東海某平臺開排系統改造

鄒繼成

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200335）

1 東海某平臺開排系統現狀

東海某中心平臺（DPP 平臺）的開排沉箱起著收集處理DPP平臺生產污水、收集平臺上的雨水，甲板沖洗水，以及甲板溢油和設備排污（停產檢修時）的作用。隨著平臺開采進入中后期，生產水量增多，DPP 平臺污水處理設備開排沉箱（設計處理量3400 m3/d）已經不能滿足平臺生產后期要求，且近幾年沉箱上部腐蝕穿孔及內部堵塞現象日益嚴重，經多次改造及內部清污，問題仍然存在，目前已經失去了沉箱的大部分功能。

該平臺的輔助平臺（SDPP 平臺）于2014 年開始建設，該平臺設置了一個新沉箱，用來收集SDPP 平臺甲板地漏水和DPP平臺的生產污水（設計處理量8000 m3/d）。但DPP 平臺的雨水，甲板沖洗水，以及甲板溢油和設備排污問題仍然無法解決。

2 影響平臺開排系統的主要因素

該平臺開排系統用戶包括：DPP 平臺生產污水，DPP 平臺雨水及沖洗水，甲板溢油、設備排污。

2.1 DPP 平臺生產污水

DPP 平臺生產水處理流程：各油氣井物流經生產分離器分離的污水首先進入撇油罐（V-2510）降壓靜置物理分類，分理出的油水通過水利旋流泵增壓進入水力旋流器，處理后的水中含油濃度約為3×10-5。然后再經新增氣浮選裝置處理最終可達到1.8×10-5的排放要求后排入開排沉箱。2014 年SDPP 平臺建造時，設置了處理量為8000 m3/d 的沉箱，可滿足生產污水的排放要求。

2.2 DPP 平臺的雨水和甲板沖洗水

由于老開排沉箱完全堵塞，無使用功能，DPP 平臺日常沖洗甲板時的污水只能通過地漏直接排海，這樣給日常管理帶來極大困難，一旦不慎將油水排入大海，會造成環境污染。

2.2 甲板溢油和設備排污

平臺溢油設備有吊機腿柴油罐、柴油罐溢流液體、柴油消防泵間開排以及閉排罐沖洗污水，這些罐一旦泄漏或溢罐，油會通過地漏排放到大海，直接污染環境。

2.4 沉箱

DPP 平臺沉箱雖然堵塞，但其管線系統仍然完好。

DPP 平臺開排系統由開排收集管匯，開排沉箱以及開排泵組成。根據DPP 平臺布置，DPP 平臺設4 個開排收集管匯分別收集每層甲板的開排液體，4 個管匯分別布置在每層甲板的下方，開排管匯收集的液體匯集在一起后進入開排沉箱。

3 開排系統改造思路

針對DPP 平臺目前開排系統存在的問題，從兩方面著手改造：一是采用增加新設備，替代老舊沉箱，恢復開排系統功能；二是充分利用現有工藝流程進行改造，不能占用過大的甲板面積，經濟合理。

3.1 增加開排罐

新增開排罐系統主要包括的設備有開排罐DPP-X-5502，開排泵DPP-P-5502。

開排罐尺寸計算基于以下原則：僅考慮處理下層甲板和工作甲板的開排液；按照日平均最大降水量計算最大排液量。表1為東海雷暴日、霧日降水量。

表1 東海雷暴日、霧日降水量

開排罐內預留填料安裝位置，用戶可根據后期生產自行決定是否安裝填料。同時，開排罐預留電加熱器的安裝位置，并預留開孔，可視情況選擇安裝電加熱器及溫度變送器。

由于平臺現有開排系統未設置伴熱保溫，本次新增開排罐系統及相關管線等不再考慮伴熱保溫。

3.2 開排處理工藝改造及完善

來自鉆井模塊的開排管線、中層甲板、上層甲板及以上甲板的開排管線將在開排管匯處與原沉箱隔離（球閥隔離），開排液將進入新增的8 英寸的開排主管，通過棧橋后直接進入SDPP開排沉箱。過棧橋到SDPP 管線三維示意見圖1。

圖1 過棧橋到SDPP 管線三維示意

下層甲板和工作甲板的開排管線也在開排管匯處與原沉箱隔離（球閥隔離），開排液在重力作用下進入新增的開排罐。開排泵自動將開排罐內的液體送至閉排罐。

在停產檢修清罐時，下層甲板和工作甲板的設備污油排入開排罐，然后通過氣動泵打入SDPP 平臺沉箱。工藝流程見圖2。

開排罐頂部設置放空管線進行冷放空。開排罐還設置了旁路及溢流管線，可將降雨15 min 后的不含油雨水直接排海。溢流管線設置取樣口，需定期進行取樣檢測，以確定排海液體滿足環保要求。溢流管線上的質量流量計用于記錄排海液體流量。

需要注意，由于開排罐的計算基于日平均最大降水量，因此，在暴雨天氣下，新增開排罐可能無法滿足開排液的處理需求，此時應考慮手動排液。

3.3 新增開排系統的強度校核

開排罐通過外掛平臺的方式，安裝在平臺最下層甲板的下方，不占用平臺的甲板面積。對平臺結構及重控的影響使用SACS 5.5程序建立3-D 空間結構計算模型。三維模型如圖3 所示。

圖2 工藝流程

圖3 3-D 空間結構計算模型

平湖DPP 新增開排罐局部結構計算模型根據API RP2A和AISC 規范對新增結構及與其連接的原有桿件進行校核，極限工況下許用應力增加1/3。

新增平臺結構最大UC 值為0.918，出現在極端工況下；原有結構桿件的最大UC 值為0.833，出現在操作工況下；平臺圍壁最大UC 值為0.62。計算結果表明結構強度滿足規范要求。

4 結論

（1）充分利用平臺現有的新沉箱、管系的基礎上，通過增加了1 個開排罐，解決了長期困擾平臺甲板水處理的難題。為老油田后期生產水量增加的類似問題，提供了解決辦法和思路。

（2）將直接暴露在外面的頂層甲板、鉆機模塊甲板的甲板水，通過自身高差壓降直接排放到SDPP 平臺沉箱，和通過進入開排罐后再通過泵增壓至SDPP 平臺沉箱的設計相比，取消離心泵的設計，降低了平臺用電負荷，充分利用平臺壓力能。且頂層甲板是所有甲板中雨水量最大的，做到了經濟有效。

（3）經過開排罐處理后的污水降低了含油污水排放濃度，符合節能減排要求。處理后含油污水排放濃度達到2×10-5，遠低于GB 4914—1985《海洋石油開發工業含油污水排放標準》處理后生產污水含油濃度小于3×10-5的排海要求。

（4）新增開排罐通過外掛平臺的方式，安裝在工作甲板下方，不占用平臺的甲板面積，布局合理。