增壓橇運(yùn)行現(xiàn)狀分析及改進(jìn)措施

賀繼丞　凌冰　杜俊杰　張景祖　田灝

[摘要]目前，部分?jǐn)?shù)字化增壓撬裝置運(yùn)行故障率高，無法連續(xù)輸油，需人工值守，維護(hù)費(fèi)用較高。為降低數(shù)字化增壓橇裝置的故障率，提高裝置自動化運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)自動連續(xù)輸油和無人值守，本文通過開展“泵到泵”自動輸油工藝技術(shù)研究和試驗(yàn)，優(yōu)化工藝流程和控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)自動連續(xù)油氣密閉集輸。

[關(guān)鍵詞]增壓橇；連續(xù)輸油；自動化

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2017.18.053

[中圖分類號]TE968 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）18-0086-02

0引言

數(shù)字化增壓撬裝置是借助PLC控制系統(tǒng)，通過上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控程序控制裝置中設(shè)定流程間的切換，實(shí)現(xiàn)外輸泵的高啟低停和變頻控制運(yùn)行，達(dá)到站點(diǎn)井組來油的自動加熱、油氣緩沖分離和變排量連續(xù)輸油。現(xiàn)場無需人工操作，該裝置能有效節(jié)約人力資源，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

1數(shù)字化增壓橇裝置運(yùn)行現(xiàn)狀

1.1外輸泵排量與生產(chǎn)實(shí)際不匹配

因產(chǎn)建部署調(diào)整及開發(fā)遞減，部分站點(diǎn)存在數(shù)字化增壓橇外輸泵排量大，站點(diǎn)產(chǎn)液量小的問題，即使最小頻率時(shí)排量仍大于站點(diǎn)的來液量，外輸量與產(chǎn)進(jìn)液量不平衡，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸油。

1.2撬裝置加熱爐無法滿足生產(chǎn)需求

部分站點(diǎn)產(chǎn)液量高、來液不平穩(wěn)。由于數(shù)字化撬裝置緩沖罐容積小，為避免溢罐，時(shí)常在來液、未經(jīng)過充分分離即進(jìn)行外輸，造成供氣量不足，加熱爐自動熄滅，導(dǎo)致無法滿足生產(chǎn)需求。

冬季燃燒器燃?xì)夤芫€因凝析油大量存在凍堵或凝析油進(jìn)入燃燒器堵塞燃?xì)饣鹱?，造成燃燒器故障，產(chǎn)進(jìn)原油無法加溫，導(dǎo)致冬天燃燒器運(yùn)行效果差，無法滿足生產(chǎn)需求。

1.3輸油泵故障率高

間歇運(yùn)行模式下，外輸泵的頻繁啟停，易造成外輸泵定子、轉(zhuǎn)子故障頻繁更換。

來液經(jīng)過加熱進(jìn)入緩沖罐，在停輸期間緩沖罐內(nèi)油水得到分離，水介質(zhì)全部沉積在緩沖罐底部。由于沒有水介質(zhì)潤滑，螺桿泵襯套互相干磨，從而造成輸油泵抱死現(xiàn)象。

1.4流程設(shè)計(jì)不完善

傳統(tǒng)連續(xù)輸油運(yùn)行模式下，由于各部分單元控制系統(tǒng)相互獨(dú)立，控制程序不完善，無法實(shí)現(xiàn)各單元聯(lián)動輸油控制和設(shè)備故障狀態(tài)時(shí)的自動連鎖保護(hù)，故而無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動輸油控制。

2優(yōu)化改造內(nèi)容

2.1工藝流程控制程序升級

2.1.1燃料分離器單元

該單元能夠改變設(shè)備傳統(tǒng)的分離緩沖運(yùn)行模式，通過三通閥控制，經(jīng)過加熱爐加熱后的來液少部分進(jìn)入分離器，給加熱爐燃燒器分離燃?xì)?。分離器控制結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1.2加熱爐單元

來液進(jìn)人加熱爐加熱，通過與水域溫度和供氣壓力關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)燃燒器點(diǎn)火控制。加熱爐控制結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.1.3輸油泵單元

該單元通過三通閥控制，經(jīng)加熱爐加熱后的來液大部分由混輸泵直接外輸，啟動正常后，監(jiān)測泵人口壓力，通過PID自動進(jìn)行變頻控制，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)外輸。輸油泵控制結(jié)構(gòu)如圖3所示。

系統(tǒng)自動識別輸油泵狀態(tài)，對停止?fàn)顟B(tài)輸油泵進(jìn)行自動盤泵，PLC自動計(jì)時(shí)，每4h執(zhí)行一次上述盤泵控制。（站控可實(shí)現(xiàn)人為執(zhí)行）

2.1.4總成單元

該單元監(jiān)測增壓裝置出口壓力，如果收球筒壓力大于0.1MPa，并且加藥罐液位大于50mm時(shí)，則啟動加藥泵。加藥罐液位每下降1cm，加藥泵停止20分鐘。

2.2數(shù)字化改造升級

2.2.1燃燒器加熱控制

燃燒器進(jìn)氣管線加裝壓力變送器，使燃燒器與燃?xì)鈮毫﹃P(guān)聯(lián)，控制火焰開關(guān)。

2.2.2輸油泵啟?？刂?/p>

輸油泵入口管線加裝壓力變送器，使輸油泵與泵進(jìn)口壓力關(guān)聯(lián)，控制輸油泵啟停。

2.2.3加藥控制

操作人員通過在總機(jī)關(guān)加藥泵出口加裝壓力變送器，關(guān)聯(lián)加藥罐液位和泵出口壓力，實(shí)現(xiàn)自動加藥控制。

3運(yùn)行效果

3.1原油外輸實(shí)現(xiàn)變頻連續(xù)輸油

大部分來液進(jìn)入主泵進(jìn)行輸油，加熱不緩沖，降低了含水外輸?shù)挠绊?，減少因缺少潤滑導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子、定子長時(shí)間干磨，從而提高輸油泵的性能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)變頻連續(xù)輸油。

3.2實(shí)現(xiàn)智能連續(xù)自動加熱

設(shè)備改變了分離器傳統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)智能連續(xù)自動加熱，保證了分離器低液位狀態(tài)下油氣分離效果，提高伴生氣純度和加熱效果。

3.3關(guān)鍵點(diǎn)監(jiān)控更全面，消除遠(yuǎn)程管理盲點(diǎn)

設(shè)備新增數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，能夠減少員工巡檢，自動監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，為無人值守提供技術(shù)支撐。

3.4實(shí)現(xiàn)自動盤泵，減少設(shè)備故障率

設(shè)備具有自動盤泵功能，使系統(tǒng)能夠自動辨識停止?fàn)顟B(tài)的輸油泵，計(jì)算停止時(shí)間，進(jìn)行系統(tǒng)自動盤泵，減少員工勞動強(qiáng)度，降低輸油泵抱死故障率。

3.5有效降低井場回壓

設(shè)備通過提高原油溫度、管線定期定量加藥、油氣連續(xù)密閉混輸?shù)倪\(yùn)行方式，在一定程度上能有效減少原油流動阻力，有效降低原油粘度和井場回壓。

3.6降本增效管理

第一，在產(chǎn)進(jìn)穩(wěn)定的站點(diǎn)，工作人員開展對井組至增壓橇泵到泵油氣密閉輸送，能有效減少伴生氣分離放空，增加增壓橇外輸管道攜氣量，從而降低損耗。

第二，泵到泵的運(yùn)行模式，能有效減少輸油泵配件磨損、盤管結(jié)垢等故障率發(fā)生，延長設(shè)備的使用壽命，進(jìn)一步降低了維護(hù)成本。

第三，通過優(yōu)化管理方式，盤泵操作系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行，進(jìn)而有效降低巡檢員工的勞動強(qiáng)度。

3.7安全環(huán)保管理

油田通過加裝燃?xì)鈮毫ψ兯推?，關(guān)聯(lián)燃?xì)鈮毫腿紵鼽c(diǎn)火控制，實(shí)現(xiàn)燃燒器承壓在安全范圍內(nèi)運(yùn)行。同時(shí)，該裝置能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動盤泵功能，減少工作人員與機(jī)械設(shè)備的接觸，最大程度上保障了人身安全。

4結(jié)語

升級PLC控制柜的程序是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化增壓橇裝置“泵到泵”自動輸油的關(guān)鍵，能夠達(dá)到連續(xù)輸送的目的，而且從油田生產(chǎn)和撬裝應(yīng)用角度看，也有利于降低井場回壓、減少生產(chǎn)成本、提高安全環(huán)保，有利于減少裝置的運(yùn)行故障率。此外，數(shù)字化增壓撬控制工藝技術(shù)復(fù)雜，工作人員需要充分認(rèn)識緩沖區(qū)壓力及液位對增壓撬的運(yùn)行影響，同時(shí)能做到合理設(shè)置增壓撬控制參數(shù)，以適應(yīng)油田生產(chǎn)需要。