Автономная система обнаружения утечек нефтепродуктов АКСИ.СОУ

Автономная система обнаружения утечек нефтепродуктов АКСИ.СОУ
20
апрель/2020

Трубопроводный транспорт на сегодня является одним их самых экономически оптимальным и безопасным при транспортировке нефтегазового сырья и готовой продукции на большие расстояния. В тоже время, и трубопроводные системы часто работают в сложных геодезических условиях, а кроме того имеют строго определенные сроки эксплуатации, составляющие в среднем 20 — 25 лет, хотя из-за различных обстоятельств служат и дольше (без замены). В процессе старения материал трубопровода может приходить в негодность — меняются его технические и конструкционные параметры, что ведет к появлению трещин, а это в свою очередь — утечек транспортируемой среды. Кроме того, есть еще ряд обстоятельств ведущих к повреждению трубопроводов — это и случайное повреждение, и намеренное повреждение с целью несанкционированного отбора и др.

Именно выявление факта возникновения утечки, а также определение её местоположение — является основной задачей автоматизированной системы обнаружения утечек АКСИ. СОУ, производства «АКСИТЕХ».

АКСИ. СОУ использует принцип мониторинга процесса транспортировки с помощью контрольно-измерительного оборудования: датчиков давления и температуры, расходомеров и т. д., предназначенного для измерения и контроля параметров транспортируемой среды в трубопроводе.

Главной особенностью системы от подобных СОУ, является использование автономных (т. е. не имеющих внешнее энергоснабжение) пунктов сбора и обработки данных.

Структурная схема системы для протяженности трубопровода ~1000 м приведена на рисунке:

Система предназначена для непрерывного круглосуточного мониторинга параметров безопасной эксплуатации и контроля несанкционированных врезок и утечек продукта из трубопровода в реальном масштабе времени и состоит из:

  • Автономных блочных пунктов (БАП) системы обнаружения утечек, с автономным энергоснабжением
  • Внешних контрольно-измерительных приборов (КИП)
  • Диспетчерского пульта (ДП) с АРМ оператора

Данные с датчиков давления и расходомеров передаются по кабельным линиям в автономный комплекс телеметрии «АКТЕЛ» и далее по существующему каналу связи GSM/GPRS на Диспетчерский пульт / АРМ оператора АКСИ.СОУ. На пульте с помощью специализированного программного обеспечения происходит обработка данных, результаты которой в виде предупреждающих или аварийных сигналов об утечке отображаются на АРМ оператора, а также доступны для чтения другими автоматизированными системам, работающими в локальной операторской сети.


В свою очередь БАП из утепленного блок-бокса антивандального исполнения, в котором установлены:

  • Мобильная установка энергетическая гибридная на базе топливных элементов (метанола), аккумуляторных и солнечных батарей (МУЭГ)*. МЭУГ предназначена для использования в качестве источника электропитания при отсутствие внешних источников электроснабжения или в качестве резервного источника электропитания для различных промышленных объектов и контролируемых пунктов мониторинга при температуре окружающей среды от минус 60 °С до плюс 70 °С. МУЭГ является автоматизированным устройством на базе логического контроллера, который осуществляет сбор и обработку данных поступающих от первичных преобразователей (датчиков), а также обеспечивает информационное взаимодействие между внутренним оборудованием установки, комплексом телеметрии «АКТЕЛ», Диспетчерским пультом и АРМ оператора. Целевой алгоритм контроллера и специализированное программное обеспечение поддерживают корректную работу всей установки
  • Комплекс телеметрии «АКТЕЛ» с передачей данных по беспроводным каналам связи GSM/GPRS, который размещается в термошкафу МУЭГ. В состав комплекса входит специализированное программное обеспечение
  • Система автономного освещения блок-бокса, подключенная к энергетической установке
  • Система обогрева блок-бокса с функцией поддержания температуры в заданном режиме (не менее 30 °С), также подключенная к энергетической установке
  • Рабочее место для обслуживающего персонала

Рекомендованное расстояние между пунктами системы обнаружения утечек с автономным энергоснабжением не более 40 км. Чем меньше расстоянии между точками контроля, тем более выраженный фронт снижения давления и чувствительность к малым утечкам. Технически и экономически целесообразно привязывать месторасположение блочных пунктов системы обнаружения утечек АКСИ.СОУ и приборов КИП  к  существующим узлам запорной арматуры на нефтепроводе, например, рядом с ручными или оснащенными пневмоприводами клиновыми задвижками. Предлагаемые ООО «АКСИТЕХ» объединенные технические решения с применением систем обнаружения утечек «АКСИ-СОУ» и систем телемеханики крановых узлов (задвижек) АСДУК позволяют комплексно и последовательно решать вопросы обнаружения утечек и последующего дистанционного перекрытия аварийного участка трубопровода. Размещение оборудования, узлов и элементов систем обнаружения утечек и систем телемеханики крановых узлов (задвижек) в одном блок-боксе существенно экономит средства Заказчика на проектирование, строительство и техническое обслуживание средств удаленного мониторинга и управления.

В составе внешнего КИП применяются взрывозащищенные, высокоскоростные низкотемпературные датчики статического давления и датчики динамического давления. В качестве опции могут быть предусмотрены и установлены резервные датчики. Датчики динамического давления служат для более точной локализации места утечки. Для расчета системой фактических потерь нефти при утечках или несанкционированных отборах применяются существующие или в определенном порядке установленные высокоточные массомеры и/или расходомеры с рекомендованной погрешностью не более 0.15%. В начальных и конечных точках  трубопровода применяются  кориолисовые массомеры. Ввиду значительной длины трубопровода (~ 1000км) рекомендуется использовать промежуточные расходомеры для сохранения чувствительности по расходомерам и сохранении времени обнаружения утечки. На длительных расстояниях фронт волны давления, а также фронт изменения расхода склонен к «размазыванию» во времени, что делает обнаружение утечки затруднительным. На промежуточных участках контроля рекомендованы к применению ультразвуковые врезные или фланцевые полнопроходные расходомеры, которые не будут препятствовать работе внутритрубных очистных скребков. Все датчики давления и приборы учета утепляются специальными термокожухами.

Для обеспечения устойчивой работы СОУ к ложным срабатываниям разрабатывается Алгоритм Глобального Отклика (А.Г.О.) - обратная связь от технологических гидравлических возмущений трубопровода в СОУ. Используются данные с технологического оборудования, влияющего на процесс перекачки (включение/отключение насосов, открытие/закрытие задвижки, др.).

Модель работы системы предусматривает использование нескольких независимых алгоритмов обнаружения утечек при одновременном мониторинге как давления, так и расхода.

Конечный пользователь после ввода системы в эксплуатацию получает к ней доступ в соответствии со своими правами доступа (ограничения), от просмотра до конфигурирования системы.

Система АКСИ.СОУ является продуктом, проектируемым под конкретные параметры трубопровода Заказчика на основании опросного листа и пред проектного обследования. Работы по внедрению системы выполняются «под ключ», включая заказ и поставку оборудования, строительные и пусконаладочные работы, а также приемо-сдаточные испытания.

Вернуться