新莊灣聯(lián)合站工藝設(shè)計(jì)(說(shuō)明書、計(jì)算書)

1、摘 要新莊灣聯(lián)合站位于甘肅省境內(nèi)某干道一側(cè)，該聯(lián)合站擬建于一塊大約是600m400m的區(qū)域上優(yōu)先征用。站址周圍無(wú)大型企事業(yè)單位及大型建（構(gòu)）筑物，距離礦場(chǎng)油庫(kù)53公里。該地區(qū)地勢(shì)較平坦開(kāi)闊，土質(zhì)為黃土。站外來(lái)油經(jīng)三相分離器、加熱爐、油氣分離器、電脫水器、穩(wěn)定塔等首先進(jìn)行油、氣、水的分離，再經(jīng)外輸泵和計(jì)量間等向外輸送。站內(nèi)氣體直接送往氣體處理廠進(jìn)行處理。站內(nèi)劃分為油罐區(qū)，污水處理區(qū)，工藝區(qū)，配電區(qū)，消防區(qū)，輔助生產(chǎn)區(qū)，設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)了有泵流程，同時(shí)也考慮了停電流程，即使故流程。根據(jù)任務(wù)書所給該站的處理量和各種設(shè)計(jì)參數(shù)，首先初步選擇了各工藝段設(shè)備，接著確定了總平面布置和聯(lián)合站的工藝流程。完成了站內(nèi)的水

2、力、熱力計(jì)算以及三相分離器、油氣分離器、電脫水器、加熱爐的選型和校核，并進(jìn)行了罐區(qū)計(jì)算，選取了浮頂油罐；接下來(lái)繪制了聯(lián)合站平面布置圖，聯(lián)合站工藝流程圖；之后又進(jìn)行了站內(nèi)管線的選取，以及外輸泵和脫水泵的選取。最后設(shè)計(jì)并畫了閥組間安裝圖。關(guān)鍵詞：聯(lián)合站；油氣分離；工藝流程；平面布置；泵房安裝AbstractThe Central Treating Station of Xin Zhuangwan is located in Bay Village in Gansu Province, a main road side, the Central Treating Station on a propo

3、sed approximately 600m 400m area on a priority acquisition. Around the site to non-large-scale enterprises and large-scale building (structure) building materials, oil depot 53 kilometers from the mine. Relatively flat topography of the area open, for the loess soil. The central treating station tre

4、ats well stream. Its main task is oil, gas and water separation. Gas, crude oil and water mixture flow into the central treating station. First, it goes into three phase separators, then goes through fluid jacket heaters, Two phase separators, electronic dehydrators, stabilization tower ,at last tre

5、ated crude oil is pumped to the mineral terminal.According to the mandate given by the book about treatment capacity and a variety of design parameters, the initial choice between the first paragraphs of various process equipment, and then identified the general layout and the joint station process.

6、 Meanwhile, the completion of the joint station general layout diagram and flow chart of a joint station, designed and painted a valve between the installation diagram. Key words: Central Treating Station; oil and gas separation; process; plan layout; Pumping Station Installation 目 錄 TOC o 1-3 h z u

7、 HYPERLINK l _Toc259093868 第一章 緒論 PAGEREF _Toc259093868 h 1 HYPERLINK l _Toc259093869 1.1 聯(lián)合站設(shè)計(jì)的目的和意義 PAGEREF _Toc259093869 h 1 HYPERLINK l _Toc259093870 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc259093870 h 2 HYPERLINK l _Toc259093871 1.3 研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容 PAGEREF _Toc259093871 h 7 HYPERLINK l _Toc259093872 1.3.1 研究目標(biāo) PAGER

8、EF _Toc259093872 h 7 HYPERLINK l _Toc259093873 1.3.2 研究的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc259093873 h 7 HYPERLINK l _Toc259093874 1.4 研究方案 PAGEREF _Toc259093874 h 8 HYPERLINK l _Toc259093875 第二章 聯(lián)合站設(shè)計(jì)說(shuō)明書 PAGEREF _Toc259093875 h 10 HYPERLINK l _Toc259093876 2.1 概述 PAGEREF _Toc259093876 h 10 HYPERLINK l _Toc259093877

9、2.1.1 簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc259093877 h 10 HYPERLINK l _Toc259093878 2.1.2 聯(lián)合站工藝系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc259093878 h 11 HYPERLINK l _Toc259093879 2.2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc259093879 h 12 HYPERLINK l _Toc259093880 2.2.1設(shè)計(jì)依據(jù) PAGEREF _Toc259093880 h 12 HYPERLINK l _Toc259093881 2.2.2設(shè)計(jì)規(guī)模 PAGEREF _Toc259093881 h 12 HYPER

10、LINK l _Toc259093882 2.2.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc259093882 h 13 HYPERLINK l _Toc259093883 2.3 站址選擇及總平面布置 PAGEREF _Toc259093883 h 14 HYPERLINK l _Toc259093884 2.3.1 站址選擇 PAGEREF _Toc259093884 h 14 HYPERLINK l _Toc259093885 2.3.2平面布置說(shuō)明 PAGEREF _Toc259093885 h 14 HYPERLINK l _Toc259093886 2.4 流程設(shè)計(jì)說(shuō)明 PAGERE

11、F _Toc259093886 h 16 HYPERLINK l _Toc259093887 2.4.1 流程設(shè)計(jì)原則 PAGEREF _Toc259093887 h 16 HYPERLINK l _Toc259093888 2.4.2 本站工藝流程 PAGEREF _Toc259093888 h 17 HYPERLINK l _Toc259093889 2.5設(shè)備及其布置安裝 PAGEREF _Toc259093889 h 18 HYPERLINK l _Toc259093890 2.5.1 進(jìn)站閥組的布置 PAGEREF _Toc259093890 h 18 HYPERLINK l _To

12、c259093891 2.5.2 油氣水三相分離器的布置安裝 PAGEREF _Toc259093891 h 18 HYPERLINK l _Toc259093892 2.5.3 泵房的布置安裝 PAGEREF _Toc259093892 h 18 HYPERLINK l _Toc259093893 2.5.4 電脫水器的布置安裝 PAGEREF _Toc259093893 h 19 HYPERLINK l _Toc259093894 2.5.5 鍋爐房的安裝說(shuō)明 PAGEREF _Toc259093894 h 19 HYPERLINK l _Toc259093895 2.6 管線的安裝說(shuō)明

13、PAGEREF _Toc259093895 h 20 HYPERLINK l _Toc259093896 第三章 聯(lián)合站工藝計(jì)算 PAGEREF _Toc259093896 h 21 HYPERLINK l _Toc259093897 3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算 PAGEREF _Toc259093897 h 21 HYPERLINK l _Toc259093898 3.1.1 設(shè)計(jì)規(guī)模 PAGEREF _Toc259093898 h 21 HYPERLINK l _Toc259093899 3.1.2 天然氣處理能力 PAGEREF _Toc259093899 h 21 HYPERLINK l _

14、Toc259093902 3.1.3 污水處理能力 PAGEREF _Toc259093902 h 21 HYPERLINK l _Toc259093903 3.2 油氣物性計(jì)算 PAGEREF _Toc259093903 h 21 HYPERLINK l _Toc259093904 3.2.1原油物性參數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc259093904 h 21 HYPERLINK l _Toc259093905 3.2.2天然氣的物性參數(shù) PAGEREF _Toc259093905 h 24 HYPERLINK l _Toc259093906 3.2.3 氣液相進(jìn)站流量計(jì)算 PAGEREF

15、 _Toc259093906 h 24 HYPERLINK l _Toc259093907 3.3主要設(shè)備的選型計(jì)算 PAGEREF _Toc259093907 h 26 HYPERLINK l _Toc259093908 3.3.1 三相分離器的選取與校核 PAGEREF _Toc259093908 h 26 HYPERLINK l _Toc259093911 3.3.2緩沖罐的選取與計(jì)算 PAGEREF _Toc259093911 h 29 HYPERLINK l _Toc259093912 3.3.3 電脫水器的選取與校核 PAGEREF _Toc259093912 h 30 HYPER

16、LINK l _Toc259093913 3.3.4 加熱爐的選取與計(jì)算 PAGEREF _Toc259093913 h 31 HYPERLINK l _Toc259093914 3.3.5 罐的選取與計(jì)算 PAGEREF _Toc259093914 h 33 HYPERLINK l _Toc259093915 3.4 站內(nèi)工藝管線的選取及水力、熱力的計(jì)算 PAGEREF _Toc259093915 h 35 HYPERLINK l _Toc259093916 3.4.1 進(jìn)站閥到三相分離器匯管計(jì)算與選取 PAGEREF _Toc259093916 h 35 HYPERLINK l _Toc2

17、59093917 3.4.2 三相分離器到緩沖罐管線計(jì)算與選取 PAGEREF _Toc259093917 h 38 HYPERLINK l _Toc259093918 3.4.3 緩沖罐到中間增壓泵到電脫水器間的管線計(jì)算與選取 PAGEREF _Toc259093918 h 40 HYPERLINK l _Toc259093919 3.4.4 電脫水器到加熱爐之間管線的計(jì)算與選取 PAGEREF _Toc259093919 h 42 HYPERLINK l _Toc259093920 3.4.5加熱爐到穩(wěn)定區(qū)之間管線的計(jì)算與選取 PAGEREF _Toc259093920 h 44 HYPE

18、RLINK l _Toc259093921 3.4.6原油穩(wěn)定塔到凈化油罐之間管線的計(jì)算與選取 PAGEREF _Toc259093921 h 45 HYPERLINK l _Toc259093922 3.4.7凈化油罐到加熱爐之間管線的計(jì)算與選取 PAGEREF _Toc259093922 h 46 HYPERLINK l _Toc259093923 3.4.8加熱爐到外輸泵之間管線的計(jì)算與選取 PAGEREF _Toc259093923 h 47 HYPERLINK l _Toc259093924 3.4.9事故管線的計(jì)算 PAGEREF _Toc259093924 h 48 HYPERL

19、INK l _Toc259093925 3.4.10站內(nèi)污水管線管徑的確定 PAGEREF _Toc259093925 h 51 HYPERLINK l _Toc259093926 3.4.11 站內(nèi)天然氣管徑的計(jì)算 PAGEREF _Toc259093926 h 53 HYPERLINK l _Toc259093931 3.4.12進(jìn)站閥組間的計(jì)算 PAGEREF _Toc259093931 h 54 HYPERLINK l _Toc259093932 3.4.13原油外輸部分的計(jì)算 PAGEREF _Toc259093932 h 55 HYPERLINK l _Toc259093933 3

20、.5泵的選型計(jì)算 PAGEREF _Toc259093933 h 57 HYPERLINK l _Toc259093934 3.5.1中間增壓泵（循環(huán)泵）的選取 PAGEREF _Toc259093934 h 58 HYPERLINK l _Toc259093935 3.5.2 外輸泵的選取 PAGEREF _Toc259093935 h 59 HYPERLINK l _Toc259093936 3.5.3事故泵的選取 PAGEREF _Toc259093936 h 60 HYPERLINK l _Toc259093937 第四章 結(jié)論 PAGEREF _Toc259093937 h 62 H

21、YPERLINK l _Toc259093938 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc259093938 h 64第一章 緒論1.1 聯(lián)合站設(shè)計(jì)的目的和意義聯(lián)合站設(shè)計(jì)是油氣集輸工藝設(shè)計(jì)的重要組成部分，對(duì)他的要求是使其最大限度的滿足油田開(kāi)發(fā)和油氣開(kāi)采的要求，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，生產(chǎn)安全可靠，保證為國(guó)家生產(chǎn)符合數(shù)量和質(zhì)量的油田產(chǎn)品。油田聯(lián)合站的主要作用是接收各轉(zhuǎn)油站來(lái)油，對(duì)油氣水進(jìn)行分離、凈化、加熱，將處理合格后的的原油、凈化污水、凈化天然氣向下一級(jí)油庫(kù)輸送。所以聯(lián)合站工藝流程的每一步都關(guān)系到是否能有效的利用石油資源、提高能源的開(kāi)發(fā)率和利用率，使聯(lián)合站能夠安全高效的運(yùn)行。聯(lián)合站的研究具有重大的現(xiàn)

22、實(shí)意義和應(yīng)用前景。根據(jù)聯(lián)合站的功能和規(guī)模，搞好優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷提高聯(lián)合站設(shè)計(jì)水平、爭(zhēng)取達(dá)到開(kāi)發(fā)方案的優(yōu)化、油田總體布局優(yōu)化、工藝流程優(yōu)化、自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化、聯(lián)合站總圖優(yōu)化、配套系統(tǒng)優(yōu)化，以合理有效的利用石油能源，提高能源的開(kāi)發(fā)率和利用率，使聯(lián)合站能夠安全高效的生產(chǎn)。 聯(lián)合站是油田油氣集輸過(guò)程中的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是集油氣分離、原油脫水、原油計(jì)量、穩(wěn)定外輸、油田注水、污水處理、消防即熱力系統(tǒng)等為一體的綜合生產(chǎn)過(guò)程。功能是：將分散在油田各處的油井產(chǎn)物加以收集；分離成原油、伴生天然氣和采出水；進(jìn)行必要的凈化、加工處理、使之成為油田商品、以及這些商品的儲(chǔ)存和外輸。同時(shí)油氣集輸系統(tǒng)還為油藏工程提供油藏動(dòng)態(tài)的基

23、礎(chǔ)信息，如：各油井汽水產(chǎn)量、汽油比、氣液比、井油壓和回壓、井流溫度等參數(shù)及隨生產(chǎn)延續(xù)各種參數(shù)的變化情況等，使油藏工作者能加深對(duì)油藏的認(rèn)識(shí)，適時(shí)調(diào)整油田開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和各油井的生產(chǎn)制度。因而氣油集輸系統(tǒng)不但將油井生產(chǎn)的原料集中、加工成油田產(chǎn)品，而且還為不斷加深對(duì)油藏的認(rèn)識(shí)、適時(shí)調(diào)整油藏開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方案、正確經(jīng)濟(jì)地開(kāi)發(fā)油藏提供科學(xué)依據(jù)1。在石油的開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)等生產(chǎn)過(guò)程中，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是生產(chǎn)管理的重要工作內(nèi)容，也是保證油田正常、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集與控制（SCADA）已經(jīng)成為生產(chǎn)的配套設(shè)施。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括泄漏監(jiān)測(cè)、壓力超高保護(hù)、溫度異常、含水超標(biāo)等。油田被稱為“沒(méi)有圍墻的工

24、廠”，油井、集輸站、聯(lián)合站星羅棋布，偏遠(yuǎn)分散，而石油的整個(gè)生產(chǎn)流程又通過(guò)管道連接起來(lái)，成為一個(gè)壓力系統(tǒng)，可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身，特別是泄漏事故時(shí)有發(fā)生，給油田造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。因此，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏等故障、優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)、減少盜油犯罪案件的發(fā)生、提高油田的現(xiàn)代化管理水平等具有重要的意義。 本課題的研究目的：選擇此課題的目的在于可以多了解一些關(guān)于聯(lián)合站建設(shè)方面的知識(shí)，通過(guò)對(duì)聯(lián)合站建設(shè)內(nèi)容的研究，使我更加了解聯(lián)合站在油田地面建設(shè)中的重要作用，特別是對(duì)油氣水的三相分離、原油脫水、輕烴回收以及聯(lián)合站的節(jié)能降耗等方面知識(shí)得到比較清楚的認(rèn)識(shí)。這也是將四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)

25、行一個(gè)系統(tǒng)綜合的機(jī)會(huì)，對(duì)于專業(yè)知識(shí)的理解和消化都有極大的幫助。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)高含水期和特高含水期油田采用的方法和措施：在高含水油田(區(qū)塊)建立獨(dú)立的預(yù)脫水系統(tǒng)，由大站集中脫水改為在井場(chǎng)分散脫水；在轉(zhuǎn)油站和大站推廣使用適用于高含水期油田原油預(yù)處理新流程。為此，原蘇聯(lián)各高含水期油田相繼研制出了一些礦場(chǎng)原油預(yù)處理新流程。全蘇石油集輸與預(yù)處理科學(xué)研究所研制出并在各油田推廣使用一中新流程，用于高含水期油田的轉(zhuǎn)油站預(yù)脫地層水，并使脫出的污水達(dá)到回注地層的標(biāo)準(zhǔn)。該流程的技術(shù)特點(diǎn)是利用氣浮選凈化污水的原理，把分離器中分離出的一部分天然氣不斷地、均勻地引入到排往污水接收罐的管線中，污水和氣泡在管線

26、中一起流動(dòng)時(shí)攜帶污水中懸浮的油滴浮到管道的上部，油滴相互聚結(jié)，進(jìn)入污水接收罐后很快分離。采用該技術(shù)后，污水的沉降時(shí)間減少了50%60%，及污水在沉降罐中的停留時(shí)間不超過(guò)1520min；凈化水剩余含油量為59mg/L，懸浮固體含量79mg/L；所需的沉降裝置數(shù)量相應(yīng)減少，而污水處理量卻大大增加。在處理高含水原油的同時(shí)收回破乳劑的流程：根據(jù)研究結(jié)果，可用不含破乳劑的水沖洗脫水原油，將原油中所含破乳劑沖洗到污水中，然后用氣浮的方法將破乳劑萃取出來(lái)重新加以利用。在實(shí)際調(diào)查和理論研究的基礎(chǔ)上，該局1989年在科圖爾-捷別油田推廣使用了一中可以回收破乳劑的熱化學(xué)原油預(yù)處理流程。流程的工作原理如下：由加藥裝

27、置添加破乳劑后的油水乳狀液經(jīng)泵送入加熱爐，加熱的乳狀液進(jìn)入沉降罐，從沉降罐中排出的含破乳劑的污水進(jìn)入壓力氣浮裝置，預(yù)脫水后的原油在進(jìn)入沉降罐深度脫水之前，有專門的管線添加新鮮水（淡水）沖洗原油中的破乳劑，含破乳劑的污水匯入污水管線流入壓力氣浮裝置，氣浮裝置中萃取出的破乳劑（含水部分）重新送入加藥裝置，凈化后的污水排入注水系統(tǒng)。整個(gè)萃取污水中和原油中破乳劑濃縮物的過(guò)程在這樣一個(gè)封閉循環(huán)中進(jìn)行。該油田使用以上流程后，在保證原油預(yù)處理質(zhì)量同時(shí)，大幅度地減少了破乳劑的投加劑量；提高了破乳劑的利用率；降低了原油處理的費(fèi)用。為提高原油破乳處理的效率，脫除地層水并實(shí)現(xiàn)原有深度脫水，韃靼石油科學(xué)研究所與全蘇石

28、油熱采工藝研究所和卡臘然巴斯石油熱采經(jīng)濟(jì)聯(lián)合體的專家們共同研制并推廣使用了一種新工藝流程，解決了卡臘然巴斯油田的高粘原油的預(yù)脫水、原有深度處理和除砂問(wèn)題。國(guó)內(nèi)勝利油田高含水期集輸系統(tǒng)配套工藝技術(shù)的主要攻關(guān)目標(biāo)是：通過(guò)采用高效油氣水砂思想分離裝置，在進(jìn)站不加熱的條件下達(dá)到分離后原油含水20%，污水含油500mg/L；應(yīng)用高含水原油預(yù)分離水旋流器進(jìn)行不加熱預(yù)分離，處理后原油含水率80%，污水含油1000mg/L。達(dá)到降低高含水原油加熱費(fèi)用，節(jié)約能耗，提高效率的目的。采用污水除油水力旋流對(duì)含油污水常溫除油，簡(jiǎn)化污水除油工藝，提高除油效率。旋流器進(jìn)口污水含油1000mg/L時(shí)，出口污水含油50mg/L

29、。采用旋液環(huán)流式高含水原油除砂期對(duì)高含水原油進(jìn)行除砂，除砂率在80%以上。研制油井兩相分離變壓控制計(jì)量裝置，對(duì)現(xiàn)用的玻璃管量油分離器進(jìn)行改造，提高精度和自動(dòng)化水平2。改造后，在采出液含水90%條件下，計(jì)量精度為：油10%，水5%，氣10%。結(jié)合油田采出水處理后回注地層，處理后水質(zhì)要求高的特點(diǎn)，水處理采用一級(jí)除油，二級(jí)過(guò)濾的工藝技術(shù)，采用了改性纖維球過(guò)濾器、重力式粗粒化斜管除油、襯塑鋁合金復(fù)合管道和玻璃鋼管道等新工藝、新設(shè)備、新材料，同時(shí)在各階段投加緩蝕劑、混凝劑和殺菌劑等藥品。 在污水處理系統(tǒng)中采用的改性纖維球過(guò)濾技術(shù)，主要以改性纖維球?yàn)闉V料，利用改性纖維球親油疏水、親水疏油的雙重性，以達(dá)到截

30、污能力強(qiáng)、便于反沖洗的目的，與傳統(tǒng)過(guò)濾器相比工作效率顯著提高。藥劑的投加和工藝設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，充分保證藥劑反應(yīng)所需的水力條件，在提高藥劑效果的同時(shí)減少了投藥量。使殺菌、絮凝、助凝、緩蝕及阻垢等藥劑的投加更加合理有效。處理后污水均用作注水用水。出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)按長(zhǎng)慶油田污水回注指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)（修訂）滲透率為0.01 m2的類標(biāo)準(zhǔn)控制。污水處理及回注工藝的成功應(yīng)用，既解決了污水出路，保護(hù)了環(huán)境，又節(jié)省了水資源，使得油田生產(chǎn)廢水得到有效利用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益3。采用科學(xué)新技術(shù)、借鑒其他各油田成功經(jīng)驗(yàn),今后集輸技術(shù)主要向以下方向發(fā)展:原油集輸處理系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)化、流程縮短、能耗低的方向發(fā)展。隨著高效

31、三相分離器的成功應(yīng)用, 取消電脫水器不僅成為可能, 而且在部分聯(lián)合站已經(jīng)實(shí)現(xiàn), 今后推進(jìn)工藝流程簡(jiǎn)化、縮短, 從而降低集輸處理能耗是油田在高含水期面臨且必須解決的問(wèn)題之一。防腐技術(shù)、除防垢技術(shù)及管線泄漏報(bào)警定位的技術(shù)應(yīng)用將被大力推廣。隨著高含水期的到來(lái), 管線腐蝕結(jié)垢問(wèn)題將是困擾和制約油田今后發(fā)展的重要因素之一, 防腐技術(shù)、除防垢技術(shù)、管線泄漏報(bào)警定位是今后面臨的重要技術(shù)課題。地面水驅(qū)及聚合物驅(qū)兩套系統(tǒng)將向著“有分有合、分合結(jié)合”的方向發(fā)展。隨著三次采油技術(shù)的應(yīng)用, 如何解決隨之而來(lái)的集輸處理問(wèn)題也是今后面臨的重要技術(shù)課題。集輸處理系統(tǒng)將向著數(shù)值模擬化及自動(dòng)化方向發(fā)展。為了提高油田生產(chǎn)管理和運(yùn)

32、行管理效率, 降低管理成本, 提高管理水平, 數(shù)字化、自動(dòng)化油田建設(shè)是油田今后的發(fā)展方向4。美國(guó)海灣石油公司于1954年10月，建成世界上第一套自動(dòng)監(jiān)控輸送系統(tǒng)(Ledge Automatic Control Transmission system，簡(jiǎn)稱LACT)裝置，解決了原油的自動(dòng)收集、處理、計(jì)量和輸送問(wèn)題，到1967年底，美國(guó)陸地石油公司己有75%的原油采用LACT裝置。在LACT應(yīng)用的同時(shí)，一些原油處理站出現(xiàn)了以閉環(huán)控制為特點(diǎn)的就地自動(dòng)化控制系統(tǒng)。從六十年代末期以后，計(jì)算機(jī)及PLC技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于油田聯(lián)合站內(nèi)的部分生產(chǎn)系統(tǒng)中，但此時(shí)聯(lián)合站集輸系統(tǒng)還是處于簡(jiǎn)單常規(guī)儀表控制時(shí)期。隨著集輸工

33、藝上計(jì)量站的形成和中心處理站(簡(jiǎn)稱聯(lián)合站)的產(chǎn)生，集散控制系統(tǒng)(Distribute Control System，簡(jiǎn)稱DCS)開(kāi)始應(yīng)用于聯(lián)合站集輸系統(tǒng)中代替常規(guī)儀表。進(jìn)入九十年代，DCS的功能越來(lái)越強(qiáng)，工作也越來(lái)越可靠。如HONEYWELL公司的TDC3000系統(tǒng)、FISHER-ROSEMOUNT公司的PROVOX系統(tǒng)等數(shù)十個(gè)廠商的DCS都在油氣處理站有所應(yīng)用。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，SCADA ( Supervisory Control And DataAcquisition)即監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來(lái)越多地應(yīng)用于油田生產(chǎn)控制與管理中。 SCADA系統(tǒng)與在油氣開(kāi)采中的處理設(shè)備上的檢測(cè)儀表和控制設(shè)

34、備直接相連接。這樣連接能夠?qū)崟r(shí)和不斷地獲取檢測(cè)儀表所檢測(cè)到的運(yùn)行信息。SCADA系統(tǒng)還可以主要是面向操作人員的需要，也可以是多用途的，提供操作、計(jì)算、管理和經(jīng)營(yíng)等功能。進(jìn)入90年代以來(lái)，一場(chǎng)拉動(dòng)自動(dòng)化儀器儀表工業(yè)“革命”和儀器儀表產(chǎn)品全面更新?lián)Q代的技術(shù)在國(guó)際、國(guó)內(nèi)引起人們廣泛的注意和高度重視，其發(fā)展的勢(shì)頭已成為世界范圍內(nèi)的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，這就是被產(chǎn)業(yè)界人士稱為“自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的一次具有深遠(yuǎn)影響的重大變革”的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)以及基于現(xiàn)場(chǎng)總線的工業(yè)過(guò)程智能自動(dòng)化儀表和基于現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，構(gòu)成了新一代的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)先進(jìn)體系，向更高層次的“綜合自動(dòng)化”推

35、進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“綜合自動(dòng)化”是當(dāng)代自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的方向5。現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表及其基于現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)將成為實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化最有效的裝備?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)的核心是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和控制技術(shù)的綜合與集成，是過(guò)程控制技術(shù)、自動(dòng)化儀表技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三大技術(shù)發(fā)展的交匯點(diǎn)。發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的全開(kāi)放分散控制系統(tǒng)己成為自動(dòng)化領(lǐng)域廣為關(guān)注的焦點(diǎn)課題。國(guó)際上現(xiàn)場(chǎng)總線的研究開(kāi)發(fā)正在深入開(kāi)展。國(guó)外一些大的自動(dòng)化公司在九十年代后期都推出了自己的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品。美國(guó)等一些國(guó)外油田已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用這些產(chǎn)品6。 目前，國(guó)內(nèi)油田的聯(lián)合站、實(shí)驗(yàn)站、外輸油(氣)站都安裝了PLC(DCS)

36、控制系統(tǒng)及儀表盤，這些控制系統(tǒng)和儀表盤在站內(nèi)參數(shù)監(jiān)視、流程控制方面的作用已經(jīng)是人工無(wú)法替代的。聯(lián)合站是對(duì)各轉(zhuǎn)油站來(lái)液進(jìn)行集中處理的地方，它主要包括含水原油自然沉降系統(tǒng)(一段脫水)；電脫水系統(tǒng)(二段脫水)；污水處理系統(tǒng)；成品油外輸系統(tǒng)；污水回注系統(tǒng)；而聯(lián)合站中最重要的就是原油集輸系統(tǒng)，包括含水原油自然沉降系統(tǒng)(一段脫水)，電脫水系統(tǒng)(二段脫水)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站脫水系統(tǒng)的良好控制，對(duì)于保證聯(lián)合站平穩(wěn)運(yùn)行，確保生產(chǎn)安全與輸出油品質(zhì)量，具有十分重要的意義。聯(lián)合站計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，大都采用的是單回路給定點(diǎn)的PID控制算法PID控制是最早發(fā)展起來(lái)的控制策略之一，按偏差的比例積分和微分進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器稱為PID控

37、制器，它是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟，應(yīng)用最廣泛的一種調(diào)節(jié)器但是在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，往往具有非線性，時(shí)變不確定性，難以建立精確數(shù)字模型，應(yīng)用常規(guī)PID控制器不能達(dá)到理想的控制效果。因此，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力和逼近任意函數(shù)的能力，把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的PID控制有機(jī)結(jié)合尋找一個(gè)最佳的PID非線性組合控制規(guī)律，將在一定程度上解決傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器不易在線實(shí)時(shí)整定參數(shù)，難于對(duì)一些復(fù)雜過(guò)程和參數(shù)慢時(shí)變系統(tǒng)進(jìn)行有效控制的不足，從而提高控制器對(duì)系統(tǒng)與環(huán)境的適應(yīng)能力和控制效果。在采油廠聯(lián)合站中，各種儀器設(shè)備都要處于全年時(shí)時(shí)刻刻運(yùn)行的工作狀況，而原油生產(chǎn)的油井油站相對(duì)分散，但是如果這些儀器設(shè)備的原始數(shù)據(jù)完全由人工來(lái)

38、采集，需要投入大量的人力物力，其精度保證率很低，人為因素很多。所以，如何改進(jìn)和提高原油自動(dòng)計(jì)量、數(shù)據(jù)自動(dòng)分析、實(shí)時(shí)監(jiān)控，是擺在油田企業(yè)急需攻關(guān)解決的首要課題。原油計(jì)量準(zhǔn)確與否，關(guān)系到各區(qū)塊地質(zhì)開(kāi)采方案的計(jì)算和編制；關(guān)系到原油產(chǎn)量的上產(chǎn)；關(guān)系到采收率的真實(shí)度；關(guān)系到勘探開(kāi)發(fā)的部署；關(guān)系到企業(yè)的效益。因此充分利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、工業(yè)控制、電子技術(shù)，革新傳統(tǒng)手工操作、分散計(jì)量和統(tǒng)計(jì)報(bào)表的舊生產(chǎn)工藝，從而達(dá)到提高原油計(jì)量高精度的遠(yuǎn)程集中化科學(xué)管理和實(shí)時(shí)在線監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)流程操作全自動(dòng)化；根據(jù)監(jiān)控中心提示及時(shí)地采取相應(yīng)的措施，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行；存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)以便分析生產(chǎn)狀況，統(tǒng)籌規(guī)劃。國(guó)內(nèi)油田聯(lián)合站是原有生

39、產(chǎn)過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是集集輸、污水處理、注水等多個(gè)系統(tǒng)為一體的綜合性生產(chǎn)過(guò)程。其中集輸系統(tǒng)是進(jìn)行原油脫水、實(shí)現(xiàn)油水分離的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到成品原油的質(zhì)量及污水回注的質(zhì)量，關(guān)系到聯(lián)合站的節(jié)能降耗；也決定著聯(lián)合站生產(chǎn)過(guò)程的安全平穩(wěn)運(yùn)行及原油生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行、保證外輸凈化油含水、節(jié)省能源、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益5。油氣集輸系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要作用。由于各油田乃至各區(qū)所處的環(huán)境不同，油藏性質(zhì)、開(kāi)發(fā)方案、工藝條件、油氣井產(chǎn)品構(gòu)成、油氣性質(zhì)等千差萬(wàn)別，油氣集輸系統(tǒng)必須在各種生產(chǎn)情況變化的條件下，安全經(jīng)濟(jì)地產(chǎn)出合格產(chǎn)品。油氣集輸系統(tǒng)不僅在石油工業(yè)內(nèi)部是聯(lián)系產(chǎn)、運(yùn)、銷的紐

40、帶，在全國(guó)以至國(guó)際范圍內(nèi)，夜視能源保障系統(tǒng)得重要一環(huán)。石油和天然氣是世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和任命生活中不可缺少的重要能源，但全球油氣資源的分布卻很不均衡，以天然氣為例，世界藝壇綿亙的生與儲(chǔ)量中，俄羅斯占34%，且高度集中在西西伯利亞的遠(yuǎn)東地區(qū)的巨型氣田中。人口占世界不到5%的中東地區(qū)占有32%的儲(chǔ)量，而人口占世界近60%的亞洲，只有約9%的探明儲(chǔ)量。我國(guó)的分布不均情況也和世界類同，新疆塔里木盆地的資源量占全國(guó)的23%，海域占21%。一方面資源大都分布在遠(yuǎn)離消費(fèi)中心的邊緣地區(qū)，另一方面各國(guó)和各地區(qū)的需求量又差別很大。據(jù)有關(guān)部門預(yù)測(cè)，到2010年我國(guó)上海、江蘇、浙江三省市的天然氣總需求量要比青海、甘肅兩

41、省的總需求量高出 10倍以上。不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)際，面對(duì)這一供需矛盾，都需要一個(gè)可靠而龐大的油氣集輸系統(tǒng)來(lái)聯(lián)系產(chǎn)地和消費(fèi)中心。油氣集輸系統(tǒng)的可靠與否不僅影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，也是制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)平衡發(fā)展的重要因素。歐美各大石油公司均不惜投入巨資建設(shè)油氣集輸設(shè)施，各國(guó)政府在油氣田地面生產(chǎn)、油氣儲(chǔ)備、管道安全、輸氣管網(wǎng)及城市配氣的運(yùn)營(yíng)等方面均制定了一系列法令、法規(guī)，一方面要加強(qiáng)油氣供應(yīng)的保障能力，另一方面又要控制大公司的壟斷。向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)過(guò)渡的我國(guó)油氣集輸系統(tǒng)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的石油、天然氣工業(yè)在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制內(nèi)，只重視產(chǎn)量，不關(guān)心銷售，生產(chǎn)出來(lái)的油氣銷售是由上級(jí)部門安排的。在整個(gè)產(chǎn)運(yùn)銷的流通過(guò)程中，

42、銷售環(huán)節(jié)占去了利潤(rùn)的大部分，而銷售的通暢與否又是與油氣集輸設(shè)施密不可分。在向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)過(guò)渡的過(guò)程中，人們已逐漸認(rèn)識(shí)到銷售環(huán)節(jié)對(duì)整體效益的重要性。隨著我國(guó)開(kāi)始實(shí)施油氣工業(yè)國(guó)際化經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略，必須逐步建成一套連接全國(guó)且運(yùn)轉(zhuǎn)靈活的國(guó)內(nèi)油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，包括油氣輸送干線網(wǎng)及與其配套相連的儲(chǔ)備庫(kù)、轉(zhuǎn)運(yùn)樞紐、港口及分配管網(wǎng)等，建設(shè)與國(guó)際油氣市場(chǎng)接軌的跨國(guó)油氣輸送干線的工作步伐也必然會(huì)加快。只有這樣，才能使我國(guó)的油氣集輸及儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)真正成為強(qiáng)有力的能源保障系統(tǒng)7。1.3 研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容1.3.1 研究目標(biāo)本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在根據(jù)新莊灣集輸站的基礎(chǔ)上，結(jié)合該站的原油物性，天然氣物性，氣象、工程地質(zhì)及水文資料，以設(shè)計(jì)一個(gè)

43、最優(yōu)聯(lián)合站為目的，展開(kāi)該課題的研究工作。1.3.2 研究的主要內(nèi)容1、計(jì)算及說(shuō)明書部分內(nèi)容(1)該聯(lián)合站原油處理能力計(jì)算，原油、天然氣物性計(jì)算； (2)方案設(shè)計(jì)（確定處理工藝和方框流程）；(3)主要設(shè)備選型計(jì)算： a. 分離器的臺(tái)數(shù)、尺寸； b. 緩沖罐的大小、臺(tái)數(shù)； c. 脫水器的臺(tái)數(shù)、尺寸； d. 加熱爐的臺(tái)數(shù)、熱負(fù)荷、熱效率； e. 泵的規(guī)格、型號(hào)、類型、功能、臺(tái)數(shù)； f. 儲(chǔ)油罐的個(gè)數(shù)、容量、防火堤等。 (4)根據(jù)地形測(cè)圖確定總平面布置；應(yīng)考慮的因素包括：平面、豎向、分區(qū)、道路、防火間距、消防、風(fēng)向、周圍環(huán)境、綠化、油氣流向、管線布置等；(5)撰寫該聯(lián)合站總平面布置說(shuō)明書，完成工程說(shuō)明

44、書的編制；(6)根據(jù)平面布置圖和方框流程圖確定聯(lián)合站的工藝流程，撰寫流程說(shuō)明，包括正常操作時(shí)的油氣水流向、事故（停電）、站內(nèi)循環(huán)時(shí)油氣流向；(7)進(jìn)行站內(nèi)水力、熱力計(jì)算和設(shè)備（如分離器、電脫水器、緩沖罐、加熱爐、泵等）的選型計(jì)算及數(shù)量的確定，完成工藝計(jì)算書的編制。2、繪圖部分內(nèi)容(1)聯(lián)合站總平面布置圖；(2)聯(lián)合站工藝流程圖；(3)閥組間安裝圖。1.4 研究方案1、利用圖書館和互聯(lián)網(wǎng)的資源，搜集與本設(shè)計(jì)題目相關(guān)的資料和信息，并進(jìn)行資料的整理和分類；2、調(diào)研有關(guān)聯(lián)合站設(shè)計(jì)方面的研究?jī)?nèi)容，查閱并翻閱與設(shè)計(jì)有關(guān)的外文文獻(xiàn)資料，撰寫開(kāi)題報(bào)告；3、完成方案論證，確定處理工藝和方框流程；4、根據(jù)任務(wù)書要

45、求，進(jìn)行該聯(lián)合站設(shè)計(jì)規(guī)模、原油物性和天然氣物性的計(jì)算；5、進(jìn)行設(shè)備的初選；6、進(jìn)行站內(nèi)水力、熱力計(jì)算和設(shè)備（如分離器、電脫水器、加熱爐、泵等）的選型計(jì)算及數(shù)量的確定，完成工藝及算書的編制。根據(jù)方框圖流程確定總平面布置；7、根據(jù)平面布置圖和方框流程圖確定聯(lián)合站的工藝流程，完成平面布置圖和流程圖，撰寫流程說(shuō)明，正常操作時(shí)的油氣水流向、事故（停電）、站內(nèi)循環(huán)時(shí)油氣流向；8、完成平面布置圖圖、工藝流程圖圖、閥組間安裝圖；9、完成工藝說(shuō)明書和工藝計(jì)算書的編制。第二章 聯(lián)合站設(shè)計(jì)說(shuō)明書2.1 概述聯(lián)合站設(shè)計(jì)是油氣集輸工藝設(shè)計(jì)的重要組成部分，為了使其最大限度地滿足油田開(kāi)發(fā)和油氣開(kāi)采的要求，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該做到技術(shù)

46、先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，生產(chǎn)安全可靠，保證為國(guó)家生產(chǎn)符合質(zhì)量要求的合格油田產(chǎn)品。2.1.1 簡(jiǎn)介聯(lián)合站，即集中處理站，是油田地面集輸系統(tǒng)中重要組成部分。就油田的生產(chǎn)全局來(lái)說(shuō)，油氣集輸是繼油藏勘探、油田開(kāi)發(fā)、采油工程之后的很重要的生產(chǎn)階段。如果說(shuō)油藏勘探是尋找原油，油田開(kāi)發(fā)和采油工程是提供原料，那么油氣集輸則是把分散的原料集中處理，使之成為油田產(chǎn)品的過(guò)程。聯(lián)合站一般建在集輸系統(tǒng)壓力允許的范圍內(nèi)，為了不影響開(kāi)發(fā)井網(wǎng)以及油田中后期加密井網(wǎng)的布置與調(diào)整，應(yīng)盡量建在油田構(gòu)造的邊部。聯(lián)合站將來(lái)自井口的原油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品進(jìn)行集中、運(yùn)輸和必要的處理、初加工，將合格的原油送往長(zhǎng)距離輸油管線首站外輸，或者送往礦場(chǎng)

47、油庫(kù)經(jīng)其他運(yùn)輸方式送到煉油廠或轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭，合格的天然氣則集中到輸氣管線首站。聯(lián)合站一般包括如下的生產(chǎn)功能：油氣水分離、原油脫水、原油穩(wěn)定、天然氣脫水、輕油回收、原油儲(chǔ)存及向礦場(chǎng)油庫(kù)輸送、污水處理、凈化污水回注地層、接收計(jì)量輸來(lái)的油氣混合物、變配電、供熱及消防等。圖2-1-1 聯(lián)合站工作示意圖2.1.2 聯(lián)合站工藝系統(tǒng)概述1、油氣水混合物的收集一個(gè)區(qū)域中若干油井的井口產(chǎn)物經(jīng)過(guò)計(jì)量后，輸送到聯(lián)合站進(jìn)行集中處理。在收集的過(guò)程中對(duì)于高粘度、高凝點(diǎn)原油要采取一定措施，使它能夠在允許的壓力下安全的輸送到聯(lián)合站而不至于凝固在管線內(nèi)。通常采用的方法有：加熱保溫法；化學(xué)降粘、降凝法；物理降粘、降凝法。2、油氣水的

48、初步分離在實(shí)際生產(chǎn)工程中，從油井出來(lái)的不單是原油，常常含有氣、水、砂、鹽、泥漿等。為了便于輸送、儲(chǔ)存、計(jì)量和使用，必須對(duì)它們進(jìn)行初步分離。油井產(chǎn)物中常含有水特別在油井生產(chǎn)的中后期，含水量逐漸增多，利用離心重力等機(jī)械方法分離成氣液兩相。有些井出砂量很高，同時(shí)還應(yīng)該除去固體混合物。油氣水的初步分離主要在三相分離器中進(jìn)行，在開(kāi)式流程中，也在沉降罐中進(jìn)行。油和機(jī)械雜質(zhì)、鹽的分離一般與油水分離同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)含鹽、含砂量高時(shí)，有的要用熱水沖洗和降粘后再沉降分離，連同水、機(jī)械雜質(zhì)和鹽一起脫除。3、原油脫水對(duì)輕質(zhì)、中質(zhì)含水原油，宜采用熱沉降、化學(xué)沉降法脫水；對(duì)中質(zhì)、重質(zhì)的高含水原油，先采用熱化學(xué)沉降法脫水，再用

49、電脫水，對(duì)乳化度高的高粘度、高含水原油，應(yīng)先破乳再沉降脫水。4、原油穩(wěn)定原油中甲烷、乙烷、丙烷、丁烷（正構(gòu)）在通常情況下是氣體，這些輕烴從原油中揮發(fā)出來(lái)時(shí)會(huì)帶走大量戊烷、己烷等成分，造成原油的大量損失，為了降低油氣集輸過(guò)程中的原油蒸發(fā)損耗，一個(gè)有效的方法就是將原油中揮發(fā)性強(qiáng)的輕烴比較完全的脫除出來(lái)，使原油在常溫下的蒸汽壓降低，這就是原油穩(wěn)定。原油穩(wěn)定所采用的方法可以分為閃蒸法和分餾法兩大類。閃蒸法又分為常壓閃蒸、負(fù)壓閃蒸和正壓閃蒸。5、輕烴回收從原油中脫除的輕烴，經(jīng)過(guò)回收加工是石油化工的重要原料，也是工業(yè)與民用的潔凈燃料。隨著石油化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展和世界性能源短缺，天然氣回收液烴技術(shù)得以迅速發(fā)

50、展，輕烴回收給國(guó)家創(chuàng)造了更多的財(cái)富。輕烴回收工藝基本可以分為三種：吸附法、油吸收法和冷凝分離法。我國(guó)油田氣輕烴回收都采用冷凝分離法，按冷凍深度不同，冷凝分離可以分為淺冷（-15-25）和深冷（-60-100）兩種。6、天然氣隨油井中原油一起采出的伴生氣，直接輸送到氣體處理廠。7、含油污水的凈化原油經(jīng)過(guò)沉降、脫水后放出來(lái)的水，還含有一定量的原油、泥砂等物質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)凈化才能回注或外排。從污水中回收污油，既節(jié)約能源又保護(hù)環(huán)境，經(jīng)過(guò)處理后的污水一般回注地層，保持油層壓力，提高油藏采收率。含油污水處理的常用方法是：重力沉降除油法、混凝沉降法、氣體浮選法、斜板除油法和過(guò)濾除油法。8、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)輔助生產(chǎn)

51、系統(tǒng)包括給排水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、采暖及通風(fēng)系統(tǒng)、道路系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都是聯(lián)合站的必要組成部分，是聯(lián)合站正常工作的保證。2.2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2.2.1設(shè)計(jì)依據(jù) 根據(jù)西安石油大學(xué)儲(chǔ)運(yùn)教研室下發(fā)的設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)過(guò)程中參考相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范a、油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)；b、油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范；c、油氣分離器規(guī)范；d、油田常用閥門選用手冊(cè)。2.2.2設(shè)計(jì)規(guī)模原油處理能力：197萬(wàn)噸年（純油）（綜合含水按86%計(jì)）預(yù)留原油接轉(zhuǎn)能力60萬(wàn)噸年，天然氣凈化能力19萬(wàn)m3/d系統(tǒng)配套工程：變電所一座，設(shè)置雙路電源供電：鍋爐房一座，消防泵房一座, 通訊裝置一套，道路。2.2.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1、原

52、油物性見(jiàn)表2-2-3（A）表2-2-3（A） 原油物性物性參數(shù)物性參數(shù)比重d420=0.8512原油初餾點(diǎn)78粘度(50)238原油含蠟43.5%凝固點(diǎn)28含瀝青質(zhì)12.3%含膠質(zhì)23.6%平均氣油比12Nm3/t含硫1.9%氣液進(jìn)站壓力0.54MPa氣液進(jìn)站溫度502、天然氣物性伴生氣組分見(jiàn)表2-2-3（B）表2-2-3（B） 伴生氣組分組分CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14C7H16C8H18CO2N2含量86.54.814.431.411.140.240.190.060.171.053、氣象工程地質(zhì)及水文資料見(jiàn)表2-2-3（C）表2-2-3（C） 氣象工程地質(zhì)及水文資料

53、地震等級(jí)按7級(jí)烈度設(shè)防地耐力8t/m2月平均最高溫度29.2月平均最低溫度-12最小頻率風(fēng)向冬季N風(fēng)頻6%最小頻率風(fēng)向夏季E風(fēng)頻3%月平均風(fēng)速5.2m/s最大凍土深度1.3m4、參考設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2-2-3（D）表2-2-3 （D） 參考設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)備項(xiàng)目參數(shù)設(shè)備項(xiàng)目參數(shù)三相分離器進(jìn)口溫度50電脫水器出口原油含水0.5%三相分離器出口溫度55電脫水器出口油污含油0.5%三相分離器控制壓力0.5MPa原油穩(wěn)定溫度60三相分離器出口原油含水40%原油穩(wěn)定壓力-0.04MPa原油緩沖罐控制壓力0.15MPa油罐儲(chǔ)存溫度4550電脫水器控制壓力0.3MPa電脫水器脫水溫度552.3 站址選擇及總平面布置2

54、.3.1 站址選擇該聯(lián)合站擬建于甘肅省境內(nèi)新莊灣地區(qū)，聯(lián)合站在一塊大約的區(qū)域上優(yōu)先征用。站址周圍無(wú)大型企事業(yè)單位及大型建（構(gòu)）筑物，距離礦場(chǎng)油庫(kù)53公里。該地區(qū)地勢(shì)較平坦開(kāi)闊，土質(zhì)為黃土。對(duì)于站址的選擇，從平面上考慮應(yīng)滿足下列要求：1、站址應(yīng)有一定的面積，使站內(nèi)建筑物之間能留有負(fù)載荷防火安全規(guī)定的間距離，并給站的擴(kuò)建和改造留有必要的余地；2、所選站址與附近企業(yè)、住宅、公用建筑物要保持應(yīng)有的安全防火距離；3、所選站址的交通、供電、供水、電訊等盡量方便，還應(yīng)靠近允許排污水的低洼帶或水塘，或者靠近考慮污水處理設(shè)施的地方，以便排除站內(nèi)的污水，不致?lián)p害農(nóng)田和水源；4、所選站址地勢(shì)較高或具有平緩傾斜，這種

55、地形使站內(nèi)易于排水，有利于油罐區(qū)和泵房的豎向布置，應(yīng)避免站址選擇在低洼沼澤地區(qū)或可能浸水的地區(qū)；5、盡可能不占或者少占用耕地，從工程地質(zhì)條件來(lái)考慮應(yīng)滿足如下要求：地耐力應(yīng)不小于0.145MPa，腐蝕性較小，沉陷不大且均勻，并且能很快停止，易于排水。沙土層、亞沙土、亞粘土基本上都能滿足上述要求，適宜建站，象粘土層巖石層、雜土層，不宜建站；6、若在鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者居民區(qū)選址時(shí)，應(yīng)選在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和居民區(qū)的最小風(fēng)頻的上風(fēng)向側(cè)和靠近公路的位置，這樣當(dāng)以最大風(fēng)頻刮風(fēng)時(shí)，聯(lián)合站和居民區(qū)互不影響，沿最小風(fēng)頻刮風(fēng)時(shí)，聯(lián)合站在居民區(qū)的上風(fēng)向，避免居民區(qū)可能發(fā)生的明火影響聯(lián)合站正常的運(yùn)行，聯(lián)合站站址應(yīng)避免窩風(fēng)地段，有較好的通風(fēng)環(huán)

56、境。2.3.2平面布置說(shuō)明聯(lián)合站各區(qū)的各種設(shè)備、建筑物油氣散發(fā)量的多少、火災(zāi)危險(xiǎn)程度、生產(chǎn)操作方式有很大的區(qū)別，有必要按生產(chǎn)操作、火災(zāi)危險(xiǎn)程度、經(jīng)營(yíng)管理的特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)布置，把特殊的區(qū)域進(jìn)行隔離，限制閑雜人員的出入，有利于安全管理。各區(qū)間應(yīng)有道路連通，便于安裝和消防工作。圖2-3-2 平面布置圖1、工藝區(qū)工藝區(qū)是聯(lián)合站的內(nèi)臟，對(duì)原油的初加工就是在這里完成的。該區(qū)經(jīng)過(guò)三次分離，即在油氣水三相分離器、緩沖罐和原油穩(wěn)定塔進(jìn)行分離。兩段脫水，即分別在油氣水三相分離器和電脫水器進(jìn)行，處理完是凈化油外輸。該區(qū)主要設(shè)備如下：油氣水三相分離器、緩沖罐、循環(huán)泵、電脫水器、原油穩(wěn)定裝置、加熱爐、流量計(jì)等。該區(qū)有火源

57、，又有危險(xiǎn)區(qū)，所以做平面布置時(shí)應(yīng)特別注意安全。2、原油罐區(qū)當(dāng)本站發(fā)生事故時(shí)，原油罐區(qū)可以儲(chǔ)存原油。本站共設(shè)三座浮頂油罐，罐區(qū)周圍設(shè)有密閉的防火堤，防火堤的有效容積不應(yīng)小于罐組內(nèi)最大油罐容量的一半。雨水排出口應(yīng)設(shè)在堤的內(nèi)側(cè)，雨水排出管線上應(yīng)裝有長(zhǎng)閉蝶閥或閘閥。該區(qū)采用半固定式消防，鍋爐和水套加熱爐供水由站外供水管線完成，也可由消防水罐供水。3、污水處理區(qū)污水處理在聯(lián)合站內(nèi)占有很重要的地位。因?yàn)榻?jīng)過(guò)原油脫水后的污水里含有大量的原油和其它的物質(zhì)，若污水任意排放將嚴(yán)重污染環(huán)境，污染大氣，破壞生態(tài)平衡，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)嚴(yán)重的危害。對(duì)含油污水進(jìn)行處理和回注，變有害為有利，提高了水的利用率，保護(hù)了地下

58、資源，因?yàn)槲鬯话愫驮?.2%0.8%左右，為節(jié)約原油，必須回收。含油污水處理后避免了污水的任意排放，保證了安全生產(chǎn)。污水處理標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于外排的含油污水，必須做到含油不大于10：對(duì)于回注的含油污水必須做到含油不大于30。4、供排水、消防系統(tǒng)油田注水、油田生產(chǎn)用水及生活、消防用水由供水系統(tǒng)提供，該站注水設(shè)有注水泵，注水罐，為了保證注水水質(zhì)，還有過(guò)濾間，配有壓力濾罐。站內(nèi)的消防設(shè)施由消防泵和消防水罐組成。消防水泵房和消防泡沫泵房合建。消防車庫(kù)不應(yīng)與汽車庫(kù)合建。罐區(qū)采用半固定式給水消防設(shè)施。5、鍋爐供熱區(qū)油氣集輸系統(tǒng)的站庫(kù)采暖，生產(chǎn)及生活熱負(fù)荷均由鍋爐房供給。供熱能力能適應(yīng)季節(jié)及遠(yuǎn)近熱負(fù)荷變化的要求

59、。單臺(tái)鍋爐最低熱負(fù)荷不宜低于額定熱負(fù)荷的30%，一般不設(shè)備用鍋爐，但當(dāng)一臺(tái)鍋爐因故停運(yùn)時(shí)，鍋爐房的供熱能力仍不小于最大供熱能力的50%。一個(gè)鍋爐房?jī)?nèi)宜統(tǒng)一鍋爐型號(hào)，供熱參數(shù)及燃燒方式。6、行政管理區(qū)設(shè)生產(chǎn)綜合辦公樓一座，內(nèi)設(shè)調(diào)度室、辦公室、會(huì)議室、資料室、總機(jī)室等。站內(nèi)設(shè)有花壇，綠化帶等綠化場(chǎng)所，要求綠化面積為站場(chǎng)占地總面積的10%。 2.4 流程設(shè)計(jì)說(shuō)明2.4.1 流程設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)工藝流程應(yīng)能保證聯(lián)合站處理的油氣產(chǎn)品的質(zhì)量要求，產(chǎn)量高，經(jīng)濟(jì)效益好。在滿足聯(lián)合站各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分采用先進(jìn)技術(shù)，考慮各種能量的合理利用，采用密閉流程，避免各種蒸發(fā)損耗，工藝流程應(yīng)能適應(yīng)操作的變化，但又要避

60、免煩瑣，防止浪費(fèi)，管線閥門要盡量少，線路要短，油氣流向合理。在原油開(kāi)采至凈化外輸?shù)娜荛]流程，要比開(kāi)式流程有多方面的優(yōu)點(diǎn)：1、一般的開(kāi)式流程原油損耗約為24%，而密閉后能降低到0.5%以下，密閉式流程不僅降低了油氣損耗，而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。2、密閉式流程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本降低，有利于提高自動(dòng)化工致程度和管理水平。2.4.2 本站工藝流程該站除正常的生產(chǎn)流程外，還有站內(nèi)循環(huán)以滿足原油不需外輸時(shí)的要求，還有原油罐區(qū)用以事故（如停電）發(fā)生后儲(chǔ)存油品，等來(lái)電后，再進(jìn)入正常工作，避免因聯(lián)合站或外輸管線的突發(fā)事故而影響油田生產(chǎn)。原油在聯(lián)合站內(nèi)處理的工藝流程如下：1、正常流程： 注破乳劑 氣計(jì)量氣站站外來(lái)油