TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 12039-1:2017 VỀ HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ – BỘ ĐO – PHẦN 1: HỆ THỐNG GIAO – NHẬN TỰ ĐỘNG (LACT)

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12039-1:2017

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ – BỘ ĐO PHẦN 1 : HỆ THỐNG GIAO – NHẬN TỰ ĐỘNG (LACT)

Guidelines for petroleum measurement – Metering assemblies

Part 1: Lease automatic custody transfer (LACT) systems

Lời nói đầu

TCVN 12039-1:2017 được xây dựng trên cơ sở tham khảo API 6.1:2006 Manual of petroleum measurement standard – Metering assemblies. Section 1: Lease automatic custody transfer (LACT) systems (API 6.1:2006 Tiêu chuẩn đo dầu mỏ – Bộ đo- Hệ thống giao nhận tự động).

TCVN 12039-1:2017 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 12039 Hướng dẫn đo dầu mỏ – Bộ đo gồm các tiêu chuẩn sau:

TCVN 12039-1:2017, Phần 1: Hệ thống giao-nhận tự động (LACT)

TCVN 12039-2:2017, Phần 2: Hệ thống đo nhiên liệu hàng không

TCVN 12039-3:2017, Phần 3: Hệ thống ống đo

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ – BỘ ĐO – PHẦN 1: HỆ THỐNG GIAO-NHẬN TỰ ĐỘNG (LACT)

Guideline for petroleum measurement – Metering assemblies Part 1: Lease automatic custody transfer (LACT) systems

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho hệ thống giao – nhận tự động (LACT) hydrocacbon lỏng. Hệ thống LACT bao gồm một đồng hồ (đồng hồ thể tích hoặc đồng hồ tuabin), một thiết bị kiểm chứng (cố định hoặc di động), thiết bị để xác định nhiệt độ, áp suất, thiết bị lấy mẫu và thiết bị để xác định lượng hydrocacbon lỏng tồn dư.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

API Manual of petroleum measurement standards – Chapter 7 Temperature determination (API Chương 7 Xác định nhiệt độ)

API Manual of petroleum measurement standards – Chapter 8 Sampling (API Chương 8 Lấy mẫu)

API Manual of petroleum measurement standards – Chapter 8.2 Automatic sampling of petroleum and petroleum products (API 8.2 Lấy mẫu tự động xăng dầu và các sản phẩm xăng dầu)

API Manual of petroleum measurement standards – Chapter 9 Density determination (API Chương 9 Xác định tỉ trọng)

API Manual of petroleum measurement standards – Chapter 10 Sediment and water (API Chương 10 Trầm tích và nước)

API Manual of petroleum measurement standards – Chapter 12.2 Calculation of petroleum quantities using dynamic measurement methods and volume correction factors (API 12.2 Tính đại lượng đo sử dụng phương pháp đo động và hệ số hiệu chính thể tích)

3  Yêu cầu chung

Hệ thống LACT phải:

a) Trong quá trình đo và giao-nhận, hydrocacbon lỏng phải ổn định trong bể chứa để tránh bị bốc hơi bất thường.

b) Trong quá trình giao-nhận phải xác định thể tích chuẩn thực (xem API 12.2)

c) Việc đo, ghi hoặc hiệu chính nhiệt độ áp dụng cho phép đo thể tích phải được thực hiện theo API Chương 7.

d) Thực hiện phép đo nhiệt độ và áp suất hoặc hiệu chính áp dụng cho phép đo thể tích phải phù hợp với API 12.2. Phương pháp bù nhiệt được thỏa thuận bởi các bên liên quan, nên thực hiện bằng cách sử dụng lấy trung bình nhiệt độ trọng – khối hoặc thiết bị có bù nhiệt để có chính xác tối ưu.

e) Lấy mẫu đại diện để xác định tỷ trọng (tỷ trọng API), hàm lượng cặn, hàm lượng nước và bất kỳ tính chất vật lý nào khác được yêu cầu (xem API Chương 8, API Chương 9 và API Chương 10.)

f) Phải có phương tiện để dừng dòng chảy vào hệ thống vận chuyển và hệ thống lấy mẫu khi cần.

g) Phải có phương tiện để kiểm soát lưu lượng, chu kỳ lưu lượng, lượng dầu thực tế đưa vào hệ thống vận chuyển.

h) Phải cung cấp phương tiện để chặn sự lưu thông của dầu vào hệ thống vận chuyển trước hoặc sau khi hoàn thành việc giao-nhận

i) Hệ thống điều khiển và hệ thống ghi phải có bộ phận an toàn để ngăn ngừa đo sai hoặc các điều kiện vận hành nguy hiểm khi sự cố về điện hoặc lỗi của bất kỳ thành phần nào của hệ thống LACT.

j) Tất cả các thành phần của hệ thống cần hiệu chuẩn và/hoặc kiểm tra định kỳ phải dễ tiếp cận để kiểm tra bởi các bên liên quan. Việc điều chỉnh, sửa chữa hoặc thay thế được thực hiện bởi những người chịu tránh nhiệm về hoạt động của hệ thống. Thiết kế của hệ thống phải phát hiện sự rò rỉ, ví dụ, van chặn kép, van xả hoặc dụng cụ đo áp suất.

k) Hệ thống đường ống phải không chắp nối hoặc phân nhánh để chất lỏng có thể đi vào mà không qua cơ cấu đo và phải được thiết kế hoặc trang bị sao cho không xảy ra dòng ngược qua thiết bị đo.

l) Phải có bộ phận để có thể khóa hoặc niêm phong bộ phận điều khiển hoặc chỉ thị kết quả đo. Trừ khi có sự đồng ý của các bên liên quan.

m) Sự cố của hệ thống phải có thể nhận thấy được trước và tần xuất xảy ra phải ước lượng được. Yêu cầu này có thể được đáp ứng bằng các hệ thống đo lưu lượng độc lập, tức là bằng cách sử dụng một đầu đọc kép và máy ghi nhiệt độ hoặc sử dụng một đồng hồ nối tiếp hoặc thiết bị ghi nhiệt độ hoặc áp suất hoặc các thiết bị khác chỉ thị lưu lượng. Trong trường hợp không sử dụng các thiết bị đó, cần thỏa thuận quy trình tính hoặc ước lượng sẽ được thực hiện trong trường hợp có sự cố hệ thống đo.

n) Dụng cụ lấy mẫu tự động phải đảm bảo lấy mẫu đại diện khi xác định tỷ trọng API, hàm lượng cặn và nước. Dụng cụ lấy mẫu phải được lắp đặt theo API 8.2.

o) Hệ thống phải an toàn và được niêm phong để tránh nhà sản xuất và bên vận chuyển có thể thay đổi cấu trúc mà không có sự đồng ý của bên kia.

p) Các thiết bị của hệ thống phải có khả năng cài đặt sẵn và kiểm chứng một thể tích định trước (tức là giao-nhận chính xác lượng đã định). Khi đạt được thể tích định trước, cấu trúc của hệ thống phải chặn bất kỳ sự chuyển thêm nào vào hệ thống giao-nhận cho đến khi nó được cài đặt lại. Hệ thống phải có khả năng tự điều chỉnh thích hợp. Các thanh ghi và bộ đếm phải được hiển thị rõ ràng để có thể được kiểm tra bất kỳ thời điểm nào.

q) Phải có phương tiện để ngăn ngừa dầu nhiễm nước hoặc nước xâm nhập vào hệ thống vận chuyển. Các bên liên quan sẽ thống nhất về hàm lượng cặn và hàm lượng nước tối đa cho phép của dầu thô. Thiết bị tự động phát hiện nước thường là một dụng cụ đo kiểu điện dung (hằng số điện môi của chất lỏng), thiết bị phát hiện này nên được lắp dọc ống trước đồng hồ. Một phần tử đo thời gian trễ có thể được tích hợp vào hệ thống giám sát.

r) Đồng hồ sử dụng trong hệ thống LACT phải được thiết kế phù hợp với các tiêu chuẩn hoặc các quy định liên quan. Mỗi thiết bị trong hệ thống phải được lắp đặt để thực hiện chức năng hiệu quả nhất. Hình 1 mô tả sơ đồ các thiết bị chính của một hệ thống LACT. Tất cả các phần tử được nêu đều sử dụng trong quá trình lắp đặt, nhưng nếu không yêu cầu các thành phần kiểm soát số lượng và chất lượng thì có thể bỏ qua.

4  Thiết bị

4.1  Đồng hồ

Hệ thống LACT sử dụng đồng hồ đo phải duy trì áp suất chất lỏng trong toàn bộ hệ thống đo vượt quá áp suất điểm sôi của sản phẩm một lượng vừa đủ để ngăn ngừa sự hình thành hơi. Nếu hơi sinh ra đi vào hệ thống đo thì phép đo sẽ không chính xác, khi yêu cầu dụng cụ loại bỏ hơi thì phải được định cỡ cỡ để giải phóng hơi vào môi trường hoặc hệ thống thu hồi hơi phù hợp, với tốc độ bằng hoặc lớn hơn lưu lượng thông thường của chất lỏng. Đường ống thoát hơi phải phù hợp với tiêu chuẩn an toàn. Khi thiết kế các phương tiện lưu trữ, phải đảm bảo các điều kiện đường ống dẫn vào đồng hồ đo, không nhất thiết phải có dụng cụ thoát hơi. Nhà sản xuất hoặc bên vận chuyển có thể yêu cầu phải lắp đặt thiết bị đo kiểu điện môi hoặc điện dung, thường được gọi là bộ giám sát nước. Bộ giám sát này sẽ tự động dừng hoặc chuyển hướng dòng trước khi chất lỏng được chuyển tới đồng hồ đo khi không đáp ứng các yêu cầu của bên vận chuyển. Bộ giám sát nước phải được đặt ở phía dòng ra của đồng hồ đo và phải hoạt động trong suốt quá trình phân phối. Bên vận chuyển phải ghi rõ giá trị cài đặt nước tối đa của thiết bị.

Đồng hồ đo phải được vận hành theo khuyến cáo của nhà sản xuất về lưu lượng và lưu lượng gần nhất có thể để lưu lượng ở thời điểm kiểm chứng đồng hồ đạt được hệ số đồng hồ. Cần có van kiểm soát áp suất ngược để duy trì lưu lượng dòng ổn định và áp suất độc lập với các điều kiện phía dòng ra. Đồng hồ phải không phụ thuộc vào biên độ áp suất, đột biến lưu lượng và không phụ thuộc vào sốc áp suất gây ra do đóng van nhanh. Khi sử dụng bộ bù nhiệt với bộ đo tỷ trọng, chúng phải được điều chỉnh đối với tỷ trọng (tỷ trọng API) của chất lỏng được đo. Khi các biến thiên nhiệt độ dẫn đến kết quả đo sai thì cần giám sát và ổn định nhiệt độ. Bên vận chuyển có thể yêu cầu lắp phương tiện chống đột biến áp suất và/hoặc bình hút phía dòng vào hệ thống để đảm bảo các điều kiện đường dẫn chất lỏng vào đồng hồ và để bảo vệ đồng hồ khỏi đột biến lưu lượng. Bên vận chuyển có thể có các quy định đối với “biến màu” dầu thô, giãn nở buồng đo và các yêu cầu khác để tránh các điều kiện đo không ổn định.

Khi áp suất hệ thống yêu cầu sử dụng hệ số nén dầu và áp suất không thể giữ ổn định thì cần thiết bị tính trung bình áp suất trọng số hoặc thiết bị ghi áp suất (xem API 12.2 để tính toán Cp1). Khi điều kiện vận hành yêu cầu sự thay đổi để sao cho hệ số đồng hồ không vượt quá giới hạn chấp nhận, chẳng hạn như sự biến đổi nhiệt độ và sự thay đổi độ nhớt, thì nhiệt độ dầu cần phải được duy trì ổn định hợp lý và phải xấp xỉ bằng nhiệt độ kiểm chứng.

Hoạt động của hệ thống đồng hồ sẽ khác nhau tùy thuộc vào đặc tính của chất lỏng, thiết kế lắp đặt, loại đường ống kết nối và lịch trình vận hành các đường ống. Để thành công, hệ thống phải thỏa mãn các yêu cầu của nhà sản xuất và bên vận chuyển. Trước khi hoàn tất việc lắp đặt, các quy trình vận hành phải được kiểm tra để đảm bảo rằng các yêu cầu của các bên liên quan được đáp ứng.

4.2  Phương tiện và quy trình kiểm chứng đồng hồ thể tích và tuabin

Quy trình kiểm chứng cho mỗi LACT phải được thỏa thuận bởi các bên liên quan. Quy trình kiểm chứng gồm:

a) Phương pháp từng bước tại địa điểm.

b) Phương pháp kiểm tra rò rỉ của van trước và trong quá trình kiểm chứng.

c) Kiểm tra sơ bộ hoặc vận hành thiết bị kiểm chứng

d) Kiểm tra vị trí và các quy định niêm phong tại thời điểm kiểm chứng.

e) Thông báo và yêu cầu xác nhận khi niêm phong bị hỏng do bảo trì

f) Vị trí, loại, thang chia và phương pháp đọc nhiệt kế sử dụng trong kiểm chứng.

g) Vị trí, loại, thang chia và phương pháp đọc áp suất sử dụng trong kiểm chứng.

h) Các yêu cầu kiểm chứng như:

1. Số lần điền đầy vào bình chuẩn

2. Chỉ rõ số chu trình kiểm chứng đối với ống chuẩn

3. Xác định thời gian và/hoặc thể tích tối thiểu nếu sử dụng phương pháp đồng hồ chuẩn.

i) Các tiêu chí về độ lặp lại cho các chu trình kiểm chứng và số chu trình kiểm chứng trung bình để đạt được hệ số đồng hồ mới.

j) Thời gian quy định giữa các lần kiểm chứng đồng hồ. Thời gian giữa các lần kiểm chứng có thể được thiết lập dựa trên lượng chảy qua hoặc khoảng thời gian trô qua. Thời gian này có thể được sửa đổi dựa trên đặc tính của đồng hồ ở vị trí riêng biệt.

k) Ngày và thời gian quy định của kiểm chứng

l) Yêu cầu xác nhận kiểm chứng

m) Tiêu chuẩn nhất quán cần thiết giữa các hệ số đồng hồ đạt được từ các kiểm chứng liên tiếp.

n) Quy trình thực hiện khi không đạt được tính nhất quán cần thiết của hoặc là trong các kết quả của các kiểm chứng liên tiếp hoặc trong hệ số đồng hồ đạt được từ các kiểm chứng liên tiếp.

o) Tần suất kiểm tra hoặc tần suất và phương pháp hiệu chuẩn lại hoặc kiểm tra hiệu chuẩn của thiết bị kiểm chứng.

p) Nội dung các biểu mẫu được sử dụng để ghi dữ liệu kiểm chứng đồng hồ, hoàn thiện các tính toán mẫu thử và tham chiếu đến các bảng được sử dụng để hiệu chính các hệ số và quy đổi.

Hồ sơ kiểm chứng cho mỗi đồng hồ phải được lập thành tài liệu và lưu giữ ít nhất là bằng thời gian ghi trên nhãn mác của đồng hồ hoặc trong khoảng thời gian được thỏa thuận bởi các bên liên quan.

4.3  Vận hành đồng hồ thể tích và đồng hồ tuabin.

4.3.1  Trường hợp A– Xả bình thường vào đường ống trọng lực không theo lịch trình vận hành

a) Khi mức chất lỏng trong bể phân phối đạt mức cao, bơm được khởi động và điều khiển van mở vào đường ống, cho phép dòng chảy qua đồng hồ.

b) Khi van đạt đến vị trí mở, bộ lấy mẫu tự động bắt đầu lấy mẫu ngay khi đồng hồ bắt đầu quay.

c) Trong điều kiện bình thường, việc phân phối vào đường ống liên tục cho đến khi mức chất lỏng trong bình đạt vị trí mức thấp quy định.

d) Van chống áp suất ngược sẽ đóng, bơm dừng và bộ lấy mẫu tự động dừng lấy mẫu khi đồng hồ đo ngừng quay.

4.3.2  Trường hợp B – Xả bình thường vào đường ống áp lực không theo lịch trình vận hành

a) Khi mức chất lỏng trong bể phân phối đạt mức cao, bơm được khởi động và điều khiển van mở vào đường ống, cho phép dòng chảy qua đồng hồ.

b) Khi van đạt vị trí mở , bơm được khởi động và bộ lấy mẫu tự động bắt đầu lấy mẫu ngay khi đồng hồ bắt đầu quay.

c) Trong điều kiện bình thường, việc phân phối vào đường ống sẽ liên tục cho đến khi mức chất lỏng đạt vị trí mức thấp quy định.

d) Bơm dừng, van chống áp suất ngược đóng và bơm tắt.

4.3.3  Trường hợp C – Xả bình thường vào đường ống theo lịch trình vận hành

Một số hệ thống đường ống được vận hành theo một lịch trình, theo đó nó chỉ chấp nhận phân phối dầu trong một khoảng thời gian nhất định. Đối với các bố trí này, trình tự vận hành giống như phân phối không theo lịch trình (trường hợp A và B), ngoại trừ bộ điều khiển thời gian phải được thêm vào sơ đồ để kiểm soát mức cao.

4.3.4  Ngắt dầu không đáp ứng tiêu chuẩn

Trong cả ba trường hợp trên, phải theo các quy trình như sau:

a) Sau khi bắt đầu phân phối vào đường ống, nếu dầu không đáp ứng tiêu chuẩn chảy liên tục qua bộ giám sát nước trong một khoảng thời gian định trước, bơm tự động dừng trừ khi bơm được yêu cầu tuần hoàn để xử lý dầu.

b) Van đóng, dừng dòng chảy trong đường ống.

c) Dụng cụ lấy mẫu tự động vẫn hoạt động mà không quan tâm tới dòng chảy qua đồng hồ.

d) Các khóa điều khiển chuyển dầu trong đường ống cho đến khi dầu được xử lý để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. LACT có thể được thiết kế để tự động khởi động lại sau một khoảng thời gian tuần hoàn.

CHÚ DẪN:

1. Bơm và động cơ

2. Dụng cụ lấy mẫu

3. Bình chứa mẫu và bơm tuần hoàn

4. Bộ loại:

a. Bộ loại khí/không khí tích hợp (tùy chọn)

b. Bộ loại khí/không khí riêng biệt (tùy chọn)

5. Đầu dò giám sát nước

CHÚ THÍCH: Khung bộ giám sát có thể được lắp với hệ thống điều khiển bằng điện hoặc lắp trực tiếp trên đầu dò

6. Van phân dòng

7. Van chống áp suất ngược (tùy chọn) dầu ướt

8. Đồng hồ đo lượng giao-nhận và các phụ kiện

9. Van chặn

10. Van chống áp suất ngược

CHÚ THÍCH: Lắp van chống áp suất ngược phía dòng vào của vòng chuẩn cho bình chuẩn.

11. Bảng điện

12. Thiết bị điều khiển (ví dụ bộ giám sát nước, bộ đếm và hệ thống tắt)

13. Bơm tuần hoàn (tùy chọn)

14. Van điều chỉnh

15. Van kép và van xả

16. Thiết bị đo áp suất

17. Thiết bị đo nhiệt độ

18. Mức kiểm soát – bắt đầu

19. Mức kiểm soát – kết thúc

20. Điều khiển mức thấp (tùy chọn)

CHÚ THÍCH: Đây là sơ đồ đơn giản chỉ ra các thành phần sơ cấp cần thiết cho một LACT điển hình nhưng không nhằm chỉ ra các vị trí ưu tiên.

Hình 1 – Sơ đồ hệ thống LACT điển hình sử dụng đồng hồ thể tích hoặc tuabin

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] API Chương 1, Thuật ngữ

[2] API 4.2, Chuẩn thể tích

[3] API 4.4, Bình chuẩn

[4] API 4.6, Nội suy xung

[5] API 4.8. Vận hành các hệ thống kiểm chứng

[6] API 4.9, Các phương pháp hiệu chuẩn các chuẩn thể tích và bình chuẩn

[7] API Chương 7, Xác định nhiệt độ

[8] API Chương 11, Dữ liệu các thuộc tính vật lý

[9] API Chương 12, Tính toán các đại lượng dầu mỏ

[10] API Chương 13, Các khía cạnh thống kê của phép đo và lấy mẫu.

[11] NIST SP 250-72, Dịch vụ hiệu chuẩn thể tích chất lỏng của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Mỹ