TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10955-1:2015

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ - ĐO\r\nHYDROCACBON LỎNG - PHẦN 1: ĐỒNG HỒ THỂ TÍCH

Guidelines for petroleum measurement - Measurement\r\nof liquid hydrocacbon - Part 1: Displacement meters

Lời nói đầu

TCVN 10955-1:2015 được xây dựng trên cơ sở tham khảo\r\nAPI 5.2:2005 Manual of petroleum measurement standard - Chapter 5: Metering -\r\nSection 2: Measurement of liquid hydrocarbons by displacement meters

TCVN 10955-1:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia\r\nTCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng\r\nđề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ - ĐO\r\nHYDROCACBON LỎNG\r\n- PHẦN\r\n1: ĐỒNG HỒ THỂ TÍCH

Guidelines for petroleum measurement - Measurement\r\nof liquid hydrocacbon - Part 1: Displacement meters

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các tính năng của đồng hồ thể\r\ntích đo hydrocacbon lỏng.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho chất lỏng hai pha.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng\r\ntiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên\r\nbản 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,\r\nbổ sung (nếu có).

API Chapter 4 Manual of petroleum measurement standard - Chapter 4: Proving system\r\n(Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Chương 4: Hệ thống kiểm chứng).

API Chapter 12: Manual of petroleum measurement standard - Calculation of petroleum quantities(Tiêu chuẩn hướng\r\ndẫn đo dầu mỏ - Tính toán đại lượng đo).

3. Tính năng của đồng hồ

Tính năng của đồng hồ được xác định bằng cách xem xét\r\nhệ thống được tạo ra hoặc có thể thực hiện các phép đo chính xác như thế nào.\r\nXem API 5.1 để biết thêm chi tiết.

3.1. Phương pháp điều chỉnh số đọc đồng hồ

Sử dụng một trong hai phương pháp điều chỉnh đồng hồ\r\nsau đây phụ thuộc vào ứng dụng của đồng hồ và điều kiện vận hành dự kiến.

3.1.1. Phương pháp điều chỉnh trực\r\ntiếp số đọc

Số đọc được điều chỉnh cho đến khi sự thay đổi\r\ngiá trị đọc đồng hồ kiểm chứng bằng\r\nhoặc gần bằng thể tích đo được trên ống chuẩn. Sau đó đồng hồ được niêm phong để\r\nngăn chặn điều chỉnh trái phép. Đồng hồ đã điều chỉnh được lắp nhiều nhất trên\r\ncác xe bồn, nơi cần hiển thị số đọc trực tiếp mà không cần phải áp dụng hiệu\r\nchính toán học. Đồng hồ đã hiệu chỉnh hoặc đồng hồ đọc trực tiếp chỉ hiệu chính với chất lỏng và điều kiện\r\ndòng được thử nghiệm.

3.1.2. Tính hệ số đồng hồ

Không điều chỉnh số đọc đồng hồ mà tính hệ số đồng hồ.\r\nHệ số đồng hồ thu được bằng cách chia thể tích thực của chất lỏng đi qua đồng hồ kiểm chứng cho số đọc thể tích\r\nchỉ thị của đồng hồ. Sau đó, thể tích thực qua đồng hồ hoặc thể tích đo được\r\nxác định bằng cách nhân thể tích\r\nchỉ thị của đồng hồ với hệ số\r\nđồng hồ (xem API Chương 4 và API 12.2).

Khi không yêu cầu số đọc trực tiếp thì ưu tiên sử dụng\r\nhệ số đồng hồ vì những lý do như sau:

a) Sẽ rất khó hoặc gần như không thể điều chỉnh cơ cấu hiệu chuẩn đồng hồ với\r\ncùng độ phân giải đạt được như khi xác định hệ số đồng hồ.

b) Điều chỉnh thường đòi hỏi kiểm chứng lại một hoặc nhiều lần để khẳng định\r\nđộ chính xác của việc điều chỉnh.

c) Trong các ứng dụng khi đồng hồ được sử dụng với các chất lỏng khác nhau hoặc dưới một số cài đặt\r\nđiều kiện vận hành khác nhau thì một hệ số đồng hồ khác có thể được xác định\r\ncho từng chất lỏng và cho từng cài đặt điều kiện vận hành.

Đối với hầu hết các đường ống, kho cảng trong vận tải\r\nđường biển, đồng hồ được điều chỉnh ban đầu được hiệu chính ở điều kiện trung\r\nbình và các cơ cấu được niêm phong tại thiết lập này. Hệ số đồng hồ sau đó được\r\nxác định cho từng loại chất lỏng dầu\r\nmỏ và cho từng điều kiện vận hành mà tại đó đồng hồ được sử dụng. Như vậy,\r\nphương pháp này cung cấp sự linh hoạt và duy trì độ chính xác cao nhất.

3.2. Các nguyên nhân thay đổi hệ\r\nsố đồng hồ

Có nhiều yếu tố có thể làm thay đổi tính năng của đồng\r\nhồ thể tích, chẳng hạn như: sự xâm nhập của các vật thể lạ vào đồng hồ, chỉ có thể được khắc phục bằng cách loại\r\nbỏ các nguyên nhân gây ra. Các yếu tố khác phụ thuộc vào tính chất của các chất\r\nlỏng được đo; những yếu tố này phải được loại bỏ bằng cách thiết kế và vận hành hệ thống đo đúng cách.

Các thay đổi có ảnh hưởng lớn nhất đến hệ số đồng hồ\r\nlà lưu lượng, độ nhớt, nhiệt độ và vật thể lạ (ví dụ paraffin trong chất lỏng). Nếu một đồng hồ đã được kiểm chứng và vận hành với các chất lỏng có tính chất giống nhau, dưới các điều kiện\r\ntương tự như giao nhận thì có thể đạt được độ chính xác cao nhất. Nếu có thay đổi\r\ncủa một hoặc nhiều tính chất chất lỏng hoặc trong các điều kiện vận hành giữa\r\ncác chu kỳ kiểm chứng và vận hành, thì có\r\nthể làm thay hệ số đồng hồ và hệ số đồng hồ mới phải được xác định.

3.2.1. Sự thay đổi lưu lượng

Hệ số đồng hồ thay đổi theo lưu lượng, ở lưu lượng nhỏ nhất của phạm vi lưu lượng, đường\r\ncong hệ số đồng hồ có thể trở nên kém tin cậy và ít ổn\r\nđịnh hơn so với lưu lượng trung bình và lưu lượng cao. Nếu đã có đồ thị của hệ\r\nsố đồng hồ so với lưu lượng được xây dựng cho các điều kiện hoạt động khác\r\nnhau, thì có thể lựa chọn được một hệ số đồng hồ từ đường cong đồ thị đó. Tuy\r\nnhiên, nếu một hệ thống kiểm chứng được lắp đặt cố định, thì nên kiểm chứng lại đồng hồ và áp dụng\r\ncác giá trị được xác định bởi quá trình kiểm chứng lại. Nếu một sự thay đổi\r\ntrong lưu lượng tổng xảy ra trên một dãy hai, ba hoặc nhiều hơn các đồng hồ thể\r\ntích lắp song song, quy trình thông thường để tránh sự vượt qua phạm vi trên hoặc\r\ndưới cho phép của từng đồng hồ riêng lẻ là thay đổi số lượng đồng hồ sử dụng, do đó phân phối lưu lượng tổng\r\ncho số lượng thích hợp các đồng thể tích song song.

3.2.2. Thay đổi độ nhớt

Hệ số đồng hồ của đồng hồ thể tích bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi độ nhớt, đó là kết quả\r\ncủa sự biến đổi “chảy lọt”. “Chảy lọt” là một thuật ngữ dùng để\r\nmô tả lưu lượng nhỏ qua các khe hở đồng hồ mà không thông qua buồng đo. Hệ số của đồng hồ chỉ tính được\r\ncho lưu lượng chảy lọt khi lưu lượng chảy lọt là không đổi. Độ nhớt có thể thay đổi theo kết\r\nquả của việc thay đổi chất lỏng được đo hoặc theo kết quả của thay đổi nhiệt độ\r\nmà không có bất kỳ thay đổi nào trong chất lỏng. Vì vậy rất quan trọng để đưa\r\nvào tính toán các thông số đã thay đổi trước khi lựa\r\nchọn hệ số đồng hồ từ đồ thị của hệ số đồng hồ so với độ nhớt. Nên kiểm chứng lại đồng hồ nếu chất lỏng thay đổi hoặc nếu xảy ra sự\r\nthay đổi đáng kể độ nhớt.

3.3. Thay đổi nhiệt độ

Ngoài việc ảnh hưởng của độ nhớt của chất lỏng, những\r\nthay đổi về nhiệt độ của chất lỏng còn có ảnh hưởng quan trọng khác lên tính\r\nnăng của đồng hồ, như phản ánh lên hệ số đồng hồ. Ví dụ, thể tích dịch chuyển bởi một chu kỳ chuyển động của buồng đo bị ảnh hưởng bởi\r\nnhiệt độ. Các khe hở cơ khí của đồng hồ thể tích\r\ncũng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Nhiệt độ cao có thể làm bốc hơi một phần\r\nchất lỏng, gây ra dòng chảy hai pha, làm suy giảm\r\nnghiêm trọng tính năng đo lường.

Cả cơ cấu bù nhiệt độ tự động hoặc số hiệu chính nhiệt\r\nđộ được tính dựa trên nhiệt độ trung bình giao nhận, có thể được sử dụng để hiệu chính thể tích chỉ thị đến\r\nthể tích tại nhiệt độ cơ sở hoặc nhiệt độ quy chiếu.

3.4. Thay đổi áp suất

Nếu áp suất của một chất lỏng khi được đo thay đổi so với\r\náp suất khi kiểm chứng, thể tích tương đối của chất lỏng thay đổi do tính nén chất\r\nlỏng. Khả năng làm tăng sai số tỉ lệ với độ lớn của sự khác nhau giữa điều kiện\r\nkiểm chứng và điều kiện vận hành. Để độ chính xác cao nhất, đồng hồ phải được kiểm chứng tại các điều kiện vận hành (xem API Chương 4 và API Chương\r\n12).

Các kích thước vật lý của buồng đo trong đồng hồ cũng\r\nsẽ thay đổi theo kết quả của những thay đổi trong việc dãn nở vỏ với thay đổi\r\náp suất. Việc sử dụng đồng hồ hai vỏ (double-case meter) có thể ngăn chặn điều này xảy ra.

Hiệu chính thể tích do ảnh hưởng của áp suất lên chất lỏng có áp suất hơi lớn hơn áp suất\r\nkhí quyển được tham chiếu đến áp suất hơi bão hòa của chất lỏng ở nhiệt độ tiêu\r\nchuẩn 15 ^oC hoặc 20 ^oC, hơn là về áp suất khí quyển, đó là các mốc tham chiếu\r\nđiển hình cho chất lỏng có áp suất hơi tại nhiệt độ đo thấp hơn áp suất khí quyển.\r\nCả thể tích của chất lỏng trong ống chuẩn và số chỉ thể tích đo được được hiệu chính từ\r\náp suất đo về thể tích tương ứng tại áp suất hơi bão hòa ở 15 ^oC hoặc\r\n20 ^oC. Đây là phép tính hai bước liên quan đến việc hiệu chính cả thể\r\ntích đo về thể tích tương ứng tại áp suất hơi\r\nbão hòa ở nhiệt độ đo. Các thể tích này sau đó được hiệu chính về thể tích\r\ntương đương tại áp suất hơi bão hòa ở 15 ^oC hoặc 20 ^oC.\r\nChi tiết về phép tính này được trình bày trong API 12.2.

3.5. Đặc tính làm sạch và bôi\r\ntrơn của chất lỏng

Các bề mặt ổ trục trong đồng hồ thể tích thường được\r\nbôi trơn bằng dòng chất lỏng. Khi dòng chất lỏng chứa các vật liệu mài mòn lắng\r\nđọng (ví dụ dầu thô cát), và/hoặc có tính chất bôi trơn kém (ví dụ như khí\r\nthiên nhiên lỏng) thì đồng hồ thể tích thông thường sẽ bị mòn nhanh chóng, thường\r\ndẫn đến sự thay đổi hệ số đồng hồ và sửa chữa đồng hồ thường xuyên.

3.6. Cặn/lớp phủ

Cặn phủ lên mặt trong của một đồng hồ thể tích, chẳng\r\nhạn như paraffin trong hydrocacbon, có thể làm thay đổi các hệ số đồng hồ theo\r\nhai trường hợp sau. Đầu tiên, lớp phủ cặn có thể làm giảm khe đồng hồ, do đó\r\nlàm giảm “chảy lọt” qua các khe hở. Thứ hai, một lớp phủ lên bề mặt các buồng đo sẽ làm giảm thể tích, làm giảm “thể tích mỗi vòng quay” của đồng hồ. Trên hầu hết các đồng\r\nhồ thể tích, độ dày của lớp phủ này được giới hạn, do tất cả các bề mặt của buồng\r\nđo đều bị quét qua trong quá trình vận hành. Cả hai trường hợp trên đều giảm hệ\r\nsố của đồng hồ thể tích.

3.7. Thay đổi momen tải

Khi mô men tải cần thiết để xoay đồng hồ và phụ kiện\r\ngắn cùng đồng hồ thay đổi đáng kể, hệ số đồng hồ có\r\nthể bị ảnh hưởng. Việc tăng mô men tải làm tăng chênh lệch áp suất trên đồng\r\nhồ và các khe hở của đồng hồ có thể làm tăng hệ số “chảy lọt” qua các khe hở. Điều này sẽ làm tăng hệ số đồng hồ.

238. Áp suất ngược đồng hồ

Nếu có thể, cần kiểm soát áp suất ngược để tránh chất\r\nlỏng hóa hơi trước hoặc trong đồng hồ. Ví dụ, điều này có thể xảy ra đối với đồng\r\nhồ khi áp suất ngược là cột áp của bể. Khi mức của bể quá thấp, có thể không đủ\r\náp suất ngược tại đồng hồ để tránh chất lỏng chớp sáng.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] API Chapter 5: Manual of petroleum measurement standard\r\n- Metering (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Đo).

[2] API Chapter 7: Manual of petroleum measurement standard\r\n- Temperature determination (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Xác định nhiệt độ).

[3] API Chapter 8: Manual of petroleum measurement standard\r\n- Sampling (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ - Lấy mẫu).

[4] API Chapter 11: Manual of petroleum measurement standard\r\n- Physical properties data (Tiêu chuẩn hướng dẫn\r\nđo dầu mỏ - Dữ liệu tính chất vật lý).

[5] API Chapter 13: Manual of petroleum measurement standard\r\n- Statistical aspects of measuring and sampling (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu\r\nmỏ - Khía cạnh thống kê của đo và lấy mẫu).