South European pipeline proving system

SPSE’s Miguel de Castro explains his firm’s influence on the global performance of the pipeline.

“In order to have an efficient tool, the proving facility is considered as an independent unit of SPSE. It has its own quality system and agreement.”
-Miguel de Castro

SPSE owns and operates three pipelines starting in the south of France, two ending in Germany, and the third one in the centre of France. The pipelines are 24 inches, 34 inches and 40 inches in diameter. The longest line is 769 kilometres long.

SPSE transports 25 Mm3/year for five different clients for three countries along the 40 inch main line. Each client has its own measurement system and tankfarm. SPSE owns and operates a centralised flowmetre proving facility. Here we explain why SPSE created a flow laboratory, and the results obtained with that choice. The laboratory also allows SPSE to be aware of technology progress while testing new metering systems for third parties.

SPSE receives the clients crude oil in a tankfarm in Fos sur Mer. Each tank is equipped with a radar based gauging system. Typically, a pipeline performance is based on the volume received by the pipeline company compared with the volume delivered to its clients. That is called losses. For SPSE the typical results are: a loss percentage of 0.0079 percent or a loss value of 2100 cubic metres, including 770m3 for shrinkage.

This means that for every cubic metre received in the tankfarm, SPSE will deliver 0.999921 cubic metres. The overall performance is also influenced by the water detection. For comparison, an acceptable figure for pipeline systems is 0.03 percent.

To achieve such results a high precision metering system is necessary.

SPSE could have used the tank gauging of the end client as the measurement basis. But as SPSE had different clients with different standards, quite soon in the company history it was decided to control the measurement of the deliveries. Moreover, the introduction of a systematic error at one delivery point, would favour one client at the expense of another. It would also introduce a wrong balance for the concerned refinery. Therefore, an efficient measurement for custody transfers was necessary.

As no existing facility fulfilled SPSE needs, it was decided to invest in an adapted flowmetre calibration laboratory. SPSE made the choice of a centralised calibration. More than the clear cost reduction compared with classical prover loop fitted delivery terminals, the centralised calibration guarantees a better metrology performance. All the metres are calibrated with the same tool. If a systematic error exists, it's the same for every metering bench. This is true once the difference due to the metering bench geometry is eliminated. For that a flow corrector is used at each delivery terminal. SPSE led different tests with real size copies of its delivery terminals to study the influence of bends installed prior to the metering bench. This study was led mainly on turbine meters. Its aim was to check that with a proper flow corrector installed at 10 times the diameter from the meter, the same metre factor was found regardless of the elbows. Private tests with other meter technologies show that these flow correctors are sometimes necessary even with non-mechanical meters.

The choice of a centralised proving required the use of reliable metres in terms of repeatability and resistance to wear. Therefore the choice of turbine meters at the time (end 1970's). Nowadays, the experience obtained from the calibrations made for metre manufacturers and the improvements made on ultrasonic or coriolis metres would probably lead to other choices in SPSE's application.

The metering system isn't reduced to a facility. In order to have an efficient tool, the proving facility is considered as an independent unit of SPSE. It has its own quality system and agreement. This guarantees its performance to SPSE's pipeline clients and also to the proving facility direct clients and authorities. The agreements obtained from the French authorities and metrology services are the best incentive to maintain and improve the system performance.

At the time of writing this facility is unique in Europe. It allows calibrations up to 4000m3/h within a range of viscosities from 0.5 to 150cSt on standard (up to 500cSt with specific products).

The proving station is COFRAC accredited since 1998. This means that the process is mastered and the uncertainties guaranteed. It also gives the calibration results a multilateral recognition from other countries' certification services, such as UKAS (Great Britain), DKD (Germany), NATA (Australia) etc.

Reference equipment is kept and maintained in this facility. These references (temperature, pressure, viscosity) are necessary to obtain a reliable uncertainty of the calibration facility.

About

Miguel de Castro has a master degree in Physics, with specialisation in measurement and legal metrology applications. He has 12 years experience in corrosion prevention, pipeline maintenance and general maintenance trouble-shooting, eight years experience in pipeline operations and in charge of sampling and metering.

Южноевропейская система проверки трубопроводов

Компания SPSE владеет и обслуживает три трубопровода, начинающиеся на юге Франции, два из них заканчиваются в Германии, а третий - в центре Франции. Диаметр трубопроводов составляет 24 дюйма, 34 дюйма и 40 дюймов. Протяженность самой длинной линии равна 769 км.

SPSE транспортирует 25 млн м3/год для пяти различных клиентов в трех странах по главной 40-дюймовой линии. Каждый клиент имеет свою собственную систему измерения и резервуарный парк. SPSE владеет и обслуживает централизованную установку проверки расходомеров. В этой статье мы объясняем, почему SPSE создала лабораторию проверки расхода, а также приводим связанные с этим результаты. Лаборатория также позволяет SPSE быть в курсе технического прогресса во время испытаний новых систем измерения количества и показателей качества нефти и газа для третьих лиц.

SPSE получает сырую нефть клиентов в резервуарный парк в Фо-сюр-Мере. Каждый резервуар снабжен радиолокационной системой калибровки. Как правило, производительность трубопровода можно оценить, сравнив объем продукта, полученного трубопроводной компанией, с объемом, доставленным ее клиентам. Разницу можно назвать потерями. Для SPSE следующие результаты являются типичными: процент потерь - 0,0079 (или значение потерь - 2100 м3, в том числе 770 м3 на усадку).

Это означает, что на каждый кубический метр, полученный резервуарным парком, SPSE доставит 0,999921 куб. метров. На общую производительность также влияет обнаружение воды. Для сравнения, приемлемым значением для трубопроводных систем является 0,03 процента.

Для достижения таких результатов необходима высокоточная измерительная система. SPSE могла бы использовать калибровку резервуара конечного клиента в качестве эталона измерения. Но поскольку SPSE работала с разными клиентами, имеющими различные стандарты, компанией достаточно быстро было принято решение контролировать измерение поставок. Кроме того, появление систематической погрешности в одном пункте доставки будет выгодно одному клиенту за счет другого. Это также приведет к дисбалансу на соответствующем НПЗ. Таким образом, было необходимо использование эффективного учета откачки продукта потребителю.

Так как установки, удовлетворяющей потребностям SPSE, не существовало, было решено инвестировать в создание переоборудованной лаборатории калибровки расходомеров. SPSE пришла к выводу о необходимости использования централизованной калибровки. Централизованная калибровка предлагает не только явное снижение затрат по сравнению с классическими станциями доставки с установленными контрольными петлями, но также гарантирует более высокие метрологические показатели. Все приборы калибруются с помощью одного инструмента. Если имеется систематическая ошибка, она будет одинаковой для всего набора измерительных приборов. Это условие соблюдается в случае, если разница, возникающая из-за геометрии измерительного оборудования, устранена. Для этого на каждой станции доставки используется регулятор расхода. SPSE провела различные испытания на копиях станций доставки в натуральную величину с тем, чтобы изучить влияние, оказываемое трубоотводом, установленным до измерительного прибора. Данное исследование проводилось в основном на турбинных расходомерах. Его целью являлась проверка того, что при установке надлежащего регулятора расхода на расстоянии от расходомера, в 10 раз превышающем диаметр трубы, коэффициент расходомера не зависел от трубоотводов. Испытания, проведенные в частном порядке с другими технологиями расходомера, показывают, что регуляторы расхода иногда необходимы даже при использовании немеханических расходомеров.

Использование централизованной проверки требовало использование надежных расходомеров в отношении повторяемости и устойчивости к износу. Поэтому в прошлом было принято решение использовать турбинные расходомеры (конец 1970-х годов). В настоящее время опыт, полученный в результате калибровки, выполненной для производителей расходомеров, а также усовершенствования в области ультразвуковых расходомеров и расходомеров Кориолиса, вероятно, будут способствовать применению других технологий компанией SPSE.

Измерительная система не сводится только к одной установке. Для того, чтобы быть эффективным инструментом, установка проверки должна рассматриваться в качестве независимого объекта SPSE. Она имеет свою систему качества и регулируется отдельным соглашением. Это гарантирует ее производительность для клиентов, использующих трубопроводы компании SPSE, а также для непосредственных клиентов установки проверки и связанных с ней ведомств. Соглашения, заключенные с французскими ведомствами и метрологическими службами, являются лучшим стимулом для поддержания и усовершенствования системы.

На момент написания этой статьи данная установка является уникальной в Европе. Она позволяет выполнять калибровки до 4000 м3/ч с диапазоном вязкости от 0,5 до 150 сСт для стандартных продуктов (до 500 сСт для специальных продуктов).

Станция проверки имеет аккредитацию COFRAC с 1998 года. Это означает, что процесс освоен, и максимальный уровень погрешностей гарантируется. Результаты калибровок также получили признание сертификационных служб других стран, таких как UKAS (Великобритания), DKD (Германия), NATA (Австралия) и т.д.

Эталонное оборудование хранится и обслуживается на этой станции. Эти эталоны измерений (температура, давление, вязкость) необходимы для получения достоверных погрешностей калибровочной установки.

BIO

Мигель де Кастро имеет степень магистра в области физики со специализацией по прикладной законодательной метрологии. За его плечами 12 лет опыта по предотвращению коррозии, эксплуатации трубопроводов и общей схеме выявления и устранения неисправностей при эксплуатации, восемь лет опыта по эксплуатации трубопроводов; он также отвечает за отбор проб и измерения.