HBP高效三相分离器在靖二联合站的应用

2022-09-11

一、概述

靖二联合站是我厂油气处理量最大的联合站, 担负五里湾第一、二采油作业区原油处理外输以及虎狼峁作业区、盘古梁作业区净化油的外输任务。现进站液量约4900 m3/d, 综合含水率40%, 处理污水量1200m3/d, 外输纯油量2800 t/d。

二、生产中存在的问题

随着靖安油田原油产能的不断提高, 进站液量也随之增加, 靖二联合站原有的设计处理能力100万吨/年, 已无法满足生产实际150万吨/年的需要, 在生产过程中存在着以下问题。

1. 处理能力不够。

随着油田开发的不断深入, 原油产量大幅提升, 综合含水率呈递增状态, 原油沉降脱水时间缩短, 给大罐沉降处理增加了负担。

2. 处理效果差。

作业区单井地层措施频繁, 输送至联合站的原油杂质多、物性差, 上游站点在加药过程中, 不能及时根据原油物性的变化更换破乳剂, 导致油水在沉降处理过程中不能有效分离, 使沉降罐乳化层增厚, 溢流含水最差时高达20%以上, 严重影响到原油外输。

3. 工艺落后。

开式工艺流程已经达不到安全生产和环境保护的要求。随着常6、常2、延9层的开采, 伴生气中硫化氢含量不断增高, 给工作区域带来一定的危险和危害。

4. 自动化程度低, 劳动强度大。

沉降罐处理效果差时倒罐频繁、污水含油指标上升, 达到200mg/L以上, 增加了计量员工的劳动强度和污水微生物除油系统的管理工作量。

针对以上问题, 我厂于2011年引进了两具HBP-WS3000×15600-0.6/1型高效油气水砂分离器, 解决生产中存在的困难。该分离器的结构和新技术更适用于靖安油田的后期开发。

三、HBP三相分离器关键技术

油、气、水混合液进入入口分离件, 依靠离心及重心及重力分离原理实现气液初分离, 分离出的气体进入气相空间, 进入气相空间的气体是首先进入聚结整流填料对气体进行整流并在其下游空间内脱除粒径大于100μm的液滴, 气体再进入安装在设备气体出口的丝网捕雾器, 脱除气体中携带的粒径大于10μm的液滴, 含液量小于0.05g/Nm3 (克每标准立方米, 是排放浓度的单位) 的气体通过气出口流出设备。

入口预分离装置分离出的油水混合物经导液管下降到分离器底部, 经板槽式布液器进入沉降室。在沉降室内, 原油中的水滴经过填料整流聚结, 水珠变大, 下降至水相。分离的原油翻过隔板进入油室, 经油出口流出分离器。含油污水进入水层, 经过填料整流聚结, 并在水相内脱除浮油后, 合格的含油污水经水出口流出分离器。沉降分离室分离出的砂子可以定期利用冲砂管嘴喷出的水将其流态化, 并经排砂口流出分离器。

HBP三相分离器主要技术特点

入口预分离技术, 加快相间分离速度, 提高分离器效率;

板槽式布液技术, 加快油水分离速度, 提高水洗破乳效率;

聚结、聚流分离填料, 改善分离条件, 提高油、水分离效率;

内压助排式排泥技术, 确保容器内分离出得泥沙及时排出, 为油水有效分离提供更多的有效空间;

分离器界面、液位及压力自动控制, 实现操作自动化, 消除了人为因素对分离器运行的影响。

(6) 根据水室液面高度自动控制调节分离器出水量, 并保持水室水位高度在0.8-1.5m之内, 将污水含油指标降低到规定值范围内。

四、HBP三相分离器投用后的效果

1. 减轻了靖二联合站沉降罐的处理负担, 提高了站区自动化管理水平, 降低了岗位员工的劳动强度;

2. 五里湾一区的来液分两个工艺处理后, 生产指标均达到要求。取样分析, 污水含油率在60-80mg/L, 含水率在0.06-0.5%之间, 满足了生产需要;

3. 污水含油率的合格减轻了微生物处理系统的负担, 降低了运行成本, 提高了生产效益;

4. 密闭生产减少了油品的损耗, 避免了空气污染和安全隐患。

五、HBP三相分离器实际操作中遇到的问题和产生的原因以及造成的影响

(1) 分离器出口油中含水、水中含油超标。

上游作业区来液量不稳定, 没有及时调整好油水界面, 影响到三相分离器的正常运行;

当油井有作业、酸洗时, 改变了原油的性质, 分离器出油含水高;油田开采进入后期, 各种驱油方式和强化采油造成采出液在胶质、沥青质、沙粒及各种药剂作用下形成稳定的油包水、水包油型乳状液, 使得油水难沉降难分离;

油区加药过程中, 若破乳剂的选型不对、剂量不够, 或浓度过小时, 三相分离器分离效果不好;

原油温度过低, 影响破乳剂的效果, 导致分离效果差;

油水界面调整不合适。

高效三相分离器发生机械事故, 影响分离效果。

(2) 运行过程中油室液位过高或过低。

采油区来液量突增或者突减, 油出口浮球液面调节器控制滞后。

油出口浮球液面调节器控制失败, 导致液位控制不合理;

仪表假象;

(3) 分离过程中水室液位过高或过低。

分离器操作压力过低或者过高, 水室出水不平稳;

采油区来液中含水突然增加或者突然减少, 水出口浮球液面调节器控制滞后;

水出口浮球液面调节器控制失败。

三相分离器发生机械故障。

仪表假象。

(4) 分离过程中产生油窜气现象, 从而污染气区设备。

采油区来液量突然大增;

出油、出水管线不畅, 造成堵塞;

捕雾器发生机械故障。

(5) 三相分离器运行压力过高。

采油区来液量突然增大, 来液中含油气比例太大;

分离器的出水、出油、出气管线不畅;

气出口自立式调节阀控制失效、仪表机械故障。

(6) 三相分离器运行压力过低。

来液量小, 来液中含油气比例太小;

气出口自立式调节阀控制失败、仪表机械故障。

(7) 分离器油水混层。

(1) 来液量不稳定。

(2) 运行温度、药品型号、加药浓度和方式不合适。

(3) 罐内积沙杂物较多。

(8) 分离器水室进油、油室进水。

(1) 沉降区受温度和加药的影响造化脱水困难, 形成油水混层。

(2) 油水界面调节不合理。

(9) 磁翻柱液位计液位显示不正常。

(1) 液位计内介质凝固。

(2) 液位计浮子卡住, 不动作。

六、高效三相分离器操作中出现问题的解决办法 (1) 油中含水、水中含油超标的解决方法:

保证原油温度适合高效三相分离器的分离温度, 上游站点调整好破乳剂的加药量和浓度, 让破乳剂最大限度的起到破乳作用;

根据原油物性的改变及时改换破乳剂类型, 确定好加药量和加药浓度;

调节好高效三相分离器的油水界面。若采油区来液量太大影响分离, 可以将来油改进沉降罐, 然后控制好分离器进油阀门, 保证进液量平稳, 让高效三相分离器的操作液位达到标准;

设备发生故障, 需要停用检修;

在日常操作当中, 注意观察来液量, 严密监控计算机数据, 如果发现微机含水超标、污水测样不达标, 及时做好调整工作。

(2) 油室液位过高或过低的解决方法:

来液量过高或过低时, 改自动控制为手动调节, 打开浮球阀液面调节器旁通阀手动调节。观察一段时间, 如果来油持续增加或减少, 打开浮球液面调节器旁通阀手动调节。根据生产调整油水界面, 让高效三相分离器的操作液位达到规定要求;

及时将站控远程数据与现场仪表对比验证。

化验岗员工及时对水质进行监测, 防止油室的油通过挡板和底部水管进入水室。

(3) 水室液位过高或过低的解决方法:

(1) 观察一段时间, 如果上游来液含水持续增加或减少, 打开浮球液面调节器旁通阀们手动调节。根据生产调整油水界面, 让三相分离器的操作液位达到规定要求;

(2) 改自动控制为手动控制, 打开浮球液面调节器旁通阀门手动调节。

(3) 及时将站控远程数据与现场仪表对比验证。

(4) 加密监控出水水质和出油油质情况, 随时调整分离器运行参数。

(4) 三相分离器产生油窜气现象的解决方法:

产生油窜气现象时, 及时改旁通进沉降罐, 关闭分离器进液阀门, 同时通知轻烃生产单位停压缩机, 查找原因及时排除故障;

计量岗员工定时监控来液量的大小, 及时调整高效三相分离器的液位和压力, 最重要的是监控三相分离器的压力、油水界面、背压阀的开度;落实两小时与轻烃单位参数录取的联系制度。

(5) 三相分离器压力过高的解决方法:

查看微机来液管线排量和压力, 检查出液阀门的状态, 如果是来液大造成的, 及时改进沉降罐, 减少分离器进液量。

打开旁通阀手动调节压力, 检查气出口管线的阀门状态。

检查仪表, 与现场仪表对比验证。

(6) 三相分离器中压力过低的解决方法为:

气出口调节阀控制失效, 要改自控为手控, 打开旁通阀手调;

观察一段时间, 如果来气持续减少要关小控制阀前或后阀门, 使三相分离器压力达到工作标准压力;

检查仪表, 与现场仪表对比验证。

在日常操作中要严密监控数据, 观察分离器的油水界面, 及时调整。

(7) 分离器油水混层的处理方法:

(1) 和上游作业区联系, 调整输油方式和输油排量, 尽可能使来液平稳, 来液量控制在三相分离器处理范围内,

(2) 保证三相分离器运行温度在规定范围内, 满足脱水需求温度。根据破乳实验筛选确定适合的药品, 使加药浓度达到要求。站内加药点选择距离三相分离器较远的上游流程上, 满足破乳剂的充分混合和破乳时间。

(3) 定期冲砂。冲砂排砂周期取决于来液中的含砂量, 当前暂定为每季度进行一次, 每次冲砂时间不超过5min, 冲砂时注重液面的平稳操作。

(8) 分离器水室进油、油室进水的处理方法:

(1) 水室进油时, 关闭水室出口阀门, 调整好三相分离器的运行温度和破乳剂量和浓度, 确保油水沉降顺利。调高油水界面, 观测出水化验指标, 直到水质达到标准。

(2) 油室进水, 如果是来液量突增, 要及时将来液改进沉降罐, 再合理分配分离器的进液量。调整好三相分离器的运行温度和破乳剂量。观察出水排量, 开大出水阀门开度, 确保出水管线畅通。降低油水界面, 观察出油微机含水。

(9) 磁翻柱液位计液位显示不正常的解决方法:

(1) 给液位计加装伴热带, 经常检查伴热带是否正常工作;排空液位计内液体重新进液。

(2) 关闭液位计上下小阀门, 放空内部液体, 打开液位计取出浮子进行检修或更换。

七、结论及几点认识

通过对靖二联合站HBP高效三相分离器日常操作中出现的问题的分析, 在操作中要注意以下方面:

1. 在日常操作和维护保养中, 严格按照设备管理规定和维护保养规程实施维护保养工作。

2. 运行中要做好以下几点监控要点:

加药:确保破乳剂足量, 保证三相分离器周转周期1-2小时。

温度:设备温度控制在45-55℃之间, 确保来液有效分离, 保持稳定的气压。

气压:正常运行状态下保持0.15-0.22MPa的气压, 保证净化油和污水的排放速度以及设备的安全运行。

来液量:确保在三相分离器设计处理能理的60-85%左右, 可以使三相分离器处于最佳运行状态, 同时保证进液的稳定性。

来液综合含水率:综合含水稳定能确保三相分离器的平稳运行, 含水波动过大影响原油的处理效果。

3. 在日常巡检中, 将液位变送器和液位计作为检查重点, 一旦发现液位计故障, 要及时清理保证其指示液位的真实可靠;控制阀要定期维护, 工艺阀门应该保持清洁、开关灵活, 严防跑冒滴漏的情况发生。

做好以上几条在日常操作中需要注意的事项, 靖二联合站HBP高效三相分离器的安全平稳运行将有保障, 油、气、水处理将更加顺利, 各项工作会更加安全高效, 从而为我厂的原油生产更好地服务。

摘要：靖二联合站是一个原油储量为30000吨的油、气、水集中处理大型联合站, 具有处理液量高、原油物性差、管理设备多、工艺流程复杂等特点。由于油田开发的迫切需要, 2011年在原有两具HXS型高效三相分离器的基础上, 新增了两具HBPWS3000×15600-0.6/1高效油气水砂分离器, 解决了沉降罐处理压力大、处理效果差、自动化程度低的问题, 经过调试, 取得了较好的实用效果。

关键词：HBP三相分离器,实际问题,解决方法,使用事项