旋流高效除砂装置在集油站应用

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1、旋流高效除砂装置在集油站应用　　摘要:河南油田某稠油集油站因各计量站原油来液内含有砂子，这些砂子在沉降罐内沉积严重，且通过掺水系统进入掺水管道、换热器及掺水泵，给系统和设备带来很大的危害，影响设备、容器、管道正常运行。应在计量站来液汇管进沉降罐之前安装旋流高效除砂装置。装置前后压差为0.05MPa，可实现不停产排砂，不影响集输系统正常运行。这种设备宜做成撬装式，以方便吊装。该集油站工艺改进措施之前一级沉降罐清砂周期是6个月，之后是18个月；二级沉降罐之前是12个月，之后是36个月。建议将一级沉降罐月沉砂高度降

2、低为0.15m以内，这样清砂周期可延长至一年以上。关键词：稠油集油站；集输系统;清砂；旋流高效除砂装置；清砂周期；效果中图分类号：TE345文献标识码：A文章编号：6河南油田某稠油集油站主要担负着多个计量站来液的沉降脱水、除砂及污水回掺等任务，随着油田的深度开采，采出液含水率不断上升，其携砂量也在增加。含砂液进入该集油站系统后，会在管道和地面设备中沉积，堵塞管道和工艺设备，并会引起动力设备的磨损。故该集油站地面集输系统的除砂和清砂，已成为急需解决的问题。如何缓解含砂原油造成的管道腐蚀、机泵磨损及原油脱水设备堵

3、塞等问题，延长集油站清砂周期，这对于保证油田的生产正常运行，提高原油集输技术水平是十分有益的[1,2]。从环保的角度说，物理的、清洁无污染的清砂方法与技术当然是人们所希望和追求的。就稠油区块开采来说，任何工艺设计与技术的采用，都需要进行节能效果评估并要进行现场技术试验验证[3]。欲实现研、用融合，必须了解该技术的工作原理和发展趋势，从根本理念、技术理论、顶层设计上，力求实现研究与应用高度融合。“最简单的结构是最可靠的结构，也是最好、最安全的结构”！这是设计人员应当坚持的设计理念；实现研、用融合，必须掌握现代科

4、学方法，尤其要注重论证和验证，重视技术装备系统建模、仿真与测试，使有限的科研经费投入发挥最大的技术效益。同一个技术装备系统研发项目应有不同的竞争者，同时应特别倡导继承性创新。因为科技产品不是一蹴而就的，而是不断借鉴经验和教训的结晶。这也是实现跨越式发展、提高技术效益的现实要求。因此探讨稠油集油站集输系统清砂工艺设计及技术，这有着重要的作用与意义。1、现状与问题6该集油站站内的工艺流程是这样的：两座沉降罐串联使用，分别为一级、二级沉砂罐。因各计量站原油来液内含有砂子，这些砂子在沉降罐内沉积严重，且通过掺水系统进

5、入掺水管道、换热器及掺水泵，给系统和设备带来很大的危害，影响设备、容器、管道正常的运行。一级沉降罐清砂周期一般为3-6个月，二级沉降罐清砂周期一般为8-12个月，一座沉降罐清砂时，集油站只有一座罐在使用，缓冲时间短，返混现象严重，油水分离效果差，集输及掺水系统含砂严重，并造成稠联脱水系统的积砂。因沉砂严重，每次清砂所需时间较长、劳动量较大，由此导致该集油站管理混乱、生产易出现不平稳等问题。具体存在的问题有三：一是除砂周期短、工作量大。如近年对该集油站一级沉降罐清砂后，不久探沉降罐砂面已达1.89米，沉砂量已达

6、62.8m3，需再次清砂，清砂周期为6个月。人工清砂期间，沉降罐须停运，生产不平稳，管理混乱。因沉砂量大，每次清砂时间长达10天左右；二是对掺水系统影响较大。除砂期间，只有一座沉降罐在运行，来液进入罐后，高位出油、低位出水，出现返混现象，外输油、水携砂严重。随着掺水系统的循环影响换热器及外输掺水泵的正常运行。污水携带砂粒进入换热器后，沉积在换热装置的表面由此导致正常的热传导功能降低，并使局6部过热、穿孔，导致1#换热器在2007年8月停运维修。含砂污水进入外输掺水泵后引起泵密封材料、叶轮和泵壳的磨损，导致2#

7、掺水泵在2007年11月因叶轮磨损严重而停运维修；三是对稠联正常生产造成的影响较大。外输油输至稠联分离器后，稠联三相分离器平均半年清砂一次，清砂时间需一周左右，清砂量20－30m3左右。2、旋流高效除砂装置的安装与应用采用离心分离除砂方法，该方法能较好地实现可靠、连续、密闭、不停产、高效除砂。该集油站之前沿用的是传统的重力沉降法，即沉降罐除砂工艺，除砂流程单一，仅使用沉降罐沉降除砂，且沉降罐底部没有铺设冲砂管和排砂管，除砂工艺落后且每次清砂时须停产。应选用一台旋流高效除砂装置。图1为该旋流除砂装置照片。该旋流

8、除砂装置技术原理是这样的：砂液分离器内部采用多级翼板组合，前置安装旋进式减阻头和布液孔板，含砂原油经旋进式减阻头进入除砂器后，依次进入布液孔板和多级翼板，含油泥砂在流体动力作用下被抛至多级翼板并顺板壁滑入集砂斗。旋流高效除砂装置的去除砂量占总砂量的63%，去除砂中>100μm砂粒占总砂量的78%，通过理论计算，旋流高效除砂装置月除砂量为6.7m3，相当于沉降罐月沉砂高度的0.19米，这样就使沉降罐沉