聯(lián)合站原油集輸污水處理工藝講課

聯(lián)合站原油集輸污水處理工藝講課第1頁(yè)/共63頁(yè)

提綱:一、地面集輸系統(tǒng)二、原油處理系統(tǒng)三、污水處理四、消防系統(tǒng)第2頁(yè)/共63頁(yè)一、地面集輸系統(tǒng)1.1常溫集輸工藝簡(jiǎn)介油氣集輸?shù)湫土鞒谈鶕?jù)加熱保溫方式的不同，油田油氣收集的基本流程宜采用以下五種典型流程：(1)井口不加熱單管流程(2)井口加熱單管流程(3)井口摻液輸送雙管流程(4)單管環(huán)狀摻水流程(5)伴熱輸送三管流程第3頁(yè)/共63頁(yè)1.2常溫輸送工藝簡(jiǎn)介針對(duì)不同的原油物性、技術(shù)條件，需采用不同的集輸工藝，以適應(yīng)不同油藏條件下的開(kāi)發(fā)要求。常溫輸送工藝主要有：?jiǎn)喂懿患訜峁に?、摻水工藝、電伴熱工藝、破乳降粘工藝。?頁(yè)/共63頁(yè)單管不加熱工藝：端點(diǎn)井選用高含水油井，串聯(lián)、環(huán)狀連接油井后進(jìn)入轉(zhuǎn)油站或總站。摻水工藝：對(duì)距離較遠(yuǎn)的低含水、低產(chǎn)量的油井摻入常溫水，實(shí)現(xiàn)管線高含水、高液量，集輸管道鋪設(shè)的距離可以較遠(yuǎn)，這樣可以有更多的油井進(jìn)入常溫輸送系統(tǒng)。電伴熱工藝：采用新型管線材料，內(nèi)部有電加熱絲，用來(lái)補(bǔ)償管線熱損失適用于高粘度油井。破乳降粘工藝：對(duì)于產(chǎn)液為油包水型的高粘度油井，采用破乳降粘工藝進(jìn)入集輸管網(wǎng)。第5頁(yè)/共63頁(yè)表1-1常溫輸送工藝對(duì)比常輸工藝優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)不加熱工藝工藝簡(jiǎn)單、投資低、能耗低。只適用于粘度不太高的低含蠟原油。冬季井口回壓高、造成產(chǎn)液量下降。集輸半徑小。摻水工藝溫降小，集輸半徑大。冬季井口回壓低、產(chǎn)液量變化不大。摻水系統(tǒng)投資高，運(yùn)行費(fèi)用高。電伴熱工藝1.適用于高粘度井、邊遠(yuǎn)井的輸送。2.操作簡(jiǎn)單。1.管線投資高、運(yùn)行成本高。破乳降粘工藝1.適用于高粘度井、邊遠(yuǎn)井的輸送。1.定期加破乳劑、增加了現(xiàn)場(chǎng)工作量。2.對(duì)于低產(chǎn)量油井使用破乳劑成本高，經(jīng)濟(jì)上不劃算。第6頁(yè)/共63頁(yè)

由上表看出，國(guó)內(nèi)油田地面簡(jiǎn)化改造方案有以下特點(diǎn)：(1)常輸系統(tǒng)以不加熱工藝為主，摻水、增壓為輔助工藝。(2)取消了計(jì)量間，采用功圖計(jì)量、區(qū)塊計(jì)量等方案。(3)各油田根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)現(xiàn)了一級(jí)半或兩級(jí)布站。第7頁(yè)/共63頁(yè)1.3油田常見(jiàn)布站模式

接轉(zhuǎn)站計(jì)量站油井總站計(jì)量站(接轉(zhuǎn)站)油井二級(jí)布站：三級(jí)布站：總站油井一級(jí)布站：總站第8頁(yè)/共63頁(yè)1.4集輸管網(wǎng)設(shè)計(jì)流程

常溫集輸系統(tǒng)按一級(jí)布站設(shè)計(jì)，井口產(chǎn)液直輸新總站。東山保留1#中轉(zhuǎn)站汽車卸油點(diǎn)，西山保留E15汽車卸油點(diǎn)。單井原油進(jìn)入串聯(lián)、環(huán)狀支線，離集輸干線較近的支線直接進(jìn)入干線；較遠(yuǎn)的支線采用電伴熱保溫非金屬管進(jìn)入集輸干線。低產(chǎn)井及邊遠(yuǎn)井汽車?yán)椭列队忘c(diǎn)，原油增壓后進(jìn)入常輸管網(wǎng)。

4#

轉(zhuǎn)油泵房和28#

轉(zhuǎn)油泵房安裝油氣混輸泵，當(dāng)集輸管網(wǎng)油井回壓過(guò)高時(shí)開(kāi)啟混輸泵增壓。第9頁(yè)/共63頁(yè)1.5常溫集輸管線走向

老君廟油田地理特征是溝壑縱橫，整體為南高北低、溝向?yàn)槟媳毕?。管線東西向鋪設(shè)則增加了施工工作量和管線長(zhǎng)度、提高了工程投資。設(shè)計(jì)考慮集輸支線（干線）沿南北向溝底鋪設(shè)，支線呈樹(shù)枝狀匯總到干線。管線鋪設(shè)利用整體地形走勢(shì)和高差、盡量減少東西向鋪設(shè)，降低投資、減少集輸能耗。第10頁(yè)/共63頁(yè)老君廟集輸管網(wǎng)走向示意圖廟總站第11頁(yè)/共63頁(yè)二、原油處理2.1新總站原有流程

各作業(yè)隊(duì)原油進(jìn)入總站含水原油罐。原油脫水采用一段沉降脫水，加入破乳劑后二段電化學(xué)脫水工藝。計(jì)量采用脫水后大罐檢尺計(jì)量。向煉化總廠輸原采用輸油泵間歇式輸送，輸送完成后采用空氣吹掃。第12頁(yè)/共63頁(yè)2..2改造后工藝

含水原油經(jīng)集輸管網(wǎng)，在計(jì)量間匯合后進(jìn)真空加熱爐，出加熱爐進(jìn)入Ⅰ級(jí)三相分離器切除60～70%水；Ⅰ級(jí)脫水后的原油與Ⅱ段破乳劑通過(guò)靜態(tài)混合器混合，進(jìn)入換熱器，加熱后的原油進(jìn)Ⅱ級(jí)三相分離器；脫水原油進(jìn)成品油罐(10#、11#、12#罐)，經(jīng)外輸泵增壓后輸送至煉化總廠。分離出的污水，經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理后，返輸4#注水站。第13頁(yè)/共63頁(yè)

分離器：三相分離器出來(lái)的原油設(shè)置取樣口定期對(duì)原油含水進(jìn)行取樣分析。三相分離器分離出的氣體(0.30MPa)排入真空加熱爐，作為真空加熱爐燃料氣。三相分離器分離出的含油污水進(jìn)老君廟污水處理廠，處理后全部回注，實(shí)現(xiàn)污水零排放。

2#、3#兩具罐為事故罐，10#～12#罐為成品油罐，第14頁(yè)/共63頁(yè)加藥流程破乳劑人工加入配藥罐,破乳劑與原清水罐排放的水在配藥罐中通過(guò)攪拌器攪拌均勻混合，靜置1～2個(gè)小時(shí)后經(jīng)過(guò)加藥泵增壓，與進(jìn)站的原油經(jīng)靜態(tài)混合器混合后進(jìn)入三相分離器。事故流程如果原油脫水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，進(jìn)站原油可直接進(jìn)事故罐1、2(5000m3)，采用兩具；事故罐中的原油通過(guò)管道泵增壓后進(jìn)入三相分離器。第15頁(yè)/共63頁(yè)進(jìn)站計(jì)量流程第16頁(yè)/共63頁(yè)原油脫水流程第17頁(yè)/共63頁(yè)一段加熱爐流程第18頁(yè)/共63頁(yè)一段三相分離器脫水流程第19頁(yè)/共63頁(yè)二段換熱器加熱流程第20頁(yè)/共63頁(yè)二段三相分離器脫水流程第21頁(yè)/共63頁(yè)站內(nèi)工藝流程圖第22頁(yè)/共63頁(yè)罐區(qū)流程第23頁(yè)/共63頁(yè)2.3高效三相分離器介紹水出口油出口天然氣來(lái)油排污第24頁(yè)/共63頁(yè)三相分離器結(jié)構(gòu)圖第25頁(yè)/共63頁(yè)2.4三相分離器脫水

三相分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及工作原理油氣水高效三相分離器是依靠油、氣、水之間的互不相容及各相間存在的密度差進(jìn)行分離的裝置，通過(guò)優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流場(chǎng)和聚結(jié)材料使油氣水達(dá)到高效分離的目的。第26頁(yè)/共63頁(yè)

其工藝路線如下：油氣水混合物由入口進(jìn)入一級(jí)捕霧器,首先將大部分的氣體分離出來(lái)通過(guò)氣體導(dǎo)管進(jìn)入二級(jí)捕霧器,與從設(shè)備內(nèi)分離出的氣體一起流出設(shè)備，在此設(shè)有旋液分離裝置,同時(shí)對(duì)油水進(jìn)行預(yù)分離，預(yù)分離后的液體則通過(guò)落液管流入液體流型自動(dòng)調(diào)整裝置,對(duì)流型進(jìn)行整理,在流型整理的過(guò)程中,第27頁(yè)/共63頁(yè)

作為分散相的油滴在此進(jìn)行破乳,聚結(jié),而后隨油水混合物進(jìn)入分離流場(chǎng),在分離流場(chǎng)中設(shè)置有穩(wěn)流和聚結(jié)裝置，為油水液滴提供穩(wěn)定的流場(chǎng)條件,實(shí)現(xiàn)油水的高效聚結(jié)分離,分離后的原油通過(guò)隔板流入油腔,而分離后的污水，則經(jīng)過(guò)污水抑制裝置重新分離，含油量進(jìn)一步降低，通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入水腔,從而完成油水分離.第28頁(yè)/共63頁(yè)2.5三相分離器工作原理

油、氣、水混合液進(jìn)入預(yù)脫氣室，靠旋流分離及重力作用脫下大量的原油伴生氣，該氣體與分離器內(nèi)脫出的殘余氣體一起進(jìn)入氣包，經(jīng)捕霧器除去氣中的液滴后流出設(shè)備，經(jīng)流量計(jì)計(jì)量、壓力控制后進(jìn)入氣體系統(tǒng)。而預(yù)脫氣后的油水混合液（夾帶少量氣體）經(jīng)導(dǎo)流管進(jìn)入分配器和水洗室，在含有破乳劑的活性水層內(nèi)洗滌破乳，進(jìn)行穩(wěn)流，降低來(lái)液的流動(dòng)雷諾數(shù)，再經(jīng)聚結(jié)整流后，流入沉降分離室進(jìn)一步沉降分離。脫水原油進(jìn)入油室，并經(jīng)流量計(jì)計(jì)量、液位控制后流出分離器。水相靠壓力平衡經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入水室，經(jīng)流量計(jì)計(jì)量、液位控制后流出分離器，從而達(dá)到油、氣、水三相分離的目的。第29頁(yè)/共63頁(yè)2.6配套技術(shù)要求

為了保證三相分離器的平衡運(yùn)行，應(yīng)對(duì)分離器油、水、氣三相進(jìn)行液位和壓力控制。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況，擬采用電動(dòng)控制方式即通過(guò)來(lái)液壓力和液位變送器的信號(hào)傳至智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥達(dá)到壓力、液位、界面的自動(dòng)控制。主要構(gòu)成有：磁翻柱液位變送器2個(gè)、壓力變送器1個(gè)、智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥3個(gè)及液位壓力等顯示儀表。第30頁(yè)/共63頁(yè)2.7工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

(a)采用來(lái)液旋流預(yù)分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油、汽液初步分離，增加設(shè)備內(nèi)流場(chǎng)的液體有效處理容積，提高了設(shè)備處理能力。在三相分離器的入口設(shè)置一級(jí)捕霧器，采用旋流預(yù)分離技術(shù)，并將其放在設(shè)備外部，那么在離心力的作用下，絕大多數(shù)的氣體趨向捕霧器中心，第31頁(yè)/共63頁(yè)

并在升力的作用下進(jìn)入氣體管線排走，而進(jìn)入設(shè)備沉降室的氣僅占全部氣量的10%以下，從而使容器內(nèi)氣體分離容積大大減少，這樣不僅大大提高了設(shè)備的液體處理能力，而且能使氣液界面相對(duì)保持穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)油水實(shí)施了預(yù)分離技術(shù)，提高了油氣水的分離效果。第32頁(yè)/共63頁(yè)

（b）用靜態(tài)攪拌器活性水水洗破乳技術(shù)，強(qiáng)化了藥液混合和乳狀液破乳，改善分離的水力條件,加快油水分離速度，提高了設(shè)備的分離質(zhì)量。預(yù)脫氣后的油水混合液通過(guò)導(dǎo)液管導(dǎo)入設(shè)備水相中，經(jīng)過(guò)液體流型調(diào)整裝置調(diào)整后上浮，在含有破乳劑的水相中翻滾、攪拌、摩擦、上升，使乳狀液滴的界面膜強(qiáng)度降低，產(chǎn)生油水分離且使油滴迅速進(jìn)入油水界面層中，達(dá)到油水分離的目的第33頁(yè)/共63頁(yè)

（c）用入口導(dǎo)液管與液體流型自動(dòng)調(diào)整裝置相結(jié)合的入口結(jié)構(gòu)，降低油水乳狀液界面膜強(qiáng)度，可根據(jù)來(lái)液的大小自動(dòng)調(diào)整流體的流型，給油水兩相創(chuàng)造了良好的分離和流場(chǎng)環(huán)境。（d）采用強(qiáng)化聚結(jié)材料增加油、水兩相液滴碰撞聚結(jié)機(jī)率，穩(wěn)定了流動(dòng)狀態(tài)，提高分離效率。第34頁(yè)/共63頁(yè)

在高效油氣水三相分離器的分離流場(chǎng)中,設(shè)置有專利技術(shù)的聚結(jié)填料裝置,該聚結(jié)裝置填料不僅可以穩(wěn)定流體的流動(dòng)狀態(tài)，而且具有優(yōu)良的同相聚結(jié)作用,從而增加了油、水兩相液滴碰撞聚結(jié)機(jī)率,提高了分離效率。（e）采用污水抑制裝置，即將分離后的含油污水進(jìn)行二次處理、聚結(jié)，提高了分離后的污水質(zhì)量。第35頁(yè)/共63頁(yè)

（f）采用變油水界面控制為油、水液面控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了油水界面的平衡控制。根據(jù)油水的水力特性,研究采用了液位控制技術(shù),使油水界面自動(dòng)穩(wěn)定在一個(gè)固定位置,從而達(dá)到油水界面平衡控制的目的，其控制方式簡(jiǎn)單、可靠。第36頁(yè)/共63頁(yè)

（g）采用兩級(jí)網(wǎng)墊式捕霧裝置，有效地控制了氣中帶液率。分離技術(shù)指標(biāo)分離后原油含水≤0.3%（平均值）分離后污水含油≤50mg/l

進(jìn)出口壓降：≤0.05MPa第37頁(yè)/共63頁(yè)

破乳劑篩選（1）原油破乳脫水試驗(yàn)中，密度、粘度較低的油乳狀液較易破乳，低溫、低加劑濃度下達(dá)到要求；原油乳狀液則需要在較高溫度、加劑濃度下才能達(dá)到脫水要求；兩種原油的1：1混合乳狀液在低溫、低加劑濃度下的脫水效果也非常理想。（2）在測(cè)定脫出水含油率試驗(yàn)中，含油率隨著溫度、加劑量增大而相應(yīng)減少。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，加大破乳劑量比提高油溫更經(jīng)濟(jì)，但低溫下（35℃）脫出水的顏色發(fā)黃，含油率較高，在40℃為最佳破乳溫度。第38頁(yè)/共63頁(yè)

（3）通過(guò)對(duì)原油乳狀液破乳脫水試驗(yàn)及對(duì)脫出水含油率、凈化油含水率兩指標(biāo)的試驗(yàn)檢驗(yàn)，篩選出106型原油破乳劑為最佳破乳劑，具體破乳條件為：對(duì)于含水率為10％和30％的董志原油乳狀液，破乳溫度40℃，加劑量60mg/l；對(duì)于含水率為10％和30％的白馬原油乳狀液，破乳溫度40℃，加劑量40mg/l；對(duì)于含水率為10％和30％的1：1混合原油乳狀液，破乳溫度40℃，加劑量40mg/l。第39頁(yè)/共63頁(yè)

加藥流程

破乳劑人工加入配藥罐,破乳劑與清水在配藥罐中通過(guò)攪拌器攪拌均勻混合，靜置1～2個(gè)小時(shí)后經(jīng)過(guò)加藥泵增壓，與進(jìn)站的原油經(jīng)靜態(tài)混合器混合后進(jìn)入三相分離器。第40頁(yè)/共63頁(yè)來(lái)液加藥流程Ⅰ段分離器Ⅱ段分離器加藥罐靜態(tài)混合器第41頁(yè)/共63頁(yè)

事故流程

如果原油脫水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，進(jìn)站原油可直接進(jìn)事故罐T-101/1、2(5000m3),采用兩具；恢復(fù)正常生產(chǎn)后，事故罐中的原油通過(guò)管道泵增壓后進(jìn)入三相分離器。第42頁(yè)/共63頁(yè)事故流程：2號(hào)事故罐1號(hào)事故罐來(lái)油進(jìn)分離器第43頁(yè)/共63頁(yè)2.8高效三相分離器主要技術(shù)特點(diǎn)及指標(biāo)(1)分離質(zhì)量高、投資省、能耗低三相分離器不但出口原油質(zhì)量好(稀油≤0.5%)，而且出口水水質(zhì)也高。對(duì)稀油，污水含油<1000mg/l。采用高效三相分離器可將原油脫水由三級(jí)脫水流程簡(jiǎn)化為一級(jí)，可將游離水分離器、提升泵、電脫水器等省去，可節(jié)約投資80%,對(duì)高含水原油，可節(jié)約大量熱和電，約可減少能耗90%以上。第44頁(yè)/共63頁(yè)(2)體積小、效率高該三相分離器結(jié)構(gòu)先進(jìn)，可使設(shè)備的有效容積利用率由傳統(tǒng)三相分離器的50-60%提高至90%以上。

(3)自動(dòng)化程度高該設(shè)備配套有自動(dòng)化儀表，可實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、液位、界面的自動(dòng)控制。配有油、氣、水流量在線儀表，可隨時(shí)顯示原油含水及三相流量數(shù)據(jù)，可自動(dòng)打印報(bào)表、實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。第45頁(yè)/共63頁(yè)2.9原油外輸成品油指標(biāo)：含水：0.5%，含鹽：50mg/L至煉廠成品進(jìn)口出口12號(hào)罐11號(hào)罐10號(hào)罐第46頁(yè)/共63頁(yè)三、污水處理

老君廟油田污水處理系統(tǒng)采用“電化學(xué)離子調(diào)整技術(shù)”為核心的一體化處理工藝。原油處理系統(tǒng)來(lái)水（指標(biāo)：含油≤1000mg/L，懸浮物≤200mg/L）直接進(jìn)入700m3調(diào)儲(chǔ)罐（玻璃鋼材質(zhì)），罐內(nèi)設(shè)收油槽收集上層浮油，罐底出水（設(shè)計(jì)指標(biāo)：含油≤80mg/L，懸浮物≤100mg/L），實(shí)現(xiàn)污水全部回注。第47頁(yè)/共63頁(yè)

由污水提升泵加壓進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，處理后水再進(jìn)入1、2#旋流分離器，分離器的出水（設(shè)計(jì)指標(biāo)：含油≤6mg/L，懸浮物≤2mg/L，達(dá)A2標(biāo)準(zhǔn)）自流進(jìn)入100m3緩沖罐（玻璃鋼材質(zhì)），再由濾后水提升泵加壓進(jìn)入1000m3凈化水罐儲(chǔ)存，后再由外輸泵連續(xù)輸送至4#注水場(chǎng)第48頁(yè)/共63頁(yè)污水處理工藝流程1000m3清水罐700m3調(diào)處罐

預(yù)反應(yīng)器旋流分離器200m3緩沖罐污油罐至分離器外輸1000m3清水罐進(jìn)口第49頁(yè)/共63頁(yè)3.1事故流程

6#罐作為污水處理站進(jìn)水事故罐，可以滿足2天儲(chǔ)水量。在污水處理裝置搶修階段，脫水站來(lái)水直接進(jìn)入事故罐儲(chǔ)存，搶修結(jié)束后，事故罐存水由提升泵打入污水處理裝置進(jìn)水總管和脫水站來(lái)水一起處理。第50頁(yè)/共63頁(yè)3.2反洗用反沖洗泵將凈化后水輸進(jìn)旋流分離器，對(duì)旋流分離器設(shè)備進(jìn)行反沖洗操作，反沖洗水進(jìn)入100m3污泥池后，經(jīng)過(guò)自然沉降后，將污泥池內(nèi)上層清水輸送至700m3調(diào)儲(chǔ)罐進(jìn)口污水總管，進(jìn)行重新處理。站內(nèi)設(shè)備、泵房、控制室等采用蒸汽取暖方式。第51頁(yè)/共63頁(yè)700m3調(diào)儲(chǔ)罐反沖洗進(jìn)口出口污油回收溢流排污第52頁(yè)/共63頁(yè)預(yù)反應(yīng)器進(jìn)口陽(yáng)離子調(diào)整劑陰離子調(diào)整劑助凝劑出口第53頁(yè)/共63頁(yè)3.3預(yù)反應(yīng)器

預(yù)反應(yīng)器加藥為正、負(fù)離子調(diào)整劑和助凝劑。預(yù)反應(yīng)器電解電極供電，控制好電流電壓，供電為直流電。第54頁(yè)/共63頁(yè)3.4旋流分