浅谈集输系统工艺改造存在问题及解决措施

联合站在整个集输系统中发挥着重要作用, 主要负责将井排 (计量间) 、转油站来液进行加压、加热、并利用物理和化学方法将来液进行初步分离, 使原油含水降至30%以下, 再经过二段的电脱水器作用, 使油水进一步分离, 从而使原油指标降至0.3%以下, 并将合格的原油输送到油库;分离出的水经过沉降、气浮选、过滤、物理杀菌等处理, 指标合格后被输送到注入站;天然气则通过初步的分离、压缩、冷凝处理后输送至天然气处理站。

1 联合站生产现状

随着大庆油田进入二次开发, 油田采出液含水率逐年上升, 处理量逐步增大, 原有的工艺、设备及设计能力已无法满足生产的需求, 为解决这一问题, 近年来, 联合站系统都进行了不同规模的工艺改造项目。例:采油一厂二矿北1-2联合站成立于1987年, 原日处理能力为二万五千立左右, 建有规格为5000m3的污水沉降罐及事故罐各一座, 排量为480m3/h的污水泵3台。接收中新210中转油站、中新205中转油站、中新217中转油站、三元217中转油站、中新212中转油站、聚北二放水站等共计六座中转站来液。来液进入站内油阀组, 先经游离水脱除器利用物理沉降的方法进行初步处理后, 油进入含水油缓冲罐, 再由脱水泵输送到加热炉进行加热, 最后进入到交直流复合电脱水器, 利用电、化学原理使原油达到合格, 脱出合格油进入净化油缓冲罐, 由外输油泵输送到西部供输油站。游离水脱除器、电脱水器的处理放水进入5000立沉降罐, 再由污水泵输送北1-2污水站、北1-3污水站进行进一步的处理。

2 改造情况

目前的日处理液量已增加到二点八万立方, 未改造前的处理能力已无法满足生产需要, 为改善这一状况, 在2005年和2007年分别经历了两次改造, 目前, 站内共有2座5000立污水沉降罐、2座5000立的事故罐, 及5台污水泵, 这5台泵中, 原有的3台处理量为480m3/h的污水泵负责处理2#沉降罐的污水, 新增设的2台处理能力为756m3/h污水泵负责处理1#沉降罐的污水, 并在两套污水泵进口处加设连通阀, 以满足生产需要。

3 存在问题

(1) 改造后的工艺存在以下问题:

根据生产需要, 开大泵出口, 加大负荷时, 就会出现泵效下降, 抽空频繁等不正常现象, 导致不能正常运行。

工艺改造前, 小排量污水泵的运行电流可达到220A-240A, 大排量污水泵的运行电流可达到460A以上。改造后, 小排量污水泵电流控制到215A左右就开始波动, 直至抽空, 而大排量的污水泵只要电流调到450A就开始波动, 这样一来, 不但没有提高生产能力, 反而给平稳生产带来了很大难度。

(2) 造成后果:

(1) 污水沉降罐经常处在高液位状态。

(2) 沉降罐内的油位始终高于收油槽高度, 收不上油。

(3) 由于经常抽空, 泵内转子与定子在缺乏介质的条件下运转, 容易发生干摩擦, 造成泵体结构的严重磨损或抱轴, 如果泵长时间空转, 摩擦发热, 有可能导致泵房内油蒸汽与空气的混合气体发生燃烧和爆炸。

4 原因分析

针对污水泵频繁抽空这一现象, 我们对原有的工艺和改造后的工艺系统进行了对比和分析, 发现原有的5000立污水沉降与新建的污水沉降罐在结构上基本一致, 且进、出口管线管径与新建沉降罐的进、出口管径一致 (φ640mm) , 运行多年却从来未出现污水泵抽空现象。

而新、老工艺之间唯一的区别就是新、旧沉降罐到污水泵间的距离不同, 原5000立沉降罐的出口至污水泵的距离只有40米左右, 而在对新建污水沉降罐选址时, 受到周围地势及原有的工艺布局的影响, 新建的1#污水沉降罐与泵距离150米, 2#污水沉降罐与泵距离190米, 且1#罐出口管线有弯头7处, 2#罐出口管线存在弯头9处, 使沿程管路阻力和局部的摩擦阻力增大, 再加上管道敷设存在高低落差所以出现了以上现象。

新工艺间对比:2#沉降罐与泵的距离要比1#沉降罐与泵的距离远40米, 且弯头多2处。因此, 由于泵与罐的距离远, 弯头多, 2#沉降罐的泵抽空频率比1#沉降罐的泵抽空频率要多。

5 解决方法

沉降罐出口管线高点带压开孔, 安装放空阀, 另外建一座排空沉降池, 岗位员工利用每两个小时巡回检查时, 对污水泵的进口管线, 也就是沉降罐的出口管线进行定期排空 (2小时排一次空) , 从而解决了污水泵频繁抽空的情况。

改造工程要考虑到新工艺、设施和原有工艺间的衔接问题, 在设计、施工前不仅要考虑到地形等其他因素的影响, 同时也要在保持原有工艺布局的前提下, 考虑到工艺的分布是否对流体的输送造成影响, 尤其是输油 (气) 管线的设计与布局 (若不合理, 除增大动力消耗和能量损失外, 冬季极易造成凝管等生产事故的发生) 。