一種移動式化學藥劑罐適用的氣驅轉液裝置

代齊加，王智守，張紹廣，黃焌淞，王 睿，錢勇君

[中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津 300459 ]

1 項目背景

化學藥劑主要用于提升油水分離效果、生產污水處理效果，減緩管道結垢及腐蝕，防止井筒原油凝固、容器產生假液位出現安全生產事故和降低海管阻力等［1-3］，因此在海洋石油平臺生產過程中，化學藥劑被廣泛使用。化學藥劑種類主要包括防腐劑、防垢劑、破乳劑、反相破乳劑、防蠟劑、降凝劑、清水劑、浮選劑、殺菌劑、脫氧劑、反沖洗助劑、批處理劑等［4-5］。

化學藥劑加注系統主要包括固定式化學藥劑罐、化學藥劑注入泵、化學藥劑注入管線，當化學藥劑庫存量不足時，由穿梭的船舶將儲存有化學藥劑的移動式化學藥劑罐運輸至海洋石油平臺，再由現場操作人員將移動式化學藥劑罐內的化學藥劑轉移到固定式化學藥劑罐中。

2 存在問題

目前，將移動式化學藥劑罐內的化學藥劑轉移到固定式化學藥劑罐中的方式主要有2種。

2.1 重力自流法

利用移動式化學藥劑罐和固定式化學藥劑罐的高度差，通過臨時連接軟管，使處于高處的移動式化學藥劑罐內的化學藥劑靠重力自流入低處的固定式化學藥劑罐中，缺點是現場甲板需要有足夠的空間，且具備高度差，自流轉液速度慢［6］。

2.2 氣泵轉液法

通過臨時連接軟管，由公用氣作為動力源驅動氣動隔膜泵，從而實現化學藥劑轉液［7-9］，缺點是工作量大、噪聲大、氣動隔膜泵易發生故障，部分化學藥劑比較黏稠，流動性差、輸送效率低。

3 解決措施

在狹小的海洋石油平臺甲板上，為提高化學藥劑的轉液效率、降低氣泵故障率、減輕現場操作人員工作強度、改善作業環境、保障現場操作人員身心健康，研制出一種移動便捷、操作簡單、以壓縮氣體作為驅動力的化學藥劑罐轉液裝置。

3.1 化學藥劑罐氣驅轉液裝置結構

移動式化學藥劑罐如圖1所示，由移動式化學藥劑罐蓋帽①、移動式化學藥劑罐罐口②、移動式化學藥劑罐體③和移動式化學藥劑罐底部排放閥④組成，移動式化學藥劑罐蓋帽①與移動式化學藥劑罐罐口②采用螺紋連接。

圖1 移動式化學藥劑罐Fig.1 Mobile chemical agent tank

化學藥劑罐氣驅轉液裝置如圖2所示，由氣驅轉液裝置氣囊⑤、氣驅轉液裝置蓋帽⑥、氣驅轉液裝置放空閥⑦、氣驅轉液裝置氣囊閥⑧、氣驅轉液裝置快速接頭⑨、氣驅轉液裝置充氣閥⑩、氣驅轉液裝置加藥閥?、氣驅轉液裝置軟管?、氣驅轉液裝置氣囊蓋?、氣驅轉液裝置氣囊圓周邊緣?及氣驅轉液裝置氣囊配重塊?組成。

圖2 化學藥劑罐氣驅轉液裝置Fig.2 Gas-driven fluid transfer device for chemical agent tank

3.2 化學藥劑罐氣驅轉液裝置操作步驟

3.2.1 連接化學藥劑罐氣驅轉液裝置

先將移動式化學藥劑罐蓋帽①打開，再將未充氣的化學藥劑罐氣驅轉液裝置安裝在移動式化學藥劑罐上，如圖3所示，將氣驅轉液裝置蓋帽⑥與移動式化學藥劑罐罐口②連接緊固，氣囊⑤處于移動式化學藥劑罐中。

圖3 氣驅轉液裝置與移動式化學藥劑罐組合圖Fig.3 Combination diagram of gas-driven fluid transfer device and mobile chemical agent tank

3.2.2 連接氣驅動力源

將氣驅轉液裝置快速接頭⑨通過軟管與海洋石油平臺公用氣站配套接頭進行連接，確保連接處緊固并綁扎固定。

3.2.3 連接固定式化學藥劑罐

將移動式化學藥劑罐底部排放閥④通過臨時軟管與固定式化學藥劑罐進液口進行連接，確保軟管兩端連接緊固并綁扎固定，依次打開固定式化學藥劑罐進液閥門、移動式化學藥劑罐底部排放閥。

3.2.4 氣囊充氣

確保氣驅轉液裝置放空閥⑦和氣驅轉液裝置加藥閥?處于關閉狀態，打開氣驅轉液裝置氣囊閥⑧和氣驅轉液裝置充氣閥⑩，打開公用氣供氣閥門為氣驅轉液裝置氣囊⑤進行充氣，氣驅轉液裝置氣囊浮于移動式化學藥劑罐上方并逐漸膨脹，直至氣囊圓周邊緣?與移動式化學藥劑罐體③緊密貼合，如圖4所示。

圖4 氣驅轉液裝置氣囊充氣效果圖Fig.4 Air bag inflation effect of gas-driven fluid transfer device

3.2.5 化學藥劑轉液

關閉氣驅轉液裝置氣囊閥⑧，打開氣驅轉液裝置加藥閥?，使公用氣進入移動式化學藥劑罐頂與充氣膨脹后的氣驅轉液裝置氣囊⑤形成的密閉空間內，隨著壓力的不斷增加，推動氣驅轉液裝置氣囊及氣囊圓周邊緣?沿移動式化學藥劑罐體③向下移動，將氣囊下部的化學藥劑擠壓出移動式化學藥劑罐，并通過移動式化學藥劑罐底部排放閥④沿管線進入固定式化學藥劑罐。當氣驅轉液裝置氣囊及氣囊圓周邊緣移動至移動式化學藥劑罐底部時，表明移動式化學藥劑罐內的化學藥劑轉移完成。

3.2.6 管線掃線

依次關閉公用氣供氣閥門、氣驅轉液裝置充氣閥⑩與氣驅轉液裝置加藥閥?，打開氣驅轉液裝置氣囊閥⑧與氣驅轉液裝置放空閥⑦，緩慢對氣驅轉液裝置氣囊⑤進行泄壓，氣囊⑤逐漸縮小，氣囊與移動式化學藥劑罐體③之間的公用氣沿著排放閥④對移動式化學藥劑罐和固定式化學藥劑罐之間的管線進行吹掃。若掃線不徹底，則可待氣驅轉液裝置氣囊完全泄壓后關閉氣驅轉液裝置氣囊閥和氣驅轉液裝置放空閥，再依次打開氣驅轉液裝置加藥閥、氣驅轉液裝置充氣閥和公用氣供氣閥門繼續掃線，直至固定式化學藥劑罐液位不再上漲，此時掃線完成。

3.2.7 回收化學藥劑罐氣驅轉液裝置

關閉固定式化學藥劑罐進液閥門，拆除移動式化學藥劑罐與固定式化學藥劑罐之間的軟管，關閉移動式化學藥劑罐底部排放閥④，拆除氣驅轉液裝置快速接頭⑨與公用氣供氣閥門之間的軟管，松開氣驅轉液裝置蓋帽⑥與移動式化學藥劑罐罐口②之間的連接，將收縮后的化學藥劑罐氣驅轉液裝置從移動式化學藥劑罐取出并放至指定位置，關閉移動式化學藥劑罐蓋帽①。

4 結 論

①該裝置采用氣囊式設計，裝置體積小，移動便捷，與傳統的化學藥劑轉液方式相比，具有勞動強度小、作業效率高、移動靈活的優點。

②該裝置操作簡便，易學易會，通過簡單的開關閥門即可實現氣囊的充氣膨脹和化學藥劑的轉液。

③該裝置結構簡單，無需額外的動力裝置，可利用平臺現有公用氣站壓縮氣作為轉液動力，清潔無污染。

④該裝置化學藥劑轉液速度快，化學藥劑轉液完成后，管線掃線方便。

⑤該裝置可以滿足不同種類、不同性質化學藥劑的轉液目的，應用范圍廣，適應能力強。

⑥對于甲板空間不足的海洋石油平臺，可以借鑒此裝置進行化學藥劑轉液，便于推廣。