一種移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐適用的氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置

代齊加，王智守，張紹廣，黃焌淞，王 睿，錢勇君

[中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津 300459 ]

1 項(xiàng)目背景

化學(xué)藥劑主要用于提升油水分離效果、生產(chǎn)污水處理效果，減緩管道結(jié)垢及腐蝕，防止井筒原油凝固、容器產(chǎn)生假液位出現(xiàn)安全生產(chǎn)事故和降低海管阻力等［1-3］，因此在海洋石油平臺(tái)生產(chǎn)過程中，化學(xué)藥劑被廣泛使用?；瘜W(xué)藥劑種類主要包括防腐劑、防垢劑、破乳劑、反相破乳劑、防蠟劑、降凝劑、清水劑、浮選劑、殺菌劑、脫氧劑、反沖洗助劑、批處理劑等［4-5］。

化學(xué)藥劑加注系統(tǒng)主要包括固定式化學(xué)藥劑罐、化學(xué)藥劑注入泵、化學(xué)藥劑注入管線，當(dāng)化學(xué)藥劑庫存量不足時(shí)，由穿梭的船舶將儲(chǔ)存有化學(xué)藥劑的移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐運(yùn)輸至海洋石油平臺(tái)，再由現(xiàn)場操作人員將移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐內(nèi)的化學(xué)藥劑轉(zhuǎn)移到固定式化學(xué)藥劑罐中。

2 存在問題

目前，將移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐內(nèi)的化學(xué)藥劑轉(zhuǎn)移到固定式化學(xué)藥劑罐中的方式主要有2種。

2.1 重力自流法

利用移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐和固定式化學(xué)藥劑罐的高度差，通過臨時(shí)連接軟管，使處于高處的移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐內(nèi)的化學(xué)藥劑靠重力自流入低處的固定式化學(xué)藥劑罐中，缺點(diǎn)是現(xiàn)場甲板需要有足夠的空間，且具備高度差，自流轉(zhuǎn)液速度慢［6］。

2.2 氣泵轉(zhuǎn)液法

通過臨時(shí)連接軟管，由公用氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)隔膜泵，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)藥劑轉(zhuǎn)液［7-9］，缺點(diǎn)是工作量大、噪聲大、氣動(dòng)隔膜泵易發(fā)生故障，部分化學(xué)藥劑比較黏稠，流動(dòng)性差、輸送效率低。

3 解決措施

在狹小的海洋石油平臺(tái)甲板上，為提高化學(xué)藥劑的轉(zhuǎn)液效率、降低氣泵故障率、減輕現(xiàn)場操作人員工作強(qiáng)度、改善作業(yè)環(huán)境、保障現(xiàn)場操作人員身心健康，研制出一種移動(dòng)便捷、操作簡單、以壓縮氣體作為驅(qū)動(dòng)力的化學(xué)藥劑罐轉(zhuǎn)液裝置。

3.1 化學(xué)藥劑罐氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置結(jié)構(gòu)

移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐如圖1所示，由移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐蓋帽①、移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐罐口②、移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐體③和移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐底部排放閥④組成，移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐蓋帽①與移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐罐口②采用螺紋連接。

圖1 移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐Fig.1 Mobile chemical agent tank

化學(xué)藥劑罐氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置如圖2所示，由氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊⑤、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置蓋帽⑥、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置放空閥⑦、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊閥⑧、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置快速接頭⑨、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置充氣閥⑩、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置加藥閥?、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置軟管?、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊蓋?、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊圓周邊緣?及氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊配重塊?組成。

圖2 化學(xué)藥劑罐氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置Fig.2 Gas-driven fluid transfer device for chemical agent tank

3.2 化學(xué)藥劑罐氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置操作步驟

3.2.1 連接化學(xué)藥劑罐氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置

先將移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐蓋帽①打開，再將未充氣的化學(xué)藥劑罐氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置安裝在移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐上，如圖3所示，將氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置蓋帽⑥與移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐罐口②連接緊固，氣囊⑤處于移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐中。

圖3 氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置與移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐組合圖Fig.3 Combination diagram of gas-driven fluid transfer device and mobile chemical agent tank

3.2.2 連接氣驅(qū)動(dòng)力源

將氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置快速接頭⑨通過軟管與海洋石油平臺(tái)公用氣站配套接頭進(jìn)行連接，確保連接處緊固并綁扎固定。

3.2.3 連接固定式化學(xué)藥劑罐

將移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐底部排放閥④通過臨時(shí)軟管與固定式化學(xué)藥劑罐進(jìn)液口進(jìn)行連接，確保軟管兩端連接緊固并綁扎固定，依次打開固定式化學(xué)藥劑罐進(jìn)液閥門、移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐底部排放閥。

3.2.4 氣囊充氣

確保氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置放空閥⑦和氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置加藥閥?處于關(guān)閉狀態(tài)，打開氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊閥⑧和氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置充氣閥⑩，打開公用氣供氣閥門為氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊⑤進(jìn)行充氣，氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊浮于移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐上方并逐漸膨脹，直至氣囊圓周邊緣?與移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐體③緊密貼合，如圖4所示。

圖4 氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊充氣效果圖Fig.4 Air bag inflation effect of gas-driven fluid transfer device

3.2.5 化學(xué)藥劑轉(zhuǎn)液

關(guān)閉氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊閥⑧，打開氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置加藥閥?，使公用氣進(jìn)入移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐頂與充氣膨脹后的氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊⑤形成的密閉空間內(nèi)，隨著壓力的不斷增加，推動(dòng)氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊及氣囊圓周邊緣?沿移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐體③向下移動(dòng)，將氣囊下部的化學(xué)藥劑擠壓出移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐，并通過移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐底部排放閥④沿管線進(jìn)入固定式化學(xué)藥劑罐。當(dāng)氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊及氣囊圓周邊緣移動(dòng)至移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐底部時(shí)，表明移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐內(nèi)的化學(xué)藥劑轉(zhuǎn)移完成。

3.2.6 管線掃線

依次關(guān)閉公用氣供氣閥門、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置充氣閥⑩與氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置加藥閥?，打開氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊閥⑧與氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置放空閥⑦，緩慢對(duì)氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊⑤進(jìn)行泄壓，氣囊⑤逐漸縮小，氣囊與移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐體③之間的公用氣沿著排放閥④對(duì)移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐和固定式化學(xué)藥劑罐之間的管線進(jìn)行吹掃。若掃線不徹底，則可待氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊完全泄壓后關(guān)閉氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置氣囊閥和氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置放空閥，再依次打開氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置加藥閥、氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置充氣閥和公用氣供氣閥門繼續(xù)掃線，直至固定式化學(xué)藥劑罐液位不再上漲，此時(shí)掃線完成。

3.2.7 回收化學(xué)藥劑罐氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置

關(guān)閉固定式化學(xué)藥劑罐進(jìn)液閥門，拆除移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐與固定式化學(xué)藥劑罐之間的軟管，關(guān)閉移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐底部排放閥④，拆除氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置快速接頭⑨與公用氣供氣閥門之間的軟管，松開氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置蓋帽⑥與移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐罐口②之間的連接，將收縮后的化學(xué)藥劑罐氣驅(qū)轉(zhuǎn)液裝置從移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐取出并放至指定位置，關(guān)閉移動(dòng)式化學(xué)藥劑罐蓋帽①。

4 結(jié) 論

①該裝置采用氣囊式設(shè)計(jì)，裝置體積小，移動(dòng)便捷，與傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑轉(zhuǎn)液方式相比，具有勞動(dòng)強(qiáng)度小、作業(yè)效率高、移動(dòng)靈活的優(yōu)點(diǎn)。

②該裝置操作簡便，易學(xué)易會(huì)，通過簡單的開關(guān)閥門即可實(shí)現(xiàn)氣囊的充氣膨脹和化學(xué)藥劑的轉(zhuǎn)液。

③該裝置結(jié)構(gòu)簡單，無需額外的動(dòng)力裝置，可利用平臺(tái)現(xiàn)有公用氣站壓縮氣作為轉(zhuǎn)液動(dòng)力，清潔無污染。

④該裝置化學(xué)藥劑轉(zhuǎn)液速度快，化學(xué)藥劑轉(zhuǎn)液完成后，管線掃線方便。

⑤該裝置可以滿足不同種類、不同性質(zhì)化學(xué)藥劑的轉(zhuǎn)液目的，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)能力強(qiáng)。

⑥對(duì)于甲板空間不足的海洋石油平臺(tái)，可以借鑒此裝置進(jìn)行化學(xué)藥劑轉(zhuǎn)液，便于推廣。