Способ определения количества перетекаемого продукта через закрытую запорную арматуру на трубопроводе

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленностям и может найти применение, в частности, для контроля и коррекции состояния технологического оборудования в период пуско-наладочных работ на газопроводе и в период его эксплуатации. Задача изобретения - обеспечение повышения точности определения количества перетекаемого продукта через закрытую запорную арматуру на трубопроводе. Способ заключается в том, что импульсно вводят фиксированный объем трассера в трубопровод со стороны большего давления перед запорной арматурой. Затем после запорной арматуры отбирают пробу продукта из трубопровода, измеряют анализатором концентрацию трассера в этой пробе и определяют количество перетекаемого продукта. Согласно изобретению, в месте ввода трассера в трубопровод в момент его ввода замеряют давление и температуру продукта в трубопроводе и замеряют давление и температуру окружающего воздуха. После ввода трассера в трубопровод регистрируют величину сигнала анализатора, принимая за начало цикла измерения концентрации трассера момент установления постоянного значения сигнала и за конец цикла измерения - момент начала уменьшения значения сигнала. Количество перетекаемого продукта определяют по формуле:

где - коэффициент коррекции объема трассера (V_трас, м ³) в зависимости от давления в трубопроводе в момент и в месте ввода трассера (P_{трас/прод,} кгс/см² ); С₀ - начальная концентрация трассера, об.%;

С_х - концентрация трассера в продукте в процессе измерения, об.%; - суммарная величина концентрации трассера за период от начала цикла измерения сигнала анализатора (τ ₀) до конца цикла измерения (τ), об.%. 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленностям и может найти применение, в частности, для контроля и коррекции состояния технологического оборудования в период пуско-наладочных работ на газопроводе и в период его эксплуатации.

В качестве прототипа взят способ определения количества перетекаемого продукта через закрытую запорную арматуру на трубопроводе, включающий импульсный ввод фиксированного объема трассера в трубопровод со стороны большего давления перед запорной арматурой, отбор пробы продукта из трубопровода после запорной арматуры со стороны меньшего давления, измерение концентрации трассера в отобранной пробе анализатором и определение количества перетекаемого продукта (Пятая юбилейная международная деловая встреча “Диагностика-95”. Доклады и сообщения. Том 1. Диагностика трубопроводов. г. Ялта, апрель 1995 г. - М., 1995, с. 103-107, прототип).

Основной недостаток способа в том, что он дает приближенную количественную оценку перетока через закрытую запорную арматуру, т.к. при этом не учитываются изменение объема трассера в месте его ввода в трубопровод в зависимости от существующих величин давления и температуры продукта в этом месте; изменение концентрации трассера в линии его подвода из трубопровода к работающему при атмосферном давлении детектору анализатора в зависимости от температуры и перепада давления.

Задача предлагаемого изобретения - обеспечить повышение точности определения количества перетока через закрытую запорную арматуру на трубопроводе.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе определения количества перетекаемого продукта через закрытую запорную арматуру на трубопроводе, включающем импульсный ввод фиксированного объема трассера в трубопровод со стороны большего давления перед запорной арматурой, отбор пробы продукта из трубопровода после запорной арматуры со стороны меньшего давления, измерение концентрации трассера в отобранной пробе анализатором и определение количества перетекаемого продукта, согласно изобретению, замеряют давление и температуру окружающего воздуха, в месте ввода трассера в трубопровод в момент его ввода замеряют давление и температуру продукта в трубопроводе, после ввода трассера в трубопровод регистрируют величину сигнала анализатора, принимая за начало цикла измерения концентрации трассера момент установления постоянного значения сигнала и за конец цикла измерения - момент начала уменьшения значения сигнала, а количество перетекаемого продукта определяют по формуле:

где - коэффициент коррекции объема трассера (V_трас, м ³) в зависимости от давления в трубопроводе в момент и в месте ввода трассера (Р_{трас/прод}, кгс/см² );

К_т=V_трас(Т₀-Т _{трас/прод}) - коэффициент коррекции объема трассера (V_тpaс, м³) от разности температур окружающего воздуха (Т₀, °С) и продукта в трубопроводе (Т _{трас/прод}, °С);

С₀ - начальная концентрация трассера (об.%);

С_х - концентрация трассера в продукте в процессе измерения (об.%);

- суммарная величина концентрации трассера за период от начала цикла измерения сигнала анализатора (τ ₀) до конца цикла измерения (τ), (об.%).

На фиг.1 изображена схема взаимного расположения измерительной аппаратуры и запорного органа на трубопроводе.

На фиг.2 представлена диаграмма изменения концентрации трассера в потоке контролируемого продукта во времени через закрытую запорную арматуру.

К трубопроводу 1 с запорной арматурой 2 со стороны высокого давления присоединяют устройство 3 для импульсного ввода фиксированного объема трассера в трубопровод 1, состоящее из дозатора 4 и шарового крана 5. После запорной арматуры 2 к трубопроводу 1 присоединяют анализатор 6, состоящий из входного вентиля 7, эжектора 8, детектора 9, регистрирующего прибора 10 и шарового крана 11.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Сначала проводят калибровку регистрирующего прибора и находят зависимость сигнала (Im, A) регистрирующего прибора от концентрации (С, об.%) трассера в продукте, учитывая при этом расход продукта в трубопроводе в предполагаемом диапазоне перетока через закрытый запорный орган в эксплуатационных условиях, температуру и давление атмосферного воздуха и температуру и давление продукта в месте ввода их в детектор анализатора. Для каждой величины расхода продукта в трубопроводе определяют длительность (τ) изменения концентрации трассера, при которой сигнал анализатора достигает установившегося значения. За начало цикла измерения концентрации трассера при калибровке принимают момент установления постоянного значения сигнала (τ ₀), а за конец цикла измерения - момент начала уменьшения значения сигнала (τ) (см. фиг.2).

К трубопроводу 1 со стороны большего давления подсоединяют устройство 3 (фиг.1). Со стороны меньшего давления к трубопроводу 1 подсоединяют откалиброванный анализатор 6 с регистрирующим прибором 10, например, галогенный течеискатель ТИ2-8. При этом сначала открывают входной вентиль 7, затем вводят в режим ожидания, согласно инструкции, детектор 9, подключенный через эжектор 8 к вентилю 7, и включают регистрирующий прибор 10 (например, галогенный течеискатель ТИ2-8). Шаровой кран 11 остается в закрытом положении. Замеряют температуру и давление окружающего воздуха. Затем открывают шаровой кран 5 и в трубопровод 1 с помощью устройства 3 дозатором 4 импульсно вводят известное количество трассера (например, 1 см³ четыреххлористого углерода). В момент ввода трассера в трубопровод замеряют давление и температуру продукта в трубопроводе 1 в месте ввода трассера. Далее отбирают пробу с помощью эжектора 8 и направляют ее в детектор 9 анализатора 6. Регистрирующий прибор 10 фиксирует изменение сигнала и по предварительно отградуированной шкале анализатора 6 отмечают установившееся постоянное значение концентрации трассера, принимая за начало цикла измерения концентрации момент установления постоянного значения сигнала τ ₀ и за конец цикла измерения - момент начала уменьшения значения сигнала τ. Определив параметры окружающего воздуха - температуру и давление, а также температуру и давление продукта в трубопроводе, рассчитывают поправочные коэффициенты К_р и К_т. С учетом этих данных рассчитывают количество перетекаемого продукта через закрытую запорную арматуру по формуле (1).

По окончании цикла измерения перед выключением анализатора 6 с помощью шарового крана 11 продувают в атмосферу линию подачи контролируемого продукта в детектор 9 через эжектор 8 и закрывают вентиль 7. При малых перепадах давления на запорной арматуре 2 в случае, когда регистрирующий прибор 10 анализатора 6 не дает никаких показаний при вводе трассера, необходимо поменять местами относительно обследуемой запорной арматуры 2 устройство 3 и анализатор 6 и повторно произвести измерения.

Предлагаемый способ учитывает изменение объема введенного в трубопровод трассера в зависимости от давления и температуры продукта в трубопроводе, от давления и температуры окружающего воздуха и учитывает изменение концентрации трассера при подведении его к регистрирующему прибору, работающему при атмосферном давлении.

Предлагаемый способ определения перетока найдет широкое применение на объектах с параллельной работой компрессорных или насосных станций на магистральный трубопровод, а также на узлах подключения КС к магистральному газопроводу и на замерных узлах из-за перетока продукта через закрытую запорную арматуру, где могут создаваться условия для образования замкнутого перетока продукта внутри технологического контура между компрессорными или насосными станциями, что приводит к повышению температуры газа на выкиде нагнетателей компрессорных станций и, как следствие, к снижению их производительности.

Формула изобретения

Способ определения количества перетекаемого продукта через закрытую запорную арматуру на трубопроводе, включающий импульсную подачу фиксированного объема трассера в трубопровод со стороны большего давления перед запорной арматурой, отбор пробы продукта из трубопровода после запорной арматуры со стороны меньшего давления, измерение концентрации трассера в отобранной пробе анализатором и определение количества перетекаемого продукта, отличающийся тем, что замеряют давление и температуру окружающего воздуха, в месте ввода трассера в трубопровод в момент его ввода замеряют давление и температуру продукта в трубопроводе, после ввода трассера в трубопровод регистрируют величину сигнала анализатора, принимая за начало цикла измерения концентрации трассера момент установления постоянного значения сигнала и за конец цикла измерения момент начала уменьшения значения сигнала, а количество перетекаемого продукта определяют по формуле

где - коэффициент коррекции объема трассера (V_трас, м ³) в зависимости от давления в трубопроводе в момент и в месте ввода трассера (Р_{трас/прод}, кгс/см² );

К_т=V_трас(Т₀-Т _{трас/прод}) - коэффициент коррекции объема трассера (V_трас, м³) от разности температур окружающего воздуха (Т₀, °С) и продукта в трубопроводе (Т _{трас/прод}, °С).

РИСУНКИ