油氣田地面工藝流程設(shè)備安全管理的技術(shù)

吳磊

摘 要：油氣田地面工程是油田開(kāi)發(fā)建設(shè)的重要組成部分，它是油氣田全面實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守和自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。國(guó)家對(duì)油氣田工程改造十分重視。油氣田地面工程的改造要求面向自動(dòng)化控制、數(shù)字化管理，全面推廣無(wú)人值守管理。本文主要介紹了油氣田店面工程及其工藝流程設(shè)備，分析了油氣田工程建設(shè)中存在的安全管理問(wèn)題，探討了落實(shí)安全管理的關(guān)鍵技術(shù)。旨在為油氣田地面工程建設(shè)及改造提供一些參考。

關(guān)鍵詞：油氣田;地面工程;工藝流程;設(shè)備;安全管理技術(shù)

0 引言

油氣田地面工程是一項(xiàng)集油氣集輸、油氣處理、注水、供水、污水處理、礦建、通信、供配電等功能于一體的綜合系統(tǒng)工程。它的系統(tǒng)復(fù)雜、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)作業(yè)周期耗時(shí)較長(zhǎng)、工程涉及面極廣。油氣田在生產(chǎn)作業(yè)的過(guò)程中存在較多的不安全因素，這些不安全因素存在于油氣田生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)。為了提升油氣田地面生產(chǎn)作業(yè)的安全性，國(guó)家要求油氣田地面工程要盡快的完成數(shù)字化、自動(dòng)化建設(shè)，全面推廣無(wú)人值守，提高油氣田生產(chǎn)的安全性。研究油氣田地面工藝流程設(shè)備安全管理技術(shù)對(duì)于建設(shè)和改造無(wú)人值守的油氣田地面工程及其系統(tǒng)升級(jí)有著重要的意義。

1 油氣田地面工程概述

1.1 油氣田地面工程的組成

油氣田地面工程有原油集輸系統(tǒng)、油氣分離與計(jì)量系統(tǒng)、原油與天然氣凈化熊它能夠、原油穩(wěn)定及輕烴回收系統(tǒng)、油田機(jī)體系統(tǒng)、注水系統(tǒng)等組成。主要構(gòu)成設(shè)備有電動(dòng)機(jī)、蒸汽透平機(jī)、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、攪拌機(jī)、離心機(jī)、起重機(jī)、各類輸送機(jī)、干燥劑、包裝機(jī)、電動(dòng)篩、電動(dòng)閥門(mén)等設(shè)備及其裝置組成。油氣田地面工程設(shè)備及裝置的安全應(yīng)該按照相關(guān)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)質(zhì)量控制，最大程度的確保油氣田地面工程的安全性。

1.2 油氣田地面工程的任務(wù)

油氣田地面工程承擔(dān)著將分散在各井中的原油及天然氣進(jìn)行收集與運(yùn)輸?shù)闹匾蝿?wù)。在剩油生產(chǎn)過(guò)程中，尤其集輸是繼油藏勘探、油田開(kāi)發(fā)、油菜工程之后最為重要的生產(chǎn)階段。油氣田主要的產(chǎn)物包括原油、天然氣、水及一些雜質(zhì)混合物。這些物質(zhì)在被向外輸銷之前還要經(jīng)過(guò)凈化處理，使之成為符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。這些物質(zhì)的危險(xiǎn)系數(shù)較高，生產(chǎn)集輸階段的各個(gè)環(huán)節(jié)更是存在許多的不安全因素。任何細(xì)微的不安全因素管理失效都可能釀成重大的安全事故，造成嚴(yán)重的損失。油氣田地面工程的建設(shè)及其改造就是為了提高油氣集輸及凈化處理的安全性，預(yù)防安全事故的發(fā)生。

1.3 油氣田地面工程建設(shè)及改造要求

根據(jù)最新的《中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司投資管理辦法》（試行）規(guī)定，油氣田地面工程及其配套工程的建設(shè)及改建要全面推廣自動(dòng)化技術(shù)與無(wú)人值守技術(shù)，強(qiáng)化數(shù)字化管理技術(shù)，不斷提高油氣田地面安全管理工作，加強(qiáng)不安全因素的監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)化控制。在油氣集輸系統(tǒng)的優(yōu)化上，油氣田改造要面向規(guī)模優(yōu)化、布局優(yōu)化、運(yùn)行優(yōu)化，簡(jiǎn)化油氣技術(shù)的流程，將其改為一級(jí)或一級(jí)半流程。油氣技術(shù)工藝應(yīng)統(tǒng)一采用新規(guī)范壓力設(shè)計(jì)輸送管道。自噴井的壓力為1.0MPa，抽油機(jī)井的壓力為1.5MPa。

2 油氣田地面工程工藝流程設(shè)備分析

2.1 集輸工藝流程

油井采集的石油、天然氣經(jīng)過(guò)計(jì)量后在集氣站進(jìn)行油氣分離，分離后的油氣進(jìn)入凈化廠脫硫、脫碳、脫水，使之保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。輕烴和穩(wěn)定的原油分別回收、計(jì)量，再向外輸出。污水經(jīng)過(guò)污水處理系統(tǒng)處理后向外排出。關(guān)鍵工藝包括計(jì)量、分離、凈化、穩(wěn)定，需要在特定的裝置內(nèi)完成計(jì)量、分離、凈化、穩(wěn)定處理等一系列的工藝。

圖1? ? 集輸工藝流程示意圖

2.2 油氣集輸流程的主要內(nèi)容

油氣集輸需要對(duì)能量回壓處理后利用。對(duì)分散的天燃?xì)?、原油進(jìn)行集中在密閉的壓力罐中，通過(guò)抽氣等工藝進(jìn)行氣液分離。分離后的天然氣、原油需要經(jīng)過(guò)自動(dòng)化計(jì)量及其后續(xù)的處理后向外輸送。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化集中、油液分離處理、計(jì)量及向外輸送需要計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化管理。

2.3 油氣分離與計(jì)量工藝流程

按照油氣技術(shù)工藝的單管流程、雙管流程、三管流程、站外管網(wǎng)流程等多種工藝，不同的工藝流程分離器和計(jì)量器的安裝位置不同，計(jì)量管理級(jí)別也不同。尤其的分離作業(yè)通過(guò)控制時(shí)間、壓力、液位實(shí)現(xiàn)。油氣分離分為一次分離、多級(jí)分離、連續(xù)分離、分離級(jí)數(shù)與壓力分離幾種方法。分離方式不同，計(jì)量管理級(jí)別式也不同。主要的計(jì)量管理分為三級(jí)，分別是二級(jí)管理、三級(jí)管理、一級(jí)半管理。

3 油氣田地面工程安全管理技術(shù)

3.1 集輸站安全管理技術(shù)

集輸泵站是收集、儲(chǔ)存和向外輸送尤其的集中點(diǎn)，也是安全管理的重點(diǎn)場(chǎng)所。集輸站應(yīng)設(shè)打造為易燃易爆甲級(jí)消防保護(hù)點(diǎn)。在集輸站的各個(gè)泵站、輸送線的重要部位，分離裝置、脫水裝置等部位設(shè)置智能傳感器監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控泵站壓力狀態(tài)及其他不安全因素。將終端智能傳感器接入計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)。傳感器監(jiān)測(cè)到泵站異常或超過(guò)限制時(shí)自動(dòng)向計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)接收到信號(hào)后自動(dòng)發(fā)送報(bào)警指令。報(bào)警系統(tǒng)接收程序指令后自動(dòng)報(bào)警，提示故障。所有檢測(cè)信息可作為分析和預(yù)測(cè)系統(tǒng)故障的理論依據(jù)，作為安全管理的數(shù)據(jù)資源，為數(shù)字化管理奠定精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)。

3.2 聯(lián)合站安全管理技術(shù)

聯(lián)合站嚴(yán)格按照油氣田建設(shè)的要求設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)，做好防靜電、防雷電處理。定期維護(hù)電氣系統(tǒng)。在聯(lián)合站的管道連接位置設(shè)置智能檢測(cè)設(shè)備，監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)檢測(cè)聯(lián)合站是否存在蒸發(fā)、泄漏、中毒、腐蝕等問(wèn)題。對(duì)聯(lián)合所有的設(shè)備及器材要定期檢驗(yàn)，嚴(yán)格按照安全管理制度實(shí)施監(jiān)管。

3.3 油田鉆井安全管理技術(shù)

為提高油氣田鉆井的安全，建議加強(qiáng)鉆井自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制技術(shù)，構(gòu)建SCADA系統(tǒng)，提升油氣鉆井的信息化管理。在鉆井區(qū)域加快光通信系統(tǒng)的建設(shè)，提高油氣田地面各個(gè)系統(tǒng)之間的通信速率，整合油氣田地面工程所有的資源強(qiáng)化系統(tǒng)管理，推廣油氣田鉆井無(wú)人值守及數(shù)字化遠(yuǎn)程管理技術(shù)。油氣田鉆井可通過(guò)鉆井設(shè)備重點(diǎn)安裝的智能傳感器等信息采集設(shè)備監(jiān)測(cè)各個(gè)鉆井點(diǎn)的作業(yè)情況，由集中監(jiān)控室對(duì)各個(gè)鉆井點(diǎn)的作業(yè)情況進(jìn)行集中管理。為保證中心站點(diǎn)設(shè)備及系統(tǒng)是可靠性，在各個(gè)中心站點(diǎn)設(shè)置專業(yè)的巡檢組，加強(qiáng)對(duì)各個(gè)中心點(diǎn)監(jiān)控設(shè)備的日常巡檢和維護(hù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。巡檢組與監(jiān)控中心通過(guò)無(wú)線通信進(jìn)行信息交換，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)向監(jiān)控中心報(bào)告，以便于對(duì)故障或問(wèn)題采取緊急處理。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著油氣田生產(chǎn)設(shè)備管理設(shè)備信息化自動(dòng)化水平的提高，數(shù)字化的安全管理將成為未來(lái)油氣田地面管理的必然趨勢(shì)。為加快油氣田地面工程數(shù)字化安全管理建設(shè)，石油天然氣企業(yè)在建設(shè)和改造油氣田地面工程時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際管理需求及石油發(fā)展規(guī)劃，在地面工程中引入更多的自動(dòng)化、智能化設(shè)備及裝置，增加敏感性較強(qiáng)的智能傳感檢測(cè)裝置，提高油氣田地面工程的安全監(jiān)測(cè)能力和危險(xiǎn)識(shí)別能力，為數(shù)字化安全管理奠定一個(gè)良好的無(wú)人值守管理環(huán)境。

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