Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 8.880-2015 "Государственная система обеспечения единства измерений. Нефть сырая. Отбор проб из трубопровода" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 марта 2015 г. N 194-ст)

State system for ensuring the uniformity of measurements. Crude oil. Pipeline sampling

Дата введения - 1 января 2016 г.

Введен впервые

Предисловие

1 Разработан Межрегиональным Открытым акционерным обществом "Нефтеавтоматика" (ОАО "Нефтеавтоматика"), Обособленным подразделением Головной научный метрологический центр ОАО "Нефтеавтоматика" в г. Казань (ОП ГНМЦ ОАО "Нефтеавтоматика"), Научно-производственным обществом "Новые технологии эксплуатации скважин" (ООО НПО "НТЭС")

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 024 "Метрологическое обеспечение добычи и учета углеводородов"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 марта 2015 г. N 194-ст

4 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методики автоматического отбора проб сырой нефти из потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) в трубопроводе. Настоящий стандарт соответствует стандартам [1] и [2] в части соблюдения принципов автоматического отбора проб из трубопроводов.

Настоящий стандарт применяют при разработке методик измерений массы сырой нефти, систем измерений количества и параметров сырой нефти, в том числе измерительных установок и аттестации методик измерений.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.4.034-2001 (ЕН 133-90) Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 аттестация методики отбора проб: Исследование применяемых средств отбора проб, оценка погрешности отбора представительной пробы, подтверждение соответствия методики отбора проб установленным требованиям настоящего стандарта и методики измерения количества и параметров сырой нефти, в которой применяют отбор проб.

3.2 депульсатор: Устройство, которое позволяет преобразовать пробковую структуру потока нефтеводогазовой смеси в структуру потока без пульсаций расхода или со значительным снижением пульсаций.

3.3 контур отбора проб: Обводной трубопровод, отведенный от основного трубопровода через пробозаборное устройство. В обводном трубопроводе устанавливают средства отбора проб.

3.4 контроллер (блок управления): Устройство, входящее в состав автоматического пробоотборника и задающее частоту отбора проб пропорционально времени или расходу сырой нефти в трубопроводе и количеству точечных проб.

3.5 методика отбора проб: Совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение представительных проб сырой нефти. Методику отбора проб оформляют отдельным документом либо включают структурным элементом в методику измерений массы сырой нефти.

3.6 нефтеводогазовая смесь: Необработанная сырая нефть, содержащая свободный газ.

3.7

сырая нефть: Жидкая природная ископаемая смесь углеводородов широкого физико-химического состава, содержащая свободный и растворенный газ, воду, минеральные соли, механические примеси и используемая в качестве основного сырья для производства жидких энергоносителей (бензина, керосина, дизельного топлива, мазута), смазочных масел, битумов и кокса. [ГОСТ Р 8.615-2005, пункт 3.11]

3.8 объединенная проба: Сумма точечных проб, отобранных пробоотборником из потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) за время перекачки.

3.9 однородный поток сырой нефти: Поток сырой нефти, при котором значение объемной доли воды одинаково в каждой точке поперечного сечения потока в трубопроводе.

3.10 представительная проба сырой нефти, отобранная из потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси): Объединенная проба сырой нефти, извлеченная из потока сырой нефти, движущейся в трубопроводе, и содержащая компоненты сырой нефти в той же самой пропорции, в которой они присутствуют в общем объеме сырой нефти, перекачанной через трубопровод за установленное время.

3.11 пробковая структура движения потока нефтеводогазовой смеси: Динамическая структура движения потока нефтеводогазовой смеси, которая характеризуется пульсациями давления и скорости и периодическим чередованием движения объемов, в которых поочередно преобладает доля газовой фазы (свободного газа) или жидкой фазы нефтеводогазовой смеси.

3.12 погрешность отбора объединенной пробы: Составляющая погрешности методики измерений количества сырой нефти, которая является отклонением значения, характеризующего содержание воды в сырой нефти в отобранной объединенной пробе, от значения, характеризующего содержание воды в сырой нефти в общем объеме сырой нефти, перекачанной по трубопроводу за время формирования объединенной пробы.

3.13 поточный преобразователь: Измерительный преобразователь, предназначенный для измерений физико-химических параметров сырой нефти в динамическом режиме в потоке измеряемой среды.

3.14 пробозаборное устройство (зонд): Устройство, установленное в трубопроводе и предназначенное для отвода части потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) из трубопровода через контур отбора проб к пробоотборнику и/или поточному преобразователю.

3.15 пробоотборник: Устройство, предназначенное для отбора пробы из потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) в трубопроводе.

3.15.1 автоматический пробоотборник: Устройство для автоматического отбора представительной пробы из потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) из трубопровода, которое включает в себя разделительное устройство, регулятор объема точечной пробы, пробосборник и контроллер.

3.15.2 ручной пробоотборник: Устройство для ручного отбора проб сырой нефти (нефтеводогазовой смеси), транспортируемой по трубопроводу, состоящее из разделительного устройства и пробосборника.

3.16 пробосборник (контейнер): Емкость, подсоединенная к пробоотборнику, предназначенная для накопления и хранения пробы, отобранной пробоотборником.

3.17 пропорциональная потоку проба: Объединенная проба, отобранная из трубопровода за установленное время перекачки сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) и составленная из точечных проб, отобранных с частотой, пропорциональной массовому или объемному расходу сырой нефти (нефтеводогазовой смеси).

3.18 работа с пробой: Подготовка, извлечение, разделение и транспортирование пробы из пробосборника в аппаратуру испытательной лаборатории, в которой ее будут анализировать.

3.19 разделительное устройство: Устройство, входящее в состав пробоотборника, предназначенное для отбора точечной пробы сырой нефти (нефтеводогазовой смеси), поступающей в пробосборник через пробозаборное устройство или непосредственно из трубопровода.

3.20

растворенный газ: Легкие углеводороды, в стандартных условиях находящиеся в газообразном состоянии и выделяемые из сырой нефти при технологических операциях подготовки сырой нефти. [ГОСТ Р 8.615-2005, пункт 3.8]

3.21 регулятор объема точечной пробы: Устройство, входящее в состав пробоотборника, предназначенное для изменения объема точечной пробы, которую отбирает пробоотборник.

3.22 свободный нефтяной газ: Смесь углеводородных газов, выделившихся из сырой нефти в процессе ее добычи, транспортирования, подготовки и находящихся в свободном состоянии.

3.23 сепаратор: Устройство, предназначенное для разделения нефтеводогазовой смеси на две фазы - свободный газ и сырую нефть.

3.24 смеситель: Устройство, предназначенное для перемешивания сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) перед местом установки пробозаборного устройства для создания однородной смеси внутри трубопровода.

3.24.1 активный смеситель: Смеситель, работающий от внешнего источника энергии, необходимой для перемешивания сырой нефти (нефтеводогазовой смеси).

3.24.2 пассивный смеситель: Смеситель, расположенный в трубопроводе и не имеющий движущихся частей, работа которого зависит от кинетической энергии потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси).

3.25 средства отбора проб: Комплекс средств, предназначенных для отбора представительной пробы сырой нефти, отобранной из потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси), который может включать в себя смеситель, пробозаборное устройство, автоматический и ручной пробоотборники, расходомер в контуре отбора проб, насосы для создания расхода сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) в контуре отбора проб и другие технические средства.

3.26

система измерений количества и параметров нефти сырой; СИКНС: Система измерений, представляющая собой совокупность средств измерений, систем обработки информации, технологического оборудования и трубопроводной арматуры, функционирующих как единое целое, основанная на методе динамических измерений массы брутто сырой нефти и предназначенная для: - получения информации об измеряемых параметрах сырой нефти: - автоматической и ручной обработки результатов измерений; - индикации и регистрации результатов измерений и их обработки. [ГОСТ Р 8.615-2005, пункт 3.10]

3.27 точечная проба: Порция сырой нефти, извлеченная из потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси), движущейся в трубопроводе, при одном срабатывании разделительного устройства пробоотборника.

3.28 условие изокинетичности: Равенство средней линейной скорости сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) во входном канале пробозаборного устройства средней линейной скорости сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) в трубопроводе.

3.29

измерительная установка: Установка, представляющая собой совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких величин и расположенная в одном месте. [ГОСТ Р 8.615-2005, пункт 3.3]

4 Общие принципы отбора проб

4.1 Отбор пробы сырой нефти из потока сырой нефти

4.1.1 Средства отбора проб, входящие в состав систем измерений количества и параметров сырой нефти и используемые при определении параметров сырой нефти в трубопроводе, располагают не посредственно в трубопроводе (см. рисунок А.1, приложение А) или в контуре отбора проб (см. рисунки А.2 и А.3, приложение А).

Контур отбора проб выполняют по насосной схеме (см. рисунок А.2, приложение А) или безнасосной схеме (см. рисунок А.3, приложение А). Безнасосную схему применяют в случае возможности возврата сырой нефти в трубопровод с меньшим давлением.

4.1.2 Отбор представительных проб обеспечивают соблюдением следующих условий:

4.1.2.1 Идентичность физико-химического состава объединенной пробы, отобранной из трубопровода, среднему составу сырой нефти по всему поперечному сечению трубопровода в месте установки пробозаборного устройства и в момент отбора точечных проб. Для выполнения этого условия необходимо обеспечить:

- однородное распределение воды в сырой нефти по площади поперечного сечения трубопровода;

- применение пробозаборных устройств щелевого типа, прошедших экспертизу.

Поток сырой нефти в точке отбора пробы считают однородным по площади поперечного сечения трубопровода, если отношение объемного содержания воды в сырой нефти в верхней точке поперечного сечения трубопровода (%) к объемному содержанию воды в сырой нефти в нижней точке поперечного сечения трубопровода (%) находится в пределах диапазона от 0,9% до 1,1%. Таким образом, должно выполняться условие 0,9% < < 1,1%.

Объемное содержание воды в верхней и нижней точках горизонтального трубопровода определяют не менее чем в 20 мм от верхней и нижней стенок трубы.

Перед вводом системы измерений количества и параметров сырой нефти в промышленную эксплуатацию в месте установки пробозаборного устройства определяют однородность распределения воды в поперечном сечении трубопровода. Методы и средства контроля распределения воды в поперечном сечении трубопровода описаны в приложении Б.

4.1.2.2 Сохранение представительности пробы на протяжении всего установленного периода перекачки сырой нефти, так как объемная доля воды в потоке сырой нефти может меняться случайным об разом в широких пределах между началом и концом отбора проб. При прямом методе измерения массы сырой нефти частота отбора проб должна быть пропорциональна массовому расходу сырой нефти в трубопроводе. При косвенном методе измерения массы сырой нефти частота отбора проб должна быть пропорциональна объемному расходу сырой нефти в трубопроводе.

Допускается осуществлять отбор проб через заданные промежутки времени при условии изменения расхода сырой нефти в трубопроводе не более 10% среднего расхода сырой нефти в трубопроводе.

Объединенную пробу составляют автоматически из точечных проб, объем которых устанавливают от 1 до 20  включительно, при ручном отборе проб допускается увеличивать объем точечной пробы, т.е. объем точечной пробы может быть более 20 . Объем объединенной пробы должен быть достаточным для проведения лабораторных анализов.

Количество точечных проб при автоматическом отборе проб должно быть не менее 300, количество точечных проб при ручном отборе проб определяют при разработке методики отбора проб сырой нефти. Количество точечных проб может быть уменьшено, если это подтверждено при аттестации методики измерений массы сырой нефти.

4.1.2.3 Расчет условия изокинетичности, который должен быть приведен в проектной документации средств измерений количества и параметров сырой нефти или средств отбора проб.

Допускается отбирать пробу при средней линейной скорости потока сырой нефти через отверстие пробозаборного устройства, составляющей не менее половины или не более чем в два раза превышающей среднюю линейную скорость потока сырой нефти в трубопроводе.

В контуре отбора проб для контроля условия изокинетичности должен быть установлен расходомер с пределами допускаемой относительной погрешности измерения расхода не более 5%.

4.1.2.4 Сохранение состава отобранной объединенной пробы при доставке ее в испытательную лабораторию и разделении на отдельные пробы для анализа лабораторными методами.

Перед тем, как разделить объединенную пробу сырой нефти из пробосборника и перенести отдельные пробы для анализа лабораторными методами, рекомендуется ее перемешать в пробосборнике. Для этого применяют активные смесители, вводимые непосредственно в пробосборник или замкнуто-контурные смесители, к которым присоединяется пробосборник.

4.2 Отбор пробы сырой нефти из потока нефтеводогазовой смеси

4.2.1 Допускается отбирать пробу сырой нефти из потока нефтеводогазовой смеси без предварительного отделения свободного газа.

4.2.2 Пробу из потока нефтеводогазовой смеси отбирают с использованием средств отбора пробы, которые могут располагаться как непосредственно в трубопроводе (см. рисунок А.4, приложение А), так и в контуре отбора проб (см. рисунок А.5, приложение А).

4.2.3 При пробковой структуре движения потока нефтеводогазовой смеси на входе в средства отбора проб рекомендуется размещать депульсатор (см. рисунки А.6 и А.7, приложение А).

4.2.4 В случае отбора проб сырой нефти из потока нефтеводогазовой смеси с содержанием объемной доли свободного газа более 50% средства отбора пробы располагают согласно схеме, показанной на рисунках А.8 и А.9 (приложение А).

4.2.5 При содержании свободного газа в потоке нефтеводогазовой смеси более 50% пробу сырой нефти из потока рекомендуется отбирать после отделения свободного газа от сырой нефти в сепараторе. При этом отбор пробы осуществляют в линии после сепаратора, по которой транспортируют сырую нефть.

4.2.6 При отборе объединенной пробы сырой нефти из потока нефтеводогазовой смеси частоту отбора точечных проб, объем точечной пробы, количество точечных проб определяют при разработке методики отбора проб сырой нефти.

5 Технические требования к пробоотборникам

5.1 Установка пробоотборника должна обеспечивать легкий доступ для обслуживания, по возможности, без остановки перекачки по трубопроводу.

5.2 В контуре отбора проб пробоотборника должны отсутствовать застойные области, в которых могла бы скапливаться вода или другие компоненты сырой нефти.

5.3 При отборе проб сырой нефти с высокой температурой застывания для предотвращения потери текучести сырой нефти пробоотборник должен быть теплоизолированным.

5.4 Конструкция пробоотборника должна обеспечивать отбор проб при заданных параметрах сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) и окружающей среды.

5.5 Автоматический пробоотборник конструктивно может состоять из двух частей:

- блока пробоотборника, в котором установлены разделительное устройство, регулятор объема точечной пробы и пробосборник;

- контроллера (блока управления).

5.6 Разделительное устройство должно извлекать точечные пробы сырой нефти из потока сырой нефти (нефтеводогазовой смеси) установленного объема в рабочих условиях при заданной частоте отбора проб.

5.7 Пробосборник заполняют пробой не более чем на 90% его вместимости.

5.8 Внутренняя поверхность пробосборника должна быть сконструирована таким образом, чтобы свести к минимуму коррозию и налет оставшейся сырой нефти на стенках пробосборника.

5.9 На пробосборнике рекомендуется иметь перепускной клапан, который должен быть настроен на давление его срабатывания, превышающее рабочее давление в пробосборнике и не превышающее максимально допустимое давление.

5.10 Рекомендуется, чтобы конструкция пробосборника позволяла вводить внутрь активный смеситель или присоединять его к замкнутоконтурному активному смесителю и обеспечивала возможность его полного опорожнения.

5.11 Пробосборник рекомендуется оснащать сливным краном, размещенным на его днище и позволяющим обеспечивать полный слив объединенной пробы.

5.12 Рекомендуется устанавливать пробоотборник с соответствующей соединительной аппаратурой, позволяющей промывать оборудование автоматически или вручную.

5.13 Рекомендуется на пробосборнике предусмотреть место для указания следующей информации об отобранной пробе:

- номера пробы по журналу учета;

- места отбора пробы;

- даты и времени начала отбора пробы;

- даты и времени конца отбора пробы;

- подписи лица, ответственного за сбор пробы.

5.14 Контроллер должен обеспечивать дистанционное управление разделительным устройством при отборе объединенной пробы сырой нефти из потока сырой нефти (нефтеводога