83

Жур

нал

“ИСУ

П” №

6(4

2)_2

012

Открытие месторождения нефти в регионе Мангала в штате Раджа�стан в 1998 году позволило снизить зависимость Индии от импорта нефти. Запасы нефти здесь оцени�ваются на уровне 3,6 миллиарда бар�релей. В настоящий момент частная энергетическая компания Cairn India Ltd., входящая в состав лондонской группы ��danta �����r��� �LC, про���danta �����r��� �LC, про�, про�бурила более 100 скважин. Добыча нефти началась в 2008 году. Ожи�дается, что максимальный уровень добычи достигнет 265 000 баррелей в день, что в денежном эквиваленте будет соответствовать 7 миллиар�дам долларов США в год при цене на нефть около 73 долларов США за баррель, и составит 20 % всей до�бываемой в Индии нефти.

Самое важное, что необходи�мо учесть при проектировании си�стемы коммерческого учета, – это свойства транспортируемой нефти. Плотность вязкой нефти составляет от 25 до 30 градусов АНИ, что дела�ет ее воскообразной. При этом она твердеет при комнатной темпера�туре (25 °C). Температура текучести такой нефти составляет 38–42 °C (для сравнения: температура теку�чести легкой парафиновой нефти составляет 3 °C), а асфальтено�смо�листые парафинистые отложения образуются в ней уже при 64 °C.

Для решения проблемы по тран�спортировке воскообразной нефти с высокой температурой текучести компании потребовалось построить самый длинный в мире нефтепро�вод с подогревом (рис. 1). Данный трубопровод позволяет поставлять нефть на нефтеперерабатываю�щие заводы по всей стране, тем са�мым обеспечивая попадание нефти на рынки, находящиеся по пути сле�дования нефтепровода. Нефтепро�

вод компании Cairn En�rgy прости�рается на 680 км, а в его обслужива�нии занято 11 000 человек, при этом компании удалось построить его и получить начальный дебит всего лишь за пять лет.

По трубопроводу с подогревом и изоляцией осуществляется тран�спортировка нефти из нефтяного месторождения Мангала к шести нефтеперерабатывающим заводам на западе Индии, включая круп�

Нефть на учете

В статье объясняется процесс коммерческого учета на самом длинном в мире нефтепроводе с подогревом и изоляцией.

Emerson Process Management, г. Сингапур

Рис. 1. Самый протяженный в мире трубопровод длиной 600 км с подогревом и изоляцией используется для транспортировки тяжелой, воскообразной сырой нефти

из скважин в пустыне Тар к нефтеперерабатывающим заводам на западе Индии

84

Жур

нал

“ИСУ

П” №

6(4

2)_2

012

нейший в мире НПЗ ��lian��. По�догреватели и изоляция рассчита�ны на температуру 90 °C.

После создания всей необхо�димой инфраструктуры необхо�димо было найти способ анализа и правильного измерения количе�ства нефтепродуктов, поступаю�щих к заказчикам. По результатам тендера компания Cairn выбрала фирму Dani�l M�a��r�m�nt and C�nt�r�l, подразделение Em�r��n �r����� Manag�m�nt, в качестве поставщи� в качестве поставщи�ка комплексного решения для учета нефти.

Учет тяжелой нефтиПо рекомендации Dani�l ком�

пания Cairn решила установить на каждом терминале специально разработанные, полностью интег�рированные и укомплектованные узлы коммерческого учета с ультраз�вуковыми расходомерами (рис. 2). Эти узлы учета должны были стать контрольной точкой при передаче нефти непосредственно заказчику и обеспечивать высочайший уро�вень точности и стабильности.

Одно из преимуществ ультраз�вуковых расходомеров – это их пол�нопроходность, а также отсутствие механических частей, подвержен�ных износу, внутри трубопровода, что обеспечивает низкий перепад давлений, значительную экономию энергии и минимальное техниче�ское обслуживание. Традиционные технологии измерения расхода ве�

щества, например, с помощью рас�ходомеров объемного типа и тур�бинных расходомеров, предпола�гают наличие движущихся частей и требуют большего объема работ по техническому обслуживанию.

Компания Dani�l разрабатыва�ла каждый узел учета согласно тре�бованиям компании Cairn и в пол�ном соответствии с Руководством АНИ по стандартам измерений в нефтяной промышленности. Учет нефти, добываемой в месторож�дении Мангала, осложняется ее воскообразными свойствами и вы�сокой температурой застывания. Однако философия компании, ко�

торой она руководствовалась при проектировании своих решений, не допускает никаких неточностей при учете сырой нефти в точке пе�рехода права собственности от до�бывающей компании к заказчику.

Расчет отдельных элементов, выбор проверенного метода и фи�лософии и создание каждого узла учета с подогревом и изоляцией обеспечивают поддержание тем�пературы сырой нефти выше тем�пературы застывания в любой мо�мент во время движения нефти по трубопроводу. А при отсутствии потока система автоматически мо�жет повысить температуру нагрева для предотвращения образования асфальтено�смолистых парафини�стых отложений.

Компания Dani�l использует интегрированный процесс проек�тирования систем, при котором решение для заказчика разрабаты�вается с применением масштабной 3D�модели. Такая модель разраба�тывается на основании утвержден�ных схем трубопроводов с конт�рольно�измерительными прибора�ми (рис. 3).

Трехмерная модель позволи�ла компании Cairn осуществлять анализ предложенного решения на различных этапах реализации проекта и, таким образом, с легко�стью вносить необходимые измене�ния в проект системы.

Это также помогло компании Cairn оценить спецификацию ма�

Рис. 2. Терминал Viramgam – один из шести перевалочных пунктов на протяжении трубопровода

Рис. 3. Программное обеспечение Daniel позволяет создать 3D-модель узла учета

85

Жур

нал

“ИСУ

П” №

6(4

2)_2

012

териалов и провести инженерные обзоры генерального плана, резуль�татов стресс�анализа, расчетов цен�тра тяжести и других факторов.

Каждый узел включает в себя многолучевые ультразвуковые рас�ходомеры Dani�l (измеряющие расход нефти за счет определения разности между временем прохож�дения ультразвукового импульса по направлению потока и против него), компакт�пруверы и компью�теры расхода S600 Dani�l, изме�рители плотности Mi�r� M�ti�n, датчики давления и температуры ����m��nt, регулирующие клапаны Fi�h�r, линии обогрева трубопро�вода, силовые распределительные щиты и распределительные короб�ки EGS, а также другие необходи�мые компоненты.

Построение 3D�моделей являет�ся неотъемлемой частью производ�ственного процесса, оно позволяет сократить время создания крупных проектов в условиях сжатых сроков, отведенных на проектные работы. Узлы были собраны на сингапур�ском предприятии по производству средств коммерческого учета, сер�тифицированном в соответствии с тремя стандартами ISO.

Узлы представляют собой круп�ные, тяжелые конструкции, кото�рые были доставлены на грузовых морских судах в порты Индии. Оттуда их на грузовиках привезли на место монтажа в точке перехо�

да права собственности. Эти пред�варительно собранные узлы были установлены как интегрированное решение.

После доставки на нефтепере�рабатывающий завод узлы учета (рис. 4) подняли с помощью крана и поместили между трубопрово�дом и НПЗ. Предоставленное ре�шение для учета нефти полностью отвечает требованиям компании Cairn и представляет собой единый узел, включающий измерительную и автоматическую пробоотборную системы. Каждый узел учета отно�сительно компактен и без особых проблем был установлен на каждом объекте заказчика.

Непосредственно после монта�жа систем Dani�l было проведено соответствующее обучение сотруд�ников компании Cairn и предостав�лена вся необходимая поддержка при подготовке к пусконаладоч�ным работам и вводу оборудования в эксплуатацию.

Коммерческий учетПередача нефти на НПЗ осу�

ществляется компанией Cairn в ме�сте перехода права собственности (�OS) при использовании систе�мы коммерческого учета нефти (CTMS). Данные, передаваемые си�стемой CTMS, используются при оформлении финансовой опера�ции. В состав системы CTMS вхо�дят ультразвуковые расходомеры

для коммерческого или фискаль�ного учета, контрольная линия для поверки счетчиков и автоматиче�ская система пробоотбора с мо�дулем контроля качества нефти, а также компьютер расхода. Кро�ме того, в решении используется установка для проливки по воде, позволяющая при необходимости осуществлять поверку компактно�го прувера в полном соответствии с требованиями Руководства АНИ по стандартам измерений в нефтя�ной промышленности.

Так как в сырой нефти при�сутствуют механические примеси и вода (BS&W), окончательная фис�кализация крайне важна для опре�деления содержания чистой сырой нефти при осуществлении прода�жи. Для этого используется систе�ма, отбирающая образцы нефти в автоматическом режиме. Пред�ставители компании Cairn собира�ют эти пробы в емкость и проводят лабораторное исследование для определения свойств сырой нефти и механических примесей и воды.

Компьютер расхода произво�дит расчеты как количественных (коммерческий учет), так и качест�венных (состав механических при�месей и воды) характеристик. Так�же он производит расчет чистого фискального объема, чтобы опре�делить окончательное количество продаваемой сырой нефти, после чего эти расчеты предоставляются покупателю с данными отслежива�ния операций.

Все полученные в результате расчетов данные дублируются и за�носятся в журнал отслеживания операций. Также в системе CTMS есть один резервный контрольный участок трубопровода, который выступает в качестве оперативного резерва при неисправностях в глав�ном измерительном участке.

Компьютеры расхода, имею�щие в своем распоряжении совре�менные алгоритмы и программное обеспечение, обеспечивают работу системы в полностью автоматиче�ском режиме. Все данные об изме�рении расхода находятся в локаль�ной компьютерной сети, что обес�печивает резервирование системы на различных уровнях. Кроме того, система обеспечивает резервиро�вание аппаратной части узла учета

Рис. 4. Узлы учета были установлены на каждом НПЗ на всем протяжении трубопровода

86

Жур

нал

“ИСУ

П” №

6(4

2)_2

012

за счет наличия нескольких конт�рольных участков.

Расходомеры проходят кали�бровку в проливочной лаборато�рии Dani�l в Хьюстоне (штат Те�хас). Проливка позволяет опре�делить коэффициент калибровки каждого расходомера, именуемый K�фактором. После монтажа уль�тразвуковых узлов учета на объекте проводится их регулярная повер�ка в эксплуатации, позволяющая определить коэффициент коррек�ции для каждого ультразвукового расходомера в реальных услови�ях эксплуатации в соответствии с требованиями Руководства АНИ по стандартам измерений в нефтя�ной промышленности.

Помимо первоначальной повер�ки требуется проведение регулярных поверок для подтверждения или пе�рерасчета точности счетчика. По�верка осуществляется в соответствии с рекомендациями, приведенными в разделах 4.2, 4.5, 4.8 и 5.8 Руковод�ства АНИ по стандартам измерений в нефтяной промышленности. Экс�плуатационная поверка ультразву�ковых расходомеров коммерческого учета производится на месте, для чего последовательно со счетчиком устанавливается прувер. Каждый узел учета компании Cairn имеет встроенный прувер (рис. 5).

Основополагающий принцип поверки заключается в сравнении известного показателя с данными,

полученными от поверяемого счет�чика. Это обеспечивается за счет последовательной установки счет�чика и прувера таким образом, что�бы вся жидкость, проходящая через счетчик, проходила и через прувер. Измеряя таким способом объем, компания Cairn имеет возможность проверить точность ультразвуковых расходомеров в соответствии с тех�ническими и нормативными тре�бованиями, а также требованиями заказчиков.

Во время поверки сырая нефть проходит через прувер в течение времени, необходимого для ста�билизации скорости, температу�ры, давления и плотности потока. Непосредственно поверка начина�ется после стабилизации всех па�раметров. Пруверы Dani�l позво�ляют компании Cairn осуществлять поверку счетчиков в соответствии с требованиями Руководства АНИ по стандартам измерений в нефтя�ной промышленности и обеспе�чивать повторяемость измерений на уровне выше +/– 0,05 % при пяти последовательных прогонах. Неопределенность коэффициен�та коррекции счетчика находится полностью в допустимых пределах.

После выполнения поверки и получения результатов откры�ваются спусковой и дренажный клапаны, что позволяет сбросить давление жидкости и слить остатки нефти. Когда прувер не использу�

ется, питание системы отключе�но, что позволяет продлить срок службы компонентов и сэкономить энергию.

Обычно покупатель и прода�вец совместно решают, как часто должна проводиться поверка си�стемы для обеспечения уверенно�сти в точности получаемых данных. Эти данные являются неотъемле�мой частью коммерческой сделки. За год, прошедший после ввода си�стемы в эксплуатацию, у компании не возникло никаких проблем с за�казчиками.

Недавно была внедрена авто�номная диагностика, которая стала возможной благодаря связи между счетчиками и хост�системой по ло�

Рис. 5. Каждый узел учета включает в себя модуль, позволяющий вести учет расхода нефти непосредственно на месте в любое время в соответствии с желанием компании Cairn или ее заказчиков

Рис. 6. Ультразвуковой расходомер для коммерческого учета: Daniel 3804

87

Жур

нал

“ИСУ

П” №

6(4

2)_2

012

Трилохан Гупта,Emerson Process Management, г. Сингапур

Статья первоначально опубликована в журнале «Oilfield Techno logy» в марте 2012 года.

кальной сети. Журналы данных можно запрашивать регулярно или при необходимости, а затем отправ�лять их по электронной почте спе�циалистам Dani�l, которые помо�гут определить, есть ли какие�либо

внешние факторы, оказывающие негативное влияние на показатели работы или техническое состояние счетчиков и приводящие к возму�щению потока, закупориванию тру�бопровода и другим проблемам.

Следующая цель компании Cairn – перейти к диагностике в ре�жиме реального времени. Это по�зволит осуществлять сбор данных и выполнять проверку рабочих ха�рактеристик счетчиков и при необ�ходимости других компонентов си�стемы в режиме реального времени.

РезультатыКомпания очень довольна

успешным применением ультраз�вуковых жидкостных расходомеров (рис. 6) в столь крупном проекте и их способностью точно измерять расход такой сложной среды, как сырая нефть. Система коммерче�ского учета обеспечивает получе�ние конечных фискальных данных, проверку которых можно провести непосредственно на объекте и ко�торые соответствуют государствен�ным стандартам Индии.

Справка

Daniel является мировым лидером в производстве средств измерений, систем и услуг, связанных с коммерческим учетом жидкостей и газов в нефтегазовой отрасли. Бренд Daniel является синонимом высокого качества продукции, промышленного опыта и инженерных инноваций.Имея более чем 80-летний опыт коммерческого учета нефти, мы понимаем, что даже небольшое нарушение точности измерений может оказать существенное влияние на прибыльность. Вот почему Daniel стремится снижать погрешность измерений, помогая предприятиям контролировать расход жидкостей и газов с помощью ин-теллектуальных расходомеров с расширенной диагностикой, контролирующих все ключевые параметры с помощью интеллектуальных измерительных систем, в кото-рых диагностируются потенциальные сбои до их возникновения. Эти системы под-держиваются нашим сервисным обслуживанием на протяжении всего цикла работы приборов.Более подробная информация доступна на странице www.metran.ru/brands/daniel и по телефону +7 (495) 981-981-1.