地面油氣集輸工藝技術(shù)研究

王藝穎(中國石油股份有限公司長慶油田分公司第十采油廠，甘肅 慶陽 745000)

0 引言

地面油氣集輸工藝技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用過程中，會(huì)涉及多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同互補(bǔ)，并且在地面油氣集輸工藝中必然會(huì)使用大量的專業(yè)設(shè)備，因此地面集輸過程，要全面分析所有這類信息的處理方法與運(yùn)行方案。此外在整個(gè)體系的后續(xù)運(yùn)行中，也要以各類設(shè)備的運(yùn)行原理、工作方案和升級(jí)方法為切入點(diǎn)，共同研究整個(gè)系統(tǒng)的今后升級(jí)方法。

1 地面油氣集輸工藝技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 油氣水相混輸工藝

原先常用的地面油氣集輸工藝中，長距離狀態(tài)下的混輸工藝中，通常使用電加熱技術(shù)，與其他的各項(xiàng)技術(shù)相配合，之后才可以把已經(jīng)獲取的相關(guān)原材料進(jìn)行加工和處理，之后根據(jù)已經(jīng)取得的工作方案適配。在當(dāng)前的技術(shù)研發(fā)過程中，已經(jīng)開始利用油氣水相混輸工藝替代原有的技術(shù)方案，其中歐美國家常用已經(jīng)經(jīng)過了混合的技術(shù)方案[1]。在該項(xiàng)技術(shù)的使用過程，可以把多種輸出工藝混合，從整體上來看，可以降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，同時(shí)也可以簡化工藝流程。說明在今后我國油氣行業(yè)的發(fā)展中，也要通過對(duì)該項(xiàng)新型技術(shù)的利用，使用專業(yè)性的混輸工藝，讓建成的整個(gè)工藝方案更加具有運(yùn)行效率，只不過在現(xiàn)有的國內(nèi)油氣行業(yè)發(fā)展過程中，對(duì)于該項(xiàng)新型技術(shù)的使用水平相對(duì)較差。

1.2 原油脫水工藝

在原油的開采過程中，一些油田的含水量較高，當(dāng)此時(shí)需要采用相關(guān)措施進(jìn)行處理，降低材料的含水量，防止由于原油的含水量無法得到控制，使得原油的質(zhì)量不足。在該項(xiàng)技術(shù)的使用過程中，通常會(huì)采用兩段式的脫水方法，第一段通過凝結(jié)脫水與沉降工藝進(jìn)行處理，第二段為電脫水工藝。在當(dāng)前的原油脫水工藝技術(shù)中，發(fā)生的轉(zhuǎn)變方法是，從人力處理方法轉(zhuǎn)變成機(jī)械處理方法，則在當(dāng)前與今后的技術(shù)處理過程中，要通過科學(xué)加入自動(dòng)化技術(shù)體系，讓整個(gè)系統(tǒng)的工作質(zhì)量和工作效率提高。

1.3 原油集輸工藝

我國現(xiàn)有的原油采集工作中，采集的原油通常含蠟濃度較高，同時(shí)凝固點(diǎn)也較高，當(dāng)此時(shí)原油無法滿足長距離運(yùn)輸要求。在長距離的運(yùn)輸過程中，為了保障整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性與工作穩(wěn)定性，則需要在專業(yè)化的運(yùn)輸過程中，預(yù)先對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行處理，達(dá)到運(yùn)輸過程中的大型站點(diǎn)之后，對(duì)已經(jīng)取得的原油進(jìn)行處理。從當(dāng)前油氣行業(yè)發(fā)展水平較高的國家和地區(qū)來看，在地面油氣集輸工藝中，基本不會(huì)直接處理與加工原油，而是向其中加入化學(xué)藥劑，用來分解原油中的特定成分，可以說，國內(nèi)目前采用的加工方法，在一定程度上存在技術(shù)的使用效果較差問題。

2 地面油氣集輸工藝技術(shù)升級(jí)思路

2.1 油田工藝模式

在油田工藝模式中，主要的工作內(nèi)容是完成對(duì)原油的采集工作，在本文的研究過程中發(fā)現(xiàn)，長慶油田當(dāng)前的油氣集輸工藝技術(shù)中，已經(jīng)開始不斷尋求對(duì)于新型技術(shù)的加入和利用[2]。比如對(duì)于原有的脫水技術(shù)，在相關(guān)新型工藝技術(shù)的加入與利用過程中，當(dāng)前已經(jīng)開始不斷開發(fā)對(duì)于混合式技術(shù)的利用方案，同時(shí)從取得的工作效果上來看，通過對(duì)于各類混合式技術(shù)原理的使用，雖然在設(shè)備的投入和裝配方面，油田需要投入一定的成本，但是從實(shí)際取得的長期收益上來看，該方法的利用過程，可以在很大程度上節(jié)約整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的能耗，因此也可以認(rèn)為，在該系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，可以在很大程度上節(jié)約日常運(yùn)行過程中產(chǎn)生的成本，并且從最終取得的原油處理和加工成果上來看，相較于原有的工藝模式，無論是在產(chǎn)出的質(zhì)量，還是在產(chǎn)出的效率方面，相較于原有的處理加工方案都取得了良好的突破，因此可以說，在新型工藝的使用過程中，要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種工藝的混合加工和利用，以提高系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。

2.2 站場工藝模式

在各個(gè)站場的運(yùn)行過程中，能夠根據(jù)油田所運(yùn)輸給的原油特點(diǎn)和原油類型，對(duì)具體的后續(xù)安全加工處理方案和工作模式進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的處理。在具體的工作過程中，首先要能夠根據(jù)該系統(tǒng)的處理和加工方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)后續(xù)運(yùn)行成果、運(yùn)行原理和運(yùn)行體系的構(gòu)造，從而讓整個(gè)系統(tǒng)在后續(xù)的運(yùn)行過程中，可以不斷尋求對(duì)原有工程體系的建設(shè)。其次要能夠根據(jù)已經(jīng)建立的計(jì)算模型和計(jì)算方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)站場具體運(yùn)行效率、運(yùn)行成本和運(yùn)行功率的控制，最終讓所有的設(shè)備能夠處于最為安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)，且能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成工作任務(wù)。最后是對(duì)控制系統(tǒng)的建設(shè)，要能夠根據(jù)各類設(shè)備的運(yùn)行方案、運(yùn)行原理和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)方案的處理加工模式進(jìn)行進(jìn)一步的考慮。

2.3 集輸工藝核算

在工藝的核算過程中，根據(jù)該工藝的運(yùn)行原理、設(shè)計(jì)方案和控制要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工藝的具體調(diào)節(jié)，要求實(shí)際的工作階段，首先要根據(jù)現(xiàn)有的管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)防范，核算整個(gè)體系的具體流量參數(shù)。其次要根據(jù)各類設(shè)備的運(yùn)行原理和輸出功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)工作方案的有序調(diào)整。最后是根據(jù)原油收集和輸出工藝的要求，共同分析該系統(tǒng)的后續(xù)運(yùn)行準(zhǔn)則，要求在具體的處理過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所有參數(shù)和數(shù)據(jù)的跟蹤，唯有如此才可以讓最終取得的專業(yè)化工作具有更高的可靠度。

2.4 設(shè)備利用方案

相關(guān)設(shè)備的利用方案建設(shè)中，能夠在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部建立自動(dòng)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通常按照閉環(huán)負(fù)反饋工作模式建設(shè)，這些要求整個(gè)系統(tǒng)從整體的分級(jí)結(jié)構(gòu)上來看，能夠包括信號(hào)發(fā)出裝置、信號(hào)放大器、信號(hào)比較器和控制環(huán)路，而且之后將所有經(jīng)過處理后的信號(hào)傳遞給被控對(duì)象，從而讓被控對(duì)象做出相應(yīng)的響應(yīng)動(dòng)作。此外該過程中，必須要能夠全面分析運(yùn)行過程中可能存在的干擾信號(hào)，并采用主動(dòng)濾波裝置或被動(dòng)濾波裝置消除干擾信號(hào)，才可以保障整個(gè)系統(tǒng)能夠處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，并且會(huì)防范由于周邊環(huán)境中所產(chǎn)生的干擾信號(hào)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量下降。

3 地面油氣集輸工藝技術(shù)升級(jí)方案

3.1 控制系統(tǒng)構(gòu)造

自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)造過程中，能夠根據(jù)傳統(tǒng)課程論或現(xiàn)代控制理論的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，從現(xiàn)有的技術(shù)體系上來看，由于傳統(tǒng)控制論下的自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)更加成熟，只需要考慮如何將這類技術(shù)加入[3]。比如考慮采用PLC控制技術(shù)，通過對(duì)于相關(guān)傳感器的使用，分析運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的所有參數(shù)，并且將這類參數(shù)傳遞到控制中樞之內(nèi)，而控制中樞的工作標(biāo)準(zhǔn)是，根據(jù)已經(jīng)建立的數(shù)學(xué)分析模型，通過對(duì)已經(jīng)獲得相關(guān)信息的利用，為后續(xù)的信息加入方案和信息調(diào)整方案奠定基礎(chǔ)，從而讓該系統(tǒng)在后續(xù)的運(yùn)行階段中，可以不斷尋求對(duì)于具體控制信號(hào)和控制方案的全面建設(shè)，從而讓該系統(tǒng)在后續(xù)的運(yùn)行和調(diào)整階段內(nèi)，可以共同實(shí)現(xiàn)對(duì)所有參數(shù)的使用和所有信息的協(xié)調(diào)，最終讓整個(gè)系統(tǒng)的具體運(yùn)行質(zhì)量提升。此外對(duì)于各類被控對(duì)象，也能夠立即接收到已經(jīng)獲得的控制信號(hào)，而在這類信息的使用過程中，要完全根據(jù)已經(jīng)采集的所有信息體系，對(duì)最終所輸出的控制信號(hào)做出調(diào)整。

3.2 儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)當(dāng)前已經(jīng)開發(fā)出的多種類型的儀表和儀表的工作方案，對(duì)系統(tǒng)獲得的結(jié)果進(jìn)行處理，要求在實(shí)際的裝配過程中，需要讓各類儀表根據(jù)其工作原理和調(diào)整方案，對(duì)最終所獲得的相關(guān)結(jié)果第一時(shí)間傳輸。比如對(duì)于各類管道中的原油流量，要求在實(shí)際的處理過程中，采用電子流量計(jì)的模式，讓其運(yùn)行階段，可以將已經(jīng)獲得的相關(guān)流量信號(hào)，直接提交給已經(jīng)建立的自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)，而智能控制系統(tǒng)在后續(xù)的運(yùn)行過程和處理過程中，可以完全根據(jù)當(dāng)前已經(jīng)取得的所有工作方案和操作結(jié)果，將實(shí)際取得的分析成果直接提交給被控對(duì)象，從而在被控對(duì)象的后續(xù)運(yùn)行和處理過程中，可以完全根據(jù)已經(jīng)取得的專業(yè)工作模式，讓被控對(duì)象做出相應(yīng)的反饋動(dòng)作。在儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)方位、重點(diǎn)子系統(tǒng)儀表系統(tǒng)的全面構(gòu)造和銜接，唯有如此才可以讓最終取得的儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平得到提升。

3.3 工藝模式改進(jìn)

在工藝模式的改進(jìn)過程中，能夠根據(jù)各類工藝的本身標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行構(gòu)造，要求在相關(guān)設(shè)備類型和本身的處理方案中，都要對(duì)最終獲得的結(jié)果進(jìn)行專業(yè)化的處理。要求在相關(guān)工藝模式的建設(shè)過程中，首先要能夠根據(jù)該工藝的原則和最終的處理結(jié)果要求，合理向其中配置專業(yè)化的運(yùn)行設(shè)備，其次要根據(jù)各類設(shè)備的運(yùn)行方案和運(yùn)行成果，協(xié)同分析對(duì)實(shí)際造成相關(guān)方案、工作結(jié)果，最后是要根據(jù)相關(guān)工藝的運(yùn)行原則和運(yùn)行要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)試。比如對(duì)于傳輸過程中的主干性管網(wǎng)，就要求在具體的處理過程中，能夠根據(jù)當(dāng)前的原油流量，主動(dòng)測量后續(xù)的管網(wǎng)系統(tǒng)是否能夠容納該大流量狀態(tài)下的原油，當(dāng)發(fā)現(xiàn)超出了運(yùn)行負(fù)荷時(shí)則需要調(diào)低，當(dāng)此時(shí)，相關(guān)工藝模式就需要能夠借助自動(dòng)閥門系統(tǒng)，根據(jù)制定的調(diào)整方案做出調(diào)整。

3.4 集輸方案構(gòu)造

集輸方案的構(gòu)造過程中，能夠在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造專業(yè)化工作體系和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)方案，對(duì)整個(gè)體系的運(yùn)行原則和運(yùn)行原理做出調(diào)整，要求在具體的處理過程中，首先要根據(jù)油田和場站的要求做出調(diào)整說明，其實(shí)要根據(jù)不同子系統(tǒng)的運(yùn)行原則和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，建立專業(yè)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)制度，最后是根據(jù)當(dāng)前已經(jīng)建立的專業(yè)工作標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)整個(gè)體系的后續(xù)建設(shè)方案和建設(shè)原則做出說明。要求在整個(gè)系統(tǒng)的具體建設(shè)過程中，能夠根據(jù)不同子系統(tǒng)的運(yùn)行方案和運(yùn)行原則，明確對(duì)集輸系統(tǒng)的后續(xù)加工和調(diào)整法則，唯有如此才可以讓整個(gè)系統(tǒng)的后續(xù)運(yùn)行方案具有更高的可靠度。

3.5 設(shè)備加入方法

在各類設(shè)備的加入過程中，能夠根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行原則，對(duì)整個(gè)設(shè)備的加入方案做出調(diào)整。首先自然是各類設(shè)施科學(xué)加入，其中主要的設(shè)備類型為相應(yīng)的傳感器，從而在傳感器的后續(xù)建設(shè)和調(diào)整過程中，可以根據(jù)所獲得的信號(hào)方法，為后續(xù)的調(diào)整和加工方案做出明確[4]。其次是需要在系統(tǒng)建設(shè)中，被控對(duì)象以及控制信號(hào)的處理中樞，從而讓其可以完全根據(jù)控制系統(tǒng)的相關(guān)工作要求，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行方案做出調(diào)整。最后是對(duì)于其他設(shè)備的加入，包括安全防護(hù)裝置、信息的核算裝置、通訊設(shè)施等，在全面建設(shè)之后才可以保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。

4 結(jié)語

綜上所述，油田地面集輸?shù)倪^程中，當(dāng)前常用的技術(shù)為對(duì)原油的脫水處理工藝、原油的混合傳輸工藝等，這類工藝實(shí)際上和當(dāng)前國際上處于領(lǐng)先狀態(tài)的技術(shù)之間具有較大的差距。今后的升級(jí)過程中，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的升級(jí)、相關(guān)設(shè)備的升級(jí)以及制度的升級(jí)等，在取得了升級(jí)思路和處理思路之后，需要向其中合理加入各類設(shè)備并科學(xué)構(gòu)造技術(shù)方案，通過該方法可以使取得的結(jié)果具有更高的可靠度。