Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN10953-1:2015

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10953-1:2015

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ – HỆ THỐNG KIỂM CHỨNG – PHẦN 1: QUY ĐỊNH CHUNG

Guidelines for petroleum measurement – Proving systems – Part 1: General

Lời nói đầu

TCVN 10953-1:2015 được xây dựng trên cơ sở tham khảo API 4.1:2005 Manual of petroleum measurement standard – Chapter 4: Proving systems – Section 1: Introduction.

TCVN 10953-1:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ – HỆ THỐNG KIỂM CHỨNG – PHẦN 1: QUY ĐỊNH CHUNG

Guidelines for petroleum measurement – Proving systems – Part 1: General

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này giới thiệu chung về hệ thống kiểm chứng nhằm đảm bảo tính chính xác và thống nhất cần thiết của phép đo. Các yêu cầu trong tiêu chuẩn này dựa trên cơ sở thực tiễn đối với dầu thô và sản phẩm dầu thô nêu trong API 11.1. Độ không đảm bảo của chuẩn và đồng hồ phải phù hợp với các lưu chất được đo và phải được các bên liên quan chấp nhận.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản 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, bổ sung (nếu có).

API Chapter 4 (all part) Manual of petroleum measurement standard – Chapter 4: Proving system (API Chương 4 (tất cả các phần): Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ – Hệ thống kiểm chứng).

API 11.1 Physical properties data (API 11.1 Dữ liệu các tính chất vật lý).

API Chapter 12 Manual of petroleum measurement standard – Section 2: Calculation of petroleum quantities (API 12.2 Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ – Tính đại lượng đo).

API Chapter 13 Statistical aspects of measuring and sampling (API Chương 13: Thống kê đối với khía cạnh đo và lấy mẫu).

3. Định nghĩa và thuật ngữ

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Hiệu chuẩn (calibration)

Qui trình được sử dụng để xác định thể tích của chuẩn.

3.2

Kiểm tra đồng hồ (meter proof)

Nhiều lượt hành trình hay chu trình của pittong trong chuẩn để đích xác định hệ số đồng hồ.

3.3

Chuẩn đo (meter prover)

Một bình kín hoặc hở với thể tích đã biết được sử dụng như một chuẩn thể tích tham chiếu để hiệu chuẩn các đồng hồ đo dầu mỏ trong giao nhận thương mại. Các chuẩn này được thiết kế, sản xuất và vận hành phù hợp với API Chương 4.

3.4

Xung đồng hồ (meter pulse)

Một xung điện đơn được tạo ra bởi các hiệu ứng cảm ứng lưu lượng trong đồng hồ. Các hiệu dòng thường do chuyển động của các cơ cấu vật lý trong bộ phận sơ cấp của đồng hồ nhưng cũng có thể do hiệu ứng dòng khác tỷ lệ với lưu lượng. Các xung được tạo ra bởi đồng hồ không được nhân lên để tăng số lượng xung.

3.5

Hành trình của chuẩn (prover pass)

Một dịch chuyển của pittong giữa các đầu đo trong chuẩn.

3.6

Chu trình của chuẩn (prover round trip)

Hành trình theo chiều thuận và nghịch trong một chuẩn hai chiều.

3.7

Kiểm chứng (proving)

Qui trình được sử dụng để xác định hệ số đồng hồ.

3.8

Điều kiện chuẩn (standard condition)

Nhiệt độ 15 °C và áp suất khí quyển.

4. Phân cấp chuẩn đo chất lỏng

4.1. Yêu cầu chung

Có thể có một hoặc nhiều mức phân cấp chuẩn đo chất lỏng như quy định trong Bảng 1.

Bảng 1 – Phân cấp chuẩn đo chất lỏng

Cấp	Tên gọi	Ứng dụng
1	Chuẩn đầu	Bao gồm chuẩn khối lượng, thể tích, và/hoặc tỉ trọng được thiết lập và/hoặc duy trì bởi cơ quan đo lường quốc gia và/hoặc phòng hiệu chuẩn được công nhận để hiệu chuẩn các chuẩn công tác thứ cấp.
2	Chuẩn công tác thứ cấp	Bao gồm chuẩn khối lượng, thể tích, tỉ trọng và/hoặc các hệ thống cân được duy trì bởi cơ quan đo lường quốc gia và/hoặc phòng hiệu chuẩn được công nhận để hiệu chuẩn các chuẩn sao truyền, phù hợp với API 4.7, để hiệu chuẩn các chuẩn sao truyền hiện trường
3	Chuẩn sao truyền	Bao gồm các thiết bị được sử dụng để hiệu chuẩn các chuẩn đo, phù hợp với API 4.2, API 4.3 và API 4.4 để hiệu chuẩn đồng hồ chuẩn
4	Chuẩn đo	Bao gồm các chuẩn đo phù hợp với API Chương 4, được sử dụng để xác định hệ số đồng hồ dùng để hiệu chính số chỉ thị thể tích của đồng hồ.
5	Hệ thống chuẩn (số chỉ thể tích)	Các phân tích thành phần đo cùng với hệ số đồng hồ, được sử dụng để hiệu chính số chỉ thể tích của đồng hồ về số lượng và/hoặc chất lượng để xác định thể tích chuẩn thực đã đo trong giao nhận thương mại.
6	Hiệu chính chất lượng/và hoặc số lượng
7	Phiếu giao nhận thương mại (Thể tích thực tiêu chuẩn)

Trong thực tế, số lượng các cấp trong hệ thống nên được giữ ở một mức nhỏ nhất để giữ độ không đảm bảo đo thấp. Mỗi cấp trong hệ thống sẽ làm tăng độ không đảm bảo của các cấp tiếp theo và cuối cùng là đến lượng giao nhận thương mại.

4.2. Giới hạn độ không đảm bảo trong mỗi phân cấp

Mỗi cấp trong hệ phân cấp sẽ bao gồm tất cả các sai số và độ không đảm bảo từ các cấp trước hoặc phân cấp cao hơn của hệ phân cấp. Do đó độ không đảm bảo sẽ luôn tăng qua từng cấp trong hệ phân cấp. Phải xây dựng và tuân thủ đúng các quy trình chính xác, rõ ràng và chặt chẽ qua từng cấp của hệ phân cấp để độ không đảm bảo trong cấp cuối cùng không cao hơn quy định và vẫn được chấp nhận cho mục đích thương mại.

Đối với các cấp trong hệ phân cấp thể hiện sự ngẫu nhiên vì bản chất ngẫu nhiên bên trong của hoạt động hoặc của thiết bị, sai số hoặc độ không đảm bảo có thể được giới hạn đến hai lần hoặc ít hơn độ không đảm bảo đo ở cấp trước. Với các cấp không được sử dụng thường xuyên chẳng hạn như chuẩn đầu, chuẩn thứ có thể có độ không đảm bảo giới hạn lên đến bốn lần so với cấp trước. Số chỉ độ không đảm bảo được sử dụng để chỉ ra tỉ lệ của độ không đảm bảo đo của một cấp so với chuẩn đầu được nêu trong Bảng 2.

Bảng 2 – Chỉ số độ không đảm bảo đối với hệ phân cấp đo chất lỏng

		Chỉ số độ không đảm bảo
Cấp	Tên gọi	Theo sự kiện	Trung bình theo thời gian
1	Chuẩn đầu	1	1
2	Chuẩn công tác thứ cấp	2-4	2-4
3	Chuẩn sao truyền	4-16	4-8
4	Chuẩn đo	8-32	8-16
5	Hệ thống chuẩn (số chỉ thể tích)	16-64	16-24
6	Hiệu chính về chất lượng/và hoặc số lượng	32-128	24-32
7	Phiếu giao nhận thương mại	64-256	32-48

Bảng 3 – Giới hạn độ không đảm bảo giả định đối với hệ phân cấp đo chất lỏng

		Giới hạn độ không đảm bảo
Cấp	Tên gọi	Theo sự kiện	Theo năm
1	Chuẩn đầu	0,002	0,002
2	Chuẩn công tác thứ cấp	0,005	0,005
3	Chuẩn sao truyền	0,015	0,015
4	Chuẩn đo	0,03	0,03
5	Hệ thống chuẩn (số chỉ thể tích)	0,10	0,05
6	Hiệu chính chất lượng/và hoặc số lượng	0,15	0,07
7	Phiếu giao nhận thương mại	0,20	0,10

Ảnh hưởng của thời gian cũng được xem xét khi thiết lập các giới hạn trong một hệ phân cấp. Hầu hết các hợp đồng hay thỏa thuận giao nhận thương mại có hiệu lực trong nhiều năm giữa hai hoặc nhiều bên, do đó ảnh hưởng của độ không đảm bảo ngẫu nhiên để truyền cho các giá trị trung bình thấp hơn theo thời gian phải được xem xét. Các hoạt động lặp lại thường xuyên có thể có giới hạn độ không đảm bảo gần hơn mức kế tiếp trong hệ phân cấp nếu quy trình chặt chẽ được xây dựng và thực hiện nhằm giảm thiểu độ không đảm bảo đo bổ sung.

Trong hệ phân cấp của Bảng 2 – chỉ số độ không đảm bảo đối với số chỉ thể tích đồng hồ và số hiệu chính cho số lượng, thí dụ hệ số đồng hồ có thể thấp hơn so với chỉ số trong Bảng 2. Chỉ số độ không đảm bảo từ 16 đến 24 hoặc thấp hơn có thể đạt được trong thời gian một năm hoặc lâu hơn. Chỉ số độ không đảm bảo theo thời gian từ 32 đến 48 cũng có thể đạt được khi hoạt động được thực hiện chặt chẽ và thường xuyên.

Nếu giới hạn độ không đảm bảo trung bình qua một năm quy định là ± 0,10 %, giới hạn độ không đảm bảo tương ứng cho mỗi mức trong hệ phân cấp được nêu trong Bảng 3.

Trong mỗi cấp của hệ phân cấp có các hoạt động khác đó là nguồn sai số phải được phân định và được giới hạn sao cho không phá vỡ tính thống nhất của hệ phân cấp. Các hoạt động này bao gồm các qui trình hiệu chuẩn các chuẩn công tác thứ cấp, chuẩn sao truyền công tác và các chuẩn đo. Quy trình chặt chẽ phải được xây dựng và tuân thủ sao cho các nguồn bổ sung độ không đảm bảo không làm gián đoạn sự kiểm soát độ không đảm bảo trong hệ phân cấp.

5. Kiểm chứng và hệ số đồng hồ

5.1. Yêu cầu chung

Mục đích của việc kiểm chứng đồng hồ là để xác định hệ số của đồng hồ. Hệ số của đồng hồ đạt được bằng cách chia thể tích của chuẩn cho số chỉ thể tích của đồng hồ, cả hai đều được hiệu chính về điều kiện tiêu chuẩn. Mục đích của hệ số đồng hồ là để hiệu chính số chỉ thể tích của đồng hồ. Việc đạt được hệ số đồng hồ là một bước quan trọng trong việc tính toán thể tích chuẩn thực trong thanh toán hoặc trong phân phối chất lỏng dầu mỏ.

Do tất cả việc tính toán liên quan đến một hay nhiều hệ số hiệu chính, và việc tính toán nhiều hệ số hiệu chính có thể dẫn đến sai lệch nhỏ nếu việc tính toán không được thực hiện theo một phương pháp chuẩn, việc tính toán lượng dầu mỏ trong các phép đo động được đề cập trong API 12.2 khi một hoặc nhiều thành phần sau phải tính toán:

a) Thể tích trong các chuẩn,

b) Hệ số đồng hồ,

c) Phiếu đo lường.

Tất cả các đồng hồ phải được kiểm chứng bằng chất lỏng để đo tại lưu lượng, áp suất và nhiệt độ làm việc. Một đồng hồ được sử dụng để đo các chất lỏng khác nhau phải được kiểm chứng với từng chất lỏng. Để biết thêm chi tiết xem API 4.8

Kiểm chứng đồng hồ phải được thực hiện với độ chính xác cao. Nhiều chi tiết của đồng hồ, thiết bị phụ trợ và hệ thống kiểm chứng có thể góp phần vào độ không đảm bảo đo. Tương tự như vậy, rất khó để xác định được đặc tính vật lý, áp suất, nhiệt độ của chất lỏng đo và sự tồn tại của túi khí. Việc kiểm tra kỹ lưỡng chuẩn và các bộ phận phải được thực hiện đều đặn để đảm bảo độ tái lập của kết quả kiểm chứng. Xem API 12 và API Chương 13 về việc áp dụng các phương pháp tính toán.

5.2. Mục đích

Kiểm chứng đồng hồ có hai mục đích phụ thuộc vào từng loại hình dịch vụ:

a) Một đồng hồ được kiểm chứng để xác định hệ số đồng hồ. Hệ số đồng hồ được dùng với số chỉ thể tích để tính thể tích tổng chuẩn chảy qua đồng hồ. Đây là thực tế thông thường của đường ống dẫn và các hoạt động sản xuất dầu. Kết quả kiểm chứng đồng hồ có thể sử dụng để đánh giá tính năng hoặc tình trạng của đồng hồ và/hoặc chuẩn.

b) Một đồng hồ được kiểm chứng để điều chỉnh bộ ghi của đồng hồ, khi cần thiết, để đưa hệ số đồng hồ gần với 10 000 (phần tử đơn vị) như thực tế. Số chỉ thể tích của đồng hồ sẽ là thể tích chất lỏng thực tế chảy qua đồng hồ (thể tích tổng) trong dung sai cho phép. Đây là thực tế thông thường đối với các đồng hồ trong hoạt động giao nhận liên tục như đồng hồ trên xi tec ô tô; đồng hồ trên dàn xuất kho hoặc trong các nhà máy lớn.

5.3. Quy trình

Kiểm chứng đồng hồ có thể được phân loại theo quy các trình sau đây:

a) Qui trình “khởi động – dừng” động yêu cầu ghi lại số đọc đồng hồ khi đo mở và đo đóng khi đồng hồ hoạt động, nếu bộ ghi kiểm chứng của đồng hồ được dẫn xuất từ một thiết bị khác với thanh ghi của đồng hồ, phải thực hiện các bước để đảm bảo rằng tất cả các thể tích được chỉ thị bằng bộ đếm kiểm chứng cũng được thể hiện ở thanh ghi đồng hồ;

b) Quy trình “khởi động – dừng” tĩnh sử dụng bộ ghi đồng hồ hoặc bộ đếm kiểm chứng đồng hồ, mà số đọc khi đo đóng và đo mở được ghi ở điều kiện không có dòng. Nếu dòng khởi động quá nhanh, áp suất trong ống có thể giảm xuống dưới áp suất hơi của chất lỏng, gây ra hơi đi qua đồng hồ. Điều này có thể làm hỏng đồng hồ và kết quả không chính xác của bộ ghi của đồng hồ. Vận tốc chất lỏng thay đổi quá nhanh có thể gây ra sốc thủy lực.

5.4. Độ chính xác

Độ chính xác là khả năng của một thiết bị đo để chỉ ra các giá trị xấp xỉ gần với giá trị thực của đại lượng đo. Độ chính xác của bất kỳ hệ số đồng hồ được tính nào đều được giới hạn bởi một trong các yếu tố sau:

a) Độ không đảm bảo hiệu chuẩn chuẩn;

b) Độ không đảm bảo của quá trình kiểm chứng đồng hồ;

c) Tính năng của thiết bị;

d) Sai số phát sinh từ việc quan sát (sai số giả);

e) Sai số ẩn trong tính toán dùng để hiệu chính một phép đo về các điều kiện chuẩn.

Bảng viết tắt, làm tròn phi tiêu chuẩn của các hệ số chuyển đổi hoặc tính toán trung gian (xem API 12.2 cho các tính toán chuẩn) có thể ảnh hưởng bất lợi đến sự thống nhất của việc tính toán. Dữ liệu được quan sát và tính toán cho tất cả các kiểm chứng đồng hồ được thực hiện để có được hệ số đồng hồ hoặc thể hiện khác của tính năng đồng hồ phải được báo cáo bằng một hình thức phù hợp với hình thức báo cáo kiểm chứng đồng hồ kiểm chứng. Xem các ví dụ trình bày trong API 12.2.

6. Các loại chuẩn

6.1. Chuẩn thể tích

Chuẩn thể tích bao gồm ngăn được hiệu chuẩn trong đó một pittong di chuyển theo dòng chảy, kích hoạt thiết bị cảm biến. Quy trình kiểm chứng yêu cầu độ phân giải là 1/10 000 (0,0001). Một chuẩn thể tích có thể tích lũy tối thiểu 10 000 xung nguyên không đổi của đồng hồ giữa các công tắc cảm biến cho mỗi hành trình của pittong. Khi thể tích chuẩn không đủ để tạo ra 10 000 xung nguyên không đổi của đồng hồ cho mỗi hành trình pittong, việc tính toán hệ số đồng hồ yêu cầu nội suy xung để tăng độ phân giải tới 1/10 000 (0,0001). Nội suy xung xem API 4.6.

6.2. Bình chuẩn

Bình chuẩn là một bình thể tích có mặt cắt ngang giảm hoặc có cổ ở cả trên đỉnh và đáy hoặc trong một số trường hợp chỉ ở đỉnh. Các cổ này được trang bị phần đo bằng thủy tinh và thang khắc vạch. Bình chuẩn có thể mở hoặc kín có áp. Việc kiểm chứng bằng bình chuẩn bằng quy trình “khởi động – dừng” (đó là, dòng chảy qua đồng hồ phải dừng hoàn toàn ở đầu và cuối mỗi kiểm chứng). Thông tin chi tiết hơn cho bình chuẩn xem API 4.4.

6.3. Đồng hồ chuẩn

Đồng hồ chuẩn là một đồng hồ được kiểm chứng bằng một chuẩn đã được chứng nhận. Chuẩn đã được chứng nhận là một chuẩn được hiệu chuẩn bằng phương pháp dung tích. Đồng hồ chuẩn được dùng để hiệu chuẩn đồng hồ hoặc chuẩn khác. Chi tiết cho việc kiểm chứng đồng hồ chuẩn, xem API Chương 4.

7. Hiệu chuẩn chuẩn

Quá trình xác định và tính toán xem API 4.9, API 12.2.

 

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] API Chapter 1: Manual of petroleum measurement standard – Vocabulary (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ – Từ vựng).

[2] API Chapter 5: Manual of petroleum measurement standard – Metering (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ – Phép đo).

[3] API Chapter 7: Manual of petroleum measurement standard – Temperature determination (Tiêu chuẩn hướng dẫn đo dầu mỏ – Xác định nhiệt độ).

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

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