СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВА НЕФТИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ В ТРУБОПРОВОДЕ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК G01N35/08 G01N22/00 

Изобретение относится к учету и контролю качества нефти, транспортируемой по трубопроводу, позволяющее учитывать в денежном выражении качество нефти, которое при транспортировке в трубопроводе при смешении нефти, сдаваемой разными производителями, а следовательно, разного качества, приводит к изменению качественных характеристик нефти при сдаче ее потребителям.

Известен способ определения качества параметров жидкости, например воды в трубопроводе, основанный на измерении ее количества и показателей различных параметров по каждому из входных каналов, сравнении полученных показателей и формирования управляющих сигналов для поддержания заданных показателей жидкости.

Система для осуществления известного способа содержит блоки измерения параметров жидкости, включающие датчики параметров на входе и в различных зонах трубопровода, блоки сравнения измеренных параметров и заданных, и блоки определения заданных параметров [1].

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ определения качества жидких продуктов при транспортировке в трубопроводе [2], основанный на измерении количества и показателей качества при приеме каждой партии продуктов и определении среднего значения по каждому из показателей качества на выходе из трубопровода.

Система осуществления известного способа содержит блоки измерения показателя качества продукта производителя по числу показателей качества, установленные на соответствующем входе трубопровода, блоки измерения показателя на выходе трубопровода по числу показателей качества. Система содержит подсистемы отбора проб, работа которых координируется ЭВМ, согласно получаемым аналитическим данным для управления технологическим процессом.

Система работает по графику и по запросу для формирования данных для анализа информации о показателях качества и количества транспортируемых в трубопроводе продуктов.

Данный способ и система выбраны в качестве прототипа.

Недостатком прототипа являются ограниченная функциональная возможность способа определения качества продукта рамками преобразования данных измерения проб и невозможность использования полученных результатов для материальной заинтересованности по повышению качества контролируемых продуктов, в частности, при контроле показателей качества нефти, сдаваемой разными производителями.

Техническим результатом заявленного предложения является расширение функциональных возможностей способа определения изменения качества нефти при транспортировке и системы для его осуществления путем определения в денежном выражении показателей качества нефти каждого производителя за счет учета показателей качества нефти от каждого производителя на входе в систему и определения показателей качества нефти на выходе из системы при сдаче потребителю.

Технический результат достигается тем, что в способе определения изменения качества нефти при транспортировке и системе для его осуществления определяются в денежном выражении показатели качества нефти каждого производителя за счет учета показателей качества нефти от каждого производителя на входе в систему и определяются показатели качества нефти на выходе из системы при сдаче потребителю.

Технический результат достигается тем, что в способе определения изменения качества нефти при транспортировке в трубопроводе, основанном на изменении количества Q_вхi и показателей качества K_вхi, например, в виде плотности нефти и содержания серы при приеме каждой партии продукта от каждого производителя и определении среднего значения K_выхi по каждому из показателей качества на выходе трубопровода при сдаче потребителю определяют среднее значение показателя качества K_вх при приеме партий нефти на входе трубопровода для каждого производителя путем последовательных замеров принимаемых партий за заданный период времени по формуле

где
n - число партий нефти, принятой к транспортировке, от одного производителя за данный период времени, определяют среднее значение K_вых по каждому показателю качества нефти на выходе трубопровода путем последовательных измерений K_выхi показателей качества за аналогичный период времени партий нефти, сдаваемых потребителю, по Q_выхi в каждой по формуле

и преобразуют показатель качества нефти каждого производителя в показатель качества в денежном выражении C, величину которого определяют по формуле

где
Q_вых - количество нефти, сданное потребителям;
C_к - удельная стоимость единицы показателя качества нефти;
K - число учитываемых показателей качества.

Кроме того, сумма показателей качества за заданный период времени является величиной постоянной.

Кроме того, при измерении показателя качества нефти определяют процентное содержание воды в партии и/или механических примесей, и/или процентное содержание хлористых солей, и/или процентное содержание тяжелых металлов.

Система для осуществления способа содержит блоки измерения показателя качества нефти каждого производителя по числу показателей качества, установленная на соответствующем входе трубопровода, блоки измерения показателя качества нефти на выходе по числу показателей качества, в систему введены группы вычитателей, группы умножителей и сумматоры по числу производителей, выход блока измерения показателя качества нефти каждого производителя и выход блока измерения соответствующего показателя качества нефти на выходе трубопровода подключены на входе соответствующего вычитателя соответственно, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего умножителя первой и второй группы соответственно, второй вход каждого из которых является задающим входом удельной стоимости единицы одноименного показателя качества, выходы соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого и выход количества сданной потребителю нефти блока измерения показателя качества нефти на выходе трубопровода подключены к входам умножителя соответствующего производителя.

Блок измерения показателя качества нефти каждого производителя и блок измерения показателя качества нефти на выходе трубопровода содержит каждый делитель, умножители, сумматоры, датчик показателя качества нефти и датчик количества нефти, выходы которых соединены со счетчиками первой и второй групп одноименной партии соответственно, выходы которых подключены к одноименным умножителям, выходы которых и выходы счетчиков второй группы подключены к входам первого и второго сумматоров соответственно, выходы которых подключены к входам делителя, выход которого является выходом блока.

Способ и система определения качества нефти при транспортировке в трубопроводе основаны на том, что нефть, проходя через транспортную систему, поступает потребителям после ее многостадийного и многовариантного смешения. Смешение нескольких сортов нефти, различающихся по составу и физико-химическим свойствам ведет к изменению параметров ее качества. Изменение параметров качества вызывает изменение ее потребительских свойств, что сказывается на экономических интересах производителей нефти. Производители нефти материально заинтересованы и вправе рассчитывать на оплату нефти в соответствии с ее первоначальными свойствами. Для этой цели необходим механизм, компенсирующий потери производителям, чья нефть в процессе транспортировки теряет свои качества.

Предложение будет понятно из приведенных чертежей, иллюстрирующих заявленные объекты.

На фиг.1 приведена схема трубопровода, имеющая много входов и, например, один выход, на фиг.2 - предпочтительный вариант выполнения функциональной схемы системы, на фиг.3 - пример выполнения блока измерения показателя качества, на фиг.4 - пример выполнения блока измерения показателя качества нефти на выходе.

Система для осуществления предложенного способа содержит сеть трубопроводов 1, входы 2_i, по которым осуществляют прием партий нефти от производителей, выходы 3 трубопровода, нефть из которого подается потребителям (фиг. 1).

На фиг. 2 приведена функциональная схема системы, где 4₁, 4₂ - блок измерения показателя качества нефти соответственно по плотности и содержанию серы каждого производителя на входе трубопровода, 5₁, 5₂ - блок измерения показателя качества нефти на входе трубопровода соответственно по плотности и содержанию серы, вычитатели 6₁ и 6₂ по числу производителей соответственной для показателя качества по плотности и содержанию серы, умножители 7₁ и 7₂ по числу производителей соответственно для показателя качества по плотности и содержанию серы, сумматор 8 и умножитель 9.

На фиг. 3 приведена функциональная схема выполнения блока 4₁ измерения показателя качества нефти по плотности (блок 4₂ измерения показателя нефти по содержанию серы выполнен аналогично) и на фиг.4 - пример выполнения блока 5₁ измерения показателя качества нефти по удельной плотности на выходе трубопровода (блок 5 измерения показателя качества нефти содержания серы выполнен аналогично).

Блок 4₁ содержит датчик 10 показателя качества нефти (плотности), счетчики 11₁ - 11_n первой группы, счетчики 12₁ - 12_n второй группы по числу партий нефти, сумматор 13, умножители 14₁ - 14_n, сумматор 15, делитель 16, датчик 17 количества нефти.

На фиг.4 блок 5₁ содержит умножители 18₁ - 18_n, датчик 19 показателя качества нефти (плотности), датчик 20 количества нефти, сумматоры 21 и 22, делитель 23, вход 24 задания периода измерений, группы счетчиков 25₁ - 25_n, 26₁ - 26_n по числу партий нефти.

Способ определения изменения показателя качества нефти при транспортировке в трубопроводе и система для его осуществления реализованы следующим образом.

При приеме каждой партии нефти от производителя в единый трубопровод 1 на входе трубопровода осуществляют измерения показателей качества K_вхi (p) по плотности и K_вхi (s) содержанию серы, которых может быть больше в зависимости от требований к качеству транспортируемой и сдаваемой потребителям нефти и количества Q_вхj(где j = 1...k) по числу производителей. Таким образом формируются для каждого производителя параметры количества и качества принятой у него нефти. При смешении нефти всех производителей на выходе трубопровода 3 качественные показатели нефти меняются. На выходе трубопровода посредством блока 5₁ (или 5₂) измеряют показатели качества нефти и определяют показатель качества нефти на выходе K_вых (p) или K_вых(s).

Замеры по каждому производителю осуществляют на заданный период времени, например, в течение месяца. Таким образом в блоках измерения 4_i и 5_i в течение месяца накапливаются данные по количеству и качественным параметрам принятой от j производителя и сданной потребителям нефти.

Однако способ и система, кроме того, осуществляют оценку изменения традиционных качественных характеристик нефти в денежном выражении, что позволяет компенсировать производителям нефти изменение ее качественных параметров при смешении в трубопроводе. Таким образом, могут быть соблюдены коммерческие интересы всех производителей, т.к. распределение компенсации осуществляют в соответствии с первоначальными свойствами сданной производителем нефти.

Измеренные параметры преобразуют в денежный эквивалент следующим образом.

Измеряют посредством датчиков в блоках 4_i и 5_i показатели качества каждой партии каждого производителя K_вхi и количество нефти в партии Q_вхi, определяют среднее значение величины соответствующего показателя качества для каждого производителя согласно формуле
K_вх= ∑ (Q_вхi•K_вхi)/∑ Q_вхi,
где
n - число партий нефти каждого производителя за заданный период времени (например, месяц).

В течение заданного аналогичного периода времени посредством блока 5₁ (5₂) определяют среднее значение показателя качества нефти K_вых сдаваемой потребителю по формуле
K_вых= ∑ (Q_выхi•K_выхi)/∑ Q_выхi,
где
K_выхi - показатель каждой партии на выходе трубопровода;
Q_выхi - количество нефти в партии на выходе трубопровода;
n - число партий нефти, проверяемых на выходе (для простоты замеров число партий на входе при сдаче и на выходе при подсчете совпадают).

С учетом полученных показателей качества по каждому из параметров определяют показатель качества в денежном выражении для каждого производителя по формуле
C = Q_вых ∑ C_к(K_вых-K_вх),
где
C - сумма денежной компенсации (скидка или надбавка) для каждого производителя в денежном выражении;
C_к - удельная стоимость единицы показателя качества нефти (принимается участниками Банка качества, т.е. всеми производителями), например:
C_к(p) (для плотности) = 37,7 у.е.,
C_к(s) (для процентного содержания серы) = 3,68 у.е. на заданный период времени.

Например, если производитель сдал в систему нефть с "улучшенными" по сравнению со средними показателями качества его группы производителей, то он получит надбавку за качество. Если производитель сдал нефть с "ухудшением" качества, то производителю будет выставлена скидка за "ухудшение" качества.

Общая сумма взаимных компенсаций (скидок и надбавок) по всем производителям (владельцам) нефти должна быть равна 0 или величиной ничтожной.

∑ C = 0
где
j = 1,... N - число производителей.

Таким образом, предложенный способ позволяет учитывать качество нефти при транспортировке в нефтепроводе, а система для его осуществления позволяет преобразовывать изменения значений традиционных показателей качества в эквивалентные или денежные показатели качества сданной нефти.

Заявленный способ и система для его осуществления легла в основу создания Федерального Российского Банка качества нефти.

Источники информации
1. PCT, заявка WO 95/13497 кл. F 17 D 3/01, 1995.

2. EP, заявка, 244751, кл. G 01 N 35/08, 1987 (прототип).

Способ определения изменения качества нефти при транспортировке в трубопроводе основан на измерении количества Q_вхi и показателей качества K_вхi при приеме каждой партии продукта от каждого производителя и определении среднего значения K_вых по каждому из этих показателей качества на выходе трубопровода при сдаче потребителю, при этом определяют среднее значение K_вых по каждому показателю качества K_вх при приеме партии нефти на входе трубопровода для каждого производителя путем последовательных замеров принимаемых партий за заданный период времени по формуле , где n - число партий нефти от одного производителя за заданный период времени, определяют среднее значение K_вых по каждому из показателей качества на выходе трубопровода путем последовательных измерений K_выхi показателей качества за аналогичный период времени сдаваемых потребителю партий нефти по Q_выхi в каждой по формуле и преобразуют показатель качества в денежном выражении C, величину которого определяют по формуле (K_вых - K_вх), где Q_вых - количество нефти, сданное потребителям, C_к - удельная стоимость единицы показателя качества нефти, K - число учитываемых показателей качества. Система для осуществления способа позволяет произвести учет и контроль качества нефти, позволяет учитывать в денежном выражении изменения качества нефти, сдаваемой разными производителями. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ определения изменения качества нефти при транспортировке в трубопроводе, основанный на измерении количества Q_вxi и показателей качества K_вxi при приеме каждой партии продукта от каждого производителя и определении среднего значения K_вых по каждому из этих показателей качества на выходе трубопровода при сдаче потребителю, отличающийся тем, что определяют среднее значение по каждому показателю качества K_вх при приеме партии нефти на входе трубопровода для каждого производителя путем последовательных замеров принимаемых партий за заданный период времени по формуле

где n - число партий нефти одного производителя за заданный период времени,
определяют среднее значение K_вых по каждому из показателей качества на выходе трубопровода путем последовательных измерений K_выхi показателей качества за аналогичный период времени сдаваемых потребителю партий нефти по Q_выxi в каждой по формуле

и преобразуют показатель качества нефти для каждого производителя в показатель качества в денежном выражении С, величину которого определяют по формуле

где Q_выx - количество нефти, сданное потребителям;
С_к - удельная стоимость единицы показателя качества нефти;
К - число учитываемых показателей качества. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сумма показателей качества нефти в денежном выражении всех производителей нефти в трубопроводе за заданный период времени является величиной постоянной. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при измерении показателей качества нефти определяют процентное содержание воды в партии и/или механических примесей, и/или процентное содержание хлористых солей, и/или содержание тяжелых металлов. 4. Система для определения изменения качества нефти при транспортировке в трубопроводе, содержащая блоки измерения показателя качества нефти каждого производителя по числу показателей качества, установленные на соответствующем входе трубопровода, блоки измерения показателя качества нефти на выходе трубопровода по числу показателей качества, отличающаяся тем, что в систему введены первая и вторая группы вычитателей, первая и вторая группы умножителей и сумматоры по числу производителей, выход блока измерения показателя качества нефти каждого производителя и выход блока измерения соответствующего показателя качества нефти на выходе трубопровода подключены к входу соответствующего вычитателя первой и второй группы соответственно, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего умножителя первой и второй группы соответственно, второй вход каждого из которых является задающим входом удельной стоимости единицы одноименного показателя качества, выходы соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого и выход количества сданной потребителю нефти блока измерения показателя качества нефти на выходе трубопровода подключены к входам умножителя соответствующего производителя. 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что блок измерения показателя качества нефти каждого производителя и блок измерения показателя качества нефти на выходе трубопровода каждый содержит делитель, умножители, сумматоры, датчик показателя качества нефти и датчик количества нефти, выходы которых соединены с счетчиками первой и второй группы одноименной партии соответственно, выходы которых подключены к одноименным умножителям, выходы которых и выходы счетчиков второй группы подключены к входам первого и второго сумматора соответственно, выходы которых подключены к входам делителя, выход которого является выходом каждого блока.