高架拉油罐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)探析

井文甫　張?zhí)烊A

摘要：某油田在聯(lián)合站以外的區(qū)塊集輸系統(tǒng)中，采用了高架油罐拉油生產(chǎn)的模式，就目前而言，這樣的生產(chǎn)模式一般被應(yīng)用在產(chǎn)量低、邊遠(yuǎn)區(qū)，同時(shí)不具備管線輸送條件的油田，主要是借助油罐內(nèi)部的液位差實(shí)現(xiàn)卸油，不僅操作方便，而且流程十分簡(jiǎn)單。在區(qū)塊內(nèi)，一共設(shè)置了27座高架拉油罐，采用統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，而在實(shí)際投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)，3號(hào)井場(chǎng)的拉油罐出現(xiàn)了噴油問(wèn)題，影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。技術(shù)人員在對(duì)其原因進(jìn)行分析后，判斷是因?yàn)?號(hào)井場(chǎng)本身所處的位置較高，相比較其他平臺(tái)有著更高的氣量，油井本身產(chǎn)氣不均勻，很容易出現(xiàn)氣體段塞問(wèn)題，導(dǎo)致瞬間產(chǎn)氣量的增加。同時(shí)，在油田生產(chǎn)中，運(yùn)用了二氧化碳驅(qū)油技術(shù)，因此采出液中含有部分二氧化碳?xì)怏w，增加氣體含量的同時(shí)，也引發(fā)了拉油罐噴油的問(wèn)題。為了能夠?qū)?wèn)題進(jìn)行解決，保證油田生產(chǎn)的順利進(jìn)行，需要做好拉油罐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：高架拉油罐;結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 引言

在油田生產(chǎn)中，拉油罐能夠?qū)υ瓦M(jìn)行存儲(chǔ)，其可以設(shè)置在地面，也可以采用高架形式。拉油罐的結(jié)構(gòu)對(duì)于其性能的發(fā)揮意義重大，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，可能會(huì)對(duì)油田正常生產(chǎn)造成影響。本文結(jié)合某油田的具體情況，就高架拉油罐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和探討，希望能夠?yàn)槔凸薜姆€(wěn)定可靠運(yùn)行提供一些參考借鑒。

2 拉油罐現(xiàn)有結(jié)構(gòu)分析

依照油田生產(chǎn)中3號(hào)井場(chǎng)基建環(huán)節(jié)的油水井開(kāi)發(fā)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，如果按照每周拉一次油的頻率，則依照相應(yīng)的長(zhǎng)徑比以及經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，確定有關(guān)筒體的長(zhǎng)度為6800mm，直徑2600mm。作為油田生產(chǎn)中主要的儲(chǔ)存容器，拉油罐儲(chǔ)存的介質(zhì)包含了原油、氣體、水分以及采出液中含有的二氧化碳，油罐內(nèi)部壓力為常壓，不設(shè)置其他零部件，其現(xiàn)有結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 拉油罐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在拉油罐正式投入油田生產(chǎn)后，基本都處于良好運(yùn)行狀態(tài)，不過(guò)3號(hào)井場(chǎng)上的拉油罐出現(xiàn)了噴油問(wèn)題，結(jié)合問(wèn)題產(chǎn)生的原因，對(duì)照油田生產(chǎn)的產(chǎn)量預(yù)測(cè)以及油氣比等相關(guān)參數(shù)，從提升拉油罐對(duì)高油氣比油井適應(yīng)性的角度，技術(shù)人員對(duì)拉油罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)和改造，改造后的拉油罐如圖2所示。

在拉油罐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了改造：

3.1進(jìn)液口改造

改造過(guò)程中，在進(jìn)液管內(nèi)增加了布液孔，確保氣體能夠快速?gòu)囊后w中逸出。進(jìn)液口的下端則增加了擋板，通過(guò)液體之間的碰撞，盡可能消除流體在高速流動(dòng)狀態(tài)下對(duì)于油罐內(nèi)壁造成的沖擊，減少擾動(dòng)的問(wèn)題。氣液在入口位置有著較高的速度，對(duì)進(jìn)液口進(jìn)行改造后，氣液流會(huì)在入口位置與擋板發(fā)生碰撞，油包水或者水包油液滴外膜會(huì)被破壞，從而保證油水迅速分離。

3.2內(nèi)部孔板設(shè)計(jì)

在拉油罐內(nèi)部增加了兩塊孔板，分別設(shè)置在進(jìn)液口和放氣口中間位置，借助孔板來(lái)降低雷諾數(shù)，削弱流動(dòng)氣體引發(fā)的擾動(dòng)，消除氣泡的存在，同時(shí)也能夠引導(dǎo)液流沿自身流向，形成一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的區(qū)域，為油水分離以及游離氣體的上浮提供便利，而且也可以有效阻擋氣體流動(dòng)中泡沫進(jìn)入到其他區(qū)域，增加泡沫滯留的時(shí)間，為消泡提供便利，保證氣體流動(dòng)的平穩(wěn)性。

3.3量油孔改造

原本高架拉油罐中，量油孔被設(shè)置在距離進(jìn)液口較近的位置，在這樣的結(jié)構(gòu)下，氣體的緩沖空間不足，無(wú)法得到有效的緩沖，會(huì)導(dǎo)致瞬間氣量的增大，油罐內(nèi)部壓力升高，若缺乏壓力宣泄的渠道，則會(huì)引發(fā)量油孔噴油問(wèn)題。因此，在優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，將量油孔的位置放在了拉油罐最左側(cè)，加大了與進(jìn)液口之間的距離，使得原油能夠經(jīng)過(guò)多重緩沖，降低氣量的同時(shí)，確保氣體可以從放氣口平穩(wěn)流出。另外，于量油孔下設(shè)置了擋板，擋板上同樣預(yù)留了量油孔的位置，對(duì)放氣孔進(jìn)行了均勻布設(shè)，這樣即便存在氣體逸出的情況，也不會(huì)導(dǎo)致噴油，能夠確保氣流的平穩(wěn)性。不僅如此，擋板的存在也可以降低液體噴出的速度，保證量油的準(zhǔn)確性。

3.4放氣孔改造

可以在放氣孔下方，設(shè)置相應(yīng)折流板，適當(dāng)加長(zhǎng)氣體的流程，而在經(jīng)過(guò)折流板的緩沖后，出氣速度會(huì)有所下降，同時(shí)也不會(huì)夾雜有大量液體。折流板可以采用雙重傾斜設(shè)置的方式，這樣不僅能夠避免液滴淌下后直接沖擊液面，防止液滴夾帶進(jìn)入氣相，保證液面穩(wěn)定，還可以為氣泡的上浮提供便利。

3.5液位報(bào)警口優(yōu)化

考慮到3號(hào)井場(chǎng)氣含量較大，應(yīng)該確保拉油罐本身具備較大的氣相空間，這樣才能夠保證氣體具備足夠的緩沖時(shí)間。在原本的拉油罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，高液位報(bào)警口的位置偏高，導(dǎo)致氣相空間過(guò)小，容易引發(fā)噴油問(wèn)題，對(duì)此，設(shè)計(jì)人員對(duì)拉油罐液位報(bào)警口的位置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，降低了高液位報(bào)警口的位置，增大了油罐中的氣相空間，使得氣體可以經(jīng)過(guò)足夠的緩沖，避免了瞬間氣量過(guò)大的問(wèn)題，能夠顯著降低噴油現(xiàn)象發(fā)生的概率。

4 改造后運(yùn)行效果

在經(jīng)過(guò)優(yōu)化改造后，3號(hào)平臺(tái)拉油罐的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一定的變化，而經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)噴油問(wèn)題得到了解決，沒(méi)有再次發(fā)生，拉油罐實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)可靠運(yùn)行。必須明確，對(duì)于含氣量較高，或者瞬間進(jìn)氣量大的拉油罐，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須充分考慮氣體流速的控制，盡可能降低氣體的擾動(dòng)性，保證氣流平穩(wěn)，如果液體中含氣量較大，需要采取相應(yīng)的消泡措施，預(yù)留出足夠的氣相空間，這樣才能切實(shí)保障拉油罐運(yùn)行的穩(wěn)定性合和可靠性。

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作者簡(jiǎn)介：

井文甫，男，1978年2月，漢族，天津，在大港油田采油二廠從事采油工作，聯(lián)系地址：大港油田采油二廠，郵編：300280。