第一篇:油氣集輸管道漫談--長(zhǎng)距離輸油管道
輸油管道可以劃分為兩大類:一類是企業(yè)內(nèi)部的輸油管道,例如油田內(nèi)部連接油井與計(jì)量站、聯(lián)合站的集輸管道,煉油廠及油庫(kù)內(nèi)部的管道等,其長(zhǎng)度一般較短,不是獨(dú)立的經(jīng)營(yíng)系統(tǒng);另一類是長(zhǎng)距離的輸油管道,例如將油田的合格原油輸送至煉油廠、碼頭或鐵路轉(zhuǎn)運(yùn)站的管道,其管徑一般較大,有各種輔助配套工程,是獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的系統(tǒng),這類輸油管道也稱干線輸油管道。
按照所輸送介質(zhì)的種類,輸油管道又可分為原油管道和成品油管道。
1.長(zhǎng)距離輸油管道的組成
長(zhǎng)距離輸油管道由輸油站與線路兩大部分組成。
輸油站主要是給油品增壓、加熱。管道起點(diǎn)的輸油站稱首站,接收來(lái)自油田、煉油廠或港口的油品,并經(jīng)計(jì)量輸向下一站。在輸送過(guò)程中由于摩擦、地形高低等原因,油品壓力不斷下降,因此在長(zhǎng)距離管道中途需要設(shè)置中間輸油泵站給油品加壓。對(duì)于加熱輸送的管道,油品在輸送過(guò)程中溫度逐漸下降,需要中間加熱站給油品升溫。輸油泵站與加熱站設(shè)在一起的稱熱泵站。管道終點(diǎn)的輸油站稱末站,接收管道來(lái)油,向煉油廠或鐵路、水路轉(zhuǎn)運(yùn)。末站設(shè)有較多的油罐以及準(zhǔn)確的計(jì)量系統(tǒng)。
長(zhǎng)距離輸油管道的線路部分包括管道本身,沿線閥室,通過(guò)河流、公路、山谷的穿(跨)越構(gòu)筑物,陰極保護(hù)設(shè)施,通訊與自控線路等。長(zhǎng)距離輸油管道由鋼管焊接而成,一般采用埋地敷設(shè)。為了防止土壤對(duì)鋼管的腐蝕,管外都包有防腐絕緣層,并采用電法保護(hù)措施。長(zhǎng)距離輸油管道和大型穿(跨)構(gòu)筑物兩端每隔一段距離設(shè)有截?cái)嚅y室,一旦發(fā)生事故可以及時(shí)截?cái)喙軆?nèi)油品,防止事故擴(kuò)大并便于搶修。通訊系統(tǒng)是長(zhǎng)距離輸油管道的重要設(shè)施,用于全線生產(chǎn)調(diào)度及系統(tǒng)監(jiān)控信息的傳輸。主要的通訊方式有微波、光纖和衛(wèi)星通訊等。
2.長(zhǎng)距離輸油管道的特點(diǎn)
與油品的鐵路、公路、水路運(yùn)輸相比,管道運(yùn)輸有以下的優(yōu)點(diǎn):(1)運(yùn)量大。
(2)運(yùn)費(fèi)低、能耗少,且口徑越大,單位運(yùn)費(fèi)越低。
(3)輸油管道一般埋設(shè)在地下,比較安全可靠,且受環(huán)境、氣候影響小,對(duì)環(huán)境的污染小,其運(yùn)輸油品的損耗率比鐵路、公路、水路運(yùn)輸都低。
(4)建設(shè)投資較小、占地面積少。
雖然管道運(yùn)輸有很多優(yōu)點(diǎn),但也有著其局限性:(1)主要適用于大量、單向、定點(diǎn)運(yùn)輸,不如車、船運(yùn)輸靈活多樣。(2)對(duì)一定直徑的管道,有一經(jīng)濟(jì)合理的輸送量范圍。(3)有極限輸量的限制。
3.輸油管道的運(yùn)行及控制
(1)輸油泵站的連接方式
長(zhǎng)距離輸油管道各泵之間相互聯(lián)系的方式,也稱為管道的輸送方式,主要有兩種,即“從泵到泵”輸送方式和“旁接油罐”輸送方式。
“從泵到泵”輸送方式也叫密閉輸送,它是將上一站來(lái)的輸油干線與下一站輸油泵的吸入管線相連,正常工作時(shí)沒(méi)有起調(diào)節(jié)作用的旁接油罐(多數(shù)泵站設(shè)有小型的事故罐)。它的特點(diǎn)是各站的輸量必然相等,各站的進(jìn)出站壓力直接影響,全線構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)。這種輸油方式便于全線統(tǒng)一管理,但要有可靠地自動(dòng)控制和保護(hù)措施。
“旁接油罐”輸送方式是上一站來(lái)的輸油干線與下一站輸油泵的吸入管線相連,同時(shí)在吸入管線上并聯(lián)著與大氣相通的旁接油罐。旁接油罐起到調(diào)節(jié)兩站間輸量差的作用,由于它的存在,長(zhǎng)輸管道被分成若干個(gè)獨(dú)立的水力系統(tǒng)。以這種方式運(yùn)行的管道便于人工控制,對(duì)管道的自動(dòng)化水平要求不高,但不利于能量的充分利用,且存在旁接罐內(nèi)油品的揮發(fā)損耗。
(2)輸油管道的水擊及控制
輸油管道密閉輸送的關(guān)鍵之一是解決“水擊”問(wèn)題?!八畵簟笔怯捎谕蝗煌1?停電或故障)或閥門(mén)誤關(guān)閉等造成管內(nèi)液流速度突然變化,因罐內(nèi)液體的慣性作用引起管內(nèi)壓力的突然大幅上升或下降所造成對(duì)管道的沖擊現(xiàn)象。
水擊對(duì)輸油管道的直接危害是導(dǎo)致管道超壓,主要包括兩種情況:一是水擊的增壓波(高于正常運(yùn)行壓力的壓力波)有可能使管道壓力超過(guò)允許的最大工作壓力,使管道破裂;二是減壓波(低于正常運(yùn)行壓力的壓力波)有可能使穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)壓力較低的管段壓力降至液體的飽和蒸汽壓,引起液流分離。對(duì)于建有中間泵站的長(zhǎng)距離管道,減壓波還可能造成下游泵站進(jìn)站壓力過(guò)低,影響下游泵機(jī)組的正常吸入。
通常采用兩種方法來(lái)解決水擊問(wèn)題,即泄放保護(hù)及超前保護(hù)。泄放保護(hù)是在管道上裝有自動(dòng)泄壓閥系統(tǒng),當(dāng)水擊增壓波導(dǎo)致管內(nèi)壓力到達(dá)一定值時(shí),通過(guò)閥門(mén)泄放出一定量的油品,從而削弱增壓波,防止水擊造成的危害。超前保護(hù)是在產(chǎn)生水擊時(shí),由管道控制中心迅速向有關(guān)泵站發(fā)出指令,各泵站采取相應(yīng)的保護(hù)措施,避免水擊造成的危害。
4.不同油品的管道順序輸送
在統(tǒng)一管道內(nèi),按一定的順序連續(xù)輸送幾種品,這種輸送方式稱為順序輸送。輸送成品油的長(zhǎng)距離管道一般都采用這種輸送方式。這是因?yàn)槌善酚偷钠贩N多,而每一種油品的批量有限,當(dāng)輸送距離較長(zhǎng)時(shí),為每一種油品單獨(dú)鋪設(shè)一條小口徑管道顯然是不經(jīng)濟(jì)的,甚至是不可能的。而采用順序輸送,各種油品輸量相加,可鋪設(shè)一條大口徑管道,輸油成本將極大下降。用同一條管道輸送幾種不同品質(zhì)的原油時(shí),為了避免不同原油的摻混導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)原油“降級(jí)”,或?yàn)榱吮WC成品油的質(zhì)量,也采用順序輸送。(石油知識(shí)編輯部)
第二篇:油氣集輸
高效油氣集輸及處理技術(shù)
學(xué)號(hào):20131001419
班級(jí):021131 姓名:朱康鈺
把分散的油井所生產(chǎn)的石油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品集中起來(lái),經(jīng)過(guò)必要的處理、初加工,合格的油和天然氣分別外輸?shù)綗捰蛷S和天然氣用戶的工藝全過(guò)程稱為油氣集輸。主要包括油氣分離、油氣計(jì)量、原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收等工藝。
進(jìn)入到新世紀(jì)以后,伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,我國(guó)油氣集輸行業(yè)也得到了飛速的發(fā)展,所謂的油氣集輸工作就是指將從油田中開(kāi)采出來(lái)的天然氣和石油進(jìn)行收集、儲(chǔ)存、加工以及處理的一系列的工藝的過(guò)程。因此油氣集輸主要有以下三個(gè)方面的工作:一是將從油田中開(kāi)采出來(lái)的石油或是天然氣等物質(zhì)通過(guò)長(zhǎng)輸管道輸送至油氣處理站處,在油氣處理站對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行分離、脫水的過(guò)程,經(jīng)過(guò)這些過(guò)程處理后的石油才能夠符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn);第二個(gè)任務(wù)是將已符合標(biāo)準(zhǔn)的原油運(yùn)送至油田的原油庫(kù)處,在油田的原油庫(kù)出對(duì)已經(jīng)分離出來(lái)的天然氣進(jìn)行脫水、脫酸以及深加工等處理工程;第三個(gè)工作就是再一次處理已合格的原油并將這些原油輸送給需要的用戶。因此,油田集輸工藝技術(shù)是很復(fù)雜的過(guò)程,對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)探討也是十分必要的。
油氣集輸時(shí)的生產(chǎn)工作與開(kāi)采石油時(shí)的鉆井、勘探、修井、測(cè)井以及采油等生產(chǎn)工藝過(guò)程都是有很大的不同的,它的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)時(shí)的油田點(diǎn)多,面廣并且線很長(zhǎng),同時(shí)進(jìn)行油田集輸?shù)纳a(chǎn)作業(yè)是還伴隨著高溫高壓、易燃易爆、有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性、生產(chǎn)作業(yè)有很強(qiáng)的連續(xù)性以及工藝流程十分復(fù)雜的缺點(diǎn),所以隨著油田開(kāi)采技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,人們也更加的重視油田集輸?shù)纳a(chǎn)工作了,同時(shí)油田集輸工藝水平的高低對(duì)開(kāi)發(fā)油田的整體的技術(shù)工藝水平也是有著至關(guān)重要的影響的。
油氣集輸行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 油氣水多相混輸工藝技術(shù)
長(zhǎng)距離的油氣混輸工藝技術(shù)是一項(xiàng)較為先進(jìn)的工藝技術(shù),目前也基本上被發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛使用,從上個(gè)世紀(jì)八十年代開(kāi)始,歐洲的德國(guó)、英國(guó)以及法國(guó)等國(guó)家就開(kāi)始對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和分析,要想真正的應(yīng)用多相混輸工藝技術(shù),就必須將其與電熱技術(shù)相互配合,如果真正的應(yīng)用此技術(shù),在進(jìn)行油氣集輸工作是也會(huì)大大降低工程的成本并且簡(jiǎn)化其工藝流程,因此多相混輸技術(shù)油氣集輸領(lǐng)域中比較有發(fā)展前景的一項(xiàng)技術(shù)。
大慶油田是我國(guó)在油氣集輸行業(yè)中技術(shù)最為先進(jìn)的油田,但是其混輸工藝的技術(shù)以及其在集輸設(shè)備的研發(fā)中與歐美的先進(jìn)國(guó)家仍是有著不小的差距的。原油集輸工藝
在許多高凝原油以及高含蠟的油田中,我國(guó)使用較為廣泛的油氣集輸工藝主要是加熱工藝、單井集中計(jì)量工藝、多級(jí)布站工藝、大站集中處理工藝以及單雙管集油的工藝技術(shù),其中華北油田以及遼河油田就是比較有代表性的。而國(guó)外如美國(guó)和加拿大等國(guó)家對(duì)于高含蠟的油田你,在使用加熱工藝的基礎(chǔ)上,為了降低原油的凝聚性和粘度,還在油田中添加一定量的化學(xué)藥劑,從而對(duì)油氣進(jìn)行單管集輸?shù)墓に囘^(guò)程。而如我國(guó)的新疆等油田,它們是屬于低含蠟以及低凝點(diǎn)的油田,通常情況下對(duì)其采用的處理工藝都是單管而不加熱的集油工藝。大慶油田是我國(guó)各項(xiàng)技術(shù)都處理領(lǐng)先地位的油田,因此在集輸工藝集輸方面大慶油田也要更加的先進(jìn)于其他的油田。目前,我國(guó)的油田已經(jīng)逐步的走到高含水后期的階段,因此油氣集輸行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)也是應(yīng)利用高含水期原油具備很強(qiáng)的流變性的特點(diǎn),在不斷簡(jiǎn)化集輸工藝技術(shù)的同時(shí),在常溫的狀態(tài)或是低溫的狀態(tài)下進(jìn)行輸送工作。原油脫水技術(shù)
在一些具有高含水性的油田中,兩段脫水工藝是最主要的集輸工藝技術(shù),第一段是游離脫水的過(guò)程,其主要是采用聚結(jié)脫水和大罐沉降的方式進(jìn)行脫水,而第二段則是電脫水的過(guò)程,其主要采用的方式是利用豎掛電極和平掛電極進(jìn)行交流電和直流電復(fù)合的方式進(jìn)行脫水。而在我國(guó)的勝利以及塔里木等高含水性但是低粘性和低凝性的油田中,主要采用的脫水方式是熱化學(xué)脫水工藝。在對(duì)原油進(jìn)行脫水處理的研究上,美國(guó)以及俄羅斯等國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)其較為重視,其不但在原油脫水中間過(guò)渡層的研究上面取得了一定的成果,同時(shí)也研究出了專門(mén)的處理的技術(shù)措施。目前在對(duì)原油進(jìn)行脫水處理方面的研究趨勢(shì)是研制高效游離水脫除器,這種儀器能夠更好的利用原有高含水性的特點(diǎn),降低游離水脫除設(shè)備的成本的規(guī)模,同時(shí)也提高了脫除游離水的工作效率。
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,對(duì)能源需求量不斷擴(kuò)大,油氣田項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。油田項(xiàng)目的開(kāi)采的綜合利用程度也逐漸提高,節(jié)能降耗理念在油田項(xiàng)目得到廣泛的推廣和應(yīng)用,作為油氣生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗直接關(guān)系整個(gè)油田開(kāi)采項(xiàng)目的成本和經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合油氣集輸節(jié)能降耗在油田項(xiàng)目中的重要性分析,以及現(xiàn)階段油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)利用現(xiàn)狀及問(wèn)題,對(duì)油田油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)提出幾點(diǎn)建議,以提高節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用效果和新技術(shù)的推廣使用,從而達(dá)到節(jié)能減排,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的目的。
油氣田深井開(kāi)采的不斷深入,開(kāi)采的難度和技術(shù)要求也越開(kāi)越高,作為油田項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié),油氣集輸喜用主要負(fù)責(zé)原油脫水,油氣分離等任務(wù),該過(guò)程需要將油氣轉(zhuǎn)化成油氣產(chǎn)品,所以是最主要的能源消耗環(huán)節(jié),也突出了節(jié)能降耗的重要意義,如何減少油氣的損失,提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率,已經(jīng)是強(qiáng)化油氣集輸系統(tǒng)創(chuàng)新,減少運(yùn)行成本,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要內(nèi)容。
一、油氣集輸系統(tǒng)耗能原因分析
從油氣集輸系統(tǒng)的內(nèi)容看,其主要負(fù)責(zé)油氣水分離、原油脫水、天然氣脫水、含油污水處理等環(huán)節(jié),其重要性表現(xiàn)在該環(huán)節(jié)是將原油天然氣等混合物,經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的計(jì)量、分離、凈化、穩(wěn)定轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚶玫漠a(chǎn)品過(guò)程,該系統(tǒng)主要消耗大量的電能和熱能,在整個(gè)開(kāi)采過(guò)程中,是能源消耗大戶,其中耗能的主要原因表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:首先,該系統(tǒng)耗能高。這主要受到處理工藝和水平的限制,導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行需要大量的能源支撐,并且現(xiàn)階段大量的油氣田處于中后期開(kāi)發(fā),本身油質(zhì)沒(méi)有前期開(kāi)采的好,所以需要更多的能源消耗去處理原油和天然氣以及其他混合物,并且大量的設(shè)備老舊也是造成耗能高的主要原因之一。其次,油氣的損耗高,處理技術(shù)的相對(duì)落后,造成大量的油氣得不到充分的分離和利用,造成大量不必要的損耗。特別是我國(guó)大部分的油氣田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,還處于較低技術(shù)層次的開(kāi)發(fā),集輸系統(tǒng)還是采用加熱方式,本身就需要消耗大量的能源,開(kāi)采的難度不斷增加與現(xiàn)階段技術(shù)相對(duì)落后的矛盾,造成了我國(guó)油氣田集輸系統(tǒng)耗能高、利用率低的根本原因,在今后的油氣項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí),應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注和解決這個(gè)方面的問(wèn)題,以提高對(duì)油氣田的綜合開(kāi)發(fā)能力。
二、油田油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗現(xiàn)狀分析
從目前我國(guó)油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用以及措施上看,也在不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,以提高整個(gè)油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗水平,并在一定范圍內(nèi)取得了良好的效果,例如,在目前最常見(jiàn)的節(jié)能降耗措施是利用常溫游離水雨脫出技術(shù),利用一定劑量的破乳融入到采出原液中,在不無(wú)需加熱的情況下可以將游離水分離出去,達(dá)到較好的凈水效果,該方法適用于油氣混合溶液中含水量高于60%以上的油氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中,通過(guò)這種方式能夠大大加快油水分離,降低能耗,在不加熱的情況下實(shí)現(xiàn)直接輸送,達(dá)到集輸目的。作為極其復(fù)雜的操作系統(tǒng),系統(tǒng)中的動(dòng)力設(shè)備,熱力設(shè)備以及分離設(shè)備是系統(tǒng)的關(guān)鍵所在,一般情況下,在油田集輸系統(tǒng)中,采用的是加熱爐,提供源源不斷的熱量,提高熱力設(shè)備的熱效率,這里不得不提的關(guān)鍵是泵的作用的發(fā)揮,它是分離設(shè)備的關(guān)鍵,所以要想實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的節(jié)能降耗,在泵的技術(shù)創(chuàng)新方面也要多下功夫,這也是提高整體輸送系統(tǒng)效率的關(guān)鍵所在。
在目前的集輸系統(tǒng)中,關(guān)于節(jié)能降耗方面主要面臨以下幾個(gè)方面的問(wèn)題,首先,從實(shí)際操作看,水含量會(huì)隨著油氣的開(kāi)采而不斷增長(zhǎng),在對(duì)于油氣集輸系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的考驗(yàn),提高效率,加快油水處理不僅難度大,而且耗費(fèi)的能源較多;其次,偏遠(yuǎn)的小油田受到技術(shù)和資金的限制,高耗能的情況依舊非常明顯,計(jì)算混亂耗能過(guò)高已經(jīng)是擺在企業(yè)發(fā)展方面的巨大障礙,如何進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和布局,減少集輸過(guò)程中的能源損耗,其中關(guān)鍵的一點(diǎn)是要重視封閉運(yùn)行系統(tǒng)的改造升級(jí),及時(shí)的處理這個(gè)過(guò)程中的相關(guān)復(fù)雜問(wèn)題,其中包含著技術(shù)的革新,對(duì)油水性質(zhì)的計(jì)算,結(jié)合油水的性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的集輸調(diào)整,通過(guò)適應(yīng)環(huán)境,使得系統(tǒng)設(shè)備更加高效和穩(wěn)定的發(fā)揮作用,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。在長(zhǎng)期的操作和經(jīng)驗(yàn)中得出,離心泵可以在低溫下完成含水原油的輸送任務(wù),而這一點(diǎn)在一些并未重視油氣集輸技術(shù)的油田項(xiàng)目中得不到廣泛推廣,以至于白白浪費(fèi)了大量的寶貴能源,這個(gè)過(guò)程中,只要通過(guò)經(jīng)驗(yàn)的積累就能在含水油氣中準(zhǔn)確科學(xué)的加入化學(xué)劑,實(shí)現(xiàn)常溫集油。面對(duì)諸如上述的問(wèn)題,如何實(shí)現(xiàn)油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能減排,還應(yīng)該從兩個(gè)方面下功夫,一是,設(shè)備改造;二是,技術(shù)革新。
三、節(jié)能降耗技術(shù)在油氣集輸系統(tǒng)中的應(yīng)用
通過(guò)對(duì)油氣集輸系統(tǒng)的了解,總結(jié)出實(shí)現(xiàn)油氣集輸?shù)膬纱箨P(guān)鍵點(diǎn)在于:設(shè)備的改造以及技術(shù)的革新,加強(qiáng)這兩個(gè)方面工藝技術(shù),能夠是節(jié)能降耗的效率更加明顯,也是推廣和使用節(jié)能降耗技術(shù)在油氣集輸系統(tǒng)應(yīng)用中的關(guān)鍵,其次,利用熱泵技術(shù),科學(xué)回收利用污水中的剩余熱量,把熱量進(jìn)行收集,二次利用,可以利用到集油或者是原油脫水中去,一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的,最后,必須在結(jié)合實(shí)際的情況下,利用加熱爐節(jié)能,提高設(shè)備的密封性,保證設(shè)備的熱量,減少排煙損失,對(duì)大氣環(huán)境起到重要的保護(hù)作用。
1.現(xiàn)有設(shè)備的設(shè)備改造和工藝革新針對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備,對(duì)其進(jìn)行是設(shè)備改造和工藝革新,首先,加強(qiáng)能耗分析,通過(guò)對(duì)集輸系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)能耗分析,能夠使能源消耗得到一定的控制,在集輸過(guò)程中搜集數(shù)據(jù),逐步建立和完善一整套油氣集輸模擬系統(tǒng),盡可能做到節(jié)能目的。
2.加強(qiáng)節(jié)能降耗技術(shù)的革新和推廣在技術(shù)革新和推廣方面,著重介紹新型油氣水三項(xiàng)分離器的推廣和使用,該設(shè)備的特點(diǎn)主要是液混合物進(jìn)入分離器之后,可以首先分離出天然氣,此過(guò)程能夠減少分離的難度,提高設(shè)備的分離能力。特別是進(jìn)入后期開(kāi)采,混合物的含水量大大增加,并且含有大量其它雜質(zhì),利用三項(xiàng)分離器中的防沖裝置能夠改變混合物的速度和前進(jìn)方向,能夠有效防止沙腐蝕穿孔,對(duì)設(shè)備的保護(hù)作用極強(qiáng),減少安裝成本。除了技術(shù)革新之外,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的另一個(gè)重要的舉措是管理的創(chuàng)新和人才的引進(jìn),只有管理好,操作好集輸系統(tǒng),才能使系統(tǒng)發(fā)揮最大功效,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
第三篇:油氣長(zhǎng)輸管道一般段施工方案(精選)
油氣長(zhǎng)輸管道一般段施工方案 施工作業(yè)程序
施工準(zhǔn)備→線路交樁→測(cè)量放線→施工作業(yè)帶清理→防腐管運(yùn)輸與保管→管道組對(duì)→管道焊接→補(bǔ)口補(bǔ)傷→管溝開(kāi)挖→下溝→回填→管道連頭→通球、試壓、干燥施工→三樁施工→陰極保護(hù)→地面恢復(fù)→地面檢漏→竣工資料提交 2 施工準(zhǔn)備
施工前主要做好人、材、機(jī)的進(jìn)場(chǎng)報(bào)驗(yàn)工作,通過(guò)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可進(jìn)場(chǎng)作業(yè)。根據(jù)征地紅線,與地方政府密切結(jié)合做好征地協(xié)調(diào)工作,為施工正常進(jìn)場(chǎng)做好準(zhǔn)備工作。3 線路交樁
3.1 由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交樁,接樁由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、測(cè)量技術(shù)人員參加,交接內(nèi)容包括:線路控制樁(轉(zhuǎn)角樁、加密樁)、沿線路設(shè)置的臨時(shí)性、永久性水準(zhǔn)點(diǎn)等。
3.2 接樁對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)和控制樁采取必要的保護(hù)措施并設(shè)參照物。4 測(cè)量放線 4.1 測(cè)量
4.1.1 根據(jù)線路施工圖、控制樁、水準(zhǔn)樁進(jìn)行測(cè)量放線。放線采用GPS定位測(cè)量,依據(jù)施工圖、測(cè)量成果表,復(fù)測(cè)設(shè)計(jì)樁的位置和高程。
4.1.2 放線測(cè)量應(yīng)測(cè)定出線路軸線和施工作業(yè)帶邊界線,在線路軸線上設(shè)置縱向變坡樁、曲線加密樁、各類型標(biāo)志樁。
4.1.3 河流、溝渠、公路、地下管道、光(電)纜、站場(chǎng)、閥井的兩端及管道壁厚、防腐層等級(jí)變化分界處設(shè)置標(biāo)志樁。4.2 放線
線路中心線和施工作業(yè)帶邊界線樁定好后,按照設(shè)計(jì)寬度,放出管道中心線和作業(yè)帶邊界線。D508管道作業(yè)帶寬度一般為16m,其中作業(yè)帶邊界線在作業(yè)帶清理前放出,管道中心線在管溝開(kāi)挖前放出。5 施工作業(yè)帶清理 5.1 施工作業(yè)帶清理前辦理征地手續(xù),并會(huì)同地方政府有關(guān)部門(mén)對(duì)施工作業(yè)帶內(nèi)地上、地下各種建(構(gòu))筑物和植(作)物、林木等清點(diǎn)造冊(cè)后進(jìn)行。5.2 對(duì)于施工作業(yè)帶范圍內(nèi)影響施工機(jī)具通行或施工作業(yè)的石塊、雜草、樹(shù)木、構(gòu)筑物等清理干凈,溝、坎、坑、洼予以平整。對(duì)于作業(yè)帶內(nèi)的電力、水利設(shè)施要加以保護(hù)。
5.3 清理和平整施工作業(yè)帶時(shí),注意保護(hù)線路標(biāo)志樁,如果損壞要立即進(jìn)行補(bǔ)樁恢復(fù),以便施工過(guò)程中能及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
5.4 施工作業(yè)帶通過(guò)不允許截流的水系,鋪設(shè)滿足流量的涵管后再回填土或搭設(shè)便橋連通施工作業(yè)帶。6 防腐管運(yùn)輸與保管 6.1 防腐管裝卸
防腐管裝卸由專人指揮,使用吊車裝卸,采用專用吊具,防止損傷防腐層。6.2 防腐管運(yùn)輸
6.2.1 防腐管運(yùn)輸主要采用公路運(yùn)輸。管車與駕駛室之間設(shè)置止推擋板,底部裝有運(yùn)管專用支架,支架與防腐管接觸面墊橡15mm厚膠板,防止損傷防腐層。6.2.2 直管、彎管及熱煨彎頭不得混裝,均應(yīng)單獨(dú)運(yùn)輸。6.3 防腐管保管
堆管場(chǎng)地盡量設(shè)置在方便施工的地點(diǎn),防腐管堆放時(shí),根據(jù)防腐管規(guī)格、級(jí)別分類堆放,底部墊軟墊層,墊高200mm以上。防腐管同向分層碼垛堆放,堆管高度不得超過(guò)2層;管端距端部支撐的距離為1.2~1.8m,管垛支撐2道,管垛支撐可采用砂袋或填充軟質(zhì)物的麻袋。任何形式的支撐物與防腐管的接觸寬度不少于0.4m,管垛兩側(cè)設(shè)置楔型物,以防滾管。7 布管
布管按設(shè)計(jì)圖紙要求壁厚、防腐層類型等順序進(jìn)行,不同壁厚、防腐等級(jí)的分界點(diǎn)與設(shè)計(jì)圖紙要求的分界點(diǎn)不超過(guò)6m。8 管口組對(duì)
8.1 管口組對(duì)前采用清管器將管內(nèi)的雜物清理干凈,并將管端10mm范圍用磨光機(jī)打磨露出金屬光澤,并將螺旋焊縫或直焊縫余高打磨掉平緩過(guò)渡。8.2 組對(duì)主要采用外對(duì)口器,管道的坡口、鈍邊、對(duì)口間隙、錯(cuò)邊量等尺寸必須符合施工規(guī)范和焊接規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。兩管口的直焊縫或螺旋縫在圓周上錯(cuò)開(kāi)不小于100mm以上,鋼管短節(jié)長(zhǎng)度大于管徑且不低于0.5m。
8.3 錯(cuò)邊量不大于1.6mm,均勻分布在整個(gè)圓周上。根焊工序完成后,禁止校正防腐管接口的錯(cuò)邊量。嚴(yán)禁采用直接錘擊的方法強(qiáng)行組對(duì)管口,嚴(yán)禁采用斜接口。
8.4 使用外對(duì)口器時(shí),在根焊完成50%以上方可拆卸,所完成的根焊分為多段,且均勻分布,組對(duì)吊裝設(shè)備在根焊完成后方可撤離。9 管道焊接
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,我單位計(jì)劃采用半自動(dòng)焊接工藝,如發(fā)包人有特殊要求,我單位將按照發(fā)包人下發(fā)的焊接工藝執(zhí)行。9.1 焊接人員
9.1.1 參加本工程的焊工均符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定,已取得下向焊等相應(yīng)項(xiàng)目的焊接資格證書(shū)并且參加發(fā)包人組織的考試并且取得本工程合格證的才能上崗施工,施工時(shí)佩戴發(fā)包人和監(jiān)理共同簽發(fā)的“焊工合格證”。9.2 主要焊接設(shè)備
按照工藝要求選取滿足焊接工藝要求的焊接設(shè)備,焊接前進(jìn)行檢修、調(diào)試。9.3 主要技術(shù)、質(zhì)量保證措施
9.3.1 按照焊接工藝規(guī)程進(jìn)行焊前預(yù)熱。預(yù)熱采用環(huán)形火焰加熱器,預(yù)熱溫度采用紅外線測(cè)溫儀測(cè)量。
9.3.2 焊道的起弧或收弧處相互錯(cuò)開(kāi)30mm以上。焊接起弧在坡口內(nèi)進(jìn)行,焊接前每個(gè)引弧點(diǎn)和接頭必須修磨,在前一個(gè)焊層全部完成后,開(kāi)始下一焊層的焊接。9.3.3 根焊完成后,用角向磨光機(jī)修磨、清理根焊外表面熔渣、飛濺物、缺陷。根焊與熱焊時(shí)間間隔符合焊接工藝規(guī)程要求。
9.3.4 各焊道連續(xù)焊接,并使焊道層間溫度達(dá)到規(guī)定的要求。焊口完成后,必須將表面的飛濺物、熔渣等清除干凈。9.3.5 焊接過(guò)程中,在防腐層兩端覆蓋膠皮保護(hù)層,以防焊接飛濺灼傷。9.3.6 在陰雨天氣施工時(shí),采取防雨棚保護(hù),防止焊道受到雨淋,產(chǎn)生脆裂。9.3.7 每天施工結(jié)束后,在管端安裝臨時(shí)拆卸方便的管帽,并具有一定的密封性,防止水和雜物進(jìn)入管內(nèi)。9.4 焊接檢驗(yàn) 9.4.1 外觀檢查
焊接、修補(bǔ)或返修完成后及時(shí)進(jìn)行外觀檢查,檢查前清除表面熔渣、飛濺和其它污物。焊縫外觀設(shè)計(jì)規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
1)焊縫外觀成型均勻一致,焊縫及附近表面不得有裂紋、未熔合、點(diǎn)孔、尖渣、凹坑、焊渣、引弧痕跡等缺陷。
2)下向焊余高為0.5-1.6mm,局部不得大于2.5mm且長(zhǎng)度不得大于50mm。3)焊后錯(cuò)邊量不大于1.6mm。根焊焊接后,不得校正管子接口的錯(cuò)邊量。焊縫寬度在每邊比坡口寬約1.6mm。
4)咬邊深度應(yīng)小于0.3mm,咬邊在0.3-0.5之間,則單個(gè)長(zhǎng)度不得超過(guò)300mm,且累計(jì)長(zhǎng)度不得大于15%焊縫邊長(zhǎng)。
5)焊接完成后,經(jīng)專職質(zhì)檢員及監(jiān)理外觀檢查合格的焊縫,方能向監(jiān)理申請(qǐng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),由監(jiān)理下發(fā)指令,通知檢測(cè)單位檢測(cè),外觀檢驗(yàn)不合格的焊縫不得進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)和承壓試驗(yàn)。9.4.2 焊縫無(wú)損檢測(cè)
1)所有焊口進(jìn)行100%無(wú)損檢測(cè),包括射線照相和超聲波檢測(cè)。
2)射線照相檢測(cè)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油天然氣鋼制管道對(duì)接焊縫射線照相及質(zhì)量分級(jí)》(SY4056)的規(guī)定,且在完成焊口24小時(shí)后進(jìn)行。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為Ⅱ級(jí)合格。
3)超聲波檢測(cè)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油天然氣鋼制管道對(duì)接焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)》(SY4065)的規(guī)定.驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為Ⅰ級(jí)合格。
4)無(wú)損檢測(cè)人員應(yīng)持有國(guó)家或地方技監(jiān)局頒發(fā)的并與其工作內(nèi)容相適應(yīng)的資格證書(shū)。9.5 返修
9.5.1 施工前應(yīng)編制返修焊接工藝,并嚴(yán)格按照規(guī)定評(píng)定合格。9.5.2 接到返修通知后,向監(jiān)理單位提出書(shū)面返修申請(qǐng),申請(qǐng)監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證監(jiān)督返修過(guò)程,嚴(yán)格按照返修焊接工藝規(guī)程執(zhí)行。
9.5.3 對(duì)需要返修的缺陷在確定其位置后,分析缺陷產(chǎn)生的原因,提出改進(jìn)措施,并按照返修工藝進(jìn)行返修。
9.5.4 焊縫同一部位返修次數(shù)不得超過(guò)2次,且返修長(zhǎng)度應(yīng)大于50mm。9.5.5 返修前應(yīng)將缺陷清除干凈,必要時(shí)可采用表面無(wú)損檢測(cè)檢定確認(rèn)。9.5.6 待補(bǔ)焊部位應(yīng)寬度均勻、表面平整、便于施焊的凹槽,且兩端有一定坡度。9.5.7 預(yù)熱溫度嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程的要求執(zhí)行,且較原焊縫適當(dāng)提高 9.5.8 返修焊縫性能和質(zhì)量要求與原焊縫相同。
9.5.9 下列任一情況時(shí),不得返修,應(yīng)割除整個(gè)焊道重焊。1)需返修的焊縫總長(zhǎng)度超過(guò)30%焊口周長(zhǎng)。
2)需去除根焊道的返修焊縫總長(zhǎng)超過(guò)20%焊口周長(zhǎng)。3)裂紋長(zhǎng)度超過(guò)焊縫的8%。
9.5.10 返修焊接及檢測(cè)應(yīng)有詳細(xì)的原始記錄和管接標(biāo)記(焊口編號(hào))。10 補(bǔ)口、補(bǔ)傷
管道焊口檢測(cè)合格后進(jìn)行補(bǔ)口補(bǔ)傷。11 管溝開(kāi)挖
11.1 管溝開(kāi)挖前,依照設(shè)計(jì)圖紙,對(duì)開(kāi)挖段的控制樁和標(biāo)志樁、管線中心線進(jìn)行驗(yàn)收和核對(duì)并進(jìn)行移樁。對(duì)管溝開(kāi)挖面的表土進(jìn)行剝離并集中堆放,管溝敷設(shè)完畢后,將表土還原至管溝開(kāi)挖面,表土剝離厚度為0.30m。
11.2 管溝開(kāi)挖采用以機(jī)械為主,人工為輔的方式進(jìn)行,管溝開(kāi)挖后人工清溝找平。遇有地下電纜、管道、下水道及其它隱蔽物時(shí),應(yīng)與地方權(quán)屬部門(mén)聯(lián)系,協(xié)商確定開(kāi)挖方案,在地下構(gòu)筑物兩側(cè)3m區(qū)域,原則上采取人工方式進(jìn)行管溝開(kāi)挖,以防止損壞地下原有的設(shè)施。
11.3 開(kāi)挖完成后,應(yīng)對(duì)溝低標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量,保證管道埋深符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行管道下溝。12 下溝
12.1 管道下溝前,使用電火花檢漏儀按設(shè)計(jì)要求的檢漏電壓100%檢查防腐層,如有損傷應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。下溝前將管頭進(jìn)行臨時(shí)封堵。12.2 管道下溝宜使用履帶式吊裝設(shè)備。吊具宜使用尼龍吊帶,起吊高度以1.0m為宜,起吊點(diǎn)距管道環(huán)焊縫不應(yīng)小于2m。管道下溝時(shí)避免與溝壁刮碰,嚴(yán)禁損傷防腐層。
12.3 管道下溝時(shí),由專人統(tǒng)一指揮作業(yè),在人員集中的通行路口設(shè)置醒目標(biāo)志,并安排專人巡防,無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。
12.4 管道在下溝后,管道應(yīng)與溝底表面貼實(shí)且放到管溝中心位置,下溝后進(jìn)行竣工測(cè)量。13 回填
13.1 回填前,再次對(duì)管溝進(jìn)行檢查,保證管溝內(nèi)無(wú)雜物。管道下溝經(jīng)監(jiān)理檢查合格后,方可進(jìn)行回填。
13.2 管溝回填采取兩次回填方式,第一次回填,回填至管頂300mm,按設(shè)計(jì)要求敷設(shè)警示帶。然后進(jìn)行二次回填。
13.3 管道埋深檢測(cè),管道投產(chǎn)前采用雷迪地面監(jiān)測(cè)手段對(duì)沿線所有管道埋深進(jìn)行復(fù)驗(yàn),復(fù)驗(yàn)時(shí)需監(jiān)理單位全程監(jiān)督。14 管道連頭
14.1 連頭所用鋼管、彎頭、彎管等材料材質(zhì)、壁厚、防腐層符合設(shè)計(jì)要求,連頭組對(duì)、管道焊接、補(bǔ)口、補(bǔ)傷符合規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。
14.2 按照連頭焊接工藝規(guī)程技術(shù)參數(shù)及要求進(jìn)行焊接。焊工持有國(guó)家有關(guān)部門(mén)頒發(fā)的資格證以及本項(xiàng)目的上崗證。連頭溝下作業(yè)必須采用防塌箱,保證作業(yè)安全。
14.3 連頭組對(duì)焊接完畢,按規(guī)范進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)和補(bǔ)口補(bǔ)傷,發(fā)包人或監(jiān)理確認(rèn)合格后及時(shí)進(jìn)行管溝回填。
14.4 不能參與系統(tǒng)試壓的連頭管段,采用預(yù)先試壓合格的鋼管。
第四篇:油氣集輸知識(shí)
油氣集輸知識(shí) 油氣集輸
把分散的油井所生產(chǎn)的石油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品集中起來(lái),經(jīng)過(guò)必要的處理、初加工,合格的油和天然氣分別外輸?shù)綗捰蛷S和天然氣用戶的工藝全過(guò)程稱為油氣集輸。主要包括油氣分離、油氣計(jì)量、原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收等工藝。
油田生產(chǎn)中的“三脫”“三回收”
油田生產(chǎn)中的“三脫”“三回收”:“三脫”是指油氣收集和輸送過(guò)程中的原油脫水、原油脫天然氣和天然氣脫輕質(zhì)油;“三回收”是指污水回收、天然氣回收和輕質(zhì)油回收。
原油脫水
從井中采出的原油一般都含有一定數(shù)量的水,而原油含水多了會(huì)給儲(chǔ)運(yùn)造成浪費(fèi),增加設(shè)備,多耗能;原油中的水多數(shù)含有鹽類,加速了設(shè)備、容器和管線的腐蝕;在石油煉制過(guò)程中,水和原油一起被加熱時(shí),水會(huì)急速汽化膨脹,壓力上升,影響煉廠正常操作和產(chǎn)品質(zhì)量,甚至?xí)l(fā)生爆炸。因此外輸原油前,需進(jìn)行脫水,使含水量要求不超過(guò)0.5%。
破乳劑
破乳劑是一種表面活性物質(zhì),它能使乳化狀的液體結(jié)構(gòu)破壞,以達(dá)到乳化液中各相分離開(kāi)來(lái)的目的。原油破乳是指利用破乳劑的化學(xué)作用將乳化狀的油水混合液中油和水分離開(kāi)來(lái),使之達(dá)到原油脫水的目的,以保證原油外輸含水標(biāo)準(zhǔn)。
原油脫氣
通過(guò)油氣分離器和原油穩(wěn)定裝置把原油中的氣體態(tài)輕烴組分脫離出去的工藝過(guò)程叫原油脫氣。
合格原油主要標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)家規(guī)定在凈化后的原油中含水不能超過(guò)0.5%,含鹽不大于50毫克/升,每噸原油含氣不超過(guò)1立方米。
油氣分離器
油氣分離器是把油井生產(chǎn)出的原油和伴生天然氣分離開(kāi)來(lái)的一種裝置。有時(shí)候分離器也作為油氣水以及泥沙等多相的分離、緩沖、計(jì)量之用。從外形分大體有三種形式,立式、臥式、球形。
油氣計(jì)量
油氣計(jì)量是指對(duì)石油和天然氣流量的測(cè)定。主要分為油井產(chǎn)量計(jì)量和外輸流量計(jì)量?jī)煞N。油井產(chǎn)量計(jì)量是指對(duì)單井所生產(chǎn)的油量和生產(chǎn)氣量的測(cè)定,它是進(jìn)行油井管理、掌握油層動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵資料數(shù)據(jù)。外輸計(jì)量是對(duì)石油和天然氣輸送流量的測(cè)定,它是輸出方和接收方進(jìn)行油氣交接經(jīng)營(yíng)管理的基本依據(jù)。
油氣計(jì)量站
它主要由集油閥組(俗稱總機(jī)關(guān))和單井油氣計(jì)量分離器氣組成,在這里把數(shù)口油井生產(chǎn)的油氣產(chǎn)品集中在一起,輪流對(duì)各單井的產(chǎn)油氣量分別進(jìn)行計(jì)量。
計(jì)量接轉(zhuǎn)站
有的油氣計(jì)量站因油壓較低,增加了緩沖罐和輸油泵等外輸設(shè)備,這種油氣小站叫計(jì)量接轉(zhuǎn)站,既進(jìn)行油氣計(jì)量,還承擔(dān)原油接轉(zhuǎn)任務(wù)。
轉(zhuǎn)油站
轉(zhuǎn)油站是把數(shù)座計(jì)量(接轉(zhuǎn))站來(lái)油集中在一起,進(jìn)行油氣分離、油氣計(jì)量、加熱沉降和油氣轉(zhuǎn)輸?shù)茸鳂I(yè)的中型油站,又叫集油站。有的轉(zhuǎn)油站還包括原油脫水作業(yè),這種站叫脫水轉(zhuǎn)油站。
聯(lián)合站
它是油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站的簡(jiǎn)稱。主要包括油氣集中處理(原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收等)、油田注水、污水處理、供變電和輔助生產(chǎn)設(shè)施等部分。
水套加熱爐
水套加熱爐主要由水套、火筒、火嘴、沸騰管和走油盤(pán)管五部分組成,用在油井井場(chǎng)給油井產(chǎn)出的油氣加溫降粘。采用走油盤(pán)管浸沒(méi)在水套中的間接加熱方法是為了防止原油結(jié)焦。
原油損耗
原油從油井產(chǎn)出時(shí)是油氣混合狀態(tài)。在其集輸、分離、計(jì)量、脫水、儲(chǔ)存等過(guò)程中,由于污水排放和伴生天然氣的攜帶,油罐在進(jìn)出油和溫度變化時(shí)的大小呼吸蒸發(fā),以及工藝設(shè)備的跑、冒、滴、漏等,造成原油的損失稱原油損耗。一般原油損耗約占原油總產(chǎn)量的2%左右。
油氣密閉集輸
在油氣集輸過(guò)程中,原油所經(jīng)過(guò)的整個(gè)系統(tǒng)(從井口經(jīng)管線到油罐等)都是密閉的,即不與大氣接觸。這種集輸工藝稱為油氣密閉集輸。
氣儲(chǔ)運(yùn)
石油和天然氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸簡(jiǎn)稱油氣儲(chǔ)運(yùn)。主要指合格的原油、天然氣及其它產(chǎn)品,從油氣田的油庫(kù)、轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭或外輸首站,通過(guò)長(zhǎng)距離油氣輸送管線、油罐列車或油輪等輸送到煉油廠、石油化工廠等用戶的過(guò)程。
管道輸油的特點(diǎn)
管道輸油的特點(diǎn)是:運(yùn)輸量大;能耗小、運(yùn)費(fèi)低;便于管理,易實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化,勞動(dòng)生產(chǎn)率高;管線大部埋于地下,受地形地物限制小,能縮短運(yùn)輸距離;安全密閉,基本上不受惡劣氣候的影響,能長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全運(yùn)行;但運(yùn)輸方式不靈活,鋼材耗量大,輔助設(shè)備多,適于定點(diǎn)、量大的單向輸送。
我國(guó)管道建設(shè)的幾個(gè)階段
我國(guó)管道建設(shè)大致可分為三個(gè)階段:(1)1958~1969年是我國(guó)管道建設(shè)的初始階段,這時(shí)期由于產(chǎn)油量少,對(duì)建設(shè)長(zhǎng)距離、大口徑管道缺乏技術(shù)能力及建設(shè)經(jīng)驗(yàn),所以不論從管道建設(shè)的數(shù)量上和輸油技術(shù)方面,都還處在一個(gè)落后的階段。(2)1970~1980年是我國(guó)管道建設(shè)的高峰階段,也是大量采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)設(shè)備的階段,在管道建設(shè)高速度發(fā)展的同時(shí),管道的鋼材質(zhì)量、輸油工藝、輸油設(shè)備及輸油通信手段等方面也在高速發(fā)展。(3)1981年以后,是我國(guó)管道建設(shè)大力引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和提高效益的發(fā)展階段。這時(shí)期管道建設(shè)大量引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備和先進(jìn)技術(shù),注重提高管道輸送的經(jīng)濟(jì)效益,并進(jìn)行大規(guī)??蒲泻同F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),取得較多的科技成果,使管道輸油效率大幅度提高。
原油的熱處理
原油熱處理是將原油加熱到一定溫度后,再按一定的方式和速度將其冷卻到某一溫度的過(guò)程。經(jīng)過(guò)熱處理,可使原油中的石蠟、瀝青及膠質(zhì)的存在形式改變,使原油的凝固點(diǎn)和粘度改變。在最佳的熱處理?xiàng)l件下可以改善原油的低溫流動(dòng)特性。1995年年產(chǎn)原油790萬(wàn)噸。
管道的陰極保護(hù)
地處四川盆地,已有60年的歷史,發(fā)現(xiàn)氣田85個(gè),油田12個(gè),含油氣構(gòu)造55個(gè)。在盆地內(nèi)建成南部、西南部、西北部、東部4個(gè)氣區(qū)。目前生產(chǎn)天然氣產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的42.2%,是我國(guó)第一大氣田,1995年年產(chǎn)天然氣71.8億立方米,年產(chǎn)原油17萬(wàn)噸。
強(qiáng)制電流保護(hù)
將被保護(hù)金屬與外加電源負(fù)極相連,由外部電源提供保護(hù)電流,以降低腐蝕速率的方法,稱為強(qiáng)制電流保護(hù)。
地下式油罐和半地下油罐
罐內(nèi)油品的最高油位,比鄰近地面的標(biāo)高低0.2米的油罐稱為地下式油罐;罐底埋深大于油罐本身高度的二分之一,而且油品的最高油位比鄰近地面高出0.2米以下的油罐稱為半地地下式油罐。
進(jìn)油管不能從油罐的上部接入
若將進(jìn)油管從油罐的上部接入,當(dāng)流速較大的油品管線由高向低呈霧狀噴出,與空氣摩擦增大了摩擦面積,落下的油滴撞擊液面和罐壁,致使靜電荷急劇增加,其電壓有時(shí)可高達(dá)幾千伏或上萬(wàn)伏,加之油品中液面漂浮的雜質(zhì),極易產(chǎn)生尖端放電,引起油罐爆炸起火。因此,進(jìn)油管不能從油罐上部接入。
靜電對(duì)石油儲(chǔ)運(yùn)危害
在管線、輸油設(shè)備和容器某個(gè)部位集聚的靜電,其電位高到與另一個(gè)沒(méi)有電位或電位較低的物體之間的絕緣介質(zhì)一定程度的時(shí)候,則在兩物之間發(fā)生跳火現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為靜電放電。這種放電對(duì)含油氣濃度較大的場(chǎng)所,易產(chǎn)生爆炸、著火。其危險(xiǎn)性和危害性是很大的。
石油集輸知識(shí)
前面在有關(guān)油田開(kāi)發(fā)部分中所述的內(nèi)容,都是圍繞如何使石油和天然氣從油氣層中順利地流向井底,又從井底流到地面來(lái)的一套地下工程技術(shù)措施。至于石油和天然氣由油井流到地面以后,又如何把它們從一口口油井上集中起來(lái),并把油和氣分離開(kāi)來(lái),再經(jīng)初步加工成為合格的原油和天然氣分別儲(chǔ)存起來(lái)或者輸送到煉油廠,這就是通常稱之為“油田集輸技術(shù)”和“油田地面建設(shè)工程”。
油田的集輸技術(shù)和建設(shè),是據(jù)不同油田的地質(zhì)特點(diǎn)和原油性質(zhì),不同的地理氣候環(huán)境,以及油田開(kāi)發(fā)進(jìn)程的變化而選定、而變化的。例如,由于原油粘度大小、凝固點(diǎn)高低的不同,高寒與炎熱地區(qū)的差別,對(duì)原油的集輸技術(shù)就有很大的影響;又如,有的原油和天然氣中,因含硫化氫,需經(jīng)脫硫后才能儲(chǔ)存和輸送出去,這就要有相應(yīng)的脫硫技術(shù)和建設(shè);再如,當(dāng)油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中、后期,油井中既有油、氣,又有大量的水,不僅要把油、氣分離開(kāi)來(lái),而且還要把水分離出來(lái),把油、氣處理成合格的產(chǎn)品,把水也要處理干凈,以免污染環(huán)境??如此等等的眾多問(wèn)題所涉及的眾多技術(shù)與工程建設(shè),都是油田建設(shè)的主要內(nèi)容。原油集輸就是把油井生產(chǎn)的油氣收集、輸送和處理成合格原油的過(guò)程。這一過(guò)程從油井井口開(kāi)始,將油井生產(chǎn)出來(lái)的原油和伴生的天然氣產(chǎn)品,在油田上進(jìn)行集中和必要的處理或初加工。使之成為合格的原油后,再送往長(zhǎng)距離輸油管線的首站外輸,或者送往礦場(chǎng)油庫(kù)經(jīng)其它運(yùn)輸方式送到煉油廠或轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭;合格的天然氣集中到輸氣管線首站,再送往石油化工廠、液化氣廠或其他用戶。
概括地說(shuō)油氣集輸?shù)墓ぷ鞣秶侵敢杂途疄槠瘘c(diǎn),礦場(chǎng)原油庫(kù)或輸油、輸氣管線首站為終點(diǎn)的礦場(chǎng)業(yè)務(wù)。一般油氣集輸系統(tǒng)包括:油井、計(jì)量站、接轉(zhuǎn)站、集中處理站,這叫三級(jí)布站。也有的是從計(jì)量站直接到集中處理站,這叫二級(jí)布站。集中處理、注水、污水處理及變電建在一起的叫做聯(lián)合站。
油井、計(jì)量站、集中處理站是收集油氣并對(duì)油氣進(jìn)行初步加工的主要場(chǎng)所,它們之間由油氣收集和輸送管線聯(lián)接。
(一)油井的地面建設(shè)
采油井分兩種類型:即自噴井和機(jī)械采油井。
自噴井井口的設(shè)備一般有采油樹(shù)、清蠟設(shè)備(如:絞車、鋼絲、刮蠟片)、油嘴、水套加熱爐、油氣計(jì)量分離器等(井口房和值班房根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和社會(huì)因素考慮是否設(shè)置)。
機(jī)械采油井目前一般采用有深井泵(即管式泵)、水力活塞泵、電動(dòng)潛油泵和射流泵四種采油方式。機(jī)械采油井場(chǎng)的工藝設(shè)備和輔助設(shè)備主要有:采油樹(shù)、油氣計(jì)量分離器、加熱和清蠟設(shè)備及采油機(jī)械。因?yàn)闄C(jī)械采油的方式不同,所以在井口的地面工程也就有所不同,水力活塞泵采油技術(shù)是現(xiàn)在比較先進(jìn)的機(jī)械采油方式,下面就此來(lái)談井口的工程建設(shè)內(nèi)容。
水力活塞泵采油是用高壓液體作為井下抽油泵動(dòng)力的無(wú)桿抽油泵。主要用于比較深的井、叢式井、結(jié)蠟井、稠油井以及條件較復(fù)雜的油井。水力活塞泵抽油裝置,由地面泵組、井口裝置和管線系統(tǒng)、水套加熱爐、沉降罐和井下水力活塞泵機(jī)組等部分組成。
水力活塞泵一般用稀油作為動(dòng)力液??捎帽揪蜞従脑徒?jīng)分離器脫氣,再經(jīng)過(guò)水套加熱爐(或換熱器)加熱到60C左右,進(jìn)入沉降罐然后被吸入高壓三柱塞泵,加壓后的原油(動(dòng)力液),通過(guò)井口四通閥注入油管,推動(dòng)井下水力活塞泵組液馬達(dá)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),中間拉桿帶動(dòng)抽油泵,抽出井內(nèi)的油。在井內(nèi)工作過(guò)的動(dòng)力液和抽出的原油通過(guò)油管與套管的環(huán)形空間上升到地面,通過(guò)四通閥進(jìn)入油氣分離器。脫氣的油再回到沉降罐,沉降后一部分再進(jìn)入地面泵循環(huán)使用,另一部分進(jìn)入集油干線。
(二)計(jì)量站的設(shè)置和建設(shè)
計(jì)量站的作用主要是計(jì)量油井油氣產(chǎn)量,并將一定數(shù)量(7~14口)油井的油氣匯集起來(lái),再通過(guò)管道輸送到油氣處理站。另外,計(jì)量站還向井口加熱設(shè)備提供燃料等。
計(jì)量站的種類,按建筑結(jié)構(gòu)分有:磚混結(jié)構(gòu)、大板結(jié)構(gòu)和列車式;按工藝流程分有:?jiǎn)喂苡?jì)量站、雙管計(jì)量站和三管計(jì)量站。計(jì)量站的設(shè)施,一般有各井來(lái)油管匯(也叫總機(jī)關(guān))、計(jì)量分離器、加熱爐、計(jì)量?jī)x表等。
油氣集輸流程是油田地面工程的中心環(huán)節(jié)。采用什么樣的流程,主要取決于各油田地質(zhì)條件、油井產(chǎn)量、原油的物理性質(zhì)、自然條件以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平等。國(guó)內(nèi)外油氣集輸流程的發(fā)展趨勢(shì)基本是小站計(jì)量,大站集中處理,密閉輸送,充分利用天然資源??偟挠袃煞N流程:
⒈ 高凝、高粘原油的加熱輸送流程:
隨著石油工業(yè)的發(fā)展,高凝、高粘原油在石油總產(chǎn)量中所占的比例日益增加。對(duì)這類原油國(guó)內(nèi)外一般都采用加熱輸送。
加熱輸送分直接加熱輸送和間接加熱輸送。直接加熱輸送是用爐子加熱或摻熱液與井口油氣水混合加熱而進(jìn)行輸送;間接加熱輸送是采用熱水伴隨、蒸汽伴隨或電表皮效應(yīng)等加熱方式進(jìn)行輸送。我國(guó)有些油田,像勝利油田、江漢油田、扶余油田、遼河油田等,在部分地區(qū)是采用井口加熱保溫、單管出油的油氣混輸小站流程;也有采用雙管摻液保溫的油氣混輸小站流程;還有采用了三管熱水伴隨小站流程。
⒉ 單管或雙管不加熱密閉混輸流程:
在歐美國(guó)家的大多數(shù)油田采用的都是這種流程。其原因是原油的物性好,或油田自然條件好,油井出油溫度高。我國(guó)的有些油田,根據(jù)原油物性和油田自然條件的可能,也采用了井口不加熱流程,但有的仍不能采用這種流程。
(三)集中處理站(聯(lián)合站)的工程建設(shè)
集中處理站是油田油氣集輸流程的重要組成部分。它所承擔(dān)的任務(wù)、建設(shè)規(guī)模和在油田的建設(shè)位置,一般由總體規(guī)劃根據(jù)開(kāi)發(fā)部門(mén)提供的資料綜合對(duì)比后確定。
集中處理站包括:油氣工藝系統(tǒng)、公用工程(供電、供排水、供熱、通訊、采暖、通風(fēng)、道路、土建等)、供注水、污水處理、消防、變電以及必要的生產(chǎn)設(shè)施。
集中處理站的主要設(shè)備有:分離器、含水油緩沖罐、脫水泵、脫水加熱爐、脫水器、原油緩沖罐、穩(wěn)定塔送料泵、穩(wěn)定塔、穩(wěn)定塔加熱爐、穩(wěn)定原油儲(chǔ)罐、外輸泵、流量計(jì)、污水緩沖罐、污水泵等。
站內(nèi)管線盡可能在地面以上架空(電纜、儀表線等可同架),這樣既便于維修和管理,又不易腐蝕。站外管線盡可能沿路敷設(shè),以便施工、維修和管理。
下面著重介紹原油脫水和原油穩(wěn)定:
⒈ 原油脫水 所有的油田都要經(jīng)歷含水開(kāi)發(fā)期的,特別是采油速度大和采取注水強(qiáng)化開(kāi)發(fā)的油田,無(wú)水采油期一般都較短,油井見(jiàn)水早,原油含水率增長(zhǎng)快。原油含水不僅增加了儲(chǔ)存、輸送、煉制過(guò)程中設(shè)備的負(fù)荷。而且增加了升溫時(shí)的燃料消耗,甚至因?yàn)樗泻}等而引起設(shè)備和管道的結(jié)垢或腐蝕。因此,原油含水有百害無(wú)一利。但水在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中,幾乎是原油的“永遠(yuǎn)伴生者”,尤其是在油田開(kāi)發(fā)的中后期,油井不采水,也就沒(méi)有了油。所以原油脫水就成為油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié),一直受到人們的重視。
多年的反復(fù)實(shí)踐,現(xiàn)在研究成功的多種原油脫水工藝技術(shù)有:
沉降分離脫水。這是利用水重油輕的原理,在原油通過(guò)一個(gè)特定的裝置時(shí),使水下沉,油、水分開(kāi)。這也是所有原油脫水的基本過(guò)程。
化學(xué)破乳脫水。即利用化學(xué)藥劑,使乳化狀態(tài)的油水實(shí)行分離?;瘜W(xué)破乳是原油脫水中普遍采用的一種破乳手段。
電破乳脫水。用于電破乳的高強(qiáng)度電場(chǎng),有交流電,直流電、交一直流電和脈沖供電等數(shù)種。其基本原理是通過(guò)電離子的作用,促使油、水離子的分離。
潤(rùn)濕聚結(jié)破乳。在原油脫水和原油穩(wěn)定過(guò)程中,加熱有利于原油粘度的降低和提高輕質(zhì)組份的揮發(fā)程度。這也就促使了油水分離。
原油脫水甚費(fèi)能源,為了充分利用能源,原油脫水裝置與原油穩(wěn)定裝置一般都放在一起。為了節(jié)約能源,降低油氣揮發(fā)損耗,通過(guò)原油穩(wěn)定回收輕質(zhì)烴類,油田原油脫水工藝流程已趨向于“無(wú)罐密閉化”。無(wú)罐流程的顯著特點(diǎn)就是密閉程度高,油氣無(wú)揮發(fā)損耗。在流程密閉過(guò)程中,原油脫水工藝流程的密閉是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),因?yàn)樗倪\(yùn)行溫度較高,停留時(shí)間又長(zhǎng),油氣容易揮發(fā)損耗。據(jù)測(cè)定,若采用不密閉流程,脫水環(huán)節(jié)的油氣損耗約占總損耗的50%。
原油脫水設(shè)備則是脫水技術(shù)的體現(xiàn),它在原油脫水過(guò)程中占有重要地位。一項(xiàng)脫水設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理與否,直接關(guān)系到脫水的效果、效率和原油的質(zhì)量,以及生產(chǎn)運(yùn)行成本,進(jìn)而影響原油脫水生產(chǎn)的總經(jīng)濟(jì)效益。因此,人們結(jié)合油氣集輸與處理工藝流程逐漸走向“無(wú)罐化”,即不再使用儲(chǔ)罐式沉降分離設(shè)備,而較普遍地采用了耐壓沉降分離設(shè)備,研制了先進(jìn)的大型的脫水耐壓容器。電脫水器是至今效率最高,處理能力最強(qiáng),依靠電場(chǎng)的作用對(duì)原油進(jìn)行脫水的先進(jìn)設(shè)備。電脫水器的形式有好多種,如:管道式、儲(chǔ)罐式、立式園筒形、球形等。隨著石油工業(yè)的發(fā)展,經(jīng)過(guò)不斷地實(shí)踐與總結(jié),趨向于大批采用臥式園筒形電脫水器。它的處理規(guī)模與生產(chǎn)質(zhì)量均已達(dá)到較高水平,每臺(tái)設(shè)備每小時(shí)的處理能力就能達(dá)到設(shè)備容積的好幾倍,凈化油含水率可降到0.03%以下。為了加快油田建設(shè)速度,提高脫水設(shè)備的施工予制化程度,將臥式電脫水器、油氣分離器、火筒加熱爐、沉降脫水器等四種設(shè)備有機(jī)的組合為一體,這種四合一設(shè)備,不僅結(jié)構(gòu)緊
湊,而且節(jié)約了大量的管線、閥門(mén)、動(dòng)力設(shè)備,特別是油田規(guī)模多變的情況下,這種合一設(shè)備可以根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的需要增加或減少設(shè)置臺(tái)數(shù),所以說(shuō)它具有較大的機(jī)動(dòng)靈活性。
⒉ 原油穩(wěn)定
原油穩(wěn)定就是把油田上密閉集輸起來(lái)的原油經(jīng)過(guò)密閉處理,從原油中把輕質(zhì)烴類如:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等分離出來(lái)并加以回收利用。這樣,原油就相對(duì)的減少了揮發(fā)作用,也降低了蒸發(fā)造成的損耗,使之穩(wěn)定。原油穩(wěn)定是減少蒸發(fā)損耗的治本辦法。但是,經(jīng)過(guò)穩(wěn)定的原油在儲(chǔ)運(yùn)中還需采取必要的措施,如:密閉輸送、浮頂罐儲(chǔ)存等。
原油穩(wěn)定具有較高的經(jīng)濟(jì)效益,可以回收大量輕烴作化工原料,同時(shí),可使原油安全儲(chǔ)運(yùn),并減少了對(duì)環(huán)境的污染。
原油穩(wěn)定的方法很多,目前國(guó)內(nèi)外采用的大致有以下四種:
一是,負(fù)壓分離穩(wěn)定法。原油經(jīng)油氣分離和脫水之后,再進(jìn)入原油穩(wěn)定塔,在負(fù)壓條件下進(jìn)行一次閃蒸脫除揮發(fā)性輕烴,從而使原油達(dá)到穩(wěn)定。負(fù)壓分離穩(wěn)定法主要用于含輕烴較少的原油。
二是,加熱閃蒸穩(wěn)定法。這種穩(wěn)定方法是先把油氣分離和脫水后的原油加熱,然后在微正壓下閃蒸分離,使之達(dá)到閃蒸穩(wěn)定。
三是,分餾穩(wěn)定法。經(jīng)過(guò)油氣分離、脫水后的原油通過(guò)分餾塔,以不同的溫度,多次氣化、冷凝,使輕重組分分離。這個(gè)輕重組分分離的過(guò)程稱為分餾穩(wěn)定法。這種方法穩(wěn)定的原油質(zhì)量比其它幾種方法都好。此種穩(wěn)定方法主要適用于含輕烴較多的原油(每噸原油脫氣量達(dá)10立方米或更高時(shí)使用此法更好)。
四是,多級(jí)分離穩(wěn)定法。此穩(wěn)定法運(yùn)用高壓下開(kāi)采的油田。一般采用3~4級(jí)分離,最多分離級(jí)達(dá)6~7級(jí)。分離的級(jí)數(shù)多,投資就大。
穩(wěn)定方法的選擇是根據(jù)具體條件綜合考慮,需要時(shí)也可將兩種方法結(jié)合在一起使用。
(四)原油庫(kù)的建設(shè)
用來(lái)接收、儲(chǔ)存和發(fā)放原油的場(chǎng)所叫原油庫(kù)。原油庫(kù)具有儲(chǔ)存油品單
一、收發(fā)量大、周轉(zhuǎn)頻繁等特點(diǎn),它是油田正常生產(chǎn)和原油外運(yùn)(或外輸)的一個(gè)重要銜接部分。根據(jù)不同的原油外運(yùn)方式,原油庫(kù)可分以下幾種。
鐵路外運(yùn)原油庫(kù):油庫(kù)內(nèi)建有專用鐵路線及有關(guān)裝油設(shè)備。如大慶油田在六十年代,其原油主要就是靠鐵路外運(yùn),油罐列車每天象長(zhǎng)龍一樣,從油庫(kù)將原油源源不斷的運(yùn)向全國(guó)有關(guān)煉油廠。
管線外輸原油庫(kù):是利用管線將原油外輸?shù)礁饔糜蛦挝?。但是,利用管線外輸?shù)挠吞?,又不一定都有原油?kù),如華北油田就沒(méi)有原油庫(kù)。華北的原油往北送往石樓,往南送往滄州和石家莊煉油廠都是用管線輸送。根據(jù)輸送距離和油量等因素,輸送管線途中還應(yīng)設(shè)有加熱和加壓站。
聯(lián)合外運(yùn)原油庫(kù):利用鐵路槽車和管線,將原油輸送給用油單位。如勝利油田的原油以前是管輸?shù)叫恋?,從辛店站又用鐵路槽車往外運(yùn),后來(lái)又建了東營(yíng)至黃島的輸油管線來(lái)外輸原油??拷;蚪拥挠吞?,也可考慮用船來(lái)將原油送給用油單位。另外對(duì)邊遠(yuǎn)的一些面積小、產(chǎn)油量少的油田,或者新建的油田還沒(méi)形成系統(tǒng)時(shí),也可用汽車?yán)屯膺\(yùn)。如二連的阿爾善油田,在開(kāi)發(fā)初期即是以汽車來(lái)外運(yùn)原油的。還有冀中油田的有些區(qū)塊,建設(shè)原則就是先建站、后建線,先拉油、后輸油。
原油庫(kù)一般由收油、儲(chǔ)存、發(fā)放設(shè)備及公用工程、生產(chǎn)和生活設(shè)施等部分組成。收油設(shè)備主要是指收油用的閥組。儲(chǔ)存原油的設(shè)備主要是儲(chǔ)罐。油田上的原油儲(chǔ)罐主要是立式園柱型金屬油罐。常用的有無(wú)力矩罐、拱頂罐和浮頂罐。從降低原油的蒸發(fā)損耗來(lái)看,浮頂罐比其它結(jié)構(gòu)形式的罐都優(yōu)越。發(fā)放設(shè)備是指將原油外運(yùn)或外輸所需要的設(shè)備。采用鐵路外運(yùn)時(shí),需要建鐵路專用線、裝油鶴管、棧橋、裝油泵和計(jì)量設(shè)備等。采用管線外輸時(shí),需要安裝外輸泵、外輸閥組、加熱設(shè)備和計(jì)量設(shè)備等。聯(lián)合外運(yùn)(輸)油庫(kù)的發(fā)放設(shè)備,則是以上兩種油庫(kù)發(fā)放設(shè)備的綜合。在可能的條件下,應(yīng)充分利用地形高差來(lái)裝車,以節(jié)省能源。
油庫(kù)的公用工程與原油處理站的公用工程基本一致。要強(qiáng)調(diào)的是油庫(kù)的安全和消防。原油庫(kù)一旦發(fā)生火災(zāi)和爆炸,后果是不堪設(shè)想的。
第五篇:勝利油田油氣集輸總廠輸油管道檢漏系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
勝利油田油氣集輸總廠輸油管道檢漏系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
常貴寧
(勝利油田油氣集輸總廠科技信息中心)
摘要:勝利油田油氣集輸總廠管理有3條輸油管道,分別為孤羅東、孤永東和東辛線。輸油管道檢漏系統(tǒng)于2001年前后投入運(yùn)行,至今一直長(zhǎng)周期運(yùn)行,在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的、不可替代的作用,減少了管道被盜次數(shù)和泄漏損失。在8年多的研究與推廣應(yīng)用過(guò)程中,解決了系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的多項(xiàng)問(wèn)題,如誤報(bào)多、靈敏度低、小流量泄漏不報(bào)警等,也走了一些彎路,如超聲波流量計(jì)廢棄、次聲波檢漏系統(tǒng)試驗(yàn)失敗等。
關(guān)鍵詞:輸油管道 泄漏監(jiān)測(cè) 檢漏系統(tǒng)
勝利油田油氣集輸總廠管理有3條輸油管道,孤羅東輸油管道為孤島首站—集賢站—東營(yíng)原油庫(kù),兩段管道分別長(zhǎng)42公里、32公里;孤永東輸油管道為孤島首站—永安站—東營(yíng)原油庫(kù),兩段管道分別長(zhǎng)32公里;東辛線輸油管道為東營(yíng)原油庫(kù)—二號(hào)站—三號(hào)站—四號(hào)站—101油庫(kù),全長(zhǎng)75公里。3條管道年輸送原油4000萬(wàn)噸。
孤羅東、孤永東輸油管道檢漏系統(tǒng)2001年投入運(yùn)行,東辛線輸油管道檢漏系統(tǒng)自2002年7月開(kāi)始投入運(yùn)行,至今一直長(zhǎng)周期運(yùn)行,在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的、不可替代的作用,減少了被盜次數(shù)和泄漏損失。在8年多的研究與推廣應(yīng)用過(guò)程中,解決了系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的多項(xiàng)問(wèn)題,也走了一些彎路?,F(xiàn)把經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié),以供同行參考。系統(tǒng)介紹
3套檢漏系統(tǒng)均采用“負(fù)壓波”技術(shù)原理進(jìn)行泄漏監(jiān)測(cè)和定位。泄漏的發(fā)生自然造成泄漏點(diǎn)壓力下降,這種壓力下降會(huì)沿著管道向兩端傳播,傳播的速度等于當(dāng)?shù)芈曀?,也跟水擊波相同,所以,很多?chǎng)合俗稱“壓力波”或“負(fù)壓波”。泄漏點(diǎn)離哪個(gè)站更近,站上的壓力變送器就先采集到壓力下降,檢漏系統(tǒng)通過(guò)對(duì)比這種時(shí)間差,根據(jù)公式就能計(jì)算出泄漏點(diǎn)的位置。
檢漏系統(tǒng)應(yīng)用了小波與相關(guān)相結(jié)合的數(shù)據(jù)處理定位方法,有機(jī)地將小波跟相關(guān)定位方法結(jié)合起來(lái),首先用小波消除噪聲,再用相關(guān)分析實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位,通過(guò)小波和相關(guān)兩種數(shù)學(xué)處理方法的綜合利用,提高了靈敏度和定位精度,最大限度地減少了誤報(bào)。
在初期安裝的硬件到現(xiàn)在還是使用,即“工控機(jī)+采集卡”模式,采集管道進(jìn)出兩端的壓力、溫度、流量數(shù)據(jù),壓力、溫度模擬信號(hào)采用研華PCL818LS,流量脈沖信號(hào)采用研華ADAM4080計(jì)數(shù)模塊,運(yùn)行基本穩(wěn)定可靠。2 出現(xiàn)問(wèn)題
2.1 誤報(bào)問(wèn)題
總廠檢漏系統(tǒng)在2001年~2002年應(yīng)用初期,系統(tǒng)存在“誤報(bào)多、故障率高”等問(wèn)題,嚴(yán)重影響了使用效果,誤喊“狼來(lái)了”多的后果就是嚴(yán)重降低了用戶的信任程度,使生產(chǎn)管理人員出現(xiàn)懷疑、排斥的態(tài)度。針對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)誤報(bào)多問(wèn)題,自主開(kāi)發(fā)了歷史數(shù)據(jù)分析定位軟件,并配置了專職數(shù)據(jù)分析員,當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警后,監(jiān)控人員把檢漏系統(tǒng)采集的歷史數(shù)據(jù)調(diào)出來(lái)拖動(dòng)“壓力下降拐點(diǎn)、上升沿”曲線,再由軟件計(jì)算出造成壓力波動(dòng)源的位置,從而大量排除了誤報(bào)。
2.2 小流量偷油報(bào)警問(wèn)題
管道在建設(shè)時(shí)中間站都沒(méi)有流量計(jì),檢漏系統(tǒng)只是靠壓力波來(lái)檢漏,實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)存在只能檢測(cè)較大的泄漏(瞬時(shí)泄漏量大于管道瞬時(shí)輸量1%),而且由于定位誤差,難以分清距離站很近(1公里以內(nèi))的泄漏或站內(nèi)操作。2004年、2005年,在兩座中間站的進(jìn)出站都安裝了容積式流量計(jì),使用效果非常好,使檢漏靈敏度大大提高,能夠檢測(cè)出瞬時(shí)流量為管道輸量0.2%的一些小量盜油和穿孔滲漏。
在根據(jù)兩端瞬時(shí)流量差檢漏時(shí),流量計(jì)的重復(fù)性的高低決定了檢漏的靈敏度。為減小流量計(jì)的誤差,一是采用高精度的流量計(jì),二是采取措施提高流量計(jì)的檢定精度。英國(guó)ATOMS公司的張君博士曾指出:“檢測(cè)到比儀表誤差更小的泄漏是可能的”,她在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中曾用準(zhǔn)確度1%的流量計(jì)檢測(cè)到瞬時(shí)泄漏量為0.5%總流量的泄漏。當(dāng)然,對(duì)于靠脈沖計(jì)數(shù)的流量計(jì)而言,這還與累積時(shí)間有關(guān),累積時(shí)間越長(zhǎng),靈敏度越高。
圖1為孤永東管線永安-東營(yíng)段,管道瞬時(shí)流量為950 m3/h,流量出現(xiàn)分流3m3/h,而壓力沒(méi)有任何異常。實(shí)際跑油位置距永安站1km。
圖1 小流量泄漏分流圖
2.3 小流量偷油定位問(wèn)題
依靠瞬時(shí)流量對(duì)比的辦法不能定位,即小流量(<瞬時(shí)流量1%)泄漏時(shí),壓力傳感器沒(méi)有反應(yīng)而使系統(tǒng)不能定位。此時(shí),我們可以依靠上下游流量的變化趨勢(shì)來(lái)判斷泄漏點(diǎn)在管道上的位置。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),泄漏發(fā)生后,上游流量增大或不變,下游流量肯定減少。如果泄漏點(diǎn)在管道中后段,上游流量不發(fā)生變化,只下游流量減少。一旦上游流量趨勢(shì)上升,則說(shuō)明泄漏點(diǎn)距離上游較近。
圖2為集賢到東營(yíng)段泄漏引起流量變化趨勢(shì)圖,流量分離30 m/h,跑油點(diǎn)距離首站5公里處。
3圖2 泄漏引起流量壓力變化趨勢(shì)圖 幾點(diǎn)教訓(xùn)
3.1 超聲波流量計(jì)報(bào)廢
為了提高泄漏監(jiān)測(cè)的可靠性,2002年,首先在永安站進(jìn)站安裝了一臺(tái)美國(guó)康創(chuàng)超聲波流量計(jì),它是一種外夾式傳感器,不用動(dòng)火,安裝方便,但是實(shí)踐效果很差,采集的瞬時(shí)流量波動(dòng)很大,甚至超過(guò)了10%,使其數(shù)據(jù)失去對(duì)比意義。
3.2 次聲波檢漏系統(tǒng)的試用與失敗
為了解決小流量泄漏的定位問(wèn)題,2006年,又引進(jìn)了所謂“次聲波測(cè)漏系統(tǒng)”,并進(jìn)行了放油試驗(yàn),但是使用效果不理想。這是一種依靠檢測(cè)泄漏時(shí)產(chǎn)生的聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)泄漏定位的,不需檢測(cè)流量信號(hào)。試驗(yàn)及后期應(yīng)用證明,它只適合檢測(cè)較大(瞬時(shí)泄漏量大于管道瞬時(shí)輸量5%)的突發(fā)性泄漏,定位誤差跟壓力波法相當(dāng),沒(méi)有實(shí)用價(jià)值,現(xiàn)已基本廢棄。結(jié)論
4.1 “壓力波+流量”實(shí)時(shí)對(duì)比分析的輸油管道檢漏技術(shù)是目前最成熟可靠的泄漏監(jiān)測(cè)定位方法; 4.2 流量信號(hào)在泄漏監(jiān)測(cè)中有著重要的作用
流量數(shù)據(jù)分瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。瞬時(shí)流量的實(shí)時(shí)對(duì)比分析報(bào)警以及累計(jì)流量的輸差對(duì)比,可以提高系統(tǒng)靈敏度、減少誤報(bào)。瞬時(shí)流量的采樣周期最好是每秒10次,累計(jì)流量一般每分鐘采集一次即可。輸油流量計(jì)有很多種,這里推薦兩種:容積式流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)。最常用的是容積式流量計(jì),如腰輪流量計(jì)、刮板流量計(jì),其次是質(zhì)量流量計(jì)。
4.3 強(qiáng)調(diào)“人機(jī)協(xié)作”的重要性
我們提出“人機(jī)協(xié)作”的概念,即提倡有專職人員監(jiān)控分析數(shù)據(jù)。由于目前泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都是基于監(jiān)測(cè)工藝參數(shù)分析判斷出泄漏發(fā)生的,數(shù)據(jù)采集的誤差不可避免,希望靠電腦軟件完全自動(dòng)報(bào)警是不現(xiàn)實(shí)的,也是不必要的。軟件的智能分析永遠(yuǎn)跟人腦之間存在差距,軟件自動(dòng)報(bào)警的靈敏度設(shè)置跟靈敏度之間也存在矛盾。因此,應(yīng)該由系統(tǒng)采集數(shù)據(jù),系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警靈敏度設(shè)置盡量高一些,提醒監(jiān)控人員進(jìn)行分析,從而會(huì)大大提高靈敏度,提高運(yùn)行效果。同時(shí),生產(chǎn)調(diào)度人員 信息互通,便于指揮協(xié)調(diào)生產(chǎn)。
4.1 檢漏系統(tǒng)應(yīng)該獨(dú)立于SCADA系統(tǒng)
鑒于檢漏系統(tǒng)對(duì)于保障管道正常安全運(yùn)行的重要性,以及在儀表選型等方面各有側(cè)重,檢漏系統(tǒng)應(yīng)該獨(dú)立于SCADA系統(tǒng),壓力傳感器、控制器、電源等都應(yīng)單獨(dú)設(shè)計(jì),溫度傳感器可與SCADA系統(tǒng)并采,用模擬量“一分二”隔離模塊(如上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所生產(chǎn)的隔離式安全柵EX8035),流量計(jì)發(fā)訊器則可使用數(shù)字量“一分二”隔離模塊EX3053。
參考文獻(xiàn) 王海生,王桂增, 輸油管線實(shí)時(shí)泄漏檢測(cè)系統(tǒng),油氣儲(chǔ)運(yùn),2001年12月 2 輸油管道檢漏系統(tǒng)研究報(bào)告
勝利油田油氣集輸總廠
2002.6 3 常貴寧
張炯
輸油管道檢漏系統(tǒng)設(shè)計(jì),石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2008.1
作者簡(jiǎn)介:常貴寧 1990年畢業(yè)于西南石油學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)專業(yè),現(xiàn)為勝利油田油氣集輸總廠科技信息中心任副主任。0546-8553399 slcgn@slof.com