Система обнаружения утечек для напорных технологических трубопроводов

• Время обнаружения утечки — 2 минуты (при интенсивности утечки 0,5% от максимального расхода).

• Погрешность определения координаты утечки ±100 метров.

• Вероятность пропуска утечки СОУ составляет 0,01.

• Самодиагностика и тестовый контроль работоспособности датчиков.

Детектирование утечек СОУ на напорных технологических нефтепроводах основано на определении статического, динамического давления, расхода в трубопроводе при помощи первичных преобразователей и дальнейшей обработки данных по следующим методам:

• Балансный метод.
• Профиль давления.
• Волна давления.
• Акустический алгоритм.

• непрерывный мониторинг герметичности во всех режимах функционирования магистрального нефтепровода (МН), включая нестационарные режимы и режим остановленной перекачки;
• определение координат и времени возникновения утечки при выявлении факта не герметичности линейной части магистрального нефтепровода;
• сигнализация на АРМ диспетчера по фактам обнаружения утечек, в том числе передача в сторонние системы;
• обмен информацией с серверами иных диспетчерских служб.

Основной функцией системы является выявление факта возникновения утечки нефти на контролируемом участке магистрального нефтепровода за время (таблица 1) от 6 до 30 минут с момент нарушения герметичности, при этом определяется время начала утечки и ее координата.

Таблица 1 — Значение характеристик СОУ

Система обнаружения утечек (СОУ) функционирует в режиме реального времени и обеспечивает обнаружение утечки как при стационарных, так и при нестационарных режимах перекачки при условиях отсутствия самотечных участков, а также в режиме остановленной перекачки при отсутствии участков с неполным заполнением сечения МН.

В состав системы обнаружения утечек входит оборудование трех уровней:

• верхний уровень - уровень ИВК в который входят АРМ диспетчера и серверы СОУ.
• средний уровень - уровень регистрирующей аппаратуры в который входят шкафы приёмно-регистрирующей аппаратуры (ПРА) и антенно-усилительные устройства (АУУ);
• нижний уровень - уровень первичного оборудования, построенный на базе датчиковых систем в состав которых входят: датчики статического давления и датчики динамического давления.

• ЭТМС. СТО 7.2.1-030-2015 Общие технические требования на обустройство системой обнаружения утечек
• ОТТ-13.320.00-КТН-051-12 “Система обнаружения утечек на магистральных нефтепроводах и нефтепродуктопроводах. Общие технические требования.”
• РД-13.320.00-КТН-223-09 “Руководящий документ системы обнаружения утечек комбинированного типа на магистральных нефтепроводах. Общее задание на проектирование, изготовление и ввод в эксплуатацию”.
• ПМИ-13.320.00-КТН-117-08 “Системы обнаружения утечек на магистральных нефтепроводах. Типовая программа и методика испытаний”.

Функциональная схема СОУ на которой приведено взаимодействие ее составных частей представлена на рисунке ниже.

Датчики давления, установленные на МН, преобразуют измеренное ими статическое и динамическое давление в электрические сигналы, которые передаются на приемно-регистрирующую аппаратуру, размещенную в шкафу ПРА.

Аппаратура ПРА преобразует полученные от датчиков давления сигналы в цифровой вид, производит цифровую фильтрацию сигналов, привязывает сигналы к единому времени, что обеспечивает возможность использование алгоритмов, позволяющих определить место, а также время возникновения утечки. Аппаратура ПРА связана с сервером СОУ по протоколу TCP/IP и передает данные на сервер.

На сервере СОУ происходит архивация данных. Зарегистрированные данные также ретранслируются на АРМ диспетчера для их анализа на предмет наличия утечки. Сервер СОУ взаимодействует с сервером СДКУ по технологии OPC с целью получения от СДКУ информации о:

• запуске либо остановке магистральных или подпорных насосных агрегатов;
• наличии СОД на линейной части от ПС до ПС;
• начале или окончании подкачки нефти нефтедобывающими компаниями (в точке подключения на линейной части или ПС);
• изменении производительности подкачки нефти нефтедобывающими компаниями (в точке подключения на линейной части или ПС);
• проведении технологических переключений на узле регулирования давления;
• изменении частоты вращения магистральных насосных агрегатов с частотно- регулируемым приводом;
• переходе приема нефти или раскачки нефти с резервуара на резервуар головной ПС с различающимися уровнями (более чем на 1 м);
• изменении уставки в узлах регулирования давления на выходе ПС или на линейной части;
• открытии либо закрытия резервной камеры фильтров-грязеуловителей на ПС;
• открытии либо закрытия задвижки подключения резервной нитки через ППМН;
• открытии либо закрытия задвижки подключения лупинга;
• открытии либо закрытия задвижки подключения двух параллельных ниток МН;
• срабатывании системы сглаживания волн давления;
• срабатывании предохранительных клапанов;
• отборе нефти на собственные нужды.

АРМ диспетчера производит анализ зарегистрированных данных и при условии обнаружения утечки рассчитывает место и время ее возникновения с использованием алгоритмов «профиль давления», «волна давления» и «корреляционный анализ». Полученные результаты выводятся на монитор при помощи функционирующего на АРМ диспетчера SCADA-проекта «СОУ».

Для обеспечения работы сервера СОУ и АРМ диспетчера на них должны быть установлены пакеты программного обеспечение ZETLAB, SCADA-система ZETVIEW, а также SCADA-проект «СОУ».

Реализованный на базе программного обеспечения ZETVIEW SCADA проект «СОУ» позволяет в автоматическом режиме запускать программы ZETLAB, получать с них данные, проводить вторичную обработку результатов, обеспечивать формирование уставок по обнаружению утечек, формирование экранных форм на АРМ диспетчера, предназначенных удобного управления всем спектром режимов работы СОУ и регистрации результатов мониторинга как в графических и текстовых формах в том числе журнала событий с цветовым разделением типов сообщений. В составе ПО СОУ функционирует OPC-сервер, что позволяет производить обмен информацией с серверами других диспетчерских служб.