吳起采油廠原油沉降罐及污水罐排泥技術研究

雙立娜

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吳起采油廠原油沉降罐及污水罐排泥技術研究

雙立娜

（延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西 延安 717600）

吳起采油廠聯(lián)合站大罐現(xiàn)有的排泥技術無法實現(xiàn)罐底污泥的有效排放，必須采取人工定期清理，這不僅影響了沉降罐和污水罐的正常運行，導致污水處理水質不達標，還增加了系統(tǒng)的運行能耗。本文通過對國內(nèi)大罐排泥技術進行對比分析，以及借鑒周邊油田成熟的排泥技術，針對吳起采油廠的油泥形成特性，實施了適合吳起采油廠大罐排泥的技術改造。

油泥；排泥；無害化處理；負壓排泥

吳起采油廠是延長油田的第一大采油廠，承擔著重要的原油生產(chǎn)任務。然而該廠聯(lián)合站現(xiàn)有的大罐排泥技術尚無法實現(xiàn)罐底污泥的有效排放。本文中將主要針對廠內(nèi)現(xiàn)狀、存在的問題及技改方案進行探討，尋找適合該廠的罐底排泥方案。

1 現(xiàn)狀及存在問題

目前采油廠9座聯(lián)合站共有各類大罐44座，主要采取靜壓排泥和負壓射流排泥方式。由于大罐排泥效果差，每年需要依靠人工清罐1～2次，比如柳溝聯(lián)合站3 000 m3原油沉降罐及1 000 m3污水罐每兩個月就需清罐1次，嚴重影響罐的正常運行，以及產(chǎn)生一些附帶的問題，主要表現(xiàn)為：

①污泥不能及時從系統(tǒng)中剝離出來，影響污水處理效果和過濾設備運行負荷，導致污水系統(tǒng)過濾器濾料每年需要更換1～2次；

②大罐容積得不到有效利用，大罐沉降時間變短而影響大罐功能，導致后續(xù)流程脫水效果和污水處理效果變差。

③污泥長期停留在污水罐底，污泥厭氧導致污水水質惡化，加大了細菌控制難度，影響原油脫水及污水處理質量；

④人工清罐需要停產(chǎn)，清罐費用高，影響原油脫水及污水處理系統(tǒng)的正常運行；

⑤增加了系統(tǒng)運行能耗。

采油廠于2015年建成污泥處理站1座（長官廟油泥處理站），項目設計規(guī)模為年處理油泥2.4萬噸，該站污泥處理工藝為利用“化學熱洗+疊螺機脫水”機械脫水工藝對含油污泥進行減量化處理，設計處理后油泥應達到污泥含水率≤70%、含油量≤5%，污水中懸浮物含量≤500 mg/L。主要建設內(nèi)容包括污泥池、污水池、污油池、調(diào)質罐、污泥脫水機、鍋爐房等。

從該站油泥處理工藝和運行效果來看，該套處理工藝不具備油泥無害化處理技術條件。目前采油廠每年產(chǎn)生油泥約2萬噸，油泥處理主要采取外委處理方式，全年油泥外委處理費用約900萬元。

采油廠油泥主要來源于聯(lián)合站清罐底泥、油水井作業(yè)產(chǎn)生的落地油泥等。油泥外委處理一方面勢必會導致處理費用的增加，甚至會出現(xiàn)污泥沒有處理單位接收的局面；另一方面，采油廠周邊油泥處理企業(yè)目前尚不具備無害化處理的技術實力，目前外委處理油泥方式，一旦處理不達標造成環(huán)境污染，采油廠仍需要承擔其環(huán)境責任。因此目前油泥處理仍是采油廠環(huán)保工作的難題之一。

圖1 吳起采油廠污泥處理站照片

目前中石油、中石化油田的油泥處理主要采取自建油泥無害化處理站方式，從根本上消除油泥環(huán)境風險。長慶油田自建油泥處理站8座，減量化處理站以自我管理模式為主，無害化處理站以技術服務模式為主。吳起采油廠長官廟油泥處理站投產(chǎn)后，油泥經(jīng)過熱洗處理后含油量會大幅度減少，污泥量得到脫水減量化。

綜合以上原因和現(xiàn)狀分析，指出有必要根據(jù)采油廠大罐結構特點，對大罐排泥系統(tǒng)進行技改，徹底解決大罐排泥不暢長期影響系統(tǒng)正常生產(chǎn)和系統(tǒng)運行效率等問題，改善大罐的運行環(huán)境，提高大罐的處理效果，推動污泥無害化處理項目，從根本上解決污泥去向問題。

2 技改方案

目前，國內(nèi)各大油田采用的大罐排泥方式大致可分為三種：傳統(tǒng)靜壓排泥技術、內(nèi)置式機械刮吸泥技術和新型大罐立體負壓排泥技術。

本文擬選擇新型大罐立體負壓排泥技術對柳溝聯(lián)合站實施大罐排泥工藝改造。改造3 000 m2沉降罐2具、1 000 m2污水罐2具、500 m2污水處理罐2具。

大罐立體負壓排泥技術由滑泥坡、液力旋轉沖泥裝置、吸泥系統(tǒng)、罐外動力泵組成，利用泥漿泵吸泥形成的負壓，將罐底泥吸出。

2.1 滑泥坡

借鑒和優(yōu)化靜壓排泥工藝滑泥坡的優(yōu)點，滑泥坡角度將根據(jù)罐內(nèi)淤泥特性參數(shù)設定，保證80%的滑泥坡區(qū)域沉積泥順利滑落至坡底。同時在滑泥坡上部又增加了沖洗流程，提高了坡上淤泥滑入坡底的效果?；嗥虏捎梅墙饘傩∧ψ璨馁|，降低滑泥的阻力，滑泥板利用預制混凝土塊固定，減少罐內(nèi)施工工作量，避免動火施工。

圖2 滑泥坡整體布置圖

2.2 液力旋轉沖泥裝置

以罐中心為軸，兩側各設置一根帶多個噴嘴的沖泥管，兩側沖泥管噴嘴的方向相反。在液體噴出時，依靠噴射的反作用力，使得沖泥管自動旋轉，達到全區(qū)域、無死角的沖泥效果，液力旋轉沖泥裝置結構見圖4。

圖3 滑泥坡斷面圖

圖4 液力旋轉沖泥裝置結構圖

在每圈滑泥坡坡底設置兩個噴嘴，噴嘴采用螺旋噴頭，材質為316L不銹鋼鑄件，內(nèi)部結構為實心錐形或空心錐形噴霧噴嘴，噴流角度范圍可為50°~170°。液體流率范圍為5.5～4 140升/分。這種結構緊湊的噴嘴有著暢通的流道，可以最大程度地減少液體阻塞，使液體在給定尺寸的管道上達到最大流量，最大程度增加沖泥面積，螺旋噴嘴結構見下圖。

圖5 螺旋噴嘴結構及噴射效果圖

2.3 吸泥系統(tǒng)

吸泥系統(tǒng)分為兩個階段運行。

階段一：液力旋轉沖泥裝置運行時，吸泥系統(tǒng)采用重力排泥，依靠罐內(nèi)液體自身的靜壓水頭將底部污泥通過喇叭口壓至排泥管內(nèi)，實現(xiàn)排泥。

階段二：沖泥完成后，將泵進口自動切換至與吸泥管連接，改為泵吸泥。

對吸泥系統(tǒng)的布置及材質進行優(yōu)化，采用半圓形吸泥管布置（兩個），根據(jù)單個吸泥喇叭口的控制面積，設置吸泥口個數(shù)。吸泥管全部在加工車間預制，現(xiàn)場組裝。吸泥系統(tǒng)布置見下圖。

圖6 吸泥系統(tǒng)布置圖

圖7 吸泥喇叭口局部視圖

2.4 罐外動力泵與管線

沖泥、吸泥采用同一臺離心泵，通過電動閘閥自動實現(xiàn)沖泥、吸泥的切換。泵的揚程根據(jù)管線的水力損失進行計算，保證進罐時富余水頭大于0.5 MPa。

3 項目投資及效益分析

該項目投資估算410萬元。項目實施后，能滿足大罐污泥及時剝離，提高大罐利用率，保證大罐穩(wěn)定運行，改善脫水效果和污水處理效果，減少人工清罐帶來的安全環(huán)保隱患。初步測算，柳溝聯(lián)合站大罐排泥技改后，每年可節(jié)省清罐費用84.4萬元，以及系統(tǒng)運行恢復正常、減少藥劑投放等帶來的運行費用節(jié)省約270萬元。項目靜態(tài)投資回收期1.8年。

表1 柳溝聯(lián)合站大罐排泥技改項目投資估算表

表2 人工清罐與新型立體排泥技術及運行費用對比表

4 結束語

吳起采油廠聯(lián)合站大罐現(xiàn)有的排泥技術無法實現(xiàn)罐底污泥的有效排放，必須采取人工定期清理，影響了沉降罐和污水罐的正常運行，并增加了系統(tǒng)的運行能耗。本文通針對吳起采油廠的油泥形成特性，選擇新型大罐立體負壓排泥技術對柳溝聯(lián)合站實施大罐排泥工藝改造。改造3 000㎡沉降罐2具、1 000㎡污水罐2具、500㎡污水處理罐2具。投資估算410萬元，實施后節(jié)省清罐費用84.4萬元，以及系統(tǒng)運行恢復正常、減少藥劑投放等帶來的費用節(jié)省約270萬元。項目靜態(tài)投資回收期1.8年，經(jīng)濟效益可觀。

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Study on theSludge Discharge Technology for Crude Oil Settling Tanks and Sewage Tanks in Wuqi Oil Production Plant

（Yanchang Oilfield Company Wuqi Oil Production Plant, Shaanxi Yan’an 717600, China）

In every oil processing stations of Wuqi oil production plant, the existing oil sludge discharge technology cannot achieve the effective discharge of the bottom sludge in the tanks, thus the sludge discharge must be carried out by manual regular cleaning, which not only affects the normal operation of the settling tank and the sewage tank, but also results in treated sewage's water quality to not meet the discharge standard, and increases the system running energy consumption. In this paper, through comparative analysis of domestic sludge discharge technologies for large tanks, based on sludge formation characteristics in Wuqi oil production plant, the technical transformation scheme of sludge discharge process for crude oil settling tanks and sewage tanks was put forward.

oil sludge; sludgedischarge ; harmless treatment; negative pressure discharge

TE357

A

1004-0935（2017）03-0291-04

2017-02-20

雙立娜（1983-），女，工程師，碩士，黑龍江省大慶市人，2010 年畢業(yè)于西安石油大學油氣田開發(fā)工程專業(yè)，研究方向：油氣田地面工程。