加氣浮選器除油效率提升與改進措施

裴紹輝(中海石油(中國)有限公司秦皇島32-6/渤中作業(yè)公司，天津 300459)

0 引言

注水開發(fā)是油田穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)。當(dāng)油田開發(fā)進入中后期階段，通過注水開發(fā)能繼續(xù)獲取較高的采收率和較大的經(jīng)濟效益。注水實踐證明，作為注水開發(fā)源頭的注水水質(zhì)是實現(xiàn)油田高效開發(fā)的關(guān)鍵。因此，注水工作的關(guān)鍵是注水水質(zhì)的控制，而水處理設(shè)備良好的運行狀態(tài)是保證水質(zhì)的基本前提。

近年來，公司開展注水專項治理工作，以水質(zhì)穩(wěn)定工作為重點，把油田水處理設(shè)備作為注水開發(fā)的重中之重來抓。某油田2004年投產(chǎn)，F(xiàn)PSO上水處理系統(tǒng)采用加氣浮選器→核桃殼過濾器兩級水處理工藝。油田自2020年初出現(xiàn)加氣浮選器V-301A/B水處理效果不佳，平均除油率僅27.2%；針對上述情況，我們開展相關(guān)問題排查及分析工作，找到設(shè)備問題并本著降本增效的目的現(xiàn)場主動采取措施并取得了良好的效果。

1 加氣浮選器問題排查及設(shè)備改造

1.1 加氣浮選器設(shè)備介紹

加氣浮選器設(shè)備于2003年生產(chǎn)，該設(shè)備共有兩套，采用噴射式誘導(dǎo)氣浮，如圖1所示，氣浮裝置內(nèi)分為氣浮區(qū)(4個)、穩(wěn)定區(qū)、出水區(qū)等幾個部分，裝有一、二級收油裝置，進、出水都裝有布水器，詳細參數(shù)如表1所示。

圖1 氣浮裝置圖

表1 加氣浮選器設(shè)計參數(shù)

1.2 水質(zhì)差原因分析與維修優(yōu)化方案

在現(xiàn)場排除外部因素影響后，打開氣浮選A/B罐頂部一級收油槽觀察孔，發(fā)現(xiàn)氣泡呈翻滾狀。隨后拆下噴射器，發(fā)現(xiàn)噴射器頂部擋板脫落(如圖2所示)，導(dǎo)致噴射器內(nèi)氣泡直接由噴射頭噴出，氣泡變大，由于氣泡攪動，一級收油液面不穩(wěn)定，收油效果變得更差，造成出水水質(zhì)不穩(wěn)定。

圖2 噴射器頂部擋板脫落圖

為了讓加氣浮選器出水達到設(shè)備出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，減輕核桃殼過濾器及下游設(shè)備進水的污染物負荷，根據(jù)現(xiàn)場情況和技術(shù)人員進行技術(shù)交流，對加氣浮選器單元做了以下4點優(yōu)化：

(1)更換加氣浮選器噴射器，針對噴射器連接法蘭腐蝕嚴(yán)重，可能導(dǎo)致密封失效而漏水，噴射器整體材質(zhì)更換為不銹鋼304，密封墊改為鋼墊(原噴射器連接法蘭為碳鋼材質(zhì)，密封墊為石棉墊)，噴射器擋板用3個螺栓(M8)固定(原噴射器擋板為3個M6緊固螺栓)，為了防止檔板再次脫落，現(xiàn)場施工人員把緊固螺栓焊死，防止因為抖動導(dǎo)致?lián)醢逶俅蚊撀洌?/p>

(2)由于FPSO長期艏傾1.5m左右，在一級收油槽外側(cè)安裝可調(diào)堰板，保證收油槽與液面平行，提高一級收油效果；

(3)由于FPSO船體受海浪風(fēng)流的影響船體長期處于晃動狀態(tài)，為了提高一級收油液面的穩(wěn)定性，在氣浮區(qū)上部增加了穩(wěn)流板，便于設(shè)備更平穩(wěn)的進行收油工作；

(4)在設(shè)備出水區(qū)增加三級收油槽收集出水區(qū)的殘油，設(shè)備進行三級收油，提高出水水質(zhì)(如圖3所示)。

1.3 加氣浮選器維修前后處理效果對比

由表2和圖4對比曲線可以看出加氣浮選器B優(yōu)化改造后，效果十分明顯，除油效率較整改前提高20%～33%，目前使用效果良好，下一步計劃對氣浮A罐實施優(yōu)化。

圖3 加氣浮選器改造增加的三級收油槽及新增一級收油槽穩(wěn)流板示意圖

表2 加氣浮選B罐改造前后除油率對比

圖4 氣浮B改造前后除油率對比曲線

1.4 加氣浮選器日常維護經(jīng)驗

(1)日常做好進出口水質(zhì)的化驗工作，對比除油效率，有異常及早查找原因并處理；

(2)日常根據(jù)出水效果，調(diào)整好日常收油頻率，并按照計劃執(zhí)行好；

(3)定期打開氣浮選罐頂觀察孔，觀察一、二級收油是否穩(wěn)定，如有異常，及時查找原因并處理；

(4)三級收油槽定期收油，防止出水區(qū)油層過厚，影響出水水質(zhì)；

(5)定期拆開加氣浮選器底部噴射器清理罐內(nèi)殘渣，防止殘渣堵塞微氣泡釋放口，影響氣泡出氣效果。

2 結(jié)論及建議

2.1 結(jié)論

(1)通過對FPSO上加氣浮選器低效原因進行排查，找到了造成設(shè)備低效的直接原因，并在隨后進行有效的整改，該種整改措施可供其他油田相同設(shè)備出現(xiàn)類似問題維修時提供借鑒經(jīng)驗；

(2)改造升級后的加氣浮選器水處理效果達到設(shè)備正常處理能力，為油田高效注水開發(fā)提供了可靠保障；

(3)把水質(zhì)穩(wěn)定作為注好水的關(guān)鍵任務(wù)，對注水系統(tǒng)水處理設(shè)備進行全面排查，確保水系統(tǒng)設(shè)備高效、健康運行，對其他油田注水開發(fā)具有借鑒意義。

2.2 下步工作建議

(1)加大生產(chǎn)水處理系統(tǒng)日常管理制度建設(shè)，即使最先進的水處理工藝技術(shù)，如果管理不到位，穩(wěn)定的合格水質(zhì)仍然沒有保障，需要我們在接下來將目前現(xiàn)行的注水管理體系進行系統(tǒng)的升級，滿足日常生產(chǎn)水處理系統(tǒng)的需求；

(2)不怕暴露問題，通過問題的整改，提高現(xiàn)場人員維修、解決設(shè)備故障的能力，通過上述設(shè)備的故障排查、處理，相關(guān)人員判斷設(shè)備故障、解決設(shè)備故障的能力得到提高，同時需要將設(shè)備維護的經(jīng)驗好好總結(jié)，同時分享給其他人員，為設(shè)備日常維護以及類似設(shè)備故障提供維修借鑒經(jīng)驗。

3 結(jié)語

通過對加氣浮選器設(shè)備問題排查和改造，及時發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)問題，并針對問題產(chǎn)生的原因進行分析，從而優(yōu)化維修方案。經(jīng)過一系列的工作之后，加氣浮選器水處理效果達到設(shè)備正常處理能力，從技術(shù)層面上解決了相應(yīng)問題，也為日后設(shè)備維修提供了寶貴經(jīng)驗。在今后的工作中要從管理上和技術(shù)上做好雙重準(zhǔn)備，積極排查故障、發(fā)現(xiàn)問題、科學(xué)整改，不斷完善管理機制，提高維修人員維修能力和責(zé)任感，保障設(shè)備正常、高效運轉(zhuǎn)生產(chǎn)。