稠油旋流除砂洗砂工艺与装置研制.pdf

《稠油旋流除砂洗砂工艺与装置研制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷第6期化工机械771稠油旋流除砂洗砂工艺与装置研制高庆春刈罗红梅1胡大鹏2(1．中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司；2．大连理工大学化工机械学院)摘要针对稠油除砂时，旋流除砂洗砂工艺在运行过程中存在对井口压力要求高、旋流器易磨损及自动化程度低等问题进行了一系列研究，开发出了一种静一动态组合式的旋流除砂洗砂工艺与装置。装置完成后，对其运行的稳定性和性能进行了实验测试，达到了预期的目的，并在油田现场进行了验证，其中55肛m以上颗粒的除砂率达90％以上，砂中舍油满足环境排放要求。关键词旋流分离稠

2、油除砂集输系统静一动态组合式装置中图分类号TQ051．8文献标识码A文章编号0254-6094(2014)06-0771-04随着稠油油田开发理论与实践的发展，相当大一部分砂砾随着采出液带出地面，给整个集输系统带来一系列的问题，主要表现在：砂砾在管道和设备中沉积，降低其处理能力，甚至堵塞管道和工艺设备；采出液携砂引起输油泵磨损，加剧管道、阀门和容器的腐蚀；在加热流程中，砂沉积在加热装置的表面，妨碍正常的热传导，甚至出现局部过热、穿孔。因此，油田地面集输系统中除砂与清砂已成为亟待解决的问题。自20世纪90年

3、代以后，井口除砂技术迅速发展，各大油田针对自己的情况制定了合适的处理工艺，主要有油罐沉降除砂工艺⋯、静态水力旋流除砂工艺旧。及静态水力旋流除砂与洗砂组合工艺¨1等。油罐沉降除砂工艺流程简单，是最早采用的一种除砂工艺，但其罐内清砂工作量大，主要适用于含砂量较少的油田。静态水力旋流除砂工艺采用液相旋流产生的离心力进行油砂分离，具有结构简单、分离效率高、设备体积小及安装方便等优点¨1，因此该工艺得到了广泛的关注。未经处理的含油泥砂直接排放会对环境造成严重的污染，因此部分工艺中还加入了洗砂工艺，减少了排砂中的含油

4、量，从而减少污油回收与清理的工作量。从目前水力除砂装置的运行情况来看，主要存在的问题有：由于旋流除砂器内砂砾的冲刷作}高庆春，男，1983年12月生，工程师。北京市，100085。用，造成设备磨损严重，采用常规材料制作的旋流除砂器，使用寿命短，一般仅为3～6个月左右；静态旋流除砂器靠来液自身压力进行旋流分离，导致除砂装置整体压降较大，在来液压力存在较大波动的情况下，操作弹性小，压力不足时，分离效果差，影响下游操作；流程不够合理，自动化程度低。每个旋流除砂器均配独立的排砂罐和排砂阀组，排砂阀门频繁开关动作造

5、成使用寿命的降低。笔者针对常规水力旋流除砂器存在的问题进行研究，以期开发出一种性能优良的除砂器。1除砂系统优化方案1．1工艺流程优化在常规静态旋流器的基础上，对装置采用了静一动态旋流除砂器组合的方式。动态旋流除砂器采用变频电机控制，可根据来液的压力波动与含砂情况调节动态旋流器的叶轮转速，以保证不同情况下除砂效果的稳定性。装置中排砂与洗砂采用相互联锁、自动运行的控制方式，并根据油中含砂量进行间歇排砂、洗砂作业，减少了动设备的运行时间，延长了工作寿命。在排砂动作完成之后，自动进行洗砂作业，洗砂作业单独进行，保

6、证了排出砂砾的清洁度。该装置在洗砂过程中采用掺水工艺，提高了洗砂作业的工作效率，可保证砂中含油量低于3000mg／kg，符合标准∞1的要求。772化工机械2014焦静一动态旋流除砂器采用一体式的带压储砂罐结构形式，储砂罐采用带压倒排砂方式，避免了常规设计中储砂罐内沉砂堵塞排砂阀和排砂管线的情况。装置装配采用橇装化、层叠的安装方式，很大程度上减少了占地面积，便于运输与现场安装。1．2控制系统优化为适应装置自动控制的要求，编制了时序控制系统，以满足现场工作状况的需要。智能控制器采用远程终端控制系统(RTU)，

7、该控制系统具有优良的通信能力和充裕的存储容量，适用于恶劣的温度和湿度环境，并提供多用途的计算功能。自动化仪表由就地指示表、变送器、控制阀及防爆智能控制器等组成。通过对温度、压力及液位等信号的监测，实现报警的同时采用自动化流水模式对系统动作进行控制，提高了控制的准确性，保证了装置平稳运行。1．3材料选择优化根据大量旋流除砂器的应用情况来看，在设备的运行过程中，旋流除砂器的顶部和收缩口处易发生磨蚀，而磨蚀穿孔是影响旋流器使用寿命的主要因素，因此需提高其耐磨性能。目前提高旋流器耐磨性能常采用的方式是增加磨蚀余量

8、和使用内衬耐磨材料。增大易磨蚀处磨蚀余量可将旋流除砂器的使用寿命从3～4个月提高至6个月。内衬耐磨材料常采用内壁渗透、内衬耐磨非金属等工艺得到，内壁渗透法常采用渗碳、渗氮等工艺，由于工艺限制，渗透厚度一般只有数个毫米，对提高耐磨性能作用有限；内衬耐磨非金属工艺简单，制造难度较低，在工程中应用广泛。通过对大量耐磨材料的研究，最终除砂器内部采用内衬聚氨酯作耐磨材料，该工艺制作的成本较低，耐磨性能好，可将旋流除砂器的有限寿命提高至两