油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能改造措施研究

王鵬　文曉峰　劉繼梓　李龍龍　雒鵬　張靜　楊洪羽　劉喆　胡文超　何梅朋　楊興海　臘丹萍

摘要：油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作對(duì)整個(gè)油氣開(kāi)采系統(tǒng)的正常運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益有重要意義，只有從油氣運(yùn)輸系統(tǒng)的客觀情況出發(fā)，分析當(dāng)期此系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和問(wèn)題，根據(jù)其特點(diǎn)分析節(jié)能降耗的對(duì)策，才能實(shí)現(xiàn)油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗目標(biāo)，加快建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)。

關(guān)鍵詞：油氣集輸系統(tǒng);節(jié)能改造;措施

根據(jù)集輸系統(tǒng)能耗特點(diǎn)，集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗應(yīng)從系統(tǒng)著手，泵站布置、工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡可能降低集輸能量消耗，同時(shí)利用末站有效剩余水頭，集輸站點(diǎn)設(shè)備，在設(shè)計(jì)建站時(shí)就以利用效率高、穩(wěn)定性能好、多功能合一的設(shè)施設(shè)備為設(shè)計(jì)思想，以減少集輸系統(tǒng)能量的消耗。

一、節(jié)能降耗措施

1熱泵回收含油污水余熱技術(shù)

熱泵是利用逆卡諾循環(huán)原理，使載熱工質(zhì)從低溫余熱中吸取熱量，并在溫度較高處放出熱量的熱回收裝置。由于熱泵能將低溫位熱能轉(zhuǎn)換成高溫位熱能，從而提高能源的有效利用率，是回收低溫位余熱的重要途徑。

2不加熱集油及低溫集油工藝技術(shù)

油井采用單管不加熱集油是將原有摻水管線停摻掃線，依靠油井生產(chǎn)時(shí)的自身壓力和溫度將液體通過(guò)集油管線輸送到計(jì)量間;雙管不加熱集油是停摻原有摻水管線并改為集油管線，對(duì)井口和計(jì)量間做部分改造，實(shí)現(xiàn)主、副雙管同時(shí)出油。這種集油方式可隨時(shí)恢復(fù)摻水，便于冬季井下作業(yè)及各種故障處理;摻低溫水環(huán)狀不加熱集油是在一座計(jì)量閥組間中的幾口油井由一條集油管線串聯(lián)成一個(gè)環(huán)狀的集油方式，環(huán)的一端由計(jì)量閥組間提供摻水，另一端則把油井生產(chǎn)的油、水、氣集輸?shù)接?jì)量閥組間匯管中。

3加熱爐節(jié)能措施

加熱爐是實(shí)現(xiàn)油井摻水、熱洗、脫水、采暖伴熱的最重要的設(shè)備。首先，要選擇高效加熱爐;其次，要認(rèn)識(shí)到優(yōu)質(zhì)的燃燒器能夠使燃料充分燃燒，這是提高加熱爐效率的先決條件，應(yīng)優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)高效燃燒器空氣過(guò)剩系數(shù)大，帶走的熱量也大，加熱爐效率低;還要加強(qiáng)生產(chǎn)管理，合理調(diào)整空氣系數(shù)，保證燃料充分，確保較高的燃燒效率，達(dá)到降低耗氣量的目的。最后，必須加強(qiáng)生產(chǎn)維護(hù)，定期清垢。

4離心泵的節(jié)能技術(shù)

離心泵是脫水轉(zhuǎn)油系統(tǒng)的主要耗電設(shè)備，故節(jié)電重點(diǎn)是做好離心泵的節(jié)能工作。效率是泵的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，但節(jié)能不能僅限于提高泵的效率，還應(yīng)包括整個(gè)系統(tǒng)（電機(jī)、調(diào)節(jié)閥等）的節(jié)能，選用高效節(jié)能系列離心泵，這是離心泵節(jié)能的基礎(chǔ)，即提高泵的運(yùn)行效率。科學(xué)選型，合理配套，是提高運(yùn)行效率的關(guān)鍵。

5節(jié)能模式

油田進(jìn)入特高含水期開(kāi)采階段后，采出液含水率升高，按照常規(guī)的生產(chǎn)模式進(jìn)行生產(chǎn)，噸油生產(chǎn)能耗將大幅度增加，提高了生產(chǎn)成本。一般說(shuō)來(lái)，集輸系統(tǒng)的能耗主要是天然氣和電能的消耗，所以節(jié)能降耗工作必須從節(jié)電、節(jié)氣等方面入手。節(jié)電模式：開(kāi)展原油集輸系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化，合理控制轉(zhuǎn)油站摻水量、推廣變頻調(diào)速技術(shù)、機(jī)泵涂膜技術(shù);節(jié)氣模式：降低鍋爐用氣、降低加熱裝置耗氣。

二、油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗措施及改造方案

1.加熱設(shè)備的優(yōu)化改造設(shè)計(jì)

加熱爐是油氣集輸系統(tǒng)里的主要供熱設(shè)備，很多因素影響著加熱爐的效率，比如爐型結(jié)構(gòu)、爐內(nèi)的熱損失、排煙溫度、余熱回收和燃燒器等都制約著增加了加熱爐的能源消耗。可以應(yīng)用先進(jìn)的加熱爐節(jié)能技術(shù)，首先淘汰更新落后的加熱爐，推廣使用真空加熱爐并采用高效的燃燒器，提高熱效率;其次要優(yōu)化加熱爐的監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)控加熱爐運(yùn)行情況控制各種異常的發(fā)生，控制加熱爐的運(yùn)行參數(shù)，減少不必要的熱損;還可以加強(qiáng)對(duì)加熱爐的維護(hù)、除垢工作，緩解加熱爐的損壞情況，采用引射式輻射管改造加熱爐結(jié)構(gòu)，實(shí)施加熱爐涂層減少爐體對(duì)外的熱散失;最后要努力尋找比燃油更節(jié)能的替代品，在水焦?jié){、水煤漿和油煤漿的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)應(yīng)用更新型的燃料。

2.不加熱集油和低溫集油工藝的運(yùn)用

傳統(tǒng)的雙管摻水技術(shù)，雖然具有安全方便的優(yōu)勢(shì)，但是需要消耗大量的電能和熱能。不加熱集油包括單管和雙管不加熱集油、摻常溫水不加熱集油、季節(jié)性不加熱集油和摻低溫水不加熱集油。油田可以根據(jù)自身所處的開(kāi)發(fā)階段、原油特點(diǎn)、自然條件實(shí)施不加熱集油工藝，通過(guò)取消單管加熱流程中的進(jìn)口熱爐和計(jì)量站、集輸線上的加熱爐，簡(jiǎn)化加熱保溫系統(tǒng)，降低成本投入并且方便管理。單管不加熱是停摻原有摻水管線，是依靠油井生產(chǎn)中的自身壓力和溫度將油氣經(jīng)過(guò)管線運(yùn)送到計(jì)量間;雙管不加熱集油是在將原有摻水管線停摻的情況下，將此改為集油管線并改造井口和計(jì)量間，實(shí)現(xiàn)雙管同時(shí)出油，能夠隨時(shí)回復(fù)摻水功能，方便冬季作業(yè);低溫水環(huán)狀不加熱集油是指經(jīng)過(guò)一條集油管線將幾口油井串聯(lián)成一個(gè)環(huán)形集油系統(tǒng)，計(jì)量閥組件在環(huán)的一端摻水，在另一端把油田生產(chǎn)的油、水、氣集中到計(jì)量閥組件匯管里，這種技術(shù)已經(jīng)在很多油田大規(guī)模使用。

3.應(yīng)用熱泵回收余熱

熱泵是基于逆卡諾循環(huán)原理的熱回收裝置，通過(guò)載熱物體從低溫余熱中吸收到熱量，在溫度較高的地方釋放熱量，可以有效的把低溫位熱能轉(zhuǎn)化為高溫?zé)釡啬埽軌蛴行Щ厥盏蜏赜酂幔岣吣茉吹睦眯省Ｓ捎谀壳昂芏嘤吞镉蜌饧斚到y(tǒng)系統(tǒng)含水率較高，同時(shí)原油采出液逐年上升，從而造成油田現(xiàn)有設(shè)備能力超出一定負(fù)荷，無(wú)法滿足油田生產(chǎn)所需。基于此，筆者針對(duì)某油田設(shè)備的能耗情況，以降低原油脫水加熱能耗為目的，提出將油田集輸系統(tǒng)中主要能耗設(shè)備原油加熱爐替換為吸收式熱泵機(jī)組，為原油儲(chǔ)量系統(tǒng)提供熱源。此方案在供熱量、溫度以及介質(zhì)性質(zhì)方面都比較適合油田生產(chǎn)的實(shí)際情況，此種方案的應(yīng)用對(duì)油田集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗具有非常顯著的效果。

4.應(yīng)用油氣混輸技術(shù)

油氣混輸技術(shù)是海洋石油業(yè)廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)，是將未經(jīng)分離的油、氣水介質(zhì)通過(guò)混輸泵經(jīng)海底管道運(yùn)輸?shù)接蜌馑幚斫K端，再進(jìn)行綜合處理。以往海洋油氣集輸工藝運(yùn)用的設(shè)備比較多，投資成本比較高，不易管理，整個(gè)工藝流程需要經(jīng)過(guò)分離器、外輸泵、壓縮機(jī)和獨(dú)立的油、氣、水管道。油氣混輸技術(shù)只需要混輸泵和混輸管道就可以進(jìn)行外輸，能夠有效增加單井采收率，延長(zhǎng)油田壽命，簡(jiǎn)化例工藝流程，減少了購(gòu)置設(shè)備的資金和對(duì)海洋的占地面積，提高了油田開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，縮短了投資回報(bào)時(shí)間。

結(jié)語(yǔ)

油田的油氣集輸系統(tǒng)是直接關(guān)系到生產(chǎn)效益的重要組成部分，在設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中一定要從節(jié)能降耗的角度出發(fā)，最大程度上節(jié)省油田的生產(chǎn)成本。改善油田高污染生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能。

參考文獻(xiàn)：

[1]李雅玫。油田集輸系統(tǒng)節(jié)能途徑的研究與應(yīng)用[J].化工管理，2015，（04）

[2]張楠。油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能措施探討[J].石化技術(shù)，2017，（07）