Custody Transfer и метрология для нефти и газа — Pro meter
Legal Shield • Инжиниринг • Аккредитованные лаборатории
Разработка и проектирование СИКН
Проектируем узлы учёта и АСУ ТП «под ключ»: от ТЗ/FEED и P&ID до FAT/SAT, первичной поверки, ОПЭ и промышленного ввода. Работаем по API MPMS · OIML R 117 · ГОСТ Р 8.595 · ISO/IEC 17025. Протоколы и методики оформляем с юридической защитой Legal Shield.
Aвтоматизированные системы измерений и АСУТП
Разработка и проектирование
Рекомендации
На данной странице представлен материал для разработки систем измерения и АСУ ТП на примере СИКН. Это укороченная ознакомительная версия. Полная версия доступна по запросу. Полная версия представляет собой подробное руководство по разработке подобных систем — настоящая настольная книга для ведущих инженеров. Также будет полезна менеджерам, руководителям проектов, техническому и административному руководству.
1. Система измерения количества нефти и нефтепродуктов. Определение, применение.
СИКН — это система измерения количества и определения качества нефти и нефтепродуктов. Система имеет периферийную инфраструктуру и оборудование, и всё это вместе является объектом учёта жидких углеводородов, который называется узел учёта нефти и нефтепродуктов. СИКН обеспечивают учёт нефти и нефтепродуктов на магистральных нефтепроводах, портовых терминалах, хабах, на НПЗ и других нефтяных объектах. Для экспортных коммерческих товарных операций СИКН является основным видом прямых и косвенных динамических измерений по классификации ГОСТ Р 8.595 и OIML R 117. На Северо-Западном транзитном коридоре разработку таких систем выполняет SIA Olimps, а специалисты Pro meter отвечают за метрологическое обеспечение проектов.
Custody Transfer — коммерческий товарный учёт
Когда мы говорим Custody Transfer, это не просто измерение потока.
Это юридически значимая товарная операция, где система выдаёт фискальный отчёт и чек, и все данные становятся основанием для расчётов между компаниями, ведомствами или государствами.
Два режима, которые принципиально разделяют инженеры:
Maintenance mode — наладка, тесты, поверка, подготовка.
Custody Transfer mode — «прямой эфир», учёт с юридической ответственностью. Любая ошибка или вмешательство здесь равны срыву сделки.
Почему это важно для Заказчика:
Защита коммерческих интересов (данные признаются всеми сторонами).
Минимизация юридических рисков (Legal Shield от Pro meter).
Чёткая граница между наладкой и товарным учётом.
Мы проектируем системы, которые безошибочно работают в режиме Custody Transfer и обеспечивают фискальную защиту сделки.
2. Жизненный цикл проекта: от идеи до опытно-промышленной эксплуатации (ОПЭ).
Показываем сквозной маршрут: ТЗ → договор/конкурс → проектирование → документация → реализация → испытания и первичная поверка → калибровка/поверка → ОПЭ → промышленная эксплуатация. Все этапы подробно разобраны в отдельном файле для этой страницы — «Разработка автоматизированных измерительных систем и АСУТП» — www/prometer/pro/engineering-full-pdf/.
Стандарты и код практики, на которых основываемся:
• API MPMS (главы по измерениям, proving и custody transfer)
• OIML R 117 (динамические измерения жидкостей для коммерческих расчётов)
• MID (MI-005) где применимо
• ISO 5167 (сужающие устройства), ISO 7066 (обработка результатов), ISO/IEC 17025 (калибровка/лаборатории)
• ГОСТ Р 8.595, *ГОСТ 8.586- ** и связанные национальные РД/ПР
• Для автоматики и безопасности: IEC 61131/IEC 61158 (PLC/fieldbus), IEC 61511 (SIS) — по требованию объекта.
Логика проектирования на каждом этапе фиксируется в матрице соответствия –поверочная схема, методиках и протоколах; всё это входит в Legal Shield проекта.
3. Техническое задание (ТЗ) и FEED: структура и требования к точности
Техническое задание на создание узла учёта / системы измерения количества нефти или АСУ ТП. В тендерах, госзакупках и коммерческих предложениях Заказчик обычно предоставляет первичное ТЗ. Далее Pro meter вместе с конкурсными документами предлагает свой шаблон ТЗ для последующей работы с Заказчиком, поставщиками и другими заинтересованными сторонами. Шаблон учитывает более точные технические условия, требования нормативной базы и соблюдает Legal Shield. На этой стадии мы часто предлагаем новые технические решения для проекта.
После заключения договора на реализацию проекта Pro meter изучает ТЗ Заказчика и другую техническую документацию, предлагает основные технические решения и, совместно с поставщиками и инженерами Заказчика, разрабатывает ТЗ на реализацию проекта, включая раздел «Метрологическое обеспечение».
Что включает в себя ТЗ от Pro meter (основные части):
Технологический регламент: подробное описание процесса; совмещённая однолинейная технологическая схема со схемой автоматизации.
Рекомендации для строительной части (даже если не предусмотрено договором).
Рекомендации технологам.
Рекомендации для IT-департамента, включая алгоритмы вычислений и управления ТП (PLC/SCADA/LIMS).
Рекомендации отделу главного энергетика: резервирование электропитания, быстрое аварийное отключение и др. требования.
Рекомендации по безопасности и экологии.
Предварительная (до ОПЭ) инструкция по эксплуатации
Нормативная база (код практики), на которую опираемся:
— API MPMS, OIML R 117, MID (MI-005);
— ISO 5167, ISO 7066, ISO/IEC 17025;
— ГОСТ Р 8.595, ГОСТ 8.586-* и связанные национальные РД/ПР;
— Для автоматики и безопасности: IEC 61131/IEC 61158, IEC 61511.
Выходы ТЗ/FEED: перечень применимых стандартов, P&ID, спецификация СИ (рабочие/эталонные), требования к основным средствам измерений, интерфейсы PLC/SCADA/LIMS, форматы отчётов и протоколов, план FAT/SAT и график поверок — всё в сооветсвии с Legal Shield проекта.
Полный подробный шаблон технического задания — в документе «Руководство по разработке систем измерения, автоматизированных систем измерения и АСУ ТП. Рекомендации.» Ссылка на этот документ.
4. Разработка и проектирование
Это базовый раздел страницы — «конструктор», на котором держится весь проект. Ниже четыре источника/типа проектной документации, с которых мы стартуем и которые сводим в единый рабочий комплект.
1) Базовый ведомственный проект.
Во всех наших случаях проекты базируются на нормативном документе «Требования к узлам учёта нефти и нефтепродуктов». В документе приведены типовые схемы, требования к метрологическим характеристикам средств измерений и требования к условиям измерений. Это базовый ведомственный проект.
2) Проекты от Заказчика.
Иногда Заказчик предоставляет проект для опроса цен и участия в тендерах. Проект выполняется силами инженеров Заказчика, включает технологическую схему и схему автоматизации, учитывает его пожелания, в том числе по выбору основного оборудования.
3) Заводской проект.
Разрабатывается заводом-поставщиком с учётом пожеланий и рекомендаций проектной инженерной организации. Проект частично учитывает местные (региональные) условия. Включает Сертификат утверждения типа, заводские сертификаты и протоколы калибровок/поверок, а также полную техническую документацию на всё поставляемое оборудование.
4) Региональный проект (проект привязки, технический проект).
Разрабатывается инженерной проектной организацией. В нашей практике — SIA Olimps (клуб предприятий 1000+ проектов, в том числе десятки проектов международного уровня на ключевом северо-западном направлении экспорта углеводородов из РФ). Проект полностью учитывает региональные условия измерений, привязку ко всей инфраструктуре узла учёта и адаптацию периферийного вспомогательного оборудования.
Инженерная связка «заводской ↔ региональный»: как мы удерживаем стандарты и сроки
Чтобы проект не «расползался» на этапе привязки и ввода, мы сразу запускаем не только схемы, но и правила игры.
Что вводим с первого дня:
• Матрица соответствия (Standards Mapping). Сопоставляем требования API/OIML/ГОСТ и локальных норм с реальными узлами и документами. Для каждого пункта есть владелец, источник доказательств и путь трассировки.
• RACI по изменениям. Чётко видно, кто инициирует, кто согласует, кто исполняет, кто проверяет — минимум «серых зон» между заводом и площадкой.
• Критерии приёмки на тендере. Масса — расчётная база; объём/плотность — контроль и арбитраж. Если расхождение основной/резервной линии выше порога → запускаем процедуру разбирательства.
• Legal Shield-приложение. Перечень обязательных протоколов, формы актов ввода, единый журнал изменений и репозиторий с контролем версий.
Как «сращиваем» конструктор:
• 3D/BIM-увязка трасс. Ранний поиск конфликтов по гидравлике, кабельным путям и сервисным зонам (обслуживание прувера, демонтаж арматуры, доступ к датчикам).
• Единые чек-листы FAT/SAT. Шаблоны одинакового формата для завода и площадки: точки, допуска, сценарии отказов, протоколы — экономит недели согласований.
• Набор шаблонов в поставке: StandardsMapping.xlsx, RACI_changes.xlsx, AcceptanceCriteria.pdf, FAT_SAT_Checklist.docx, ChangeLog_register.xlsx.
Результат: заводской комплект «садится» на региональные условия без потери метрологии и с прозрачной приёмкой.
Нормативная база (для всех типов проектов):
API MPMS; OIML R 117; MID (MI-005) — где применимо; ISO 5167; ISO 7066; ISO/IEC 17025; ГОСТ Р 8.595; ГОСТ 8.586-* и связанные РД/ПР; по автоматике и безопасности — IEC 61131/IEC 61158, IEC 61511; по строительной части и промышленной безопасности — действующие СП/СНиП/ПБ и местные нормы объекта.
5. Проектирование
Ниже — наш рабочий «скелет» по пяти подпунктам. Я сохранил твою подачу и «инженерную лирику», подправил орфографию/синтаксис и везде добавил нормативную базу. Стиль — как в предыдущих блоках (готово для вставки в Elementor).
5.1. Строительная часть
Основные наши особенности и приёмы — расстояние от СИКН до операторной, учёт сезонных подтоплений, атмосферная защита оборудования, защита грунта от загрязнений и другие «тонкости поля». Проектируем так, чтобы технологам, автоматчикам и энергетикам было удобно: нормальные проходы и доступ к арматуре/датчикам, место для обслуживания прувера и демонтажа узлов без «танцев с бубном». Для портовых объектов заранее учитываем уклоны, дренаж, ветровые и снеговые нагрузки, для магистралей — фундаменты/опоры без паразитной вибрации; для НПЗ — совместимость со стрелочными зонами, технологическими эстакадами и действующими регламентами промбезопасности. Всё это — чтобы узел учёта жил долго и без сюрпризов.
Нормативная база (строительная/площадочная):
• EN 1991/1993/1998 (Eurocode: нагрузки/сталь/сейсмика), ASME B31.3 (трубопроводы, по объекту)
• IEC/EN 60079-10/14 (категорирование и электромонтаж во взрывоопасных зонах), ATEX 2014/34/EU
• Местные СП/СНиП/ПБ (по стране/объекту), экологические нормы по вторичному контурированию/дренажу
• ISO 14001 (экология, система менеджмента)
5.2. Технология и автоматизация (общие принципы)
Технология — не квест для операторов и эксплуатационников. Свободный доступ к оборудованию — это базовое. Наши схемы сразу работают как температурные компенсаторы, гидравлические и механические демпферы: выравнивают T/Р перед измерением, гасят пульсации/удары, убирают паразитные вибрации. В итоге «расходомеры и плотномеры улыбаются» — нет механических нагрузок и нештатных режимов.
Автоматизация — тоже наша сильная сторона. Заводские настройки регуляторов берём за основу, но реальные коэффициенты настраиваем по технологическим моделям и данным пуско-наладки. В багаже Olimps — сложнейшая АСУ ТП на терминале хранения/погрузки жидкого аммиака: надёжное управление агрессивной средой, беспрецедентные требования к безопасности и отказоустойчивости.
Нормативная база (технология/автоматика):
• API MPMS, OIML R 117, ГОСТ Р 8.595, ISO 5167/7066 (метрология/методы)
• ISA-5.1 (P&ID), IEC 61511 / IEC 61508 (SIS/SIL), IEC 61131-3 (PLC)
• EN/IEC 60079 (Ex-зоны для датчиков/кабелей), ISO 13849 (функциональная безопасность, по задачам)
5.3. IT-департамент
В практике Olimps и Pro meter мы проектируем пограничные узлы учёта углеводородов, где встречаются ГОСТ и европейские стандарты. Наши алгоритмы вычисления количества и показателей качества — это «адаптер» между этими мирами. Алгоритмы согласовываются и утверждаются сдающей/принимающей сторонами, явно прописываются в контрактах. Под Legal Shield фиксируем форматы юридически значимых отчётов, трассировку данных, правила архивирования и доступа. Синхронизируем время (PTP/NTP), задаём правила версионирования, делаем чек-пойнты целостности, чтобы любой арбитраж сводился к документам, а не к эмоциям. Наши «библии» — стандарты и живые протоколы с объектов.
Нормативная база (IT/данные/кибербезопасность):
• IEC 62541 (OPC UA), IEC 60870-5-104 / Modbus/TCP (по объекту), IEEE 1588 (PTP)
• IEC 62443 (кибербезопасность промсистем), ISO 27001 (ИСМ), ISO 8000 (качество данных)
• ISO/IEC 17025 (прослеживаемость лабораторных/калибровочных данных в отчётах)
• eIDAS/локальные нормы об ЭЦП (для юр. значимых отчётов — по юрисдикции)
5.4. Энергетика
Главная задача — бесперебойное питание и надёжные защиты. Нештатное прерывание питания — это споры между поставщиком и получателем и отличный подарок адвокатам. Поэтому: резервирование по схеме N+1 (ИБП + ДГУ), селективность АВР, проверка просадки напряжения на «тонких» участках, защита от гармоник и грозы/EMC. Для Ex-зон — соответствие монтажу и искробезопасным цепям. Контролируем энергетическую телеметрию СИКН: питание прувера, шкафы автоматики, подогрев/обогрев, чтобы измерительная часть не страдала от «мелочей» энергетики.
Нормативная база (энергетика/ЭМС):
• IEC 60364 (электроустановки), EN 50160 (качество напряжения), IEC 61000-4-* (ЭМС)
• IEC 62040 (ИБП), ISO 8528 (ДГУ), IEEE 519 (гармоники, по объекту)
• IEC/EN 60079-14 (электромонтаж во взрывоопасных зонах), молниезащита — IEC 62305
• Местные Правила устройства электроустановок (ПУЭ/аналоги) и требования оператора площадки
5.5. Безопасность и экология
Мы видели аварийные разрывы гибких соединений оборудования и трубопроводов — и исключаем их инженерно: на технологии вместо опасных гибких соединений проектируем «рукав» с шестью степенями свободы из жёстких секций и шарниров. Сталкивались с затоплениями нефтью поля или акватории порта — поэтому у нас своя классификация конфигураций для портовых терминалов, магистральных трубопроводов и НПЗ. Логика запорной арматуры, защиты от переливов и по давлению спроектирована так, чтобы аварийные ситуации были невозможны (а не «маловероятны»). Жизнь людей и экология — приоритет; всё остальное вторично. Здесь Legal Shield — это не только бумага, но и инженерные решения, чтобы в протоколах стояла «причина: отсутствует».
Нормативная база (HSE/переполнение/порт):
• API 2350 (защита от переливов резервуаров, по объекту), ISGOTT (портовые терминалы)
• EN/IEC 60079, ATEX (взрывозащита), ISO 45001 (охрана труда), ISO 14001 (экология)
• Локальные водные/природоохранные регламенты, планы ликвидации разливов (по юрисдикции)
Примечание (USP): во всех подпунктах действует наш Legal Shield: матрица соответствия, методики, критерии приёмки, версии ПО/алгоритмов, журнал изменений, юридически значимые отчёты и архивы. Всё это у нас отлажено «в бою» вместе с Olimps — и именно поэтому узлы учёта у клиентов работают, а споры решаются цифрами.
6. Документация проекта: что должно быть «на объекте»
СИКН и узлы учёта регулярно проходят комиссии (ПНР, регулятор, аудит, арбитраж). Поэтому полный пакет документов хранится в пешей доступности — в админкорпусе/щитовой узла. Комплект даёт комиссии целостную картину объекта и обеспечивает юридическую защиту (Legal Shield).
Обязательный комплект (бумага + электронный архив):
• ТЗ/ТУ/технические требования; заводской проект и документация поставщика.
• Рабочий технический проект (P&ID, спецификации, I/O, кабельные журналы, маркировка).
• Поверочная схема СИКН; сертификаты/протоколы первичной поверки и действующие калибровки/поверки.
• Инструкции (оператор, метролог, КИПиА), должностные инструкции, журналы неисправностей.
• Формы протоколов (FAT/SAT, проливы/прувер, испытания), акты ввода (ОПЭ/промышленная).
Архив и доступ:
Единый репозиторий с версионированием, журнал изменений, синхронизация времени; отметки соответствия API MPMS, OIML R 117, ГОСТ Р 8.595, ISO/IEC 17025. Бумажные оригиналы и электронные копии доступны комиссии без запроса в «центр».
Подробнее:
Расширенный состав и шаблоны см. в разделе Рекомендации → Документация (2–4 стр. А4): структура архива, чек-листы и формы для комиссий.
7. Испытания и первичная поверка.
Первичная поверка покрывает максимум рабочих режимов и расширенную сетку точек/повторов. Pro meter разрабатывают прикладную методику для определения МХ на всех возможных режимах работы системы измерения. Методику (при необходимости — с институтом метрологии/органом по сертификации) и используем её на всём этапе ОПЭ. Эта методика – обязательное приложение к Сертификату Утверждения Типа
Нормативная база: OIML R 117, API MPMS Ch.4/5/12, ГОСТ Р 8.595 и ГОСТ 8.586-*, ISO/IEC 17025
8. Опытно-промышленная эксплуатация (ОПЭ) и финальная оптимизация
Цель ОПЭ — определить оптимальную режимы работы cистемы и режимы контроля метрологических характеристик. От этого зависит долговечность работы системы, надежность, достоверность учета и точность измерений. Результат ОПЭ – акт ввода узла учета в эксплуатацию. Уточняем постоянные и переходные режимы работы технологического процесса, уточняем параметры регулирования. Pro meter разрабатывает прикладную методику калибровки и поверки системы. Также закладываются удобства для эксплуатации и технического обслуживания узла учета. Для магистральных трубопроводов типовая длительность — ~3 месяца, при этом коммерческий учёт уже ведётся.
Нормативная база: API MPMS (приёмочные критерии), OIML R 117, IEC 61511/61508 (изменения и функциональная безопасность), внутренние регламенты оператора.
9. Периодическая поверка, калибровка и архивы
В эксплуатации подтверждаем МХ в тех же диапазонах, но с меньшим объёмом измерений. Ведём единый электронный архив протоколов/сертификатов, актов проверки инфраструктуры (ИБП, изоляция, герметичность, контрольные суммы ПО, зонд/пробоотбор). Выполняются все работы в объеме технического обслуживания.
Нормативная база: графики поверок по ГОСТ/МИ (по юрисдикции), OIML R 117, API MPMS Ch.4/5, ISO/IEC 17025 (оформление и хранение данных), требования заказчика/регулятора к срокам и форматам.
Расшифровка аббревиатур
- СИКН — система измерения количества (и качества) нефти/нефтепродуктов (узел учёта).
- СИ — средства измерений; МХ — метрологические характеристики.
- ТЗ / ТУ / ТТ — техзадание / техусловия / техтребования.
- P&ID — схема трубопроводов/приборов; I/O — входы/выходы.
- PLC / SCADA / LIMS — контроллер / диспетчерская / лаб. система.
- SIS / SIL — система/уровень функциональной безопасности.
- FAT / SAT / ПНР — заводские / площадочные испытания / наладка.
- ОПЭ — опытно-промышленная эксплуатация.
- API MPMS / OIML R 117 / ГОСТ Р 8.595 / ISO/IEC 17025 — ключевые стандарты.
- MID (MI-005) — европейская директива по измерительным установкам.
- ATEX / Ex — взрывозащита оборудования и зон.
- Qmin/Qmax, T/P/ρ/μ — диапазон расходов; температура/давление/плотность/вязкость.
- ИБП / ДГУ / АВР / N+1 — бесперебойник / дизель-генератор / ввод резерва / резервирование.
- RACI — роли в изменениях: Responsible, Accountable, Consulted, Informed.
- BSW — вода и механические примеси (Basic Sediment & Water).
Ссылки и контакты
Нужен аудит/проект СИКН? Форма запроса: /contact/.
Полная версия руководства: www/prometer/pro/engineering-full-pdf/.
Языки: RU · EN · LV. Версия страницы: v1.0.
Код практики (Standards)
API MPMS; OIML R 117; MID (MI-005); ISO 5167/7066; ISO/IEC 17025; ГОСТ Р 8.595; ГОСТ 8.586-*; IEC 61131/61158; IEC 61511; EN/IEC 60079 (по объекту/юрисдикции).
Disclaimer: Материал носит рекомендательный характер; финальные методики и критерии приёмки утверждаются в составе ТЗ/договора и согласуются с регулятором.
Legal Shield: методики, протоколы, версии ПО и матрица соответствия хранятся в архиве узла и предоставляются комиссиям по запросу.