高效分水器在油气集输生产中的应用.pdf

油 田节 能 2 0 0 1 年 第 3期 新技术 在 刘 颖华 中国 石 化胜 利油田 有 限舟司 河口 呆油 厂 山 东省 东营 市 2 5 7 0 0 0 摘 要高 教 舟 水 器 是 河 t o采 油厂 研 制 成 功的新型脱水设备 ， 具 有适用性 强， 节能效果 好， 处理量大荨优 点， 解 决 了油 田高含 水期厚 油脱 水 成 本 高 、 数 果 差 的难 趣 ， 同 时 简 化 了 生 产 工 艺 ， 适台 高含 水 期 油 田的推 广 应 用 。 关 键词高 效分 水嚣脱 水 功 能 效 益 1 油气集输传统生产工艺模式概述 河 口采油厂 目前 正处 于高 含 水 开 发 期 ， 综合含水 已达 8 0 ％ 以上 ， 有 的 区块 高达 9 5 ％ 以上 ， 多年 来 ， 原 泊脱 永成 本 高 、 效 果 差 的难 题 一直 困扰着油 气集输 生产。河采 油 气集输 系统共 有 四座 电脱 水 处 理 站 及 三 座 转 油 大 站 ， 其 采用 的生产工 艺见 图 1 。 ’ ]n 脱 水工 艺 为 电一 化 学 两 段 式脱 水 ， 即 井 站来液加 破 乳剂 ， 经 油 、 气 、 永 三相 分 离器 除 去 天然 气后 ， 油水 混合 液进入 一次沉 降罐、 二 次沉 降 罐 沉 降， 然 后 约 2 0 ％ 一3 0 ％ 的 含 水 用 油， 通过 泵 提 升 ， 进 入 脱水 加 热 炉 加 温 至 6 0 6 5 ℃ ， 再利 用 电脱 水器 高压 电场 脱 永 净 化 后外 输。 随着原 油生产 进 入 高含 水 期 ， 继 续利 用 传统 的脱水 工艺处理 原油 已不 能满足 生产 的 需要 ， 其 主要表现 在两个 方面 一是 由于原油 含 水 上升 ， 液量增 大 ， 极 大地 降低 7油脱 水处 理 设备 如 三相分 离器 、 加热炉 、 电脱 永器 、 沉 降罐等 的有 效利 用 率 ， 使 设备 处 于超 负荷 运 行状 态 ； 二是 为满足 原 油脱水 的需要 ， 给 高含 水油加 温脱水 消耗 j大 的热 能 ， 使 生产 成 本 居高不 下。 2 研制高效分水器， 实现原油预分水 2 o世纪 9 o年 代 以柬 ， 高含 水 期 原 油脱 水引起国内外高度重视， 这 一课题研 究步伐 加快 ， 国外 ， 以前 苏联 为代表 ， 一 方 面在 井 场 和 各增压 泵站配置 游离水脱 除设备 脱除绝 大 多数游离水， 另一方面在大站先后研制成 功 了末端分水 器 、 预 脱 水沉 降罐 多种 类型 曲原 油脱 水装置 ， 提 高 了脱水 效率。 国内， 一种是 河 南油 田研 制 出 H N S型 三相 分 离器 ， 针 对河 南油 田密度 为 0 ． 8 5舀 ， c m 3左右 的轻质原油， 经一 次处理 ， 原油含 水在 1 ％ 以下 ， 另 一种是 大港油 田研 制 的 游离水 脱 除器 ， 原 油 经处 理 后 ， 含 水 为 3 0 ％ 一4 0 ％。 在河 口采 油厂原油脱水 系统 中， 油、 气、 维普资讯 2 0 0 1 年第 3期 油 田 节 能 4 5 水三相分离器在现有条件下难以发挥应有的 作用 ， 只进行 了气 、 液 两相分 离。垒 厂 七个站 2 3台 三相分 离器 既分 不 出原 油 中的乳 化水 ， 也分不 出其 中 的游 离水 ， 无形 中造 成设 备资 源的浪 费。追 根 溯 源 ， 我们 认 为 目前在 用 的 三相分离器结构不合理是问题 的关键。 通过分析， 我们发 生 目前在用 的三相分 离器 不足 有三点 1 运 行 过 程 中， 分 离器 里 气体 空 问过 大 ． 降低 了分 离器 的有 效客 积 2 进液 时， 对 分 离器 冲 击力 大 ， 液 体 处 于紊流状 态， 不利 于油水分 离。 3 液 位 调 节 困难 ， 油 水 界 面 靠 人 工 调 节 。 难 以操 作。 针对原油脱水 工艺滞后， 设备技术含量 低 的弊端 ， 我们 组织专 业技 术人 员， 通 过调研 考察 国 内外 先进技 术 ， 刻 苦攻关 ， 终 于研 制成 功了新型脱水设备 一高效分水器， 用于 替代 三相分离器和电脱水器。 3 高效分水器简介 3 ． 1 结构 高 效分水器 主要 由筒 体 、 旋流预分 离筒 、 配流营 、 整流 迷 宫板 、 内部 加 热器 、 分 位调 节 器 、 除砂器 及 浮子连 杆机 构 组 成。 其 内部分 为 分 离 区、 沉 降 区、 油 室、 水室和 气相空 问五 个 部分 见 图 2 。 图 2高效 分 离器 结构 1 一 水洗室2 一壳体3 一进 口4 一预分离室5 一除气室6 一 天然气管线7一 加热器挂板 8 一 水位调节器9 一收油隔板1 0 一收汕挡板1 1 一沉辟室1 1 ” 一油 水 室1 2 一出水 油 室 1 3一 集水 管1 4 一 加 热器1 5 一迷宫板1 6 一除砂漏斗1 7 一冲砂管1 8 一配液管 高效分 水器 的主要创 新点 1 采用 旋 流设分 离技术 ， 分 离伴 生天 然 气； 2 设计 配流管和 整流迷 宫板 ， 稳定 液 流 状 态 ； 3 采 用 内部加 热技术 ， 破乳 脱水 ； 4 利 用水位调 节器 ， 控制 油水界 面。 旋流预分离筒 ， 主要有天然气分离室和 锥流管组成。在进料端采用这种旋流预分离 技术 ， 混 台 油 进 入 高 效 分 水 器 筒 体 前 ， 将 9 0％胜上 的原 油 伴 生 气预 先 分 离 出来 ， 增 加 了分水器 的有效客 积 ， 分 水能力 大幅度提 高。 配流管上设 计 了筛孔， 减少 7液体进入 分水 嚣 后造 成 的冲 击。 整 流迷 宫板将分水 器分 蹰为分 离 区和沉 降区， 并通过整流使分水嚣 内液体流场稳定 ， 利于 油 、 水 分离。 内部加热嚣， 安装在高效分水器 内上部 ． 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 w w w . b z f x w . c o m 4 6 高 效 分 水 器 在 油 气 秦 输 生 产 中 的 应 用 第 3期 既可 以激发 破 乳 剂 的活 性 ， 脱 出原 油 中的乳 化 永 ， 又能减 少 给底 部 污 水加 温造 成 的 热 能 损 失。 水位 调节器 ， 可 以根 据 外 部 来 液 含水 情 况 ， 调 节分水器 内油水 界面 。 3 ． 2工作原 理 油 气水混合 液 进 入旋 流 分 离 笥， 靠 离心 旋 转分 离和重 力作用 ， 脱 赊 9 o ％ 以上 的伴 生 气， 谈气体和分水器 内的少量 气体一起经二 次除液 后 ， 经压 力控 制进入 气体 系统 ， 油永 混 合 液 含水量 气体 经配 流管均 匀地进八 分 离 区， 再 经整流 迷 宫板 缓 冲 整流 进 入 沉 降 区沉 降， 在沉降区内， 靠加热器进一步激发破乳剂 的活 性 ， 使 乳化 液破 乳分 离， 油 滴 聚 结上 浮 ， 脱 水原 油经 隔板 进 入 油 室 ， 再 经液 位 控 制 流 出分水 器 ， 底部 污水 靠压 力 平衡 经 集 水 导 管 进 入水 室 ， 液位控 制后流 出分水器 ， 从 而达 到 油 、 气 、 水 的高 教分 离。 3 ． 3主要 功能 3 ． 3 ． 1 脱 气功能 能迅速进 行气 、 液 两相分 离， 天然 气适 时 分 离 ， 减少对 油水 分 离的影 响 3 ． 3 ． 2分水功 能 高 效分水 器通 过旋流 、 稳 流、 整 流后加 温 破乳， 一般污水含 油低于 5 0 0『r L ， 出口原油 含 水低 于 l O ％。 3 ． 3 ． 3 除砂功能 高效 分水 器 ， 能利 用积砂 漏斗 ， 将原 油 中 的砂沉积 到分水 器 底部 ， 并利 用 外 部 除砂 装 置 定 时冲 洗 ， 将砂 子排 除。 3 ． 3 ． 4自控 功 能 运行平 稳后 ， 其 水 位 调 节器 及 浮 子连 扦 机 构能够 自动控制 油水 界 面及 出油、 出水 。 4 应用效果 这种 自我 设 计 的 高 效 分 水 嚣 ， 1 9 9 8～ 1 9 9 9年分 别 在 首站 、 义 和 站 、 谢 三 站 和 了 王 站 等原油处 理 站授 入 现场 使 用 ， 取 得 了 良好 效果 ， 见表 1 。 表 l 高效 分 水 器 应 用效 果 表 It处理 量 综台 害 水 原 油密 度 5 0 ℃精度 来 油平 均 高效分 水 器 分 水后 分水后 污油 害东 污 永古 油 ／ d ％ I 8 ℃ 1 规 格 台数 ％ m L 酋 站一1 0 0 0 8 5 O 9 1 9 3 4 3中 x1 7 9 i 0 0 2 5 5 0 义 和8 0 0 0 8 l 0 9 l 1 0 6 4 6 中3 0 ∞ l 2 6 ∞ 2 1 0 2 加 3 0 。 01 l 渤 三 6 8 ∞ 7 5 0 ．9 0 6 5 4 5 5 3 0 中3 0。 。1 4 4 O 0 1 丁 王 3 0 0 0 7 0 0． 9 2 8 2 4 ,6 03 0。 。x1 l 5 50 埕 东 4 5 0 0 0 J 9 4 0 ． 9 4 2 9 4 5 8 4 ∞0 xl 螂 3 1 0 3 0 0 飞 雁 滩 4 8 0 O 8 2 0 ． 9 6 4 3 8 ∞ ∞0l 2 o 5 o 0 陈 庄 3 铷 7 5 0 ． 9 5 l 0 9 5 4 7 中3 0 。 01 4 4 O 0 2 图 3 油气 集 输 生 产模 式 河 口呆 油厂先 后在 7个原油处 理站使 用 1 1台高效 分 水器 ， 并结 合 工 艺流 程 改造 ， 建 立 了一种全新 的油 气集输 生产模 式 见图 3 。 即 井 站来液 一 分水 一 稳 定一 沉 降一 外 输 的生产模 式 ， 使 原 油处 理工 艺 日臻 完善 ， 经 过 两年 多时 间的现 场 应用 ． 取 得 了明 显 的经 济 效 益。采 用新工 艺后停用设备 见表 2 。 维普资讯 w w w . b z f x w . c o m 2 0 0 ] 年第 3 期 油 田节能 4 7 表 2采用 新 工艺 后停 用设 备 表 三相分离器 电 脱 水 器 脱水加热炉 油 罐 脱 水 泵 电机机车 规 格 台数 规 格 台数 规格 台数 规格 台数 台数 k W 首 站 4 ∞ 0 x I 7 9 ∞ 3 姗1 4 2 5 0 ∞ 3 7 5 2 义和站 姗1 6 1 7 4 0 2 7 5 2 埕东蛄 4 ∞0 x 1 4 6 ∞ 1 0 姗1 3 7 5 2 l 陈庄站 口 6 0 0 x 1 0 3 0o 2 姗 1 3 1 O D O 2 l 3 2 2 l 1 6 0 l 渤三蛄 2 6 ∞ 7 B 0 0 4 1 7 4 O 2 2 加0 1 丁王蛄 口 6 0 0l 0 3 0 0 2 1 7 4 O 2 l 0 0 0 1 飞雁摊 口 6 0 0 xl 0 3 0 0 2 1 7 4 】 4 7 0 0 1 舍 计 2 3 1 6 1 4 8 8 1 节 约电费 垒 厂停 用 1 1 0 k V A 电脱 水 器 ； 8台脱 水 泵， 年 节 电 3 9 7 ． 8l O k W h ， 折 台 人 民 币 1 8 2 ． 9 8 8万 元 。 2 节约燃 料 费 停用 1 4 台脱 水 加 热 炉 ， 年 节 油 2 9 2 0t 。 折合 人 民 币 2 9 2 0 x 6 8 4元／ t 1 9 9 ． 7 2 8万 元 ； 年节 约天 然 气 9 1 2． 51 0 4 ， 折 和 人 民 币 6 0 2． 2 5万 元 。 3 设备 维修 费及 人工 费， 使 用高效分 水 器后停 用大 型设备 6 1台套 ， 撤 掉 l 3个 岗位 ， 减少用工 5 2 人 ， 节约设备维修及人工 费7 0 ． 1 万 兀 。 经济效 益台 计 1 8 2 ． 9 8 8 1 9 9 ． 7 2 86 0 2 ． 2 5 7 0． 11 0 5 5． O 6 6万 元 。 社会 效益方 面 一是 简 化 了原 油 处理 的 生产工 艺 ， 运行 方式简 单、 合 理 、 易行 ， 提高 了 设备安全运行系数； 二是 高效分水器操作 简 单 ， 减轻 了职工 劳动 强度 ， 提 高 了工人 劳动生 产率 ； 三是减 少 了原 油处 理过 程 中对环 境 的 污染 ， 由于停 用 了加 热炉及减 少 了大罐呼 吸 ， 降低 7对大 气 的污染 程序 ， 符寺 环保 要求 。 段 稿 耳期2 0 0 ] 一o 8一呻编辑孙 阳 商 讯 _ _ 薯 j 等 公 节 水≮ 节粤 家 标准童剪会 _ 及节 水 节 电节勰监_ 测工作会议 ≥- - 中 国 石油天然笺纂宙 司质量安 奎与 琢裸部卡2 0 0 1 年8 ⋯．B 2 1 日 2 4 目 在长度油田乳． 山劈摹培 冽中 j 举 了 l节 ； 节 国家标准宣贯会， 并根据国家 重点用自 蝉 位节能菅理办 活 静∞r 年集团套司节般节凑工作要点 ， 沼开j l 誓集囝盛腱务企韭节抟节电监测 工非会 镌准宣黄金耋贯 _了最新修 行的五露节水 、 蒂瞎国 家标 准； 节能监 } 磷定了 。2 0 0 1 年集目参司节能监冽琏块季监测项瑁 会诚由各油田-K营鞲能部f1 领．串 寝集团套司 至 十监 6 0 _舣 罨 了 圃 _ I 哟 锕 锐 ■ | ll ⋯ ． I_ 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载