王成海 趙毅(大港油田原油運銷公司尼日爾技術支持 天津 大港 300280)
CPF聯(lián)合站是中石油在尼日爾建立的第一個油田的第一個聯(lián)合站,而該聯(lián)合站的三相分離器又是油氣水的中心處理設備,其運行穩(wěn)定性不但影響到原油的脫后含水,而且對污水處理和天然氣發(fā)電站都會造成嚴重影響,所以,如何保證三相分離器正常運行,為下游電站和污水系統(tǒng)輸送合格的產(chǎn)品尤為重要。
CPF聯(lián)合站是尼日爾阿加德姆油田一期100×104t/a產(chǎn)能建設的地面配套工程,主要負責油田油氣水集中處理及外輸。原油處理系統(tǒng)采用三相分離器和沉降罐兩段脫水工藝,所使用的三相分離器液處理能力12000 m3/d,氣處理能力100×104m3/d;污水處理能力為1440 m3/d。具有DCS、SSS、SC ADA自動控制、遠程監(jiān)控等先進技術,是一座具有中石油海外最高水平的集輸大站。原油處理系統(tǒng)流程為:FPF來油與OGM來油添加破乳劑后進入三相分離器,處理后原油進入脫氣塔,再進入沉降罐、凈化油罐,最后經(jīng)外輸泵外輸。分離后的污水和天然氣分別進入污水系統(tǒng)和天然氣處理系統(tǒng)。
CPF聯(lián)合站三相分離器由H BP公司設計制造,在尼日爾第一家是唯一的一個油田中應用,針對當?shù)馗吣秃蜕衬異毫託夂蚣仁菓靡彩翘剿?。三相分離器的運行穩(wěn)定與否,不但會造成原油含水超標,給二段脫水造成穩(wěn)亂;天然氣系統(tǒng)又會影響到電站運行,將會對整個油田的供電造成威脅,污水系統(tǒng)含油過高將直接影響到注水水質。
三相分離器工作原理
油氣水混合物首先經(jīng)入口旋流預分離筒實現(xiàn)氣液初步分離。分離后的氣體經(jīng)過聚結整流填料后,粒徑大于100 μ m的液滴由于重力作用沉降到液相空間,粒徑小于100 μ m的液滴被絲網(wǎng)捕霧器捕捉,含液量小于0.013 mL/m3的氣體從氣體出口流出。分離出的油水混合物下降至分離器底部,經(jīng)過聚結整流填料,在重力作用下,油水混合物分層。原油翻過堰板進入油室,低含水原油從油出口流出。分離出的水從水出口流出。分離出的砂能夠從設備底部的排砂口排出。
三相分離器的結構簡圖:
1.原油進口;2.入口旋流分離筒;3.防渦罩;4.聚結分離填料;5.排沙口;6.混合室;7.水出口;8.油出口;9.可調堰板;10.氣出口;11.金屬絲網(wǎng)捕霧器
三相分離器技術參數(shù):
參數(shù)名稱處理油量進口油含水出口油含水氣口含液量單位m3/單位M g/d% % g/數(shù)值12000≤80參數(shù)名稱污水含油量操作溫度L ℃數(shù)值≤1000 ppm 50~60 M Pa≤30%≤0.013 mL/操作壓力0.35~0.6 Nm3操作液位1/2~2/3 m3
信息記錄:
正常運行時,操作人員應該根據(jù)要求記錄信息:每隔一小時,記錄分離器壓力、分離器進出口油溫、油室液位、沉降室油水界位。每個四小時記錄進口原油含水、油出口含水、水出口含油。根據(jù)生產(chǎn)情況,每12小時記錄一次油氣水體積和化學藥劑注入量。控制最佳油水界面:
三相分離器是實現(xiàn)油氣水三相分離的設備。油水界面的控制非常重要。界面過高,減少了油相停留時間,縮短了油中水珠的聚結時間,會增大油中含水率,界面過低,不利于水中油珠聚結,會造成水中含油增高。正常生產(chǎn)時,減少界面波動,利于油水分離??梢愿鶕?jù)不同的生產(chǎn)實際,把油水界面調整到適宜的位置。定期沖砂:
沖砂排砂周期取決于來液中的含砂量,當原油含砂少時,沖砂排砂間隔時間要長一些,當前暫定為每月進行一次,每次沖砂時間不超過5mi n,沖砂時要注重液面的平穩(wěn)操作。
原油含水超標:
三相分離器設計出口原油含水為≤30%。如果出現(xiàn)較差的含水指標,沉降罐含水過高,會引起外輸原油含水不達標,其原因可能為:
1.原油性質改變:若出現(xiàn)原油的密度、粘度變化,或老化油增、出現(xiàn)井口作業(yè)酸化液大量進入系統(tǒng)。此時需篩選變更破乳劑或提高脫水溫度等方法解決。
2 、前段工序不穩(wěn)定:來液量不正常,波及本設備正常運轉。
3 、破乳劑質量出現(xiàn)問題或出現(xiàn)故障。
4 、設備本身故障需要檢修。
污水含油超標:
分離器原設計脫出污水含油≤1000 ppm。污水含油超標可引起水區(qū)的污染,外輸水質不達標。引起污水含油增高的主要原因,除了操作不穩(wěn)定因素外,還有以下幾種可能因素:
1 、油性改變:老化油增多、脫水難度大、水中含油增多,需要更換破乳劑或調整破乳劑加入量。
2 、設備內油水界面控制過低或乳化過渡帶增厚等??蛇M行界面高度的適當調高。
3 、水室隔板滲漏等原因。
氣中含液超標:
三相分離器設計出口氣中含液≤0.013 mL/m3。三相分離器產(chǎn)生油竄氣現(xiàn)象時,原油隨分離出的氣進入氣區(qū)設備,造成壓縮機進油,嚴重時發(fā)生爆裂,此為重大事故。若出現(xiàn)氣中含液增大,可能由于處理量大增液面控制過高,或捕霧器出現(xiàn)故障所致。
常見報警原因及處理措施:
1 、油水界面高報警:
原因:水出口控制閥控制失?。粊硪汉蝗辉黾?;水出口控制閥控制滯后;儀表假象。
處理方法:改自控為手動,打開控制閥旁通閥手動調節(jié);觀察一段時間,如果來液含水持續(xù)增大,打開旁通閥手調;與現(xiàn)場儀表對比驗證。
2.油水界面低報警:
原因:水出口控制閥控制失敗;來液含水突然減少;水出口控制閥控制滯后;儀表假象。
處理方法:改自控為手動,打開控制閥旁通閥手動調節(jié),觀察一段時間,如果來液含水持續(xù)減少,打開旁通閥手調;與現(xiàn)場儀表對比驗證。
通過對CPF三相分離器日常操作中出現(xiàn)的問題的分析,避免出現(xiàn)問題,在操作中還要注意:
原油處理過程中的三相分離器液面和壓力控制為關鍵過程,同時三相分離器的平衡是一個動態(tài)平衡,所以一定要做好數(shù)據(jù)監(jiān)控。在日常巡檢中,必須要認真仔細,嚴防跑冒滴漏、儀表失靈的情況發(fā)生,若有發(fā)現(xiàn),必須及時反映予以解決。