東海某平臺(tái)開(kāi)排系統(tǒng)改造

鄒繼成

（中海石油（中國(guó)）有限公司上海分公司，上海 200335）

1 東海某平臺(tái)開(kāi)排系統(tǒng)現(xiàn)狀

東海某中心平臺(tái)（DPP 平臺(tái)）的開(kāi)排沉箱起著收集處理DPP平臺(tái)生產(chǎn)污水、收集平臺(tái)上的雨水，甲板沖洗水，以及甲板溢油和設(shè)備排污（停產(chǎn)檢修時(shí)）的作用。隨著平臺(tái)開(kāi)采進(jìn)入中后期，生產(chǎn)水量增多，DPP 平臺(tái)污水處理設(shè)備開(kāi)排沉箱（設(shè)計(jì)處理量3400 m3/d）已經(jīng)不能滿(mǎn)足平臺(tái)生產(chǎn)后期要求，且近幾年沉箱上部腐蝕穿孔及內(nèi)部堵塞現(xiàn)象日益嚴(yán)重，經(jīng)多次改造及內(nèi)部清污，問(wèn)題仍然存在，目前已經(jīng)失去了沉箱的大部分功能。

該平臺(tái)的輔助平臺(tái)（SDPP 平臺(tái)）于2014 年開(kāi)始建設(shè)，該平臺(tái)設(shè)置了一個(gè)新沉箱，用來(lái)收集SDPP 平臺(tái)甲板地漏水和DPP平臺(tái)的生產(chǎn)污水（設(shè)計(jì)處理量8000 m3/d）。但DPP 平臺(tái)的雨水，甲板沖洗水，以及甲板溢油和設(shè)備排污問(wèn)題仍然無(wú)法解決。

2 影響平臺(tái)開(kāi)排系統(tǒng)的主要因素

該平臺(tái)開(kāi)排系統(tǒng)用戶(hù)包括：DPP 平臺(tái)生產(chǎn)污水，DPP 平臺(tái)雨水及沖洗水，甲板溢油、設(shè)備排污。

2.1 DPP 平臺(tái)生產(chǎn)污水

DPP 平臺(tái)生產(chǎn)水處理流程：各油氣井物流經(jīng)生產(chǎn)分離器分離的污水首先進(jìn)入撇油罐（V-2510）降壓靜置物理分類(lèi)，分理出的油水通過(guò)水利旋流泵增壓進(jìn)入水力旋流器，處理后的水中含油濃度約為3×10-5。然后再經(jīng)新增氣浮選裝置處理最終可達(dá)到1.8×10-5的排放要求后排入開(kāi)排沉箱。2014 年SDPP 平臺(tái)建造時(shí)，設(shè)置了處理量為8000 m3/d 的沉箱，可滿(mǎn)足生產(chǎn)污水的排放要求。

2.2 DPP 平臺(tái)的雨水和甲板沖洗水

由于老開(kāi)排沉箱完全堵塞，無(wú)使用功能，DPP 平臺(tái)日常沖洗甲板時(shí)的污水只能通過(guò)地漏直接排海，這樣給日常管理帶來(lái)極大困難，一旦不慎將油水排入大海，會(huì)造成環(huán)境污染。

2.2 甲板溢油和設(shè)備排污

平臺(tái)溢油設(shè)備有吊機(jī)腿柴油罐、柴油罐溢流液體、柴油消防泵間開(kāi)排以及閉排罐沖洗污水，這些罐一旦泄漏或溢罐，油會(huì)通過(guò)地漏排放到大海，直接污染環(huán)境。

2.4 沉箱

DPP 平臺(tái)沉箱雖然堵塞，但其管線系統(tǒng)仍然完好。

DPP 平臺(tái)開(kāi)排系統(tǒng)由開(kāi)排收集管匯，開(kāi)排沉箱以及開(kāi)排泵組成。根據(jù)DPP 平臺(tái)布置，DPP 平臺(tái)設(shè)4 個(gè)開(kāi)排收集管匯分別收集每層甲板的開(kāi)排液體，4 個(gè)管匯分別布置在每層甲板的下方，開(kāi)排管匯收集的液體匯集在一起后進(jìn)入開(kāi)排沉箱。

3 開(kāi)排系統(tǒng)改造思路

針對(duì)DPP 平臺(tái)目前開(kāi)排系統(tǒng)存在的問(wèn)題，從兩方面著手改造：一是采用增加新設(shè)備，替代老舊沉箱，恢復(fù)開(kāi)排系統(tǒng)功能；二是充分利用現(xiàn)有工藝流程進(jìn)行改造，不能占用過(guò)大的甲板面積，經(jīng)濟(jì)合理。

3.1 增加開(kāi)排罐

新增開(kāi)排罐系統(tǒng)主要包括的設(shè)備有開(kāi)排罐D(zhuǎn)PP-X-5502，開(kāi)排泵DPP-P-5502。

開(kāi)排罐尺寸計(jì)算基于以下原則：僅考慮處理下層甲板和工作甲板的開(kāi)排液；按照日平均最大降水量計(jì)算最大排液量。表1為東海雷暴日、霧日降水量。

表1 東海雷暴日、霧日降水量

開(kāi)排罐內(nèi)預(yù)留填料安裝位置，用戶(hù)可根據(jù)后期生產(chǎn)自行決定是否安裝填料。同時(shí)，開(kāi)排罐預(yù)留電加熱器的安裝位置，并預(yù)留開(kāi)孔，可視情況選擇安裝電加熱器及溫度變送器。

由于平臺(tái)現(xiàn)有開(kāi)排系統(tǒng)未設(shè)置伴熱保溫，本次新增開(kāi)排罐系統(tǒng)及相關(guān)管線等不再考慮伴熱保溫。

3.2 開(kāi)排處理工藝改造及完善

來(lái)自鉆井模塊的開(kāi)排管線、中層甲板、上層甲板及以上甲板的開(kāi)排管線將在開(kāi)排管匯處與原沉箱隔離（球閥隔離），開(kāi)排液將進(jìn)入新增的8 英寸的開(kāi)排主管，通過(guò)棧橋后直接進(jìn)入SDPP開(kāi)排沉箱。過(guò)棧橋到SDPP 管線三維示意見(jiàn)圖1。

圖1 過(guò)棧橋到SDPP 管線三維示意

下層甲板和工作甲板的開(kāi)排管線也在開(kāi)排管匯處與原沉箱隔離（球閥隔離），開(kāi)排液在重力作用下進(jìn)入新增的開(kāi)排罐。開(kāi)排泵自動(dòng)將開(kāi)排罐內(nèi)的液體送至閉排罐。

在停產(chǎn)檢修清罐時(shí)，下層甲板和工作甲板的設(shè)備污油排入開(kāi)排罐，然后通過(guò)氣動(dòng)泵打入SDPP 平臺(tái)沉箱。工藝流程見(jiàn)圖2。

開(kāi)排罐頂部設(shè)置放空管線進(jìn)行冷放空。開(kāi)排罐還設(shè)置了旁路及溢流管線，可將降雨15 min 后的不含油雨水直接排海。溢流管線設(shè)置取樣口，需定期進(jìn)行取樣檢測(cè)，以確定排海液體滿(mǎn)足環(huán)保要求。溢流管線上的質(zhì)量流量計(jì)用于記錄排海液體流量。

需要注意，由于開(kāi)排罐的計(jì)算基于日平均最大降水量，因此，在暴雨天氣下，新增開(kāi)排罐可能無(wú)法滿(mǎn)足開(kāi)排液的處理需求，此時(shí)應(yīng)考慮手動(dòng)排液。

3.3 新增開(kāi)排系統(tǒng)的強(qiáng)度校核

開(kāi)排罐通過(guò)外掛平臺(tái)的方式，安裝在平臺(tái)最下層甲板的下方，不占用平臺(tái)的甲板面積。對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)及重控的影響使用SACS 5.5程序建立3-D 空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。三維模型如圖3 所示。

圖2 工藝流程

圖3 3-D 空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

平湖DPP 新增開(kāi)排罐局部結(jié)構(gòu)計(jì)算模型根據(jù)API RP2A和AISC 規(guī)范對(duì)新增結(jié)構(gòu)及與其連接的原有桿件進(jìn)行校核，極限工況下許用應(yīng)力增加1/3。

新增平臺(tái)結(jié)構(gòu)最大UC 值為0.918，出現(xiàn)在極端工況下；原有結(jié)構(gòu)桿件的最大UC 值為0.833，出現(xiàn)在操作工況下；平臺(tái)圍壁最大UC 值為0.62。計(jì)算結(jié)果表明結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿(mǎn)足規(guī)范要求。

4 結(jié)論

（1）充分利用平臺(tái)現(xiàn)有的新沉箱、管系的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加了1 個(gè)開(kāi)排罐，解決了長(zhǎng)期困擾平臺(tái)甲板水處理的難題。為老油田后期生產(chǎn)水量增加的類(lèi)似問(wèn)題，提供了解決辦法和思路。

（2）將直接暴露在外面的頂層甲板、鉆機(jī)模塊甲板的甲板水，通過(guò)自身高差壓降直接排放到SDPP 平臺(tái)沉箱，和通過(guò)進(jìn)入開(kāi)排罐后再通過(guò)泵增壓至SDPP 平臺(tái)沉箱的設(shè)計(jì)相比，取消離心泵的設(shè)計(jì)，降低了平臺(tái)用電負(fù)荷，充分利用平臺(tái)壓力能。且頂層甲板是所有甲板中雨水量最大的，做到了經(jīng)濟(jì)有效。

（3）經(jīng)過(guò)開(kāi)排罐處理后的污水降低了含油污水排放濃度，符合節(jié)能減排要求。處理后含油污水排放濃度達(dá)到2×10-5，遠(yuǎn)低于GB 4914—1985《海洋石油開(kāi)發(fā)工業(yè)含油污水排放標(biāo)準(zhǔn)》處理后生產(chǎn)污水含油濃度小于3×10-5的排海要求。

（4）新增開(kāi)排罐通過(guò)外掛平臺(tái)的方式，安裝在工作甲板下方，不占用平臺(tái)的甲板面積，布局合理。