油田輸油系統(tǒng)節(jié)能降耗措施

劉霞石婧何登龍宋寶玉鄒繼艷劉麗

（1.大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠；2.大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠；3.大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

油田輸油系統(tǒng)節(jié)能降耗措施

劉霞1石婧1何登龍2宋寶玉3鄒繼艷1劉麗1

（1.大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠；2.大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠；3.大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

油田目前已經(jīng)進(jìn)入高含水期，產(chǎn)油量不斷下降，由于受不同區(qū)塊的影響，導(dǎo)致轉(zhuǎn)油站負(fù)荷量不均勻，影響輸油系統(tǒng)運(yùn)行效率，使輸油系統(tǒng)的能耗量不斷增加。為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，大慶油田第二采油廠通過(guò)對(duì)中轉(zhuǎn)站系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，簡(jiǎn)化地面工藝流程，提高輸油系統(tǒng)的負(fù)荷率，并以高效泵代替低效泵，以小泵代替大泵，利用變頻調(diào)速裝置提高輸油泵的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)電的效果。對(duì)高含水的油井進(jìn)行常溫輸送，對(duì)加熱爐更換高效燃燒器，降低集輸自耗氣，達(dá)到節(jié)約天然氣的目的。輸油系統(tǒng)節(jié)能措施的應(yīng)用為油田后期開采提供了有利的保證。

輸油系統(tǒng) 節(jié)能降耗 輸油泵 常溫輸送 燃燒器

摻水泵、輸油泵、熱洗泵和加熱爐是輸油系統(tǒng)的主要耗能設(shè)備，其能耗主要是電能和天然氣的消耗，所以提高輸油系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低各種單耗，具體實(shí)施應(yīng)從系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié)電、節(jié)氣等方面入手，并通過(guò)對(duì)中轉(zhuǎn)站的系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整、簡(jiǎn)化地面工藝，最終提高整體運(yùn)行效率。

1 提高系統(tǒng)效率

為了提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)部分建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)、布局不合理、負(fù)荷率低、站況差的轉(zhuǎn)油站進(jìn)行能力和布局合并，對(duì)達(dá)到20年報(bào)廢年限的老轉(zhuǎn)油站進(jìn)行更新改造。

2002年10月，對(duì)南3-4轉(zhuǎn)油站和南3-5轉(zhuǎn)油站進(jìn)行了合并，以提高經(jīng)濟(jì)效益為前提，采取優(yōu)化調(diào)整的方法，提高整體運(yùn)行效率。

南3-4轉(zhuǎn)油站198 3年9月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模3 000 t/d，改造前實(shí)際處理量450 t/d，符合率15%，管轄的計(jì)量間5座，油井41口。2002年10月已連續(xù)運(yùn)行19年，接近更新報(bào)廢年限，按規(guī)劃設(shè)計(jì)要求應(yīng)按期報(bào)廢，把所管的油井合并到高4#轉(zhuǎn)油站，1996年對(duì)高4#轉(zhuǎn)油站進(jìn)行擴(kuò)建，目前管轄油井74口。原高4#轉(zhuǎn)油站設(shè)計(jì)能力都很小，都在3 000t/d，所以在布局和運(yùn)行成本上都不合理，見(jiàn)表1。

表1 轉(zhuǎn)油站調(diào)整前后對(duì)比

通過(guò)整體優(yōu)化調(diào)整，將高5#轉(zhuǎn)油站報(bào)廢，所管油井的產(chǎn)量進(jìn)入高4#轉(zhuǎn)油站，實(shí)施后取得了顯著的效果：

◇徹底解決了南3-5轉(zhuǎn)油站存在的問(wèn)題，消除了該站的不安全隱患；

◇提高了南3-4轉(zhuǎn)油站負(fù)荷能力；

◇轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)得到了優(yōu)化調(diào)整，布局更加合理；

◇減少了1座轉(zhuǎn)油站，年可節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用（燃料費(fèi)、材料費(fèi)、維修費(fèi)等）約70多萬(wàn)元，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本；

◇減少崗位人員10人，人員工資按每年3.5萬(wàn)元計(jì)算，年可節(jié)約資金35萬(wàn)元。

2 節(jié)約電能

第二作業(yè)區(qū)油礦共有輸油泵14臺(tái)，摻水泵19臺(tái)，噸液綜合耗電20.13k W h/t，平均系統(tǒng)效率為40%左右，平均泵效55%左右，一般情況下輸油泵泵效應(yīng)大于65%，所以提高輸油泵泵效是油氣集輸系統(tǒng)中節(jié)能降耗的主要內(nèi)容。

泵效低的主要原因：

1）泵的銘牌效率低，例如：K Y T25-35×4型輸油泵，泵的銘牌效率44%左右。

2）泵運(yùn)行效率低，泵效隨著其排量的增大而提高，在某一范圍內(nèi)（即泵的經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行區(qū)）泵效達(dá)到最高，當(dāng)偏離這一范圍時(shí)，泵效就會(huì)降低，同時(shí)泵效也隨著液量的大小波動(dòng)而上下起伏。

2.1 以高效泵代替低效泵，降低輸油單耗

第二作業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)油站多數(shù)機(jī)泵是“D”型泵和“Y”型泵，這兩種機(jī)泵型號(hào)陳舊，而且在設(shè)計(jì)、制造及結(jié)構(gòu)、材料上都有局限性，從而導(dǎo)致機(jī)泵額定效率偏低。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析、對(duì)比、論證，決定采用Y D系列高效機(jī)泵替代原低效機(jī)泵。同時(shí)對(duì)配套工藝流程進(jìn)行改造，使進(jìn)出口管線與機(jī)泵相匹配，保證機(jī)泵在高效區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。如：南3-4轉(zhuǎn)油站原有3臺(tái)K Y T25-35×4輸油泵，泵效低，單耗高，每天運(yùn)行2臺(tái)。2004年和2005年更換2臺(tái)Y D 50-50×3、FD Y D 30-50×3輸油泵，目前運(yùn)行1臺(tái)，備用2臺(tái)。目前日外輸液量為1 250t/d，日耗電量610k W h/d，輸油單耗為0.48 8k W h/t，平均日節(jié)約電量245 k W h/d，年節(jié)電量（按365 d計(jì)算）8.9522×104k W h，年可節(jié)約電費(fèi)4.8 8 95萬(wàn)元（按0.5473元/k W h計(jì)算）。

2.2 以小泵代替大泵，降低輸油耗電量

第二作業(yè)區(qū)共有4座轉(zhuǎn)油站，1座聯(lián)合站，隨著油田的進(jìn)一步開發(fā)，產(chǎn)油量逐年下降，產(chǎn)液量卻穩(wěn)中有升，導(dǎo)致原油集輸系統(tǒng)面臨新的形式，體現(xiàn)為負(fù)荷率分布不均勻，部分負(fù)荷低的轉(zhuǎn)油站只用1臺(tái)油泵就可滿足生產(chǎn)需要，即出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象。如南3-5轉(zhuǎn)油站共有3臺(tái)油泵。設(shè)計(jì)規(guī)模5 000 t/d，日外輸液量900 t/d，目前只用1臺(tái)FD Y D 25-50×3的輸油泵就可滿足需求，日節(jié)電120 k W h/d，年節(jié)電4.38×104k W h，年節(jié)約電費(fèi)2.3971萬(wàn)元。2006年我礦對(duì)南3-5轉(zhuǎn)油站2號(hào)輸油泵進(jìn)行減級(jí)試驗(yàn)，詳見(jiàn)表2。

表2 輸油泵減級(jí)試驗(yàn)前后對(duì)比

減級(jí)后揚(yáng)程從150m降到100m，下降了50m，泵壓從1.4 M Pa降到1.0M Pa，下降了0.4 M Pa，電流從40A降到32A，下降了8A，日節(jié)電18 9k W h，單耗從0.55 k W h/m3降到0.37 k W h/m3，下降了0.18 k W h/m3。年累計(jì)節(jié)電6.8 985×104k W h，年可節(jié)約資金3.7755萬(wàn)元。

2.3 利用變頻調(diào)速裝置，提高外輸油系統(tǒng)的運(yùn)行效率

轉(zhuǎn)油站外輸油系統(tǒng)是一個(gè)受外部條件限制較大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，受來(lái)液量的大小、緩沖罐液位的高低、外輸油管線的長(zhǎng)短、管徑的大小等條件的影響，使輸油泵的排量也隨著波動(dòng)，導(dǎo)致輸油泵不能在高效區(qū)運(yùn)行。為了達(dá)到平穩(wěn)輸油，對(duì)外輸液量的調(diào)節(jié)是靠調(diào)節(jié)閥開啟程度的大小來(lái)控制的，這樣節(jié)流損失非常大，泵管壓差也非常大，泵的管網(wǎng)運(yùn)行效率低，從而導(dǎo)致一部分電能消耗在調(diào)節(jié)閥的阻力上，功率損失可達(dá)到15%~20%以上。為了解決這一問(wèn)題，采用變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)改變電機(jī)頻率，調(diào)節(jié)外輸泵的轉(zhuǎn)數(shù)，即調(diào)節(jié)流量的大小，取代了以泵出口閥的開啟程度來(lái)調(diào)節(jié)流量的功能，降低了電能消耗。2006年對(duì)高2#站1#輸油泵安裝變頻調(diào)速裝置并投入運(yùn)行，見(jiàn)表3。

表3 輸油泵安裝變頻器節(jié)電前后對(duì)比

從運(yùn)行情況看，取得了一定的節(jié)電效果，在外輸液量基本不變的情況下，泵管壓差下降0.48 M Pa，電流下降9.5 A，輸液?jiǎn)魏膹?.43k W h/m3降到0.34 k W h/m3，下降0.09 k W h/m3，平均日節(jié)電172k W h，年累計(jì)節(jié)電6.278×104k W h，年可節(jié)約資金3.4359萬(wàn)元。

3 節(jié)約天然氣

隨著產(chǎn)液量的自然遞減，天然氣產(chǎn)量也隨著產(chǎn)液量的變化逐年降低，目前集輸油自耗氣得到明顯的控制。

3.1 安裝節(jié)能燃燒器

加熱爐的熱損失主要是排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失和爐體散熱損失等。排煙熱損失主要取決于過(guò)?？諝庀禂?shù)和排煙溫度兩個(gè)運(yùn)行參數(shù)，占熱損失的99%。為了有效調(diào)節(jié)過(guò)?？諝庀禂?shù)和排煙溫度，減少排煙損失，提高加熱爐效率，對(duì)4座轉(zhuǎn)油站17臺(tái)加熱爐更換了SR型節(jié)能燃燒器。通過(guò)安裝SR型節(jié)能燃燒器，提高了加熱爐燃燒效率，降低了天然氣自耗氣量。經(jīng)測(cè)試1.74 M W的火筒式加熱爐的火嘴，在額定負(fù)荷下，平均提高加熱爐爐效7%~10%左右，每臺(tái)加熱爐日節(jié)約天然氣200m3,每臺(tái)爐年節(jié)約天然氣7.3×104m3，每臺(tái)爐年節(jié)約天然氣費(fèi)用4.38萬(wàn)元（按平均價(jià)0.6元/m3計(jì)算）。

3.2 對(duì)部分油井進(jìn)行停摻水試驗(yàn)，對(duì)高含水油井進(jìn)行常溫輸送

利用高含水油井的特點(diǎn)，充分利用雙管和環(huán)狀摻水工藝流程，推行不季節(jié)性停摻水集油。目前油田大部分油井的含水大于8 0%以上，部分油井出油溫度比油田開采初期明顯升高。目前雙管摻水流程集油管網(wǎng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠降低摻水量。雙管及單管集油是一個(gè)比較靈活的系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)調(diào)整時(shí)不需要對(duì)集油流程進(jìn)行調(diào)整，充分利用雙管的靈活性，加強(qiáng)生產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)季節(jié)性停摻水集油，降低集油耗氣。

2006年12月15日，將51隊(duì)使用的H S-011型內(nèi)襯玻璃式聚乙烯保溫管作為集輸管線的3口油井（雙管流程1口、環(huán)狀流程2口）進(jìn)行了停摻水集輸實(shí)驗(yàn)，從而摸索油田冬季停摻水集輸?shù)目尚行浴?/p>

在實(shí)施過(guò)程中，為準(zhǔn)確掌握這3口井各項(xiàng)資料的變化，保證停摻水期間油井正常運(yùn)行，實(shí)行每日5 h對(duì)停摻水井的井口回壓、電流、回油溫度等基礎(chǔ)資料的錄取。地面工程管理人員每周進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽檢，并根據(jù)資料進(jìn)行詳細(xì)分析，掌握其變化規(guī)律，遇到問(wèn)題及時(shí)處理。

截至2007年10月30日，3口抽油機(jī)井停產(chǎn)水運(yùn)行315 d，未發(fā)生過(guò)管線凍堵及沖洗管線情況，目前運(yùn)行穩(wěn)定，回壓及電流在合理范圍內(nèi)浮動(dòng)，平均日節(jié)約摻水33m3，共節(jié)約摻水10395 m3，共節(jié)約資金4.8 8 56萬(wàn)元（按4.7元/m3計(jì)算）。

通過(guò)系統(tǒng)分析總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)：

◇油井含水在90%以上，日產(chǎn)液量在45 t/d、集輸半徑在500m以下的油井可以實(shí)現(xiàn)全年停摻水集輸；

◇油井含水在8 5%以上，日產(chǎn)液量在25 t/d，集輸半徑在600m以下的油井可以實(shí)現(xiàn)夏季停摻水集輸。

4 結(jié)論

1）在輸油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作中，具體實(shí)施應(yīng)從系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié)電、節(jié)氣等方面入手，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)油站的系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，提高系統(tǒng)負(fù)荷率。

2）用高效泵代替低效泵，以小泵代替大泵，充分利用變頻調(diào)速技術(shù)，提高輸油系統(tǒng)的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3）對(duì)高含水的油井進(jìn)行常溫輸送，安裝使用高效燃燒器，降低集輸自耗氣，達(dá)到節(jié)約天然氣的目的。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.06.013

劉霞，1998年畢業(yè)于大慶職工大學(xué)，從事油氣集輸工作，E-m a i l：l i u l i 003@p e t r o c h i n a.c o m.c n，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，163414。

2012-03-11）