淺析板橋油田原油集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗的途徑

郭建勛 王滔 孟德鋼

（大港油田公司第四采油廠 天津 300280）

板橋油田原油集輸系統(tǒng)，是由油井、管道、輸油泵和計量站、接轉(zhuǎn)站等組成的一個油氣生產(chǎn)、分離儲運的綜合系統(tǒng)。在板橋油田開發(fā)生產(chǎn)過程中，原油集輸系統(tǒng)需要消耗大量能源。尤其在中后期生產(chǎn)中，原油含水量增加的情況下，如何利用現(xiàn)有的工藝流程和技術(shù)條件，實現(xiàn)原油集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗，是提高板橋油田整體經(jīng)濟(jì)效益的當(dāng)務(wù)之急。

在實際生產(chǎn)中，板橋油田原油集輸系統(tǒng)的能耗，主要是電能和天然氣。所以，節(jié)能降耗工作必須從節(jié)電、節(jié)氣這二個方面入手。

1 節(jié)電

離心泵是板橋油田使用較多的一種輸油設(shè)備，也是原油集輸生產(chǎn)中主要的耗電設(shè)備。我們知道選用高效節(jié)能系列的離心泵，是做好離心泵節(jié)能的基礎(chǔ)，但在老油田的原油集輸生產(chǎn)中，節(jié)能降耗不能僅限于選用高效節(jié)能系列的離心泵，還應(yīng)包括對離心泵進(jìn)行的節(jié)能技術(shù)改造、確定離心泵的最佳運行區(qū)間和應(yīng)用新工藝、新技術(shù)等方面。

1.1 對離心泵進(jìn)行減級改造

在實際生產(chǎn)中，由于工藝流程或生產(chǎn)參數(shù)的改變，使得當(dāng)原有離心泵的揚程比實際要求要高出許多。這時便可采用減級的方法，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

減級的原則是：在多級離心泵的前段（低壓端）拆下1個或2個葉輪，然后在泵的后段（高壓端）對稱的拆下1個或2個葉輪。減少的級數(shù)，要使離心泵的揚程，比管線的運行壓力高出1.0MPa。

近年來，板橋油田對部分接轉(zhuǎn)站進(jìn)行離心泵減級改造，取得了較好的節(jié)能降耗效果。如：板15站減級改造以后，實現(xiàn)月平均節(jié)電6385kw·h，板21站減級改造以后，實現(xiàn)月平均節(jié)電4082kw·h，板26站減級改造以后實現(xiàn)月平均節(jié)電4017kw·h。

1.2 使用變速調(diào)速輸油

對進(jìn)站液量不均勻,且進(jìn)站液量較大的接轉(zhuǎn)站，在使用工頻輸油時，由于用泵出口閥門控制排量，使得輸油泵和管道產(chǎn)生很大壓差。壓差增大時，導(dǎo)致電機(jī)負(fù)荷增大，電流上升，造成了電能浪費。另外，工頻輸油時，不論緩沖罐液位的高低，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸入功率都是不變的，這也造成了電能的浪費。在使用變頻調(diào)速輸油時，隨著緩沖罐液位的降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速、輸入功率也隨之降低，從而實現(xiàn)輸油泵的變頻節(jié)能。

截止到目前為止，板橋油田在原有生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，已對70%的接轉(zhuǎn)站進(jìn)行了變頻改造。其中：板5站利用變頻輸油以后，輸液單耗由1.17kw·h/m3，下降到了1.04kw·h/m3；白一站利用變頻輸油以后，輸液單耗由 20.1kw·h/m3，下降到了 13.19kw·.h/m3。

1.3 根據(jù)電網(wǎng)收費標(biāo)準(zhǔn)，確定泵的運行時段

由于供電電網(wǎng)在不同的時段，實行峰谷段電網(wǎng)收費標(biāo)準(zhǔn)，為達(dá)到消峰填谷的節(jié)電目的，板橋油田每年都制定出冬、夏季的《接轉(zhuǎn)站輸油泵運行時間規(guī)定》，按照：峰電時，減少啟泵次數(shù)；谷電時，增加啟泵次數(shù)的原則。將間斷運行的接轉(zhuǎn)站，盡量安排在谷電時間啟泵輸油。

例如：板8接轉(zhuǎn)站每天6次啟泵輸油，每次輸油時間為一小時。按照《規(guī)定》要求，板8接轉(zhuǎn)站峰電時啟泵輸油2次，谷電時啟泵輸油3次，平電時啟泵輸油1次，讓峰電時的啟泵時間，只占總啟泵輸油時間的1/3。同樣，對于板6、板14、板14-1等間斷運行的接轉(zhuǎn)站，在《規(guī)定》的要求下，在峰電時的啟泵時間，也只占各站總啟泵輸油時間的1/3。

1.4 應(yīng)用新工藝、新技術(shù)

原油集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗，除了離心泵減級、變頻輸油等節(jié)能技術(shù)改造以外，應(yīng)用新工藝、新技術(shù)，也是達(dá)到節(jié)能降耗的一條重要途徑。因此，近幾年來板橋油田不斷加大科研投入，在原油集輸系統(tǒng)中引進(jìn)新工藝、新技術(shù)，取得了較好的節(jié)能降耗效果。

例如：從2010年開始，板橋油田對近幾年管道結(jié)垢嚴(yán)重的板5站，應(yīng)用了量子環(huán)除垢技術(shù)以后，到2012年板5站輸油泵未進(jìn)行一次除垢大修，且回壓降低了0.1MPa，輸液單耗下降了0.1kw·h/m3，年累計節(jié)電3×104kw·h。

2 節(jié)氣

在板橋油田原油集輸系中，使用的井場爐、干線爐有三百多臺，這些加熱爐每天要消耗大量的天然氣。因此，要在原油集輸系降低耗氣量，就需要從控制加熱爐溫度和減少加熱爐數(shù)量入手。

2.1 確定合理的管線加熱溫度

由于管道軸向溫度梯度的存在，使油流的粘度在輸送過程中不斷上升，單位管長的摩阻逐漸增大。為控制管道摩阻的增大，根據(jù)原油凝固點一般在20-30度之間的特點，管線末端的進(jìn)站溫度，一般控制在比凝固點高出5-10度的范圍內(nèi)。例如：夏季輸油時，管線末端的進(jìn)站溫度，控制在35度左右；冬季輸油時，管線末端的進(jìn)站溫度，控制在40度左右。

每年的冬、夏季，板橋油田都要對10個接轉(zhuǎn)站輸油管線末端的進(jìn)站溫度，進(jìn)行現(xiàn)場測試檢查。對溫度在40度以上的輸油管線，采取了關(guān)小爐火或關(guān)爐停火的措施。如：板5接轉(zhuǎn)站安裝有4個干線加熱爐，測試檢查后，夏季停用了3臺加熱爐，冬季停用了2臺加熱爐；板8接轉(zhuǎn)站安裝有3臺干線加熱爐，測試檢查后，夏季停了2臺加熱爐，冬季停用了1臺加熱爐；白1接轉(zhuǎn)站安裝有7個干線加熱爐，測試檢查后，夏季停用了6臺加熱爐，冬季停用了3臺加熱爐；按每臺加熱爐日平均耗氣300m3/d計算，僅板5、8、白1等3個接轉(zhuǎn)站年累計節(jié)約天然氣91.8×104m3。

2.2 實施常溫輸送

板橋油田地下管道的輸油溫度，在季節(jié)的變化下，溫度的變化也很大。冬、夏季的最大溫差，可達(dá)到40-50度。因此，利用夏季溫度升高，滿足原油物性需求的特點，停用部分加熱爐，實行常溫輸油，可以有效地杜絕天然氣的浪費。

通過實踐摸索，板橋油田對符合：液量>10m3/d、含水>60%、凝固點>18℃、粘度<60～70 mPa.s（20℃）等條件的油井，制定常溫輸送計劃，實施常溫輸送，板橋油田夏季停爐153臺，冬季停爐66臺，年節(jié)約天然氣約960×104m3。

2.3 實施優(yōu)化簡化技術(shù)改造

在油井較多的井場，可對井場的輸油管線，實施優(yōu)化簡化技術(shù)改造。方法是：先在井場鋪設(shè)一條集油管線，然后把每口油井的輸油管線,T接進(jìn)集油管線進(jìn)行集輸生產(chǎn)。通過油井遠(yuǎn)程信息監(jiān)控系統(tǒng),對每口油井的油氣產(chǎn)量進(jìn)行監(jiān)測，取代原有的計量站，停用每口井的井場爐、干線爐和計量站的外輸爐、干線爐。通過減少加熱爐的使用數(shù)量，來達(dá)到節(jié)省天然氣的目的。

2012年以來板橋油田大力開展地面優(yōu)化簡化工作。截止目前，已對15個井場進(jìn)行了優(yōu)化簡化改造，停運計量站6座（板15站、板25站、白1站、白2站、白3站，白5站）。待優(yōu)化簡化項目全部實施完成后，預(yù)計可停運計量站14座，停用加熱爐126臺，年節(jié)氣 1360×104m3，節(jié)電 350×104kw·h。

2.4 運用管線通球技術(shù)

在單井管線中通球，可以降低回壓，提高管線運行效率，是一種替代單井管線加熱爐，節(jié)約天然氣的較好工藝技術(shù)。方法是：首先，在管線的兩端，安裝收發(fā)球裝置。其次，改變球的形狀，用一個圓形的硬質(zhì)橡膠球，替代在通球管線中通常使用的圓柱形鋼絲球。然后，用個小于管線直徑的橡膠球進(jìn)行通球。在實際生產(chǎn)中，通過改變球的形狀和減小球的直徑，就可以在有90度彎頭組成的普通單井管線中通球。

板橋油田共實施單井管線通球20口井，停用加熱爐30臺，年節(jié)約天然氣324×104m3。

3 結(jié)語

板橋油田已進(jìn)入生產(chǎn)開發(fā)的中后期，為實現(xiàn)原油集輸系統(tǒng)中的節(jié)能降耗，我們積極探索和開展了一些工作。但原油集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作點多面廣，設(shè)計專業(yè)也比較復(fù)雜，除上述途徑外，仍有許多其它的途徑和方法，值得我們今后去研究和探討，相信今后的節(jié)能降耗工作，會有新的發(fā)展和提高。