石油輸送工藝

1、石油輸送工藝一、油田集輸技術(shù)概念石油和天然氣由油井流到地面以后，如何把它們從一 口口油井上 集中起來，并把油和氣分離開來，再經(jīng)初步加工成為合格的原油和天 然氣分別儲存起來或者輸送到煉油廠，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)特點和原油性質(zhì)， 不同的地理氣候環(huán)境，以及油田開發(fā)進程的變化而選定、而變化的。 例如，由于原油粘度大小、凝固點高低的不同，高寒與炎熱地區(qū)的差 別，對原油的集輸技術(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，當油田開發(fā)進入中、后期，油井

2、中既有油、氣， 又有大量的水，不僅要把油、氣分離開來，而且還要把水分離出來， 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 過程。這一過程從油井井口開始，將油井生產(chǎn)出來的原油和伴生的天 然氣產(chǎn)品，在油田上進行集中和必要的處理或初加工。使之成為合格 的原油后，再送往長距離輸油管線的首站外輸，或者送往礦場油庫經(jīng) 其它運輸方式送到煉油廠或轉(zhuǎn)運碼頭；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。二、輸油各環(huán)節(jié)介紹和工程建設(shè)概括地說油氣集輸

3、的工作范圍是指以油井為起點，礦場原油庫或 輸油、輸氣管線首站為終點的礦場業(yè)務(wù)。一般油氣集輸系統(tǒng)包括：計量站、接轉(zhuǎn)站、集中處理站，這叫三 級布站。也有的是從計量站直接到集中處理站，這叫二級布站。集中 處理、注水、污水處理及變電建在一起的叫做聯(lián)合站。計量站、集中處理站是收集油氣并對油氣進行初步加工的主要場 所，它們之間由油氣收集和輸送管線聯(lián)接。（一）計量站的設(shè)置和建設(shè)計量站的作用主要是計量油井油氣產(chǎn)量，并將一定數(shù)量（714 口）油井的油氣匯集起來，再通過管道輸送到油氣處理站。另外，計 量站還向井口加熱設(shè)備提供燃料等。計量站的種類，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：單管計

4、量站、雙管 計量站和三管計量站。計量站的設(shè)施，一般有各井來油管匯（也叫總 機關(guān)）、計量分離器、加熱爐、計量儀表等。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 以及國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展水平等。國內(nèi)外油氣集輸流程的發(fā)展 趨勢基本是小站計量，大站集中處理，密閉輸送，充分利用天然資源。 總的有兩種流程：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。對這類原油國內(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

5、加熱而進行輸送；間接加熱輸送是 采用熱水伴隨、蒸汽伴隨或電表皮效應(yīng)等加熱方式進行輸送。我國有 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。單管或雙管不加熱密閉混輸流程：在歐美國家的大多數(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。（二）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

6、承擔的任 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)開發(fā)部門提 供的資料綜合對比后確定。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、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)定原油儲罐、外輸泵、流量計、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。（三）原油庫的建設(shè)用來接收、儲存和發(fā)放原油的

7、場所叫原油庫。原油庫具有儲存油 品單一、收發(fā)量大、周轉(zhuǎn)頻繁等特點，它是油田正常生產(chǎn)和原油外運 （或外輸）的一個重要銜接部分。根據(jù)不同的原油外運方式，原油庫 可分以下幾種。鐵路外運原油庫：油庫內(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，油罐列車每天象長 龍一樣，從油庫將原油源源不斷的運向全國有關(guān)煉油廠。管線外輸原油庫：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?，又不一定都有原油庫，如華北油田就沒有原油 庫。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

8、運原油庫: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，后來又建了東營至黃島的輸油管線來外輸原油?？拷；蚪拥?油田，也可考慮用船來將原油送給用油單位。另外對邊遠的一些面積 小、產(chǎn)油量少的油田，或者新建的油田還沒形成系統(tǒng)時，也可膻車 拉油外運。如二連的阿爾善油田，在開發(fā)初期即是以汽車來外運原油 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。原油庫一般由收油、儲存、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。儲存原油的設(shè)備主 要是儲罐。油田上的原油儲罐主要是立式圓柱型金屬

9、油罐。常用的有 無力矩罐、拱頂罐和浮頂罐。從降低原油的蒸發(fā)損耗來看，浮頂罐比 其它結(jié)構(gòu)形式的罐都優(yōu)越。發(fā)放設(shè)備是指將原油外運或外輸所需要的 設(shè)備。采用鐵路外運時，需要建鐵路專用線、裝油鶴管、棧橋、裝油 泵和計量設(shè)備等。采用管線外輸時，需要安裝外輸泵、外輸閥組、加 熱設(shè)備和計量設(shè)備等。聯(lián)合外運（輸）油庫的發(fā)放設(shè)備，則是以上兩 種油庫發(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裝 車，以節(jié)省能源。油庫的公用工程與原油處理站的公用工程基本一致。要強調(diào)的是 油庫的安全和消防。原油庫一旦發(fā)生火災(zāi)和爆炸，后果是不堪設(shè)想的。三、原油管道輸送方式及工藝流程介紹長距離輸油管道由輸油站和線路組成。輸油站就

10、是給油流一定的 能量（壓力能和熱力能），按所處位置分首站、中間站、末站，中間 站按任務(wù)不同分加熱站、加壓站、熱泵站（加壓、加熱）。首站：輸 油管道起點的輸油站，任務(wù)是接受（計量、儲存）原油，經(jīng)加壓、加 熱向下一站輸送；輸油管道終點的輸油站稱末站，接受來油和把油品輸給用油單位，配有儲罐、計量、化驗及運轉(zhuǎn)設(shè)施。（一）輸送工藝1、“旁接油罐”式輸送工藝：上站來油可進入泵站的輸油泵也 可同時進入油罐的輸送工藝，油罐通過旁路連接到干線上，當本站與 上下站的輸量不平衡時，油罐起緩沖作用，特點；a各管段輸量可不 等，油罐起緩沖作用；b各管段單獨成一水力系統(tǒng)，有利于運行調(diào)節(jié) 和減少站間的相互影響；c與“從泵到

11、泵”相比，不需較高的自動調(diào) 節(jié)系統(tǒng)，操作簡單。2、“從泵到泵”輸送工藝：為密閉輸送工藝，中間站不設(shè)緩沖 罐，上站來油全部直接進泵，特點：a可基本消除中間站的蒸發(fā)損耗； b整個管道成一個統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，充分利用上站余壓，減少節(jié)流， 但各站要有可靠的自動調(diào)節(jié)和保護裝置；c工藝流程簡單。（二）輸油站的基本組成1、主生產(chǎn)區(qū)：油泵房（輸油泵機組、潤滑、冷卻、污油回收等系統(tǒng)）；加熱系統(tǒng)（加熱爐和換熱器）；總閥室（控制和切換流程）；清管器收發(fā)室；計量間（流量計及標定裝置）；油罐區(qū)；站控室；油品預(yù)處理設(shè)施（熱處理、添加劑、脫水等）。2、輔助生產(chǎn)區(qū)：供電系統(tǒng)（變、配、發(fā)電）；供熱系統(tǒng)（鍋爐房、燃料油系統(tǒng)、熱力管

12、網(wǎng)等）； 給排水系統(tǒng)（水源、循環(huán)水、軟化水、消防水等）； 供風系統(tǒng)（儀表風、掃線用風）；陰極保護設(shè)施；消防及警衛(wèi)、機修化驗、庫房、辦公后勤設(shè)施等。（三）確定工藝流程的原則確定工藝流程是以滿足輸送工藝及各生產(chǎn)環(huán)節(jié)（試運投產(chǎn)、正常 輸送、停輸再啟動等）的要求為第一原則。輸油站的主要操作包括： a、來油與計量；b、正輸；c、反輸（投產(chǎn)前預(yù)熱管道或末站儲罐已 滿、或首站油源不足，被迫正、反輸以維持熱油管道最低輸送量）； d、越站輸送（全越站、壓力越站、熱力越站）；e、收發(fā)清管器；f、 站內(nèi)循環(huán)或倒罐（機組試運轉(zhuǎn)或烘爐）；g、停輸再啟動。中間站的工藝流程要和所采用的輸送方式相適應(yīng)（旁接油罐、從 泵到泵）

13、。便于維修和事故處理（線長、點多、連續(xù)，遇停電、管道 破損、加熱爐緊急放空及定期檢修等，要考慮放空掃線等操作）。采 用先進工藝和設(shè)備，安全高效。在滿足以上要求時流程盡量簡單，節(jié) 約投資。（四）輸油站單體工藝流程1、輸油泵工藝流程：國內(nèi)長距離輸送一般采用離心泵，單臺不 行時，多臺串聯(lián)或并聯(lián)使用。當大型離心泵需正壓進料時，設(shè)有輔助 增壓泵，它和主泵串聯(lián)運行，而輔助泵之間一般并聯(lián)運行。2、加熱爐工藝流程：在各輸油站加熱爐一般并聯(lián)運行，原油加 熱后一般控制在70C以下，原油進加熱爐的方式有單進單出、雙進 雙出、雙進單出等形式。3、泵與加熱爐的位置：一般把加熱爐放在輸油泵之前即泵前加 熱，優(yōu)點：a、油先

14、進爐后進泵，使加熱爐在低壓下工作，節(jié)省投資 又安全；b、降低進泵原油粘度，提高泵的效率，節(jié)省動力；c、改善 站內(nèi)管線的結(jié)蠟情況。4、管道清管流程：長距離熱油管道輸送，蠟析出附在管壁使輸 送能力下降，為清除積蠟和雜質(zhì)，長管道大多數(shù)站都設(shè)有管道清管系 統(tǒng)，包括收、發(fā)、轉(zhuǎn)清管器三個流程。5、輸油工藝流程操作原則：操作與切換，由調(diào)度統(tǒng)一指揮；遵 守“先開后關(guān)”的原則；高低壓銜接部位，先通低壓后通高壓，反之， 先切斷高壓再切低壓；流程切換，不得造成本站或下站加熱爐突然停 流；加熱爐的操作；保證通信暢通，及時聯(lián)系、反映運行情況等，作 到安全運行等。四、著重介紹原油脫水和原油穩(wěn)定原油脫水所有的油田都要經(jīng)歷含

15、水開發(fā)期的，特別是采油速度大和采取注 水強化開發(fā)的油田，無水采油期一般都較短，油井見水早，原油含水 率增長快。原油含水不僅增加了儲存、輸送、煉制過程中設(shè)備的負荷。而且增加了升溫時的燃料消耗，甚至因為水中含鹽等而引起設(shè)備和管道的結(jié)垢或腐蝕。因此，原油含水有百害無一利。但水在油田開發(fā)過 程中，幾乎是原油的“永遠伴生者”，尤其是在油田開發(fā)的中后期， 油井不采水，也就沒有了油。所以原油脫水就成為油田開發(fā)過程中一 個不可缺少的環(huán)節(jié)，一直受到人們的重視。多年的反復(fù)實踐，現(xiàn)在研究成功的多種原油脫水工藝技術(shù)有：（1）、沉降分離脫水。這是利用水重油輕的原理，在原油通過一 個特定的裝置時，使水下沉，油、水分開。這

16、也是所有原油脫水的基 本過程。（2）、化學破乳脫水。即利用化學藥劑，使乳化狀態(tài)的油水實行 分離。化學破乳是原油脫水中普遍采用的一種破乳手段。（3）、電破乳脫水。用于電破乳的高強度電場，有交流電，直流 電、交一百流電和脈沖供電等數(shù)種。其基本原理是通過電離子的作用， 促使油、水離子的分離。（4）、潤濕聚結(jié)破乳。在原油脫水和原油穩(wěn)定過程中，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“無罐密閉 化”。無

17、罐流程的顯著特點就是密閉程度高，油氣無揮發(fā)損耗。在流 程密閉過程中，原油脫水工藝流程的密閉是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因為它的 運行溫度較高，停留時間又長，油氣容易揮發(fā)損耗。據(jù)測定，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)，它在原油脫水過程中占有重 要地位。一項脫水設(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)運行成本，進而影響原油脫水生產(chǎn)的總經(jīng) 濟效益。因此，人們結(jié)合油氣集輸與處理工藝流程逐漸走向“無罐 化”，即不再使用儲罐式沉降分離設(shè)備，而較普遍地采用了耐壓沉降 分離設(shè)備，研制了先進的大型的脫水耐壓容器。電脫水器是至今效率 最高，

18、處理能力最強，依靠電場的作用對原油進行脫水的先進設(shè)備。 電脫水器的形式有好多種，如：管道式、儲罐式、立式園筒形、球形 等。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，經(jīng)過不斷地實踐與總結(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)量均已達到較高水平， 每臺設(shè)備每小時的處理能力就能達到設(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、動力設(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

19、或減少設(shè)置臺 數(shù)，所以說它具有較大的機動靈活性。原油穩(wěn)定原油穩(wěn)定就是把油田上密閉集輸起來的原油經(jīng)過密閉處理，從原油中把輕質(zhì)烴類如：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等分離出來并加以回收 利用。這樣，原油就相對的減少了揮發(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)過穩(wěn) 定的原油在儲運中還需采取必要的措施，如：密閉輸送、浮頂罐儲存 等。原油穩(wěn)定具有較高的經(jīng)濟效益，可以回收大量輕烴作化工原料， 同時，可使原油安全儲運，并減少了對環(huán)境的污染。原油穩(wěn)定的方法很多，目前國內(nèi)外采用的大致有以下四種：（1）、負壓分離穩(wěn)定法。原油經(jīng)油氣分離和脫水之后，再進入原 油穩(wěn)定塔，在負壓條件

20、下進行一次閃蒸脫除揮發(fā)性輕烴，從而使原油 達到穩(wěn)定。負壓分離穩(wěn)定法主要用于含輕烴較少的原油。（2）、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，使之達到閃蒸穩(wěn)定。（3）、分餾穩(wěn)定法。經(jīng)過油氣分離、脫水后的原油通過分餾塔， 以不同的溫度，多次氣化、冷凝，使輕重組分分離。這個輕重組分分 離的過程稱為分餾穩(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10立方米或更高時使用此法更好）。（4）、多級分離穩(wěn)定法。此穩(wěn)定法運用高壓下開采的油田。一般 采用34級分離，最多分離級達67級。分離的級數(shù)多，投

21、資就大。穩(wěn)定方法的選擇是根據(jù)具體條件綜合考慮，需要時也可將兩種方 法結(jié)合在一起使用。五、中國陸上主要輸油、氣管道概況1、華北、中部地區(qū)原油管道華北地區(qū)有大港油田、華北油田，都敷設(shè)有外輸原油管道，華北 地區(qū)的煉化企業(yè)，有地處北京燕山的東方紅煉油廠和大港煉油廠、天 津煉油廠、滄州煉油廠、石家莊煉油廠、保定煉油廠、內(nèi)蒙古呼和浩 特煉油廠。原油管道總長度1847.4公里。華北地區(qū)最早修建的原油主干線是秦皇島至北京的秦京線，為北 京東方紅煉廠供應(yīng)原料油。秦京線1974年4月開 工，1975年6月19日投產(chǎn)。管道全長324.6公里，年輸油能 力600萬噸。穿越河流11處，鐵路14處，公路40處，跨越河 流

22、（永定河1574米）和水渠5處。由洛陽石化設(shè)計院（中國石 化洛陽石化工程公司）設(shè)計，管道三公司和江漢油田建設(shè)公司施 工。大港至周李莊輸油管線1968年建設(shè)，這條管道是大港油田惟一 的一條原油外輸線。起點多次發(fā)生變化。總長210.5公里，年輸能 力500萬噸。任丘至滄州原油管道，1976年元月1日開工，4月1日投 產(chǎn)，全長109公里，年輸油能力500萬噸，1983年經(jīng)過改造，年 輸油能力770萬噸。以華北油田為源頭的原油管道，還有任滄復(fù)線； 任滄新線，任京線（任丘至北京）、滄臨線（滄州至臨邑），河 石線（河間至石家莊）、任保線（任丘至保定）、阿賽線（阿 爾善至賽汗塔拉）。中部地區(qū)油田，分布在湖北

23、和河南兩省境內(nèi)，有江漢油田、河南 油田和中原油田，主要煉油企業(yè)有湖北荊門煉油廠和河南洛陽煉油 廠。原油管道總長度1347.5公里。江漢原油管道有潛荊線（潛江至荊門），1970年建成，全 長90公里，年輸能力170萬噸。河南原油管道有魏荊線（魏崗至荊門）和魏荊復(fù)線。中原原油管道有濮臨線（濮陽至臨邑）、中洛線（濮陽至洛 陽）及中洛復(fù)線。另外，港口至煉廠原油管道總長度859.3公里。2、東北地區(qū)原油管道東北地區(qū)是原油生產(chǎn)的主要基地，有大慶油田、遼河油田和吉林 油田，原油產(chǎn)量大約占全國總產(chǎn)量的53.5%,原油管道達3399.6公 里。大慶油田從1966年起，年產(chǎn)量達到1066.89萬噸以后，探明 的石油資源并未全面開發(fā)。1970年7月，周