西48供熱拉油注水站改造

王俊玲，劉惠敏，劉驥飛

（華北油田采油三廠設(shè)計室，河北 河間 062450）

1 工程概況

西48斷塊于1992年投入開發(fā)，初期建設(shè)規(guī)模1.5×104t/a，集輸系統(tǒng)采用三管伴熱流程，現(xiàn)有油井6口、水井2口（回灌）。斷塊目前日產(chǎn)液量178 t/d，日產(chǎn)油量20 t/d，綜合含水88.8%。斷塊建有西48供熱拉油注水站1座。

西48供熱拉油注水站于1992年投產(chǎn)，初期設(shè)計拉油注水站，站內(nèi)設(shè)原油計量、分離、裝車外運、注水、變配電等設(shè)施，原油拉至河一聯(lián)處理。站內(nèi)有注配間1座，水源井1口，注水規(guī)模130 m3/d。站內(nèi)用電由馬二變至里一聯(lián)35 kV線路接引，輸電線路2 km，站內(nèi)建35 kV臨時變1座。通信采用無線話機與采油三廠相通。

2 存在的問題

（1）設(shè)備陳舊老化、腐蝕嚴重、維修困難，運行效率低，管理不方便。

（2）集輸管網(wǎng)腐蝕嚴重，不僅系統(tǒng)運行、維護費用高，而且存在較多的安全環(huán)保隱患，每年需要投入大量的應(yīng)急維修費用，嚴重影響安全生產(chǎn)及環(huán)境狀況。

（3）自動化管理和控制水平低，不利于油田的安全生產(chǎn)和關(guān)鍵崗位的同步即時監(jiān)控。

（4）污水簡易處理回灌不能有效注水，不利于油田開發(fā)。

（5）油田新增加密井，地面系統(tǒng)須進行調(diào)整改造。

3 設(shè)計方案優(yōu)化

針對西48站目前生產(chǎn)狀況及存在的問題，我們通過調(diào)查研究，結(jié)合實際對西48站地面建設(shè)優(yōu)化簡化，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 地面適應(yīng)地下，地面工程與地質(zhì)情況緊密結(jié)合

在設(shè)計中，根據(jù)油田開發(fā)生產(chǎn)狀況，通過工藝數(shù)據(jù)計算，確定生產(chǎn)工藝改造方案，即在保證油田安全平穩(wěn)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，做到簡化優(yōu)化工藝流程，同時優(yōu)化崗位配置，降低勞動強度。

3.2 改造生產(chǎn)工藝，做到節(jié)能降耗

在設(shè)計過程中，充分考慮原有工藝及設(shè)備的運行狀況，從工藝流程設(shè)計到設(shè)備選型、節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用、修舊利廢等方面，力爭達到節(jié)能降耗。

3.3 設(shè)計與現(xiàn)場實際緊密結(jié)合

該工程設(shè)計充分考慮與現(xiàn)場實際相結(jié)合，與有關(guān)部門一起，深入生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研，與技術(shù)主管、現(xiàn)場負責(zé)人進行詳細的技術(shù)交流，了解現(xiàn)場操作運行情況，調(diào)查現(xiàn)場與原設(shè)計圖紙的符合程度，對原有工藝設(shè)備進行綜合評價，認真聽取現(xiàn)場管理人員建議，方便生產(chǎn)，方便管理，做到設(shè)計與現(xiàn)場生產(chǎn)緊密結(jié)合。

4 設(shè)計內(nèi)容

4.1 更新油氣分離裝置

臥式分離緩沖罐92年投用，目前罐內(nèi)、外腐蝕嚴重，日常運行分離效果差，設(shè)計更新分離緩沖罐1具（D2000×6900）及配套工藝管線。分離緩沖罐設(shè)浮子液位調(diào)節(jié)器和自力式壓力調(diào)節(jié)閥。

4.2 站內(nèi)管網(wǎng)改造

主要是站內(nèi)油氣水管網(wǎng)全部更新，管線重新布局，油氣水管線管架架設(shè)。污水管線沿線設(shè)雙層管架，污水管線沿低管架敷設(shè)，裝車泵回流管線抬至地面低管墩架設(shè)，大罐至裝車泵管線埋地敷設(shè)。

4.3 儲油罐改造

對于儲油罐難確定油水界面，放底水效果不好的問題，在儲油罐安裝磁控液位界面儀1套（CKY－1），罐前工藝管線抬至地面低管墩架設(shè)。

4.4 總機關(guān)改造

原總機關(guān)為6頭總機關(guān)，現(xiàn)有9口油井，總機關(guān)頭數(shù)不夠，設(shè)計拆除污水泵房內(nèi)污水泵，拆除污水泵與總機關(guān)隔墻，將原污水泵房與總機關(guān)連為一體，拆除西48站總機關(guān)內(nèi)工藝管線，拆除操作平臺，保留分離器及排油泵，新建9頭總機關(guān)，熱回水管線室內(nèi)架空。

4.5 熱力系統(tǒng)

（1）10 m3熱回水罐更換，熱水罐安裝磁翻板液位計，熱水系統(tǒng)安裝計量儀表。

（2）更換12 m3卸油箱1具，卸油箱至燃油泵進口管線更換抬至地面，燃油系統(tǒng)安裝計量儀表，卸油箱安裝頂裝液位計，便于觀察燃油液位。

（3）2#加熱爐與新建污水處理裝置安全距離不夠，拆移2#加熱爐至1#加熱爐4.5 m處。

4.6 供注水系統(tǒng)

（1）為改善污水處理效果，增建污水處理裝置1套，選用QL全方位組合過濾器，設(shè)備選型為：QL－15/0.6（qv＝15 m3/h，p＝0.6 MPa，P＝30 kW）。

（2）重建注配間：拆除老化陳舊的3臺舊注水泵，更換2臺三柱塞注水泵及配套工藝，增設(shè)喂水泵2臺。

選用注水泵3H－8/450 II（qv＝12.1 m3/h，p＝25 MPa，P＝110 kW）。

選用喂水泵IS50－32－125（qv＝12.5 m3/h，h＝20 m，P＝2.2 kW）。

配水閥組改造為3頭。

（3）高架污水罐改造：60 m3高架污水罐更換進出口、排污等管線，高架水罐增建液位計和收油工藝。

（4）更換站內(nèi)水源井供水管線。

4.7 配電系統(tǒng)

（1）將5面低壓開關(guān)柜全部更換為MNS開關(guān)柜，變壓器增容S11－M－315/6/0.4，電纜溝進行改造。

（2）場區(qū)照明系統(tǒng)：室內(nèi)照明，場區(qū)安裝可升降式高桿燈。

4.8 其他輔助工程

站內(nèi)圍墻按安全規(guī)范要求加高至規(guī)范要求，大門維修3個，站場裝車及巡檢道路修補，站內(nèi)門窗、采暖系統(tǒng)改造維修，房屋屋頂防水處理、房屋內(nèi)外粉刷等。增建污水處理間，原配注間狹窄，改造配注間。

4.9 單井設(shè)計

西49－2、西49－3在同一井場，2口井串接三管伴熱流程1 497 m（D60×3.5＋2D48×3.5），安裝抽油機 2臺（抽油機CYJS12－5－73HB）及配電。馬 99井出油管線采用三管伴熱流程499 m（D60×3.5＋2D48×3.5），安裝抽油機1臺（抽油機CYJS12－5－73HB）及配電。

5 設(shè)計特點

5.1 集油系統(tǒng)設(shè)計特點

（1）單井均采用三管伴熱流程，防止高凝原油管線的阻塞，解決了管線結(jié)蠟問題。單井產(chǎn)量采用計量站總機關(guān)集中計量，既計量準(zhǔn)確，又便于管理，確保了原油集輸工藝的安全生產(chǎn)。

（2）拉油站應(yīng)用分離緩沖罐、高效節(jié)能加熱爐，保證了原油集輸工藝的正常生產(chǎn)。

（3）在管線走向設(shè)計中，根據(jù)井站的相對位置，設(shè)計站外管線盡量直線鋪設(shè)，節(jié)省投資，便于維修管理。

（4）多專業(yè)管架共架設(shè)技術(shù)，將油、水、熱、電、暖、儀、表等專業(yè)的管線和電纜共同敷設(shè)在油專業(yè)管線管架上，節(jié)省了占地，減少了腐蝕，使站區(qū)更加美觀。

（5）管架采用了雙層管架，節(jié)省占地，方便管理。

5.2 供注水系統(tǒng)設(shè)計特點

（1）站內(nèi)改造后由原來的污水回罐改為污水回注，將沉降分離后的污水進行處理，合格后回注地層。

（2）注水壓力系統(tǒng)由16 MPa升壓至25 MPa，改污水回罐為污水回注，改善地層條件

（3）采用組合式污水處理裝置，污水處理效果好。

（4）注水泵、喂水泵、配水閥組設(shè)在一個房間，節(jié)省空間，便于管理。

5.3 平面布置特點

站內(nèi)平面布置與工藝流程相適應(yīng)，根據(jù)不同生產(chǎn)功能和特點分別相對集中布置，結(jié)構(gòu)合理，做到了管網(wǎng)短、流程順，便于生產(chǎn)管理和操作維修，節(jié)省占地，節(jié)約投資。

5.4 自動化控制設(shè)計水平

（1）自動控制充分考慮油田管理水平，適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件。做到技術(shù)先進、性能可靠、經(jīng)濟合理、維護方便。儀表自控設(shè)計主要采用就地和遠傳兩種方式，重要參數(shù)遠傳至值班室，其他參數(shù)僅采用就地顯示方式。

（2）原油采用液位計計量，燃油采用流量計計量，清水采用液位計計量，熱水采用流量計計量，單井產(chǎn)量采用計量總機關(guān)分離器集中計量。

（3）加熱爐進出口溫度檢測采用熱電阻與數(shù)字溫度顯示儀配套，進出口壓力檢測采用壓力變送器與數(shù)字顯示儀配套，數(shù)據(jù)通過加熱爐自帶的自動控制系統(tǒng)遠傳至值班室，有顯示儀表。

（4）燃油泵房，計量總機關(guān)設(shè)可燃氣體報警裝置，可燃氣體報警控制器安裝在值班室，自動監(jiān)控環(huán)境。

（5）電氣設(shè)備及正常不帶電的金屬設(shè)備外殼均接地。金屬管線在進出建筑物及起始、末端、分支、拐彎處用－40×4鍍鋅扁鋼與就近接地干線做可靠的接地；閥門、儀表處做跨接。

（6）注水泵采用變頻調(diào)速控制設(shè)備，提高自動化管理和節(jié)電運行水平。變頻調(diào)速調(diào)節(jié)壓力排量，節(jié)能降耗，平穩(wěn)生產(chǎn)，安全可靠。變頻調(diào)速控制設(shè)備，可根據(jù)管線輸油壓力變化，自動調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)始終保持在恒定的設(shè)定壓力狀態(tài)，以滿足最佳工作狀況的要求，自動化程度高，節(jié)能省電，安全可靠。

6 設(shè)計采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料

該項工程設(shè)計，采用了多項先進技術(shù)，創(chuàng)多項新水平，取得了較好的經(jīng)濟和社會效益，采用主要的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料如下：

（1）對于儲油罐難確定油水界面，放底水效果不好的問題，在儲油罐安裝磁控液位界面儀1套（CKY－1），CKY－1型磁控液位界面儀是采用兩個比重不同的磁浮子，磁浮子液位和油水分界面，保護管內(nèi)部干簧管在磁浮子的作用下，觸頭閉合或斷開造成傳感器輸出阻值變化，磁浮子1給出液位高度信號，磁浮子2給出油層厚度信號，再將阻值信號轉(zhuǎn)換成電壓信號后，由數(shù)字顯示液位高度及油層厚度。該儀表具有檢測快、誤差小、靈敏度高、檢測準(zhǔn)確的特點，且是防爆產(chǎn)品。

（2）分離緩沖罐安裝浮子液位調(diào)節(jié)裝置及自力式壓力調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)緩沖罐的自動調(diào)節(jié)，避免伴生氣進入沉降罐或原油進入天然氣管線，盡可能控制和降低大罐蒸發(fā)油氣損耗。分離緩沖罐油氣分離效果好，運行平穩(wěn)。

（3）合理利用分離器、除油器、分液器，使西48站伴生氣充分分離、除油、冷卻、除水、計量后供加熱爐燃燒，安全節(jié)能、環(huán)保。

（4）加熱爐采用油氣混燒，一般情況下燃用天然氣，在氣量足時開動燃油泵，增加燃料油。加熱爐操作實現(xiàn)自動控制，大大減輕操作工人的勞動強度，配備了熄火、壓力、溫度等報警儀表，實現(xiàn)了報警與停爐聯(lián)動，為安全生產(chǎn)提供了保障。

（5）站內(nèi)管網(wǎng)由地下和低管墩敷設(shè)改為高管架敷設(shè)，多專業(yè)管架共架設(shè)，采用雙層管架，節(jié)約占地，節(jié)省投資。

（6）總機關(guān)改造，管線全部抬至地面，熱回水管線室內(nèi)架空敷設(shè)，工藝布局合理美觀，便于管理，操作方便，維修方便。

（7）采用簡易污水處理回注工藝，實現(xiàn)污水就地回注，節(jié)約運行成本。

（8）污水處理裝置采用QL型全方位組合裝置，除油、污油回收、過濾及反沖洗全部實現(xiàn)數(shù)字輸入可編程序控制，除油效果好，過濾精度高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，反洗采用分層階梯式反洗方式，濾料反沖洗及再生效果好。

（9）采用整體組合泵頭的3H－8/450型注水泵，極大地提高了注水泵的使用壽命。該注水泵無須手動調(diào)節(jié)回流閥門，極大的減輕了操作工人的勞動強度，提高了工作效率。它啟動噪聲小，在啟動過程中電機從低頻開始緩慢加速，啟動電流很小，延長了電動機的使用壽命，提高了電機的效率，節(jié)約維修成本。

（10）注水泵采用變頻調(diào)速控制可靠。變頻調(diào)速控制設(shè)備，可根據(jù)管線輸油壓力變化，自動調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)始終保持在恒定的設(shè)定壓力狀態(tài)，以滿足最佳工作狀況的要求?？商岣咦詣踊芾砗凸?jié)電運行水平。一般節(jié)電達 25%～60%，同時可減小設(shè)備磨損與維修費用，節(jié)能省電，安全可靠。

（11）高架污水罐安裝液位界面儀，燃油箱安裝頂裝液位計，液位顯示明顯，便于管理。增建熱水、燃油、燃氣流量計，完善了油氣水計量系統(tǒng)。

（12）配電柜更換為新型全封閉式，節(jié)能高效，確保供電質(zhì)量。

（13）場區(qū)照明采用電動升降的廣場高桿燈，節(jié)能高效，方便夜間管理。

（14）采用高密封，安全可靠，高變壓器，節(jié)能省電。

（15）污水處理間、配注間墻體采用MU10機制P型多孔磚，減噪省材。

（16）管線采用聚氨酯泡沫塑料管殼保溫，保溫效果好。

（17）單井管線串聯(lián)，改善流動狀況，節(jié)省管線，節(jié)約投資。

7 經(jīng)濟效益和社會效益分析

工程概算總投資：623萬元。

竣工決算總投資：598萬元。

7.1 經(jīng)濟效益

（1）利用分離緩沖罐、高效節(jié)能加熱爐及高性能油氣混燒燃燒器，充分利用油田伴生氣，年節(jié)省燃料油210 t，燃料油價格按3 526元/t（原油價格按3 526元/t（含稅）計算），年節(jié)省費用：210×3 526/10 000＝74.046 0萬元。

（2）注水泵采用變頻調(diào)速控制，使電機的轉(zhuǎn)速根據(jù)水量的變化進行調(diào)節(jié)，節(jié)省電能。電費價格按0.73元/kW·h，年節(jié)省費用：110×0.4×24×300×0.73/10 000＝23.126 4萬元。

（3）站內(nèi)系統(tǒng)管網(wǎng)、站內(nèi)容器設(shè)備等更新改造后，大大方便了生產(chǎn)管理，減少管線腐蝕穿孔和容器設(shè)備的跑冒滴漏現(xiàn)象，節(jié)省維修費用5萬元。

（4）采用污水處理裝置進行合格污水回注，注入污水水質(zhì)得到改善，減少了水井污染，節(jié)省水井解堵、檢管費用20萬元/a。

（5）在沒有新征地的情況下，最大限度利用了可用空間，增建污水處理裝置，擴建總機關(guān)，改造注配間，減少占地，節(jié)省征地費5萬元。

（6）分離器、干燥器、冷凝器利舊，節(jié)約資金5萬元。

（7）減少備用注水泵，配水閥組空頭，節(jié)約維修費1萬元。

（8）停運污油隔油罐1具、污油泵1臺、換熱器1臺，節(jié)約運行維修費用2萬元。

（9）油井采用串接方式，節(jié)約投資3×14.97＝44.91萬元?？偣?jié)約投資74＋23.1＋5＋20＋5＋5＋1＋2＋44.9＝180萬元。

7.2 社會效益

（1）優(yōu)化簡化流程，方便操作，減輕了工人的勞動強度，安全生產(chǎn)。

（2）合理利用舊設(shè)施，節(jié)約改造費用，減少油氣揮發(fā)及原油消耗，有利于環(huán)境保護。

（3）老油田地面工藝系統(tǒng)重新優(yōu)化，減少了浪費，地面工藝系統(tǒng)調(diào)整改造，改善了整個油田的運行環(huán)境，減少了熱能、電能損失。有助于油田精細管理，提高油田管理水平。

（4）整改后，減小了管理幅度。

（5）少了設(shè)備、房屋、材料的維修、更換、運行費用，減輕了工人的勞動強度。

（6）整改后，消除了安全隱患。