油气集输工艺.ppt
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1、油气集输工艺,eeeeeeeeeeeee,目 录,第一节 集输主要工艺流程第二节 集输主要设备第三节 原油稳定第四节 含油污水处理,第一节 集输主要工艺流程,油气集输在油田建设中的地位油气集输工程的主要内容油气集输主要术语三脱三回收及其产品质量指标油气集输流程,第一节 集输主要工艺流程,一、油气集输在油田建设中的地位 油气集输是油田开发的重要环节,为满足油气开采和储运的要求,在油田地面上建设的各种生产设施、辅助生产设施和附属设施,在油田生产中起着主导作用,油气集输生产平稳,才能使油田生产平稳,才能保持原油开采及销售之间的平衡,油气集输生产平稳,才能使原油、天然气、液化石油气和天然汽油等产品的质
2、量合格。才能使处理后的水质合格,注水质量合格才能保持地层压力,所以,油气集输工艺对油田的安全生产和经济效益起着关键性的作用。,二、油气集输工程的主要内容,1、分井计量:测出单井产物中的原油、天然气、采出水的产量,为监测油藏开发动态提供依据。2、集油、集气:将分井计量后的油气水混合物汇集送到油气水分离站,或将含水原油、天然气汇集,分别送到原油脱水站(联合站)及天然气集气站场(压气站)。3、油、气、水分离:将油气水混合物在一定压力条件下,经几次分离成液体和不同压力等级、不同组分的天然气;将液体分离成低含水原油及游离水;必要时分离出固体杂质,以便进一步处理。4、原油脱水:将乳化原油破乳、沉降、分离,
3、使原油含水率符合出矿原油标准。,二、油气集输工程的主要内容,5、原油稳定:将原油中的易挥发组分脱出,使原油饱和蒸汽压符合出矿原油标准,降低原油蒸发损耗。6、原油储存:将出矿原油盛装在常压储罐中,保持原油生产与销售的平衡。7、天然气脱水:脱除天然气中的饱和水,使其在管线压力输送时,露点低于周围介质温度(5以上),以免在输送过程中析出游离水和形成水合物。8、天然气轻烃回收:脱除天然气中的烃液,使其在管线输送时烃液不被析出;或专门回收天然气中的烃液后,再进一步分离成单一或混合组分和作为产品。9、输油、输气:将出矿原油、天然气、液化石油气、轻质油经计量后,利用管道经过加压(泵或压缩机)或加热输送给用户
4、。10、油田采出水处理:利用物理法、化学法及生物法等方法对采出水进行处理,使得处理后水质达到注入水或其他相应水质标准。,三、油气集输主要术语,1、油气集输 在油气田内,将油、气井采出的原油和天然气汇集、处理和输送的过程。2、轻质原油 在20时,密度小于或等于0.8650g/cm3的原油3、中质原油 在20时,密度为0.86510.9160g/cm3的原油4、稠油 温度在50时,动力黏度大于400mPa*s,且温度在20时,密度大于0.9161g/cm3的原油。稠油又可按黏度大小分为普通稠油、特稠油、超稠油。5、特稠油 温度在50时,动力黏度大于10000mPa*s,切小于或等于50000mPa
5、*s的稠油。,三、油气集输主要术语,6、超稠油 温度在50时,动力黏度大于50000mPa*s的稠油。7、高凝原油 含蜡量大于30%,凝固点高于35的原油。8、净化原油经脱出游离和乳化状态的水、脱盐、脱酸后,符合产品标准和工艺要求的原油。9、稳定原油 经处理后,饱和蒸汽压符合产品标准或产品要求的原油。10、气油比通常指的是生产气油比,即生产井每日天然气产量(m3)与原油产量(t)的比值。,三、油气集输主要术语,11、原油脱水站 担负原油脱水和增压输送的站。12、集中处理站(联合站)油田内部主要对原油、天然气、采出水进行集中处理的站。也称联合站。13、掺液输送 向输送原油的管道中掺入一定量的水或
6、加热后的原油等液体,以降低流体在管内流动摩阻的输送方式。14、伴热输送 在外部热源的伴随下,保持出油管道内流体所需输送温度的输送方式。15、净化天然气 经脱除硫化氢、二氧化碳、水分或其他杂质后符合产品标准的天然气。16、天然气凝液 从天然气中回收的液体烃类混合物的总称,一般含有乙烷、液化石油气和天然气油。也称混合轻烃。,三、油气集输主要术语,17、液化石油气 以丙烷、丁烷为主要成分的液态石油产品。18、稳定轻烃 从天然气凝液中提取的,以戊烷及更重的烃类为主要成分的液态石油产品,其终沸点不高于190,在规定的蒸汽压下,允许含有少量丁烷。也称天然气油。19、集气站 对油气田产天然气进行收集、调压、
7、分离、计量等作业的站。20、增压站在矿场或输气管道上,用压缩机对天然气增压的站。21、天然气净化 脱出天然气中的杂质或脱水、脱液烃,使其符合产品标准或管输要求的工艺过程。22、天然气脱水采用吸附、吸收或制冷方法,脱出天然气中的水蒸气,使其水露点符合规定的过程。,三脱原油脱水原油脱气伴生气、天然气脱轻油三回收 污水中回收原油 回收污水 回收轻油、液化气四种合格产品商品原油、天然气、稳定轻烃和净化污水,四、三脱三回收及四种合格产品,商品原油的质量指标,1、含水率 合格原油含水率不大于1,优质原油含水率不大于0.5。对于凝析油和稠油有不同的质量含水率要求。2、饱和蒸汽压 储存温度下原油的饱和蒸汽压不
8、大于当地气压。3、含盐量 不大于50g/m3。,商品天然气的质量指标,1、露点 输送压力下天然气的露点应低于当地最地环境温度5。2、硫化氢含量:不大于20mg/m3。3、C5含量:不大于50g/m3。4、有机硫含量:不大于250mg/m3。,液化石油气的质量指标,1、组成要求 C1C2含量:不大于3(分子百分数);C5含量:不大于2(分子百分数);2、饱和蒸汽压要求 38时的饱和蒸汽压不大于15个大气压(绝对);-10时的饱和蒸汽压大于3个大气压(绝对);3、体积含水量要求 不大于0.5%;,液化石油气的主要成分是C3和C4,在质量制定中限制的是C1C2及C5的含量要求,更为合理。,稳定轻烃的
9、质量指标,净化污水标准,对于净化污水有两个标准,分别为回注标准和排放标准,对其所含杂质的要求不同污水排放水质含油低于5mg/L;海上排放污水水质要求是:渤海海域排放污水含油量小于30mg/L;南海海域为小于50mg/L;对回注的污水水质要求是:达到本油田规定的注水水质标准,特别关注回注污水与地层配伍性,包括悬浮物浓度大小、含油浓度及细菌含量。,净化污水排放指标,1集输流程简述将油田生产的原油和天然气进行收集、计量、输送和初加工的工艺流程称为集输流程,五、集输工艺流程,第一采油厂油气处理概况,四座联合站一座净化站一座储油站三座转油站两座加热站全厂油气集输系统共建设三相分离器27台,加热炉53台,
10、2000m3以上原油储罐20座,输油泵31台。,五、集输工艺流程,魏联,安棚站,双联,江联,下联,河南油田第一采油厂联合站位置分布,五、集输工艺流程,油气集输与处理流程示意图,油井,水井,计量站,联合站,轻烃处理,外销站,炼油厂,销售,五、集输工艺流程,联合站工艺流程示意图,阀组,三相分离器,加热炉,原油储罐,稳定塔,塔底泵,外输泵,污水沉降罐,污水泵,污水过滤罐,注水罐,注水泵,轻烃处理,长输,计量站,五、集输工艺流程,集输工艺流程要求,(1)满足采油生产要求(2)适应性强(3)降低集输油、气损耗(4)充分利用井口的剩余能量(5)采用先进的工艺和设备(6)自动化程度高,五、集输工艺流程,一、
11、集输工艺流程方式,按计量方式分类,单井计量,集中计量,按油气的收集方式分类,油气分输,油气混输,按加热方式分类,单管热油,双管伴随,热水伴随三管,五、集输工艺流程,油气集输流程的发展,(1)经济性(2)适应性(3)密闭性(4)便于管理和实现自动化,五、集输工艺流程,eeeeeeeeeeeee,目 录,第一节 集输工艺流程第二节 集输主要设备第三节 原油稳定第四节 含油污水处理,分离器油罐加热炉离心泵闸门,第二节 油气集输主要设备,油气分离设备的归类,按形状分类,立式,卧式,球形,一、分离器,卧式立式球型分离器的对比,一、分离器,油气分离设备的归类,二相分离器,三相分离器,按功能分类,一、分离器
12、,油气分离设备的归类,低压,中压,高压,按操作压力分类,低压分离器操作压力范围通常为小1.5MPa。,高压分离器操作压力范围通常大于6MPa。,真空,真空分离器操作压力范围通常为小0.1MPa。,中压分离器操作压力范围通常为小1.5-6MPa。,一、分离器,油气分离设备的归类,生产分离器,按用途分类,试井分离器,常规分离器,计量分离器,两相分离器,三相分离器,一、分离器,油气分离设备的归类,离心式,按分离原理分类,重力式,混合式,一、分离器,油气分离设备的归类,按分离原理分类,一、分离器,油气分离设备的归类,离心式,按分离原理分类,重力式,混合式,一、分离器,一、分离器,油气两相分离(气中除油
13、),重力分离,天然气较液态烃轻。悬浮在天然气流中的细微液态烃颗粒,只要气流速度够慢,将依靠密度差异或重力作用较大的烃滴从气中很快沉降出来,而较小的烃滴则需要较长的时间。,一、分离器,沉降作用,油气两相分离(油中除气),搅动作用,遮挡作用,加热,离心力,化学药剂,一、分离器,三相分离双向器结构、原理图,油气水进口,油气水进口,油气水进口,排砂口,油出口,水出口,油气水进口,界面调节阀,排砂口,一、分离器,运行参数,设备规格:3000X14600 操作压力:0.4MPa 处理液量:10000m3/d 出口原油含水:0.5 出口污水含油:1000mg/l 加热介质:蒸汽,一、分离器,工作原理:,设备
14、单向进料,采用蒸汽加热(可选)方式,主要用于脱水难度较大的采出液处理。设备原理是油气水混合液经设备进口进入设备,经进口分气包预脱气后又进入水洗室,在水洗室中油水混合液发生碰撞,摩擦等降低界面膜的水洗过程,分离出了大部分的游离水,没有分离的混合液经分配器布液和波纹板整流后进入沉降室,并在沉降室进行最终的油水分离,分离后的油、水分别进入油水室,并经油出口和水出口排出设备。,一、分离器,液面界面控制方案,一、分离器,自控流程:,分离器自控系统主要由三部分构成:气路、油路和水路,分别采用常规仪表对三相分离器油(水)室液位及压力进行控制。控制系统由被控对象(液位、压力)测量单元、调节器和执行器组成。压力
15、检测采用气动或电动压力变送器,油(水)室液位检测采用气动或电动浮球液位变送器,调节器采用气或电动调节器,执行机构采用气动薄膜调节阀或电动调节阀。,一、分离器,油罐分类按材质分:金属和非金属油罐储油 油田企业基本上都用金属油罐储油 按建筑特点:地上、地下隐蔽和山洞式三种,二、油罐,按油罐结构形式分类:立式圆柱形油罐(锥顶油罐、拱顶油罐、浮顶油罐)卧式油罐 球形罐,二、油罐,图一,污水和泥砂,原油,气相,保温层,支撑砖,基础,立式圆柱形油罐的结构,基础:要求地质条件均匀,一般做法是最下层为素土,往上为灰土层、沙垫层、沥青沙防腐层。素土层:把开挖好的基槽底面上的素土夯实而成。灰土层:用3:7的石灰和
16、土掺和后铺平夯实。沙垫层:采用含沙不大于5粗沙铺成中心高,四周低的锥形,厚度为2030cm沥青沙防腐层:采用含杂质不大于4中沙和热沥青搅拌均匀而成,沥青含量为:150Kg/m3。随着沙垫层铺成中心高的园锥形,锥顶取罐基础半径的1.5。,底板:立式圆柱形油罐并不受力,油品和罐体的重量均经过底板直接作用在基础上,但易防腐。对于3000m3的油罐,边板厚度取46mm;对于500050000 m3的油罐,边板厚度取812mm。,罐壁:罐壁是油罐的主要受力构件,在液体的作用下,它承受环向拉应力。一般情况下,容积不大于3000m3的油罐,壁厚采用45mm的板材;容积为500010000m3的油罐,壁厚采用
17、57mm的板材;容积为2000050000m3的油罐,壁厚采用810mm的板材;竖直焊缝采用对接,而环向焊缝采用搭接;并对焊接工艺有特殊要求。,罐顶(1)拱顶:拱顶油罐的罐顶为球缺形,拱顶的半径一般取油罐直径的0.81.2倍,承重结构,有较大的刚性,能承受较高的内压,有利于降低油品的蒸发损耗。在一般情况下,可承受0.0020.01Mpa。(2)浮顶:浮顶油罐是上部开口的立式圆柱形油罐,钢浮顶浮在油面上,因而在浮顶与油液面间不存在气体空间,油品不能蒸发,所以基本消除了大小呼吸损耗。,一般附件:梯子与围栏 人孔 透光孔 量油孔 进出油段管 放水管,专用附件:机械呼吸阀 液压安全阀 防火器 泡沫发生
18、器,二、油罐,油罐附件,油罐专用附件,机械呼吸阀,是利用阀盘的重量进行控制油罐的呼气压力和吸入真空度的,当罐内气体的压力达到油罐的设计允许压力时,压力阀被打开,气体从罐内逸出,以降低罐内压力;同理,当罐内气体的真空达到油罐的设计允许真空度时,罐外的大气将真空阀顶开,气体从罐外进入罐内,以平衡罐内的压力;其目的安全保护油罐,液压安全阀,当机械呼吸阀因腐蚀或冻结而发生故障时,液压安全阀开始工作,其目的也是安全保护油罐。但液压阀控制的压力或真空度值,一般比机械呼吸阀高出10,在正常情况下,液压阀不工作,只有在机械呼吸阀失控时,才开始工作,是油罐的“第二个”保护神,二、油罐,油罐专用附件,防火器是防火
19、安全装置,箱式构造,内部装有许多铜、铝或其它高热容金属制成的丝网或皱纹板,安装在机械呼吸阀、液压安全阀的下面,其目的是,当火焰通过防火器时,金属网或皱纹板迅速吸收燃烧气体的热量,使火焰熄灭,达到防火的目的,泡沫发生器,安装在油罐的顶部,其目的当油罐发生火灾时,用来进行灭火。,二、油罐,机械呼吸阀结构示意图,导向轴,阀盘,排气口,进气口,阻火网,二、油罐,三、加热炉,直热式加热炉,工作原理在点火前启动输油泵或热油泵,在盘管内形成循环后,再进行点火,点火后燃料在辐射室的炉堂内充分燃烧,高温烟气翻越(上行或下行)挡火墙至对流室;在对流室内,高温烟气又以对流和辐射的方式(同时炉墙砖壁也以辐射的方式)向
20、对流管传热,最后由烟管排出,图12-9 对流上行管式炉结构1-辐射管;2-燃烧器;3-烟囱;4-炉顶;5-砖墙;6-对流管;7-挡火墙,间热式加热炉,水套加热炉的原理 水套炉在使用前向水套内加水至水套容积的1/22/3处,然后点火,燃料从火嘴喷出,在炉膛内燃烧。在喷嘴压力及烟囱抽风作用下,火焰和烟气沿炉膛及烟道管向烟囱流动。在炉膛内,热量通过辐射传给炉壁和烟道部分,热量又通过对流传给烟管壁。炉壁和烟管壁通过热传导和对流将热量传给水套中的水。原油通过盘管的下部进入,自下而上流经全部原油对流管,再从上部流出。在此对流过程中,水将热量传给原油,达到加热原油的目的。,三、加热炉,间热式加热炉,相变加热
21、炉原理燃烧产生的热量使得炉体内(蒸汽发生器内)的水沸腾汽化,水蒸气与盘管接触加热盘管内的生产介质,水蒸气接触盘管冷凝成液体再次在炉体内被加热,由水变成水蒸气,再由水蒸气变成水的相变过程中产生热交换,使得生产介质被加热。相变加热炉利用相变传热原理,具有很高的管外传热系数,约为4000W/(m2),三、加热炉,一、离心泵的型号及分类,表示法,用比转数,用扬程,用流量和扬程,四、离心泵,一、离心泵的型号及分类,分类,按叶轮级数,按叶轮吸入方式,按压力大小,按泵输送介质,按比转数大小,四、离心泵,二、离心泵工作原理及性能参数,离心泵的工作原理液体由吸入管进入离心泵吸入室,然后流入叶轮,叶轮在泵壳内高速
22、旋转,产生离心力。充满叶轮的液体受离心力的作用,从叶轮的四周被高速甩出,高速流动的液体汇集在泵壳内,其速度降低,压力增大。根据液体总要从高压区向低压区流动的道理,泵壳内的高压液体进入压力低的出口管线(或下一级叶轮),在叶轮的吸入室中心处形成低压,液体在外界压力下,源源不断地进入叶轮,补充于叶轮的吸入口中心低压区,使泵连续工作。,四、离心泵,性能参数,流量,扬程,转数,有效功率,轴功率,二、离心泵工作原理及性能参数,效率,允许吸入高度,四、离心泵,构造,三、离心泵的构造,传动,泵壳,密封,平衡,轴承,转动,四、离心泵,四、机泵的选择,选择机泵的原则(1)必须满足工艺要求(如流量、压头和所输送液体
23、的性质等(2)工作可靠(吸入能力足够、盘根箱密封严密以及零件等)和使用时易于控制和维修。(3)经济(尺寸小、重量轻),高效(泵的工作点处于高效率区内。(4)应用范围广,可调工况(多种用途、工作条件可变化等)。(5)要满足特殊要求(防爆抗腐蚀,使用地点气压和气温的变化)。,四、离心泵,四、离心泵工作参数调节,扬程H随流量Q的增大而减少;轴功率N随流量Q增大而增大;允许吸入高度Hs随流量Q的增大而下降;允许汽蚀余量h随流量Q的增大而增大;效率随流量Q的增大而提高,但当流量增加到某一数值时,效率非但不增加,反而下降。效率曲线最高点A,称为泵的最优工作点,四、离心泵,五、离心泵工作参数调节,离心泵在管
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