых путем отбора проб пробоотборником и их анализов в БИК.- regulate the opening or closing of the valve on the shut-off and adjustable valves and regulate the angle of rotation of the blade system placed in the cavity of the working chamber of the static mixer, using an adjustable static mixer, based on data on the quality of the mixture of oils at the inlet and outlet of the oil compounding system, determined by sampling sampling and analysis in the BIC.
RU2018115662A 2018-04-26 2018-04-26 Method for oil compounding and system for its implementation RU2689458C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018115662A RU2689458C1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Method for oil compounding and system for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018115662A RU2689458C1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Method for oil compounding and system for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2689458C1 true RU2689458C1 (en) 2019-05-28

Family

ID=67037520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018115662A RU2689458C1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Method for oil compounding and system for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2689458C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU12618U1 (en) * 1999-06-25 2000-01-20 Открытое акционерное общество "Урало-Сибирские магистральные трубопроводы им.Д.А.Черняева" AUTOMATED OIL COMPOUND MANAGEMENT SYSTEM
RU2248031C2 (en) * 2003-01-23 2005-03-10 Открытое акционерное общество "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы им. Д.А. Черняева" System for controlling oil compounding process by several quality parameters
CN101628703A (en) * 2008-07-16 2010-01-20 大宇造船海洋株式会社 System and method for reducing volatile organic compounds for an oil carrier
RU121605U1 (en) * 2012-05-25 2012-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF OIL PRODUCT COMPOUNDING PROCESS
RU2580909C2 (en) * 2014-07-01 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" System for compounding sour crude oil in multiple directions of pumping mixed flows

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU12618U1 (en) * 1999-06-25 2000-01-20 Открытое акционерное общество "Урало-Сибирские магистральные трубопроводы им.Д.А.Черняева" AUTOMATED OIL COMPOUND MANAGEMENT SYSTEM
RU2248031C2 (en) * 2003-01-23 2005-03-10 Открытое акционерное общество "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы им. Д.А. Черняева" System for controlling oil compounding process by several quality parameters
CN101628703A (en) * 2008-07-16 2010-01-20 大宇造船海洋株式会社 System and method for reducing volatile organic compounds for an oil carrier
RU121605U1 (en) * 2012-05-25 2012-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF OIL PRODUCT COMPOUNDING PROCESS
RU2580909C2 (en) * 2014-07-01 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" System for compounding sour crude oil in multiple directions of pumping mixed flows

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11662750B2 (en) Methods and systems for inline mixing of hydrocarbon liquids
CA3104319C (en) Methods and systems for spillback control of in-line mixing of hydrocarbon liquids
US11596910B2 (en) Methods and systems for in-line mixing of hydrocarbon liquids
RU2731588C1 (en) Method and a mixing plant for dosed batch-based preparation of a fluid cover material
US20150059446A1 (en) Method and system for analysis of rheological properties and composition of multi-component fluids
CN201464198U (en) Device for defining combustion adaptation region or combustion condition of gas appliance
CN101979492B (en) Laboratory liquor blending device and electromagnetic valve selection method
CN104226187A (en) Multi-liquid proportioned mixing device
CN201493963U (en) Additive metering system of cement concrete mixing equipment
CN107631905A (en) A kind of LNG sampling and analyzing methods and device
RU2689458C1 (en) Method for oil compounding and system for its implementation
US7669484B2 (en) Device for evaluating drag reduction
RU2682063C1 (en) Method for control of metrological characteristics of fixed or mobile metering installations and calibration unit for its implementation
EP3377729B1 (en) Method and apparatus for analyzing mixing of a fluid in a conduit
CN112892393A (en) Online liquid preparation system
RU2704843C1 (en) Automated control system for compounding process of sulphurous and high-sulfur oils
CN107576592B (en) Flow parameter test system and test method for fluid in pipeline
CN210269509U (en) Multifunctional drag reducer evaluation device
CN206440610U (en) A kind of nonequilibrium kinetics reaction system absorbance online testing device
RU12618U1 (en) AUTOMATED OIL COMPOUND MANAGEMENT SYSTEM
RU2616657C1 (en) Apparatus for collecting and diluting portions of radioactive solution
RU2640664C1 (en) Dosage system for liquid additive in fuel flow
RU2323466C2 (en) Method for automated management of technological process of continuous mixing of high-octane gasolines
CA3166888A1 (en) Methods and systems for in-line mixing of hydrocarbon liquids
RU2754669C2 (en) Device for sampling in two-phase flows