增壓橇運行現狀分析及改進措施

賀繼丞　凌冰　杜俊杰　張景祖　田灝

[摘要]目前，部分數字化增壓撬裝置運行故障率高，無法連續輸油，需人工值守，維護費用較高。為降低數字化增壓橇裝置的故障率，提高裝置自動化運行水平，實現站點自動連續輸油和無人值守，本文通過開展“泵到泵”自動輸油工藝技術研究和試驗，優化工藝流程和控制參數，實現站點自動連續油氣密閉集輸。

[關鍵詞]增壓橇；連續輸油；自動化

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2017.18.053

[中圖分類號]TE968 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）18-0086-02

0引言

數字化增壓撬裝置是借助PLC控制系統，通過上位機組態監控程序控制裝置中設定流程間的切換，實現外輸泵的高啟低停和變頻控制運行，達到站點井組來油的自動加熱、油氣緩沖分離和變排量連續輸油。現場無需人工操作，該裝置能有效節約人力資源，降低安全風險。

1數字化增壓橇裝置運行現狀

1.1外輸泵排量與生產實際不匹配

因產建部署調整及開發遞減，部分站點存在數字化增壓橇外輸泵排量大，站點產液量小的問題，即使最小頻率時排量仍大于站點的來液量，外輸量與產進液量不平衡，無法實現連續輸油。

1.2撬裝置加熱爐無法滿足生產需求

部分站點產液量高、來液不平穩。由于數字化撬裝置緩沖罐容積小，為避免溢罐，時常在來液、未經過充分分離即進行外輸，造成供氣量不足，加熱爐自動熄滅，導致無法滿足生產需求。

冬季燃燒器燃氣管線因凝析油大量存在凍堵或凝析油進入燃燒器堵塞燃氣火嘴，造成燃燒器故障，產進原油無法加溫，導致冬天燃燒器運行效果差，無法滿足生產需求。

1.3輸油泵故障率高

間歇運行模式下，外輸泵的頻繁啟停，易造成外輸泵定子、轉子故障頻繁更換。

來液經過加熱進入緩沖罐，在停輸期間緩沖罐內油水得到分離，水介質全部沉積在緩沖罐底部。由于沒有水介質潤滑，螺桿泵襯套互相干磨，從而造成輸油泵抱死現象。

1.4流程設計不完善

傳統連續輸油運行模式下，由于各部分單元控制系統相互獨立，控制程序不完善，無法實現各單元聯動輸油控制和設備故障狀態時的自動連鎖保護，故而無法實現聯動輸油控制。

2優化改造內容

2.1工藝流程控制程序升級

2.1.1燃料分離器單元

該單元能夠改變設備傳統的分離緩沖運行模式，通過三通閥控制，經過加熱爐加熱后的來液少部分進入分離器，給加熱爐燃燒器分離燃氣。分離器控制結構如圖1所示。

2.1.2加熱爐單元

來液進人加熱爐加熱，通過與水域溫度和供氣壓力關聯，實現燃燒器點火控制。加熱爐控制結構如圖2所示。

2.1.3輸油泵單元

該單元通過三通閥控制，經加熱爐加熱后的來液大部分由混輸泵直接外輸，啟動正常后，監測泵人口壓力，通過PID自動進行變頻控制，實現平穩外輸。輸油泵控制結構如圖3所示。

系統自動識別輸油泵狀態，對停止狀態輸油泵進行自動盤泵，PLC自動計時，每4h執行一次上述盤泵控制。（站控可實現人為執行）

2.1.4總成單元

該單元監測增壓裝置出口壓力，如果收球筒壓力大于0.1MPa，并且加藥罐液位大于50mm時，則啟動加藥泵。加藥罐液位每下降1cm，加藥泵停止20分鐘。

2.2數字化改造升級

2.2.1燃燒器加熱控制

燃燒器進氣管線加裝壓力變送器，使燃燒器與燃氣壓力關聯，控制火焰開關。

2.2.2輸油泵啟停控制

輸油泵入口管線加裝壓力變送器，使輸油泵與泵進口壓力關聯，控制輸油泵啟停。

2.2.3加藥控制

操作人員通過在總機關加藥泵出口加裝壓力變送器，關聯加藥罐液位和泵出口壓力，實現自動加藥控制。

3運行效果

3.1原油外輸實現變頻連續輸油

大部分來液進入主泵進行輸油，加熱不緩沖，降低了含水外輸的影響，減少因缺少潤滑導致的轉子、定子長時間干磨，從而提高輸油泵的性能，進而實現變頻連續輸油。

3.2實現智能連續自動加熱

設備改變了分離器傳統功能，實現智能連續自動加熱，保證了分離器低液位狀態下油氣分離效果，提高伴生氣純度和加熱效果。

3.3關鍵點監控更全面，消除遠程管理盲點

設備新增數據采集點，能夠減少員工巡檢，自動監測設備運行狀態，實現遠程控制，為無人值守提供技術支撐。

3.4實現自動盤泵，減少設備故障率

設備具有自動盤泵功能，使系統能夠自動辨識停止狀態的輸油泵，計算停止時間，進行系統自動盤泵，減少員工勞動強度，降低輸油泵抱死故障率。

3.5有效降低井場回壓

設備通過提高原油溫度、管線定期定量加藥、油氣連續密閉混輸的運行方式，在一定程度上能有效減少原油流動阻力，有效降低原油粘度和井場回壓。

3.6降本增效管理

第一，在產進穩定的站點，工作人員開展對井組至增壓橇泵到泵油氣密閉輸送，能有效減少伴生氣分離放空，增加增壓橇外輸管道攜氣量，從而降低損耗。

第二，泵到泵的運行模式，能有效減少輸油泵配件磨損、盤管結垢等故障率發生，延長設備的使用壽命，進一步降低了維護成本。

第三，通過優化管理方式，盤泵操作系統能實現自動運行，進而有效降低巡檢員工的勞動強度。

3.7安全環保管理

油田通過加裝燃氣壓力變送器，關聯燃氣壓力和燃燒器點火控制，實現燃燒器承壓在安全范圍內運行。同時，該裝置能實現系統自動盤泵功能，減少工作人員與機械設備的接觸，最大程度上保障了人身安全。

4結語

升級PLC控制柜的程序是實現數字化增壓橇裝置“泵到泵”自動輸油的關鍵，能夠達到連續輸送的目的，而且從油田生產和撬裝應用角度看，也有利于降低井場回壓、減少生產成本、提高安全環保，有利于減少裝置的運行故障率。此外，數字化增壓撬控制工藝技術復雜，工作人員需要充分認識緩沖區壓力及液位對增壓撬的運行影響，同時能做到合理設置增壓撬控制參數，以適應油田生產需要。