油田輸油系統節能降耗措施

劉霞石婧何登龍宋寶玉鄒繼艷劉麗

（1.大慶油田有限責任公司第二采油廠；2.大慶油田有限責任公司第四采油廠；3.大慶油田有限責任公司第五采油廠）

油田輸油系統節能降耗措施

劉霞1石婧1何登龍2宋寶玉3鄒繼艷1劉麗1

（1.大慶油田有限責任公司第二采油廠；2.大慶油田有限責任公司第四采油廠；3.大慶油田有限責任公司第五采油廠）

油田目前已經進入高含水期，產油量不斷下降，由于受不同區塊的影響，導致轉油站負荷量不均勻，影響輸油系統運行效率，使輸油系統的能耗量不斷增加。為了達到節能降耗的目的，大慶油田第二采油廠通過對中轉站系統的優化調整，簡化地面工藝流程，提高輸油系統的負荷率，并以高效泵代替低效泵，以小泵代替大泵，利用變頻調速裝置提高輸油泵的運行效率，達到節電的效果。對高含水的油井進行常溫輸送，對加熱爐更換高效燃燒器，降低集輸自耗氣，達到節約天然氣的目的。輸油系統節能措施的應用為油田后期開采提供了有利的保證。

輸油系統 節能降耗 輸油泵 常溫輸送 燃燒器

摻水泵、輸油泵、熱洗泵和加熱爐是輸油系統的主要耗能設備，其能耗主要是電能和天然氣的消耗，所以提高輸油系統運行效率，降低各種單耗，具體實施應從系統優化、節電、節氣等方面入手，并通過對中轉站的系統優化調整、簡化地面工藝，最終提高整體運行效率。

1 提高系統效率

為了提高系統運行效率，節能降耗，降低生產運行費用，對部分建設時間長、布局不合理、負荷率低、站況差的轉油站進行能力和布局合并，對達到20年報廢年限的老轉油站進行更新改造。

2002年10月，對南3-4轉油站和南3-5轉油站進行了合并，以提高經濟效益為前提，采取優化調整的方法，提高整體運行效率。

南3-4轉油站198 3年9月建成投產，設計規模3 000 t/d，改造前實際處理量450 t/d，符合率15%，管轄的計量間5座，油井41口。2002年10月已連續運行19年，接近更新報廢年限，按規劃設計要求應按期報廢，把所管的油井合并到高4#轉油站，1996年對高4#轉油站進行擴建，目前管轄油井74口。原高4#轉油站設計能力都很小，都在3 000t/d，所以在布局和運行成本上都不合理，見表1。

表1 轉油站調整前后對比

通過整體優化調整，將高5#轉油站報廢，所管油井的產量進入高4#轉油站，實施后取得了顯著的效果：

◇徹底解決了南3-5轉油站存在的問題，消除了該站的不安全隱患；

◇提高了南3-4轉油站負荷能力；

◇轉油站系統得到了優化調整，布局更加合理；

◇減少了1座轉油站，年可節約生產費用（燃料費、材料費、維修費等）約70多萬元，降低了生產運行成本；

◇減少崗位人員10人，人員工資按每年3.5萬元計算，年可節約資金35萬元。

2 節約電能

第二作業區油礦共有輸油泵14臺，摻水泵19臺，噸液綜合耗電20.13k W h/t，平均系統效率為40%左右，平均泵效55%左右，一般情況下輸油泵泵效應大于65%，所以提高輸油泵泵效是油氣集輸系統中節能降耗的主要內容。

泵效低的主要原因：

1）泵的銘牌效率低，例如：K Y T25-35×4型輸油泵，泵的銘牌效率44%左右。

2）泵運行效率低，泵效隨著其排量的增大而提高，在某一范圍內（即泵的經濟高效運行區）泵效達到最高，當偏離這一范圍時，泵效就會降低，同時泵效也隨著液量的大小波動而上下起伏。

2.1 以高效泵代替低效泵，降低輸油單耗

第二作業區轉油站多數機泵是“D”型泵和“Y”型泵，這兩種機泵型號陳舊，而且在設計、制造及結構、材料上都有局限性，從而導致機泵額定效率偏低。經過現場分析、對比、論證，決定采用Y D系列高效機泵替代原低效機泵。同時對配套工藝流程進行改造，使進出口管線與機泵相匹配，保證機泵在高效區域內運行。如：南3-4轉油站原有3臺K Y T25-35×4輸油泵，泵效低，單耗高，每天運行2臺。2004年和2005年更換2臺Y D 50-50×3、FD Y D 30-50×3輸油泵，目前運行1臺，備用2臺。目前日外輸液量為1 250t/d，日耗電量610k W h/d，輸油單耗為0.48 8k W h/t，平均日節約電量245 k W h/d，年節電量（按365 d計算）8.9522×104k W h，年可節約電費4.8 8 95萬元（按0.5473元/k W h計算）。

2.2 以小泵代替大泵，降低輸油耗電量

第二作業區共有4座轉油站，1座聯合站，隨著油田的進一步開發，產油量逐年下降，產液量卻穩中有升，導致原油集輸系統面臨新的形式，體現為負荷率分布不均勻，部分負荷低的轉油站只用1臺油泵就可滿足生產需要，即出現大馬拉小車的現象。如南3-5轉油站共有3臺油泵。設計規模5 000 t/d，日外輸液量900 t/d，目前只用1臺FD Y D 25-50×3的輸油泵就可滿足需求，日節電120 k W h/d，年節電4.38×104k W h，年節約電費2.3971萬元。2006年我礦對南3-5轉油站2號輸油泵進行減級試驗，詳見表2。

表2 輸油泵減級試驗前后對比

減級后揚程從150m降到100m，下降了50m，泵壓從1.4 M Pa降到1.0M Pa，下降了0.4 M Pa，電流從40A降到32A，下降了8A，日節電18 9k W h，單耗從0.55 k W h/m3降到0.37 k W h/m3，下降了0.18 k W h/m3。年累計節電6.8 985×104k W h，年可節約資金3.7755萬元。

2.3 利用變頻調速裝置，提高外輸油系統的運行效率

轉油站外輸油系統是一個受外部條件限制較大的生產環節，受來液量的大小、緩沖罐液位的高低、外輸油管線的長短、管徑的大小等條件的影響，使輸油泵的排量也隨著波動，導致輸油泵不能在高效區運行。為了達到平穩輸油，對外輸液量的調節是靠調節閥開啟程度的大小來控制的，這樣節流損失非常大，泵管壓差也非常大，泵的管網運行效率低，從而導致一部分電能消耗在調節閥的阻力上，功率損失可達到15%~20%以上。為了解決這一問題，采用變頻調速技術來改變電機頻率，調節外輸泵的轉數，即調節流量的大小，取代了以泵出口閥的開啟程度來調節流量的功能，降低了電能消耗。2006年對高2#站1#輸油泵安裝變頻調速裝置并投入運行，見表3。

表3 輸油泵安裝變頻器節電前后對比

從運行情況看，取得了一定的節電效果，在外輸液量基本不變的情況下，泵管壓差下降0.48 M Pa，電流下降9.5 A，輸液單耗從0.43k W h/m3降到0.34 k W h/m3，下降0.09 k W h/m3，平均日節電172k W h，年累計節電6.278×104k W h，年可節約資金3.4359萬元。

3 節約天然氣

隨著產液量的自然遞減，天然氣產量也隨著產液量的變化逐年降低，目前集輸油自耗氣得到明顯的控制。

3.1 安裝節能燃燒器

加熱爐的熱損失主要是排煙熱損失、化學不完全燃燒熱損失和爐體散熱損失等。排煙熱損失主要取決于過剩空氣系數和排煙溫度兩個運行參數，占熱損失的99%。為了有效調節過剩空氣系數和排煙溫度，減少排煙損失，提高加熱爐效率，對4座轉油站17臺加熱爐更換了SR型節能燃燒器。通過安裝SR型節能燃燒器，提高了加熱爐燃燒效率，降低了天然氣自耗氣量。經測試1.74 M W的火筒式加熱爐的火嘴，在額定負荷下，平均提高加熱爐爐效7%~10%左右，每臺加熱爐日節約天然氣200m3,每臺爐年節約天然氣7.3×104m3，每臺爐年節約天然氣費用4.38萬元（按平均價0.6元/m3計算）。

3.2 對部分油井進行停摻水試驗，對高含水油井進行常溫輸送

利用高含水油井的特點，充分利用雙管和環狀摻水工藝流程，推行不季節性停摻水集油。目前油田大部分油井的含水大于8 0%以上，部分油井出油溫度比油田開采初期明顯升高。目前雙管摻水流程集油管網是一個龐大的系統，該系統能夠降低摻水量。雙管及單管集油是一個比較靈活的系統，因此，系統調整時不需要對集油流程進行調整，充分利用雙管的靈活性，加強生產管理，實現季節性停摻水集油，降低集油耗氣。

2006年12月15日，將51隊使用的H S-011型內襯玻璃式聚乙烯保溫管作為集輸管線的3口油井（雙管流程1口、環狀流程2口）進行了停摻水集輸實驗，從而摸索油田冬季停摻水集輸的可行性。

在實施過程中，為準確掌握這3口井各項資料的變化，保證停摻水期間油井正常運行，實行每日5 h對停摻水井的井口回壓、電流、回油溫度等基礎資料的錄取。地面工程管理人員每周進行現場抽檢，并根據資料進行詳細分析，掌握其變化規律，遇到問題及時處理。

截至2007年10月30日，3口抽油機井停產水運行315 d，未發生過管線凍堵及沖洗管線情況，目前運行穩定，回壓及電流在合理范圍內浮動，平均日節約摻水33m3，共節約摻水10395 m3，共節約資金4.8 8 56萬元（按4.7元/m3計算）。

通過系統分析總結出以下經驗：

◇油井含水在90%以上，日產液量在45 t/d、集輸半徑在500m以下的油井可以實現全年停摻水集輸；

◇油井含水在8 5%以上，日產液量在25 t/d，集輸半徑在600m以下的油井可以實現夏季停摻水集輸。

4 結論

1）在輸油系統節能降耗工作中，具體實施應從系統優化、節電、節氣等方面入手，通過對轉油站的系統優化調整，提高系統負荷率。

2）用高效泵代替低效泵，以小泵代替大泵，充分利用變頻調速技術，提高輸油系統的運行效率，達到節能降耗的目的。

3）對高含水的油井進行常溫輸送，安裝使用高效燃燒器，降低集輸自耗氣，達到節約天然氣的目的。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.06.013

劉霞，1998年畢業于大慶職工大學，從事油氣集輸工作，E-m a i l：l i u l i 003@p e t r o c h i n a.c o m.c n，地址：黑龍江省大慶油田有限責任公司第二采油廠，163414。

2012-03-11）