Способ определения прогнозного объема нестандартного дизельного топлива при проведении внутритрубной очистки и диагностирования Российский патент 2023 года по МПК F17D3/01 F17D3/05 F17D3/18 G01F1/708 

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, а именно к способам проведения внутритрубной очистки и диагностирования трубопроводов с сохранением качества дизельного топлива (далее - ДТ).

При проведении внутритрубной очистки и диагностирования трубопровода в зоне контакта средства очистки и диагностирования (далее - СОД) и ДТ образуется смесь ДТ и отложений с внутренней поверхности трубопровода, представляющая собой нестандартное ДТ, поэтому необходимы мероприятия по точному определению и прогнозированию объема смеси для подготовки необходимого объема емкости и обеспечения точного отсечения нестандартного ДТ. Схожая задача стоит при последовательной перекачке жидкостей по трубопроводу, когда в зоне контакта последовательно движущихся партий образуется смесь перекачиваемых жидкостей.

Известен способ последовательной перекачки нефти различного качества (RU 2277201 С2, F17D 3/03, 27.05.2006).

Способ включает подачу в трубопровод основного потока нефти одного качества и перекачки его прямым контактированием с партией нефти другого качества, измерения параметра нефти, характеризующего его качество, для отслеживания партии нефти и отбора нефти из трубопровода в пункте ее приема и по окончании отбора дальнейшего прохождения основного потока нефти по трубопроводу. При отборе нефти в пункте приема отбор нефти из зон в начале и конце партии, содержащих смесь нефти основного потока и нефти партии с промежуточным содержанием серы, осуществляют отдельно от нефти в средней зоне партии с другим содержанием серы.

Объем смеси, образующейся в процессе движения партии малосернистой нефти в потоке с сернистой, рассчитывают по формуле Съенитцера:

где Re₁ и Re₂ - числа Рейнольдса, соответственно для малосернистой и сернистой нефти;

D - диаметр трубопровода, м;

L - длина трубопровода, м;

V_тр - объем трубопровода, м³.

Недостатком указанного способа является ограничение в применении и использовании лишь в случаях, когда перекачиваемые жидкости различаются лишь содержанием серы и имеют различную плотность. Формула для определения объема смеси не учитывает индивидуальные особенности участка трубопровода и влияние СОД на объем смеси.

Наиболее близким к предлагаемому способу по достигаемому результату является, раскрытый в документе RU 2708473 CI, F17D 3/05, F17D 3/18, G01F 1/708, дата публикации 09.12.2019, способ определения объема смеси последовательно перекачиваемых по трубопроводам жидкостей, имеющих различные качественные характеристики. Способ включает осуществление последовательной перекачки, вытесняемой и вытесняющей жидкостей, выбор качественных характеристик и их значений, индивидуально характеризующих, вытесняемую и вытесняющую жидкости и определение объема смеси. В способе осуществляют определение границ зоны смеси последовательно перекачиваемых жидкостей путем фиксации времени изменения качественных характеристик перекачиваемых жидкостей, определяемого по репрезентативным пробам, отбираемым последовательно с временным интервалом с разных слоев перекачиваемых жидкостей. Фиксируют время начала изменения выбранного значения качественной характеристики для вытесняемой жидкости и/или начало фиксирования качественных характеристик, характерных только для вытесняющей жидкости - точка t_1? затем фиксируют время стабилизации значений качественных характеристик, характерных для вытесняющей жидкости, и/или прекращение фиксирования качественных характеристик, характерных только для вытесняемой жидкости - точка t₂, а определение объема смеси осуществляют по формуле:

где V - объем смеси последовательно перекачиваемых по трубопроводам жидкостей, м³;

π - математическая постоянная равная 3,14;

D - внутренний диаметр трубопровода в точке отбора проб, м;

L - длина смесевой зоны, м.

Длину смесевой зоны определяют по формуле:

L=v⋅Δt,

где v - скорость движения потока жидкости, м/с;

Δt - дельта времени, с, между зафиксированными точками t₁ и t₂;

Дельту времени определяют по формуле:

Δt=t₂ - t₁.

Недостатком указанного способа является то, что объем смеси нефтепродуктов определяют по фактически отобранным пробам, что не позволяет рассчитать прогнозный объем нестандартного ДТ при проведении внутритрубной очистки и диагностирования.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение является создание способа, позволяющего точно прогнозировать объем нестандартного ДТ и безошибочно отсекать нестандартное ДТ от основного потока.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении сохранения качества ДТ при проведении внутритрубной очистки и диагностирования за счет точного прогнозирования объема нестандартного ДТ и повышения точности определения границ зоны смеси ДТ и отложений с внутренней поверхности трубопровода.

Технический результат достигается тем, что в способе определения прогнозного объема нестандартного ДТ при проведении внутритрубной очистки и диагностирования осуществляют отбор ходовых проб дизельного топлива (ДТ), фиксацию объема образовавшейся смеси ДТ и отложений с внутренней поверхности трубопровода на конце участка трубопровода, его анализ по цвету, содержанию механических примесей и воды на пункте контроля количества и качества ДТ для определения объема нестандартного ДТ при каждом из по меньшей мере трех пропусков средств очистки и диагностики (СОД), расчет коэффициента индивидуального среднестатистического объема нестандартного ДТ k_инд осуществляют по формуле:

где n - количество пропусков однотипных СОД по данному участку трубопровода, шт.;

V₁ - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при первом пропуске СОД по данному участку трубопровода, м³;

V₂ - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при втором пропуске СОД по данному участку трубопровода, м³;

V_n - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при n-ом пропуске СОД по данному участку трубопровода, м³;

L₁ - протяженность участка трубопровода при первом пропуске СОД, м;

L₂ - протяженность участка трубопровода при втором пропуске СОД, м;

L_n - протяженность участка трубопровода при n-ом пропуске СОД, м;

v_дв.1 - скорость движения СОД по участку трубопровода во время первого прогона, м/с;

v_{дв 2} - скорость движения СОД по участку трубопровода во время второго прогона, м/с;

v_дв.n - скорость движения СОД по участку трубопровода во время n-го прогона, м/с;

и расчет прогнозного объема нестандартного ДТ при планировании следующих пропусков СОД по формуле:

V_{п.нест.ОУи ВТД}= L_уч.⋅k_инд⋅v_дв.⋅k_оч.'

где V_{п.нест.ОУи ВТД} - прогнозируемый объем нестандартного ДТ, м³;

L_yч. - длина участка трубопровода, м;

k_инд. - коэффициент индивидуального среднестатистического объема нестандартного ДТ, м ⋅ с;

v_дв. - скорость движения СОД по участку трубопровода, м/с;

k_оч. - коэффициент очередности пропуска СОД.

Скорость движения СОД (при отсутствии данных о движении СОД) по участку трубопровода v_дв. определяют по формуле:

где Q_уч. - производительность участка трубопровода, м³/ч;

S_вн - площадь внутреннего сечения участка трубопровода, м².

Площадь внутреннего сечения участка S_вн, м², рассчитывают по формуле:

где D_вн - внутренний диаметр участка трубопровода, м.

Коэффициент индивидуального среднестатистического объема нестандартного ДТ k_инд рассчитывается для каждого типа СОД и для каждого трубопровода по результатам предыдущих пропусков СОД. При отсутствии данных по предыдущим СОД на данном участке, для расчета прогнозного объема нестандартного ДТ допустимо использовать данные по пропускам СОД по технологическому участку трубопровода (участок трубопровода между нефтеперекачивающими станциям с резервуарным парком), в состав которого входит данный участок трубопровода.

Коэффициент очередности пропуска СОД k_оч. при повторных пропусках однотипных СОД по участку трубопровода в рамках выполнения преддиагностической очистки или технического диагностирования рассчитывают по формуле:

где n - количество повторных пропусков однотипных СОД в рамках выполнения преддиагностической очистки или технического диагностирования по участку трубопровода, шт.;

V_1.1 - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске первого СОД первой пары по участку трубопровода, м³;

V_1.2 - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске второго СОД первой пары по участку трубопровода, м³;

V_2.1 - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске первого СОД второй пары по участку трубопровода, м³;

V_2.2 - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске второго СОД второй пары по участку трубопровода, м³;

V_n._l - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске первого СОД n-ой пары по участку трубопровода, м³;

V_n. - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске второго СОД n-ой пары по участку трубопровода, м³.

Для неоднотипных СОД и при периодической очистке k_ч=1.

Интервал повторных пропусков однотипных СОД по участку трубопровода в рамках выполнения преддиагностической очистки или технического диагностирования составляет не более 15 суток.

С каждым новым пропуском СОД осуществляется сбор данных об образовании нестандартного ДТ и пересчет коэффициента индивидуального среднестатистического объема нестандартного ДТ k_инд. и коэффициента очередности пропуска СОД k_оч.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема проведения пропусков СОД и контроля образовавшегося нестандартного ДТ путем отбора ходовых проб ДТ на пункте контроля количества и качества ДТ.

Позициями на фигуре обозначено следующее:

1, 2 - СОД;

3, 4 - объем нестандартного ДТ;

5 - место отбора ходовых проб для анализа;

6 - резервуар для чистого ДТ;

7 - резервуар для нестандартного ДТ.

При каждом из по меньшей мере трех пропусков СОД (1, 2) осуществляют контроль качества ДТ путем отбора ходовых проб (5) дизельного топлива (ДТ), фиксации объема образовавшейся смеси ДТ и отложений с внутренней поверхности трубопровода на конце участке трубопровода, его анализ по цвету, содержанию механических примесей и воды на пункте контроля количества и качества ДТ. По ходовым крайним пробам ДТ, содержащим механические примеси либо воду больше установленного норматива, или отличающимся по цвету от основного потока ДТ определяют объем нестандартного ДТ (3, 4). По трем объемам нестандартного ДТ, полученным при пропуске однотипных СОД осуществляют расчет прогнозного объема ДТ при дальнейших пропусках данных СОД. Пример конкретного выполнения предложенного способа Исходные данные для расчета прогнозируемого объема нестандартного ДТ при проведении периодической очистки (пропуск СОД) участка трубопровода:

а) данные по планируемой периодической очистке:

- длина участка L составляет 169 ⋅ 10³ м³;

- скорость движения СОД составит 1,15 м/с;

б) при проведении периодической очистки на данном участке в 2018 году:

- объем нестандартного ДТ V₁ составил 250 м³;

- скорость движения СОД1 v_дв.1 составила 1,00 м/с;

в) при проведении периодической очистки на данном участке в 2019 году:

- объем нестандартного ДТ V₂ составил 230 м³;

- скорость движения СОД1 v_дв.2 составила 0,89 м/с;

г) при проведении периодической очистки на данном участке в 2021 году:

- объем нестандартного ДТ V₃ составил 260 м³;

- скорость движения СОД1 v_дв.3 составила 1,09 м/с.

Расчет коэффициента индивидуального среднестатистического объема нестандартного ДТ k_инд осуществляется по формуле:

Расчет прогнозируемого объема нестандартного ДТ V_{n.нест..ОУи ВТД} осуществляется по формуле:

Таким образом, прогнозируемый объем нестандартного ДТ при последующей диагностике и очистке данного участка трубопровода составит 285 м³. Такой расчет позволяет точно прогнозировать объем нестандартного ДТ и безошибочно отсекать нестандартное ДТ от основного потока.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта. Изобретение позволяет обеспечить сохранение качества дизельного топлива (ДТ) при проведении внутритрубной очистки и диагностирования. Предложенный способ включает отбор ходовых проб ДТ, фиксацию объема образовавшейся смеси ДТ и отложений с внутренней поверхности трубопровода на конце участка трубопровода, его анализ по цвету, содержанию механических примесей и воды на пункте контроля количества и качества ДТ для определения объема нестандартного ДТ при каждом из по меньшей мере трех пропусков средств очистки и диагностики (СОД) и расчет коэффициента индивидуального среднестатистического объема нестандартного ДТ k_инд и расчет прогнозного объема нестандартного ДТ при планировании следующих пропусков СОД. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ определения прогнозного объема нестандартного дизельного топлива при проведении внутритрубной очистки и диагностирования, включающий отбор ходовых крайних проб дизельного топлива (ДТ), фиксацию объема образовавшейся смеси ДТ и отложений с внутренней поверхности трубопровода на конце участка трубопровода, его анализ по цвету, содержанию механических примесей и воды на пункте контроля количества и качества ДТ для определения объема нестандартного ДТ при каждом из по меньшей мере трех пропусков средств очистки и диагностики (СОД), причем расчет коэффициента индивидуального среднестатистического объема нестандартного ДТ k_инд. осуществляют по формуле

где n - количество пропусков однотипных СОД по данному участку трубопровода, шт.,

V₁ - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при первом пропуске СОД по данному участку трубопровода, м³,

V₂ - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при втором пропуске СОД по данному участку трубопровода, м³,

V_n - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при n-ом пропуске СОД по данному участку трубопровода, м³,

L₁ - протяженность участка трубопровода при первом пропуске СОД, м,

L₂ - протяженность участка трубопровода при втором пропуске СОД, м,

L_n - протяженность участка трубопровода при n-ом пропуске СОД, м,

v_дв.1 - скорость движения СОД по участку трубопровода во время первого прогона, м/с,

v_{дв 2} - скорость движения СОД по участку трубопровода во время второго прогона, м/с,

v_дв.n - скорость движения СОД по участку трубопровода во время n-го прогона, м/с,

и расчет прогнозного объема нестандартного ДТ при планировании следующих пропусков СОД осуществляют по формуле

V_{п.нест.ОУи ВТД}=L_уч.⋅k_инд. ⋅ v_дв. ⋅k_оч.,

где V_{п.нест.OУи ВТД} ^_ прогнозируемый объем нестандартного ДТ, м³,

L_уч. - длина участка трубопровода, м,

k_инд. - коэффициент индивидуального среднестатистического объема нестандартного ДТ, м ⋅ с,

v_дв. - скорость движения СОД по участку трубопровода, м/с,

k_оч. - коэффициент очередности пропуска СОД.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость движения СОД по участку трубопровода v_дв. определяют по формуле

где Q_yч. - производительность участка трубопровода, м³/ч,

S_вн - площадь внутреннего сечения участка трубопровода, м².

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что площадь внутреннего сечения участка S_вн, м² рассчитывают по формуле

где D_вн - внутренний диаметр участка трубопровода, м.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для неоднотипных СОД и при периодической очистке коэффициент очередности пропуска СОД k_оч. равен 1.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что коэффициент очередности пропуска СОД k_оч при повторных пропусках однотипных СОД по участку трубопровода в рамках выполнения преддиагностической очистки или технического диагностирования рассчитывают по формуле

где n - количество повторных пропусков однотипных СОД в рамках выполнения преддиагностической очистки или технического диагностирования по участку трубопровода, шт.,

V_1.1 - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске первого СОД первой пары по участку трубопровода, м³,

V_1.2 - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске второго СОД первой пары по участку трубопровода, м³,

V_2.1 - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске первого СОД второй пары по участку трубопровода, м³,

V_2.2 - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске второго СОД второй пары по участку трубопровода, м³,

V_n.l - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске первого СОД n-ой пары по участку трубопровода, м³,

V_n.2 - объем нестандартного ДТ, образовавшегося при пропуске второго СОД первой пары по участку трубопровода, м³.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что интервал повторных пропусков однотипных СОД по участку трубопровода в рамках выполнения преддиагностической очистки или технического диагностирования составляет не более 15 суток.