Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Метрологическое обеспечение контрольно-измерительных приборов в нефтяной промышленности

Содержание:

Обозначения
и сокращения. 5

Введение. 7

Глава
1. Анализ состояния проблемы применения средств измерений в нефтяной
промышленности. 11

1.1
Теоретический и литературный обзор источников по тематике исследования  11

1.2
Обзор методов и средств измерения в нефтяной промышленности. 13

1.2.1
Исследование характеристик термопреобразователей. 13

1.2.2
Исследование преобразователей перепада давления. 18

1.2.3
Исследование преобразователей избыточного давления. 21

1.2.4
Выбор датчика уровня. 27

1.2.5
Исследование характеристик газоанализаторов. 31

1.2.6
Исследование характеристик расходомеров. 35

1.3
Постановка задачи исследования. 48

Глава
2. Исследование технологических процессов в нефтяной промышленности и параметров
измеряемой продукции. 51

2.1
Исследование параметров измеряемой продукции. 51

2.2
Исследование технологических процессов в нефтяной промышленности  55

Выводы
по второй главе. 64

Глава
3. Исследование вопросов применения технических средств измерения в нефтяной
промышленности. 65

3.1
Исследование диапазонов регулирования параметров. 65

3.2
Анализ средств измерения для контроля технических параметров в нефтяной
промышленности. 73

3.3
Применение средств измерения для контроля технических параметров в нефтяной
промышленности. 79

3.4
Оценка эффективности средств измерения в нефтяной промышленности  87

Выводы
по третьей главе. 91

Заключение. 93

Библиографический
список. 95

Введение:

Улучшение
метрологического обеспечения нефтяной промышленности, которое обеспечивает
увеличение точности учета нефти и нефтепродуктов, является одним из более
действенных направлений инвестирования в стране, в результате которого
увеличивается объем продажи нефти и уменьшение ее себестоимости.

Проанализировав основные
проблемы, которые включает в себя метрологическое обеспечение учета количества
и качества нефти и нефтепродуктов нужно заметить, что в процессе реализации
углеводородов, отсутствуют, как правило, современные средства контроля
параметров, обеспечивающих нормальное протекание технологических процессов. Средства
измерений российского производства, которые применяются в нефтяной
промышленности, не соответствуют современным техническим требованиям,
приближаются к критической точке по уровню износа и ТС. Это и есть одна из
главных причин резкого уменьшения объема переработки нефтепродуктов и нефти. На
данный момент коэффициент загрузки мощностей российских нефтеперерабатывающих
заводов составляет приблизительно 59 %, а средняя глубина переработки
углеводородов примерно 67 % (в США примерно 89 %, на лучших НПЗ — до 97 %).

Нормативная база, которая
регламентирует вопрос метрологического обеспечения учета нефти и
нефтепродуктов, сформировалась в 80-90 годы. В настоящее время она содержит 2
Закона РФ "Об обеспечении единства измерений" и "Об
энергосбережении", приблизительно двадцать пять государственных стандартов
и рекомендаций по метрологии, ведомственных инструкций.

Недостаточная точность
поверки и калибровки измерителей расхода на узлах учета магистральных
трубопроводов является основной причиной наиболее низкой, чем, например, в
Европе, точности измерения количества нефтепродуктов и нефти. Вследствие чего
создать новое поколение государственных и рабочих эталонов для расходометрии
является одной из острых задач метрологического обеспечения нефтяной
промышленности.

Обоснованием постоянно
возрастающей потребности в надежных средствах контроля качества нефтепродуктов
и бешеный рост их производства является стоимость товарной нефти и
нефтепродуктов.

Особенности
географического расположения месторождений нефти и газа в России, а так же их
потребителей ставят транспортные системы своевременной доставки сырья на
приоритетное место. Эти системы гарантируют бесперебойную и равномерную
поставку огромных грузопотоков нефти и обеспечивает при этом наименьшие
экономические траты.

Все увеличивающаяся
потребность в транспортировании нефти из районов добычи в районы переработки
обусловливает необходимость бережного и оптимального использования транспортной
системы, как наиболее экономичной и надежной.

В нынешнее время
магистральные нефтепроводы это наиболее высоконадежный и дешевый вид
транспортировки нефти. Для того чтобы создать и поддерживать давление в
нефтепроводе, которое необходимо для транспорта нефти, сооружаются
нефтеперекачивающие станции.

На режим работы объектов нефтяной
промышленности могут повлиять такие факторы как, например, аварийные и
ремонтные ситуации, нестационарные явления в нефтепроводе, которые связаны с
колебаниями физических параметров нефти и разными технологическими операциями,
годовые и сезонные колебания добычи нефти из-за которых происходит изменение
величины подачи нефти. Подобные изменения могут привести к неблагоприятным
ситуациям, может произойти аварийная остановка НПС, что повлечет за собой очень
большие экономические потери.

Чтобы избежать
неприятностей, во-первых, необходимо осуществлять постоянную, непрерывную,
согласованную работу станций на всех участках нефтепровода, во-вторых, защищать
нефтепровод и оборудование, установленное на нем.

Тема данной выпускной
квалификационной работы – «Метрологическое обеспечение контрольно-измерительных
приборов в нефтяной промышленности».

Цель выпускной
квалификационной работы – исследование и поиск оптимальных методик выбора
метрологического обеспечения контрольно-измерительных приборов в нефтяной
промышленности.

Исходя из цели выпускной
квалификационной работы в процессе ее выполнения, необходимо решить следующие
задачи:

– произвести теоретический
и литературный обзор источников по тематике исследования;

– произвести обзор
методов и средств измерения в нефтяной промышленности;

– произвести  исследование параметров измеряемой продукции;

– произвести исследование
технологических процессов в нефтяной промышленности ;

– произвести исследование
диапазонов регулирования параметров;

– произвести анализ
средств измерения для контроля технических параметров в нефтяной промышленности;

– исследовать вопрос применения
средств измерения для контроля технических параметров в нефтяной промышленности;

– произвести оценку
эффективности средств измерения в нефтяной промышленности.

Актуальность данной
работы заключается в следующем: в настоящее время происходит постоянное
усложнение технологий трубопроводного транспорта. При этом  происходит непрерывное увеличение, как
объемов перекачиваемой нефти, так и услужения оборудования нефтяной
промышленности.

Происходит ужесточение
требований по экологической и технической безопасности их эксплуатации.
Основное направление – исключение вероятности возникновения аварийных ситуаций
на магистральных нефтепроводах. Это обеспечит нормальное и бесперебойное
функционирование объектов нефтяной промышленности.

Помимо вышеуказанного,
необходимо учитывать, что в настоящее время более половины эксплуатируемых НПС
имеют срок эксплуатации, приближающийся к проектному. В связи с этим возрастает
вероятность возникновения аварийных ситуаций на объектах нефтяной
промышленности.

Объект исследования работы
– совокупность метрологического обеспечения в нефтяной промышленности.

Предмет исследования работы
– поиск оптимальных решений в процессе выбора метрологического обеспечения объектов
нефтяной промышленности с целью повышения надежности и эффективности
функционирования.

Методы исследования,
применяемые в процессе работы: метод сравнения, метод анализа, изучение
теоретических аспектов рассматриваемой тематики, разработка практических
рекомендаций.

Практический работы  – сформированы практические рекомендации по
подбору контрольно-измерительных приборов в нефтяной промышленности. Теоретическая значимость
магистерской диссертации – в ходе выполнения работы получен значительный объем
теоретических и практических навыков, которые будут необходимы в процессе
дальнейшей трудовой деятельности по специальности.

Заключение:

В
настоящее время одним из приоритетов национальной политики является вопрос
энергосбережения и энегроэффективности, сформулированный в Энергетической
стратегии России. С учетом постоянного роста цен на энергоносители применение
действенных мероприятий по энергосбережению как среди населения, так и в целых
отраслях страны – затруднено без наличия достоверной информации о потребляемых
ресурсах.

Измерение
расхода энергообразующих веществ различных фазных состояний (сыпучих, жидких,
газо- и парообразных, актуально, в том числе, и для нефтегазовой
промышленности. Однако, физические свойства измеряемых потоков (плотность,
соотношение фаз в потоке и т.д.) зависят от температуры и давления в условиях
эксплуатации.

При
многократном увеличении количества приборов учета возрастает количество
достоверной информацией о потреблении, и, одновременно с этим, увеличивается
стоимость их обслуживания для поддержания в работоспособном состоянии.

Качество
точности эксплуатируемых систем учета на предприятиях нефтегазового комплекса
влияет на прибыль от проведения товарно-коммерческих операций.

Достоверность
и единство результатов контроля обеспечиваются единой научной основой
метрологического обеспечения, нормативно-технической документацией,
регламентирующей применение средств неразрушающего контроля, средствами
неразрушающего контроля с нормируемыми метрологическими характеристиками,
аттестацией и стандартизацией методик измерений и контроля. В работе описаны
основные моменты при разработке методики измерений. Рассмотрена важность и
значимость контроля метрологических характеристик.

В связи
с повышением спроса на продукцию газовой и перерабатывающей отраслей
промышленности на передний план вышли вопросы измерения количества и
оптимизации распределения.

Политика
разумного использования природных ресурсов и учет данных ресурсов на всех
этапах, включая добычу, транспортировку, переработку и реализацию, являются
неразрывными и актуальными процессами. Погрешность измерения количества
напрямую влияет на прибыль добывающей компании и таким образом, позволяет
контролировать технологические процессы.

Одним из
важнейших условий обеспечения единства измерений и тем самым рост качества
является повышение результатов измерений с известной погрешностью или с
погрешностью, которая не превышает допустимых пределов. С этой целью
разрабатываются методики измерений.

По
завершению выполнения данной выпускной квалификационной работы получены
следующие результаты:

–
произведен теоретический и литературный обзор источников по тематике
исследования;

– произведен
обзор методов и средств измерения в нефтяной промышленности;

–
произведено  исследование параметров
измеряемой продукции;

–
произведено исследование технологических процессов в нефтяной промышленности ;

–
произведено исследование диапазонов регулирования параметров;

–
произведен анализ средств измерения для контроля технических параметров в
нефтяной промышленности;

–
исследованы вопросы применения средств измерения для контроля технических
параметров в нефтяной промышленности;

–
произведена оценка эффективности средств измерения в нефтяной промышленности.

Все
поставленные задачи решены, цель в полной мере достигнута.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Анализ состояния проблемы применения
средств измерений в нефтяной промышленности

1.1 Теоретический и литературный обзор источников по
тематике исследования Эффективность производства относится к числу ключевых
категорий экономики, которая непосредственно связана с достижением конечной
цели развития общественного производства в целом и каждого предприятия в
отдельности. В наиболее общем виде эффективность производства представляет
собой количественное соотношение двух величин – результатов деятельности
сотрудников и производственных затрат. Повышение эффективности производства
зависит от лучшего использования основных фондов. Необходимо интенсивнее
использовать созданный производственный потенциал, добиваться ритмичности
производства

Система стандартов государственной системы обеспечения
единства измерений содержит 613 стандартов, применение которых способствует
осуществлению оптимизации технологических процессов. При описании
технологических процессов, необходимо применение единой терминологии, с
применением основных понятий, приведенных в федеральном законе N 102- ФЗ

Метрологическое обеспечение – это установление и
применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм,
необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. Для
промышленных предприятий основной интерес представляет часть метрологического
обеспечения, связанная с деятельностью метрологической службы предприятия.

Информатизация производства по вопросам
метрологического обеспечения может дать весьма впечатляющие результаты,
особенно когда в результате этих работ для сотрудников четко прослеживается
связь между тем, что средство измерения проверено, и качеством выпускаемой
продукции. Введение персональной ответственности сотрудников дает свои
результаты при четко выстроенной системе по сдаче в поверку средства измерения
и установленной прямой с размером заработной платы за выполнение или не
выполнение требований. Подготовка средств измерений под каждый технологический
процесс именно метрологом является одним из самых эффективных способов
метрологического обеспечения производства.

Как в процессе проектирования новых объектов нефтегазовой
промышленности, так и при эксплуатации уже имеющихся, необходим поиск широкого
спектра решений задач оптимизации. При проектировании систем одной из главных
задач является поиск оптимальных маршрутов для прокладки труб с обеспечением
минимальных издержек в процессе строительства и эксплуатации системы. В
зависимости от того, какие объемы нефти планируется перекачивать,
осуществляется расчет рабочего давление системы и соответствующие ему диаметры
труб. Монтируемое силовое оборудование представляет собой комплекс
нефтеперекачивающих агрегатов, который может обладать существенно различными
характеристиками. Из за этого необходим оптимальный выбор проектируемой
системы. При эксплуатации систем нефтепроводов необходим поиск оптимальных
решений по транспортировке. Как правило, как распределительные, так и
магистральные системы характеризуются существенной избыточностью возможных
маршрутов транспортировки.

Как правило, участки магистральных трубопроводов характеризуются
наличием нескольких параллельно идущих ниток, которые могут быть построены с
применением различных технологий. В случае неполной загрузки участка не
требуется использование всех ниток. Возможно работа одной либо нескольких ниток
в режиме «на проход», то есть без включения силового оборудования.

Во-вторых, как распределительных, так и в магистральных системах
имеется вероятность зацикливания. Это позволяет при различных
потокораспределелниях на участках системы обеспечить необходимые объемы
поставок. В обоих рассмотренных случаях необходимо осуществлять поиск
оптимальных решений по потокораспределению в системе. В зависимости от
поставленных задач могут варьироваться критерии оптимальности.