原油交接計量誤差分析
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在原油動態(tài)計量和靜態(tài)計量過程中,造成油品計量誤差主要有立式金屬罐容積計量誤差、計量器具誤差、人為操作誤差、化驗過程造成的誤差等4個方面的因素。本文在分析各種誤差產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上,總結(jié)、分析了在實習(xí)期間對原油計量方面的一些認(rèn)識,并結(jié)合安塞油田的實際情況,提出了一些可降低誤差的意見。關(guān)鍵字:原油計量,誤差分析,影響因素
目前,國內(nèi)各大油田原油計量方式基本都采用靜態(tài)計量和動態(tài)計量兩種,安塞油田王窯集輸大隊靜態(tài)交接計量系統(tǒng)采用的是立式金屬罐,動態(tài)交接計量系統(tǒng)為容積式腰輪流量計。由于在計量交接過程中,計量誤差不可避免,并因此給交接雙方帶來一定的經(jīng)濟(jì)影響,所以,如何降低計量誤差,提高計量準(zhǔn)確度對于交接雙方有著致關(guān)重要的作用。
1引起計量誤差的因素分析
在SY5669《石油及液體石油產(chǎn)品立式金屬罐交接計量規(guī)程》及GB9110《原油立式金屬罐計量油量計算方法》中規(guī)定,立式金屬罐計量系統(tǒng)總不確定度為0.35%,其構(gòu)成可由油罐容積檢定不確定度為0.2%;量油尺測量液位時允許有1mm的誤差,不確定度為0.01%;溫度測量時,估讀至0.25℃,不確定度為0.1%;測量密度時,估計值讀至0.0001g/cm3,不確定度為0.01%;含水量分析時,讀至0.03%,不確定度為0.03%組成。
總不確定度σ=(σ2罐+σ2R+σ2溫+σ2水+σ2密)1/2(1)
=[(0.002)2+(0.0001)2+(0.001)2+(0.0001)2+(0.0003)2]1/2=0.226%
再進(jìn)一步考慮人為的因素,合計σ為0.35%。
從以上立式金屬罐計量系統(tǒng)總不確定度的構(gòu)成并結(jié)合動態(tài)計量交接過程分析可知,安塞油田在原油交接計量過程中,造成油品計量誤差的原因主要有4個方面,即立式金屬罐容積計量誤差、計量器具誤差、人為操作誤差以及分析化驗過程造成的誤差。
1.1立式金屬罐容積計量誤差
1.1.1容積標(biāo)定誤差
根據(jù)JJG168-8《7立式金屬罐容量》試行檢定規(guī)程規(guī)定,容量為100~700m3的油罐,檢定的總不確定度不大于0.2%;容量為700m3以上的油罐,檢定的總不確定度不大于0.1%,置信度為95%,臥式金屬罐依據(jù)JJG266-81《臥式金屬罐容積》檢定規(guī)程檢定規(guī)程所標(biāo)定的容積,與實際容積之間的誤差不超過±0.5%。這說明在進(jìn)行油罐容積標(biāo)定時就已經(jīng)存在了誤差。此外,由于油罐罐底按照設(shè)計均有一個斜度約0.15%,由于施工質(zhì)量、地質(zhì)、實際儲油量等因素的影響,在負(fù)重后油罐底板會產(chǎn)生可恢復(fù)的彈性變形,這一彈性變形對計量結(jié)果有一定程度的影響,根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹,這一未經(jīng)計算的底量誤差接近于可用容量的0.3%。這嚴(yán)重影響著油品計量的準(zhǔn)確性。
1.1.2罐內(nèi)壁結(jié)蠟
油罐在使用過程中,因油罐受熱,溫度受一定條件的限制,造成原油溫度不均導(dǎo)致冠壁結(jié)蠟,由于蠟層有一定的厚度且不能流動,因此油罐的直徑縮小了,相對較少了油罐的有效面積。
1.1.3油罐底部變形
油罐罐底在設(shè)計安裝時都有一個從罐縱軸為中心,向罐壁傾斜,斜度約為0.15%的突起部分,油罐進(jìn)油后,因鋼板材質(zhì)、罐下土質(zhì)及施工質(zhì)量等原因,使罐底變形。罐底變形有彈性變形和*變形兩種,兩種變形對計量的準(zhǔn)確性均有影響。
1)彈性變形對計量的影響。如某金屬油罐,檢定時確定罐底凸體體積為100m3,裝滿后凸體高度下降8mm,其體積為50m3,若已知前尺油高1.5m,查容積表油量為1050m3,后尺油高13.5m,查容積表油量為9450m3。
檢尺計算油量V檢=9450-1050=8400(m3)
實際油量因罐底下移使罐容積增加50m3,V實=8400+50=8450(m3)。用此罐收油,每次滿罐供方比計算油量多付50m3。
2)*變形對計量的影響。有些有罐使用一段時間后,罐底由凸?fàn)钭冃螢榘夹?,并且不再改變而成?性變形。產(chǎn)生*性變形,如果發(fā)生在油罐兩個檢定周期之間,對油品計量將會有一定影響。
由于罐底成凹形,罐內(nèi)實際容積等于容積表的值再加上罐底凸體積容積和凹陷處的容積,即:
V總=V表+V凸+V凹
假定V表=9450m3
V凹=50m3
V凸=50m3
則V總=9450+50+50=9550(m3)
*性變形主要是空罐的底油量增加,在清罐后初次進(jìn)油時應(yīng)考慮底油量。
1.1.4量油管堵塞
立式金屬罐運(yùn)行時間過長,其罐底就會沉積下厚厚的油泥(沙)層,如果不及時清理,使其量油管底部被堵,zui終導(dǎo)致量油管內(nèi)液位與大罐內(nèi)液位變化不同步,從而大大影響計量精度。
1.2計量器具誤差
1.2.1流量計容積計量誤差
由于設(shè)計、工藝等因素的影響,流量計本身就存在一定誤差,另外,流量計在使用過程中受到流體性質(zhì)(粘度、比熱等)和流體狀態(tài)(溫度、壓力、流量等)的影響時,其流量特性也會發(fā)生變化,因而也會影響該流量計的計量精度,這就需要定期對流量計進(jìn)行校驗。
1)交接用的流量計國標(biāo)規(guī)定每6個月必須檢定一次,且用于原油貿(mào)易計量的流量計,其體積基本誤差應(yīng)不大于0.2%。如果不按時進(jìn)行標(biāo)定調(diào)整,其誤差會越來越大,影響交接的公平性,現(xiàn)王窯集輸大隊各站交油流量計很難做到6個月標(biāo)定一次。
2)流量計在不同流量點(diǎn)其修正系數(shù)不一樣,我廠外交流量計各流量點(diǎn)的系數(shù)如表1。由于目前還未實行系數(shù)交接,很多流量點(diǎn)就對我方不利,從而造成很大的計量誤差。
表1流量計檢定系數(shù)表
1.2.2量油尺誤差量油尺在進(jìn)行檢定過程中,由于一些人為因素,加于尺帶的實際拉力與規(guī)定值(10N)之間會有一定的差異,因此在標(biāo)定時就已產(chǎn)生了誤差;另外,貿(mào)易交接用量油尺的檢定周期為半年,由于量油尺本身由薄鋼帶制成,頻繁使用,即使在檢定周期內(nèi),尺帶也會產(chǎn)生打卷或變形,從而使測量油高值往往大于實際值,這對收油方來說,必然會造成虧損。
1.2.3密度計誤差
GB1884-8《石油和液體石油產(chǎn)品密度計測定法》規(guī)定,連續(xù)測定兩個結(jié)果之差不應(yīng)超過下列數(shù)值,即SY-Ⅰ型石油密度計允許差數(shù)為±0.0005g/cm3;SY-Ⅱ型石油密度計允許差數(shù)為±0.001g/cm3。目前王窯集輸大隊使用的密度計型號為SY-05型,該密度計彎月面的修正值為0.0007g/cm3,這一數(shù)值對貿(mào)易交接來說,是一個不容忽視的因素。
1.2.4溫度計誤差
測量石油液體使用的溫度計zui小分度值為0.2℃。如果檢定時不給出修正值或給出錯誤的修正值,使用時就會造成測量溫度的誤差。
1.3人為操作誤差
在油品計量的整個環(huán)節(jié)中,大部分需要人工操作(流量計量除外),只要有一處發(fā)生誤操作或計算錯誤,就會造成油品計量結(jié)果誤差。
1.3.1油高測量誤差
油高是直接反映罐內(nèi)儲液容量的重要參數(shù)之一。如果計量不準(zhǔn),就會產(chǎn)生人為誤差。在油品高度計量時,油罐內(nèi)徑越大,產(chǎn)生的誤差就越大。正確的測量應(yīng)該在達(dá)到一定的穩(wěn)油時間后進(jìn)行:即進(jìn)油終止,液面已趨向穩(wěn)定或泡沫消失時進(jìn)行。液面的穩(wěn)定時間,罐車、臥式油罐:輕質(zhì)油不少于15min,重質(zhì)油不少于30min;立式油罐:輕質(zhì)油不少于30min,重質(zhì)油不少于3h。未達(dá)到穩(wěn)油時間即進(jìn)行測量操作,其測量值于真實值之間勢必會存在一定誤差。通過對潤滑油泡沫影響鐵路油罐裝油數(shù)量的試驗結(jié)果表明,該誤差在±0.1%左右。因此,這就要求計量員嚴(yán)格按照規(guī)程操作,排除計量時可能出現(xiàn)的虛假性。此外,油罐檢尺一般在檢尺孔的檢尺管內(nèi)下尺,檢尺管的位置一般設(shè)在靠近關(guān)閉附近500~1000mm,受環(huán)境溫度的影響比較大使管內(nèi)油品溫度偏低,密度增大,形成檢尺管內(nèi)液面低于罐內(nèi)液面的現(xiàn)象,從而使實際測得的容積數(shù)小于罐內(nèi)油品的真實容積,產(chǎn)生一定的誤差。
1.3.2密度測量誤差
油品密度是計算油品數(shù)量的第2個重要參數(shù)。嚴(yán)格說來,密度測量必須在室內(nèi)、油品靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行。但在實際工作中由于客觀因素的影響往往做不到,受穩(wěn)油時間以及室外溫度(在冬季尤為明顯)等客觀因素的影響,其測定結(jié)果與真實密度之間會有一定的差異。另外,由于油品長時間靜止有分層現(xiàn)象,而化驗密度用的樣品通常是上、中、下分層采取后混合而成這本身就是一個近似值,與真實值之間必定存在一定的誤差。
1.3.3溫度測量誤差
油溫是計算油品數(shù)量的第3個重要參數(shù)。在計算油品的標(biāo)準(zhǔn)體積時,需測量油品的實際溫度;在計算油品的標(biāo)準(zhǔn)密度時,需測量油品的視溫度,因此實際溫度測定的準(zhǔn)確與否,將直接影響油品數(shù)量的準(zhǔn)確性。在測量過程中,受測溫位置、測溫時間以及環(huán)境溫度的影響,測量結(jié)果與真實值之間會存在一定誤差。
1.3.4修正值
計量器具在制造過程中,因各種客觀原因使所標(biāo)刻度線達(dá)不到精度要求。所以必須用實測方法予以修正。只有正確使用修正值,才能消除計量器具自身的誤差。必須對修正值予以重視,以降低油品計量的誤差。
1.3.5偏向誤差
油品交接雙方為了各方利益而在實際操作上產(chǎn)生的誤差。油品交接是一個復(fù)雜的、集成許多參數(shù)測量的綜合性計量過程,人為操作因素在計量誤差里占有很大的比重。
1.4分析化驗過程誤差
1.4.1部分器具精度低
原油計量(包括分析化驗)器具主要有含水蒸餾測定儀、在線含水分析儀、量筒、燒瓶、天平、流量計、溫度計、密度計等,其測量精度直接影響著整個計量系統(tǒng)的綜合誤差。
1.4.2溶劑油不符和規(guī)定
王窯集輸大隊各集輸站靜態(tài)計量水含量測定采用的是蒸餾法,溶劑油在原油水含量測定中起著至關(guān)重要的作用,GB/T8929-88《原油水含量測定法(蒸餾法)》規(guī)定以二甲苯或200號溶劑油為蒸樣所用,但目前各集輸站所用溶劑油多為汽油,不符合要求,從而產(chǎn)生測量誤差。
1.4.3采用在線含水分析儀測含水
王窯集輸大隊各集輸站動態(tài)態(tài)計量水含量測定采用的是含水分析儀在線自動測量。在線含水分析儀減少了勞動強(qiáng)度,并可以對含水進(jìn)行時時監(jiān)控,但由于含水分析儀的穩(wěn)定性較差、使用具有局限性,同時各集輸站缺乏有效的檢定手段和規(guī)范,使得測量結(jié)果仍然存在很大誤差。
1.4.4原油密度測量誤差
國標(biāo)規(guī)定,測量油品密度要在化驗室內(nèi)進(jìn)行,要有水浴控制溫度,必須接近管(罐)內(nèi)油溫,要求在±5℃以內(nèi),zui好能控制在±3℃以內(nèi)。安塞油田目前的交接過程中,由于操作方(接油方)不使用恒溫水浴,導(dǎo)致油品密度測量精度下降。
1.4.5油樣不具代表性
目前我大隊原油手工取樣方法完全按照GB/4756《石油及液體石油產(chǎn)品取樣法(手工法)》執(zhí)行,所取油樣具有代表性,所以不是主要原因。
2認(rèn)識
安塞油田年產(chǎn)原油超過200萬噸,正努力向著300萬噸邁進(jìn),因此減少誤差、提高計量準(zhǔn)確度具有非常重要的意義。
溫度、流量和介質(zhì)粘度是影響流量計精度的主要因素,如果運(yùn)行參數(shù)(溫度和流量)變化太大,就會影響到容積式流量計的精度。王窯集輸大隊主要從各集輸站化驗所用儀器型號不統(tǒng)一、工藝流程設(shè)計中缺陷、化驗及計量具體操作人員技能水平差異等方面抓起,通過提高儀器精度、減少人為誤差、規(guī)范流程標(biāo)準(zhǔn)程度盡量減少原油計量誤差。
3結(jié)束語
在實際工作中,經(jīng)過對產(chǎn)生的誤差進(jìn)行認(rèn)真分析,不斷完美計量方法,克服人為誤差,實現(xiàn)精確計量是完全可以做到的。各集輸站應(yīng)根據(jù)實際情況,更換和應(yīng)用新的、精度更高的分析化驗儀器,并在檢定周期內(nèi)使用,每隔半年請長慶石油勘探局技術(shù)監(jiān)測中心計量檢定站對各集中處理站內(nèi)交油、外交油流量計每半年進(jìn)行標(biāo)定一次;做好含水分析儀的日常維護(hù)保養(yǎng)工作,一旦發(fā)現(xiàn)含水顯示不準(zhǔn)或其它異常情況,應(yīng)及時找生產(chǎn)廠家技術(shù)人員調(diào)整,交接雙方現(xiàn)場監(jiān)督;根據(jù)儲罐運(yùn)行情況及時進(jìn)行清罐,并對油油罐進(jìn)行定期檢定,以作必要的誤差修正;進(jìn)一步加強(qiáng)計量和化驗人員的技能培訓(xùn),定期進(jìn)行考核,并選送優(yōu)秀人員外出學(xué)習(xí)深造,有效提高其操作技能;降低原油在儲存、運(yùn)輸過程的損耗也是十分重要,在今后的工作中應(yīng)嚴(yán)把大罐進(jìn)油、輸油關(guān),將進(jìn)油、輸油帶來的呼吸損耗降到zui低值。
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