原油管道投產技術研究

申成華 王洋龍（中國石油集團東南亞管道有限公司， 北京 100028）

原油管道投產技術研究

申成華 王洋龍
（中國石油集團東南亞管道有限公司， 北京 100028）

原油管道一般具有距離長、壓力高、落差大等特點，投產時通常采用常溫部分管道充水、油頂水及中間加隔離球的方式進行。長距離大落差原油管道投產采用部分管道充水，可以大幅度節約水資源；在純水段和油水界面發送多組清管器，可有效降低混油量和排除管道中氣體；對于大落差管段，進行計劃性停輸通過淡水段對該管段道進行穩壓驗漏，可有效確保其安全性，該技術也是國內大落差管道的一次創新性嘗試。對于沿途管道存在變徑而又無高點進行排氣，投產時可能會導致管道內氣體積壓過大，應提前做好管道調研及發球準備。本次研究成果為其它管道投產提供了豐富的理論基礎。

原油管道；落差；管徑；投產方式；風險

實際原油管道條件和輸送介質的不同，導致原油管道投產方式不盡相同。據統計，目前原油管道投產方式主要存在三種，①管線充水投產；②加N2保護投產；③空管投油投產。其中第三種投產方式較為先進，在國內大型的原油管道項目投產普遍采取空管投油方式投產，該方式經過不斷的試驗與應用，在國內已經取得了較為豐富的經驗。但是由于我國原油管道投產方面的科研較晚，原油管道投產方式還是以油頂水的方法為主，主要步驟：①用水將原油管道充滿；②對原油管道性能進行檢測，使管道投產達到標準要求；③輸入原油將水從管道中頂替出來，從而完成原油管道投產工序。以油頂水的投產方式在水資源短缺的西部應用不太現實，投資成本高、準備時間較長，而且原油頂替出來的水不能直接排放出來，摻雜原油的水可能對周圍生態環境造成嚴重的污染。因此，原油管道投產方式的選擇應該結合原油管道所在地實際現狀，充分調研出適合現狀管道情況的投產方式，最大限度的提高工作效率，減少原油管道投產成本，才能實現經濟和生態效益最大化。

1 準備工作

原油管道試運投產前需要準備的工作有很多，主要是為了保證原油管道完整性以及投產的安全性，具體內容如表1所示。

表1 原油管道試運投產具體內容

在正式管道投產前，還要抽查一段管道進行智能變形檢測，對大于管道外徑一定量的變形點，要進行挖驗證，并作相應的修復處理。在原油管道投產過程中，輸油泵出口閥門多為上導式，并且閥門開度值要合適，閥門信號與實際狀態保持一致，原油管道投產泵站調控示意圖如圖1所示。

2 投產主要內容

在我國西部管道投產一般采用水隔離段后投油投產方法，主要分為3個階段：①部分管段充水；②向管道投油；③在不同輸量條件下，原油管道72 h試運投產。采取停輸憋壓檢漏，可以有效降低漏油風險；采用氣水界面以及油水界面清管器，可以有效提高排氣量，降低混油量。針對氣溫比較低的地區，可以采取冷投油的投產方式。

圖1 原油管道投產泵站調控示意圖

2.1 部分管段充水

針對大落差管道充水時，高部位的氣體排不凈等問題，采取在原油管道氣水界面發送機械清管器，提高排氣量。原油管道充水管段的增加，管道內的氣體會隨之往高部位充注，導致形成一股含氣流段，在流經低部位時，出現管道不滿流的現象。管道下游背壓控制好，會解決上游壓力問題。為了避免出現氣阻問題，提高排氣效果，可以采取在投產過程中增加人工反復正壓排氣的方式，同時配備兩枚油水界面、氣水界面清管器，可以達到理想的效果。

2.2 油頂水過程

這個過程主要是向管道內投油，不可避免的會出現油水混合的現象，為了降低油水混合物，提高排氣效果，一般會采取在管道內油水界面之間，發送一枚兩直板兩皮碗機械清管器。針對原油管道起伏距離大、可能會因重力擴散導致停輸等問題，可采取在管道處安裝1座 10×104m3的儲罐，主要用于轉存油水混合物，隨后根據重力作用采用靜置沉降方式，進行混合物脫水分離。

3 投產中問題與解決措施

3.1 不同壓力下輸油與輸水效果

在我國原油長輸管道投產方面，一般采取部分管道充水與油頂水的投產方式，根據管道試運投產運行參數來看，根據油密度要小于水、摩阻相對較大的特點，長輸管道落差大、起伏頻繁的線路，在相同的輸量條件下，全線輸送壓力比輸油要高出15%，眾所周知，管道保護參數以及承壓大小均以油為輸送介質而設計的，因此，在管道進行輸水過程中，一定要考慮超壓或超保護參數適用性等問題。

3.2 輸送中氣阻與排氣問題

對于投產過程中氣阻問題，合理采取有效措施進行排氣是關鍵，一般采取的技術方法：①氣水界面清管器進行排氣，分別在油頭和水頭前各發送一枚清管器，過盈量達到4%；②通過在管道沿途高點和站場進行臨時管道排氣，有效降低管道中積壓的氣體。對于沿途管道變徑管段處，又無高點排氣可能，導致該管道段氣體積壓過大，應提前做好管道調研以及發球準備，同時后期管內過濾器排氣處理，基本可以有效降低管道中的氣體，在排氣過程中，發球和高點排氣刻不容緩。

3.3 水擊保護系統規范

投產前最后一道工序：水擊保護調試，主要是將站場停電、關閉、線路監控閥誤關閉以及泵站停泵工況的調試。在某一水擊工況以及保證中控未屏蔽條件下，進行降量、停輸處理，若降量失敗，則直接停輸，表明工況效果較好。水擊保護系統能有效提高管道運行的安全性，降低運行風險。在我國還沒有形成一套完整的水擊保護系統標準，為了有效規避管道運行風險，建立流體水擊保護系統規范顯得刻不容緩。

4 結語

長距離大落差原油管道，一般會采取部分管道充水處理，可以大幅度節約水資源，在混油管段以及排氣不暢管段發送的油水界面和氣水界面清管器，可以達到降低混液量的目的，提高排氣效果。針對大落差管道投產，進行停輸憋壓檢漏處理，可有效降低漏油風險，該技術也是國內大落差管道第一次創新性的嘗試。對于沿途管道變徑管段處，又無高點排氣可能，導致該管道段氣體積壓過大，應提前做好管道調研以及發球準備，同時后期管內過濾器排氣處理，基本可以有效降低管道中的氣體，確保了原油管道投產的安全性。為了有效規避管道運行風險，建立流體水擊保護系統規范十分必要。

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申成華（1986-），男，四川南充人，主辦，主要從事長輸管道調度運行工作，2011年畢業于西南石油大學油氣儲運工程。