海上油氣集輸工藝與設(shè)備

海上油氣集輸工藝與設(shè)備寇杰二○一三年二月2023/12/12

主要內(nèi)容海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程海上集輸流程介紹海上油氣集輸方式海上油氣集輸流程舉例2023/12/13為了滿足油氣開采和儲(chǔ)運(yùn)的要求，將分散的油井產(chǎn)物，分別測(cè)得各單井的原油、天然氣和采出水的產(chǎn)量值后，聚集、處理成出礦原油、天然氣、液化石油氣及天然汽油，經(jīng)儲(chǔ)存、計(jì)量后輸送給用戶的油田生產(chǎn)過程稱為油氣集輸過程。對(duì)于海洋石油開采過程中的油氣集輸過程，主要是在海上平臺(tái)將海底開采出來的原油和天然氣，經(jīng)過采集、初步加工處理、短期儲(chǔ)存，再經(jīng)單點(diǎn)系泊等設(shè)施裝船外運(yùn)或經(jīng)海底管道外輸。2023/12/14海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程1.海上油氣田生產(chǎn)的特點(diǎn)海上油氣田的生產(chǎn)就是將海底油〔氣〕藏中的原油或天然氣開采出來，經(jīng)過采集、油氣水初步別離與加工，短期的儲(chǔ)存，裝船運(yùn)輸或經(jīng)海管外輸?shù)倪^程。由于海上油氣的生產(chǎn)是在海洋平臺(tái)上或其它海上生產(chǎn)設(shè)施上進(jìn)行，因而海上油氣的生產(chǎn)與集輸，有其自身的特點(diǎn)。2023/12/15〔1〕海上生產(chǎn)設(shè)施應(yīng)適應(yīng)惡劣的海況和海洋環(huán)境的要求海上平臺(tái)要經(jīng)受各種惡劣氣候和風(fēng)浪的襲擊，經(jīng)受海水的腐蝕，經(jīng)受地震的危害。為了確保海洋平臺(tái)的平安和可靠地工作，因此,對(duì)海上生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)計(jì)和建造提出了嚴(yán)格的要求。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/16〔2〕滿足平安生產(chǎn)的要求由于海上采出的油氣是易燃易爆的危險(xiǎn)品，各種生產(chǎn)作業(yè)頻繁，發(fā)生事故的可能性很大。同時(shí),受平臺(tái)空間的限制，油氣處理設(shè)施、電氣設(shè)施、人員住房可能集中在同一平臺(tái)上，因此對(duì)平臺(tái)的平安生產(chǎn)提出了極為嚴(yán)格的要求。要保證操作人員的平安、保證生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù)。平安系統(tǒng)包括：火氣探測(cè)與報(bào)警、緊急關(guān)斷、消防、救生與逃生。海上生產(chǎn)設(shè)施的平安系統(tǒng)以自動(dòng)為主，手動(dòng)為輔。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/17〔3〕海上生產(chǎn)應(yīng)滿足海洋環(huán)境保護(hù)的要求油氣生產(chǎn)過程對(duì)海洋的污染：一是：正常作業(yè)情況下，油田生產(chǎn)污水以及其它污水的排放；另一是：各種海洋石油生產(chǎn)作業(yè)事故造成的原油泄漏。因此，海上油氣生產(chǎn)設(shè)施應(yīng)設(shè)置污水處理設(shè)備，使之達(dá)標(biāo)排放，還應(yīng)備有原油泄漏的處理設(shè)施。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/18〔4〕平臺(tái)上的設(shè)備更緊湊、自動(dòng)化程度更高由于平臺(tái)規(guī)模大小決定了投資的多少，因此要求平臺(tái)上的設(shè)備尺寸要小，效率高，布局要緊湊。對(duì)于某些浮式生產(chǎn)系統(tǒng)上的設(shè)備來說，還要考慮船體的搖擺對(duì)油氣處理設(shè)備的影響。另外，由于平臺(tái)上操作人員少，因而要求設(shè)備的自動(dòng)化程度高，一般都設(shè)置中央控制系統(tǒng)來對(duì)海上油氣集輸和公用設(shè)施運(yùn)行進(jìn)行集中監(jiān)控。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/19〔5〕要有可靠、完善的生產(chǎn)生活供給系統(tǒng)海上生產(chǎn)設(shè)施遠(yuǎn)離陸地，從幾十公里到上百公里不等，因此必須建立一套完善的供給系統(tǒng)以滿足海上平臺(tái)的生產(chǎn)和生活需求。一般情況下，陸上要建立對(duì)海上設(shè)施的供給基地，供給基地的大小與海上生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)模有關(guān)。供給方式一般有兩種：一是供給船向海上平臺(tái)提供供給；二是直升飛機(jī)向平臺(tái)運(yùn)送物資和人員。供給船是向平臺(tái)供給的主要工具。供給船向平臺(tái)提供生產(chǎn)作業(yè)用物資、生產(chǎn)／生活用水、燃料油、備品備件以及操作人員等。直升飛機(jī)主要向平臺(tái)運(yùn)送人員以及少量急需的物資，并向平臺(tái)人員提供緊急救助效勞。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/110為了接收和儲(chǔ)藏生產(chǎn)物資和生活用品，海上生產(chǎn)設(shè)施要配備以下相關(guān)的設(shè)備和裝置：起吊物資和人員用的吊機(jī)、供給船靠船件、供直升機(jī)起降用的停機(jī)坪、儲(chǔ)藏和輸送燃料油和淡水的儲(chǔ)罐和輸送泵、儲(chǔ)藏備品備件的庫(kù)房等。一般情況下，海上生產(chǎn)輔助設(shè)施應(yīng)有7～10天的自持能力，以保證正常的生產(chǎn)運(yùn)行和人員生活。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/111〔6〕獨(dú)立的發(fā)電／配電系統(tǒng)海上生活設(shè)施的電氣系統(tǒng)不同于陸上油田所采用的電網(wǎng)供電方式，海上油田一般采用平臺(tái)自發(fā)電集中供電的形式。一般情況下，海上平臺(tái)利用燃?xì)馔钙津?qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，并通過配電盤將電源送到各個(gè)用電場(chǎng)所，平臺(tái)群中平臺(tái)間的供電是通過海底電纜實(shí)現(xiàn)的。發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)和容量應(yīng)能保證其中最大容量的一臺(tái)發(fā)電機(jī)損壞或停止工作時(shí)，仍能保證對(duì)生產(chǎn)作業(yè)和生活用的電氣設(shè)備供電。除主發(fā)電機(jī)外，有些平臺(tái)還設(shè)置備用發(fā)電機(jī)組，以滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/112為確保生產(chǎn)和生活的平安，平臺(tái)上設(shè)有獨(dú)立的應(yīng)急電源，應(yīng)急電源包括：應(yīng)急發(fā)電機(jī)、蓄電池組和交流不間斷電源〔UPS〕。應(yīng)急發(fā)電機(jī)設(shè)置的作用是，當(dāng)主發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障或發(fā)生應(yīng)急關(guān)斷時(shí)，滿足消防、應(yīng)急照明等設(shè)備的需求。應(yīng)急發(fā)電機(jī)應(yīng)在主電源失效的情況下，確保4秒之內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)和供電，供電時(shí)間為18小時(shí)。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/113〔7〕可靠的通訊系統(tǒng)是海上生產(chǎn)和平安的保證通訊系統(tǒng)對(duì)于海上平安生產(chǎn)是必不可少的，它的主要任務(wù)是在油田生產(chǎn)過程中，保證平臺(tái)與外界、平臺(tái)與平臺(tái)之間以及平臺(tái)內(nèi)部能夠進(jìn)行有效地、可靠地通訊聯(lián)系，使海上生產(chǎn)平安有效地運(yùn)行。同時(shí)，為防止過往船只對(duì)平臺(tái)的碰撞，平臺(tái)上設(shè)置了霧笛導(dǎo)航系統(tǒng)，當(dāng)海上有霧時(shí)，霧笛鳴響；當(dāng)夜晚降臨時(shí)，航行燈向周圍海域平射出光束，表示出平臺(tái)的位置和大小。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/1142.海上油氣集輸系統(tǒng)海上油氣田的集輸系統(tǒng)要根據(jù)采油方式、油品性質(zhì)以及投資回收等問題進(jìn)行確定?！?〕油氣的開采和聚集海上油氣的開采方式與陸上根本相同，分為自噴和人工舉升兩種。目前國(guó)內(nèi)海上常用人工舉升方式為電潛泵采油。由于電潛泵井需進(jìn)行檢泵作業(yè)，因此平臺(tái)上需設(shè)置可移動(dòng)式修井機(jī)進(jìn)行修井作業(yè)，或用自升式鉆井船進(jìn)行修井。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/115采出的井液經(jīng)采油樹輸送到管匯中，管匯分為生產(chǎn)管匯和測(cè)試管匯。測(cè)試管匯分別將每口井的產(chǎn)出井液輸送到計(jì)量別離器中進(jìn)行別離并計(jì)量。一般情況下，在計(jì)量別離器中進(jìn)行氣液兩相別離，分出的天然氣和液體分別進(jìn)行計(jì)量。液相采用油水分析儀測(cè)量含水率，從而測(cè)算出單井油氣水產(chǎn)量。生產(chǎn)管匯是將每口油井的液體聚集起來，并輸送到油氣別離系統(tǒng)中去。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/116〔2〕油氣處理系統(tǒng)從生產(chǎn)管會(huì)聚集的井液輸送至三相別離器中，三相別離器將油、氣、水進(jìn)行初步別離。別離出的原油因還含有乳化水，往往需要進(jìn)入電脫水器進(jìn)一步破乳、脫水，才能使處理后的原油到達(dá)合格的外輸要求。別離出的原油如果含鹽量比較高，會(huì)對(duì)煉廠加工帶來危害，影響原油的售價(jià)，因此有些油田還要增加脫鹽設(shè)備進(jìn)行脫鹽處理。為了將原油中的輕烴組分脫離出來，降低原油在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的蒸發(fā)損耗，需要進(jìn)行原油穩(wěn)定，海上油田原油穩(wěn)定的方法采用級(jí)次別離工藝，最多級(jí)數(shù)不超過三級(jí)。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/117處理合格的原油需要儲(chǔ)存。儲(chǔ)存的方法一般有兩種：一是在平臺(tái)建原油儲(chǔ)罐，另一種是在浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪的油艙中儲(chǔ)存。一般情況下，海上原油的儲(chǔ)存周期為7～10天。儲(chǔ)存的合格原油經(jīng)計(jì)量后可以用穿梭油輪輸送走，也可以建長(zhǎng)距離海底管線直接輸送到陸上。別離器別離出的天然氣進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)中，燃料氣系統(tǒng)將天然氣脫水后分配到各個(gè)用戶。平臺(tái)上的用戶一般為：燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)、熱介質(zhì)加熱爐、蒸氣爐等。對(duì)于某些油田來說，天然氣經(jīng)壓縮可供注氣或氣舉使用。低壓天然氣可以作為密封氣使用，也可以用做儀表氣。多余的天然氣可通過火炬臂上的火炬頭燒掉。別離器別離出的含油污水進(jìn)入含油污水處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/118〔3〕水處理系統(tǒng)水處理系統(tǒng)包括含油污水處理系統(tǒng)和注水系統(tǒng)。常規(guī)的含油污水處理流程為：從別離器別離出來的含油污水首先進(jìn)入斜板隔油器中進(jìn)行油水別離，然后進(jìn)入氣浮選器進(jìn)行別離，如果二級(jí)處理后仍達(dá)不到規(guī)定的含油指標(biāo)時(shí)，可增設(shè)砂濾器進(jìn)行三級(jí)處理，處理合格后的污水排海。近年來開展了水力旋流器處理含油污水。水力旋流器處理量大，占地面積小而得到廣泛使用，但對(duì)于高密度稠油油田的含油污水處理效果不好。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/119

注水系統(tǒng)從注水的來源不同而分為三類：注海水、注地層水和污水回注。海水注水系統(tǒng)是海洋石油生產(chǎn)的一大特色。海水通過海水提升泵抽到平臺(tái)甲板上，經(jīng)粗、細(xì)過濾器過濾掉懸浮固體，再進(jìn)入脫氧塔中脫去海水中的氧，脫氧后的海水經(jīng)增壓泵，注水泵注入到地層中去。近年來由于環(huán)境保護(hù)的要求，經(jīng)處理后的含油污水也回注到地層中去。水源井注水是從采水地層，利用深井泵將地層水抽出，經(jīng)粗、細(xì)過濾器濾掉懸浮顆粒達(dá)要求后，經(jīng)注水泵將地層水注入到油層中。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/1203.油氣集輸工程內(nèi)容在平臺(tái)上油氣集輸工藝流程比較集中，儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)比較復(fù)雜。但是它的工藝流程歸納起來包括以下幾個(gè)過程：〔1〕集油、集氣井口采出的油氣水混合物聚集送到油氣水別離站場(chǎng)；或?qū)⒑?、天然氣聚集分別送到原油脫水及天然氣集氣站場(chǎng)。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/121〔2〕油氣水的計(jì)量測(cè)試每口井采出的油氣水混合流體，都將按規(guī)定的時(shí)間間隔要求，輪流經(jīng)測(cè)試管匯輸往計(jì)量別離器進(jìn)行計(jì)量測(cè)試。在計(jì)量別離器中，氣、液二相別離，液相中的油和水也局部別離。在別離器出口管道中裝有計(jì)量?jī)x表，分別對(duì)油、氣、水三相進(jìn)行計(jì)量。因?yàn)橛椭羞€含有局部乳化水，所以管道中還有含水分析儀以檢測(cè)出油中含水量，將其積算到水量中。三相計(jì)量通常由控制盤控制，并由電腦自動(dòng)積算和打印報(bào)表。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/122〔3〕油氣水別離各井的混合流體，包括單井計(jì)量之后又混合的流體，通過生產(chǎn)管匯再先后進(jìn)入高壓、中壓、低壓生產(chǎn)別離器進(jìn)行多級(jí)別離。采用多級(jí)別離的目的是提高別離效果，并起到穩(wěn)定原油的作用。高、中壓別離器別離出的天然氣經(jīng)脫水后，一局部可供平臺(tái)上燃?xì)廨啓C(jī)和加熱爐等作為燃料，另一局部經(jīng)三級(jí)加壓后可供注氣或氣舉使用。注氣是一種提高采收率的方法，氣舉是一種采油手段。多余的天然氣送往平臺(tái)左右兩舷伸出的火炬燃燒臂燒掉。低壓別離器別離出的氣體因壓力不夠，往往只能作為密封用氣或直接送往火炬燒掉?；鹁嫒紵厶幱袝r(shí)還有兩個(gè)緊急放空頭，以備突然停止用氣時(shí)，天然氣因無出路而造成系統(tǒng)壓力升高引起危險(xiǎn)。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/123〔4〕原油脫水別離出來的原油因還含有乳化水，一般需再將乳化原油破乳、沉降、別離，使原油含水率符合出礦原油標(biāo)準(zhǔn)。〔5〕原油穩(wěn)定將原油中的易揮發(fā)組分脫出，使原油飽和蒸汽壓符合出礦原油標(biāo)準(zhǔn)。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/124〔6〕原油儲(chǔ)存原油還需經(jīng)緩沖罐或油罐暫時(shí)儲(chǔ)存。緩沖罐比油罐容積小得多，因此在平臺(tái)上僅占不大的空間，經(jīng)濟(jì)上較為合理。但容積小就是緩沖量小，如果外輸采用通過管道將油泵送至岸上的方法，因管道工作穩(wěn)定，對(duì)儲(chǔ)存量無嚴(yán)格要求，因此可使用緩沖罐。但假設(shè)是采用油輪來外輸原油的采油平臺(tái)，因受氣侯等因素干擾，油輪很可能不能按方案到達(dá)和開航，為了保證不至于頻繁關(guān)井和保持正常生產(chǎn)，必須有7—15天的平安儲(chǔ)存容積，就是說在海上必須有儲(chǔ)存用油輪或油罐。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/125〔7〕天然氣脫水別離出的天然氣中含有水蒸氣，有些油田其中還含有硫化氫、二氧化碳等，酸性氣體會(huì)使管線和設(shè)備腐蝕，而且也不符合輸送作為燃料和化工原料的要求，因此必須脫除天然氣中的飽和水，使其在管線輸送或冷卻時(shí)不生成水合物。對(duì)含硫化氫和二氧化碳的天然氣可減緩對(duì)管線及容器的腐蝕。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/126〔8〕天然氣輕烴回收脫除天然氣中烴液，使其在管線輸送時(shí)烴液不被析出；或?qū)ｉT回收天然氣中烴液后再進(jìn)一步別離成單一或混合組分作為產(chǎn)品?！?〕烴液儲(chǔ)存將液化石油氣、天然汽油分別盛裝在壓力油罐中，保持烴液生產(chǎn)與銷售平衡。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/127〔10〕含油污水處理別離器的脫水器別離出的含油污水，除氣后進(jìn)行二級(jí)污水處理。第一級(jí)靠重力進(jìn)行別離，第二級(jí)用氣體浮選的方法。二級(jí)別離后的污水中如果含油量減少符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，那么可排放到海中。如果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)那么需重復(fù)處理。在水質(zhì)條件較差或要求較高的場(chǎng)合，往往還需要進(jìn)行過濾處理，過濾后的水可外排，也可重新回注到油層之中。注水和注氣一樣，也是提高采收率的一種方法。二級(jí)污水處理中浮上的污油，自流或用泵打到污油罐，進(jìn)一步沉降后，面上的浮油用泵打到低壓別離器重新處理。污水處理過程中往往也需參加絮凝劑、浮選劑等化學(xué)藥品。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/128〔11〕注水用水的處理準(zhǔn)備注水的油田，雖可用污水處理后回注，但從經(jīng)濟(jì)上考慮，實(shí)際生產(chǎn)中大量使用的方法還是直接抽取海水，經(jīng)過濾、脫氧、殺菌等處理后，用高壓注水泵注向油層。所以對(duì)于抽取用于注入地層的海水，還需進(jìn)行過濾、脫氧和殺菌等處理。〔12〕輸油輸氣將處理過的原油、天然氣、液化石油氣、天然汽油經(jīng)計(jì)量后用管線配送給用戶。海上油氣集輸?shù)娜蝿?wù)和生產(chǎn)流程2023/12/1291.原油處理工藝〔1〕原油處理的目的和技術(shù)要求將開采出的原油在海上采油平臺(tái)或生產(chǎn)油輪進(jìn)行油、氣、水的別離、凈化、計(jì)量和外輸；伴生氣經(jīng)除液后利用或送到火炬系統(tǒng)燒掉；污水進(jìn)污水處理系統(tǒng)處理符合排放標(biāo)準(zhǔn)后排放入海；原油進(jìn)一步處理后得到合格的商品又儲(chǔ)存或外輸。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/130

一般的處理工藝流程見右圖所示。

2023/12/131海洋石油開發(fā)是高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高產(chǎn)出的行業(yè)，對(duì)原油處理系統(tǒng)的技術(shù)要求高，均采用國(guó)內(nèi)外較先進(jìn)的設(shè)備，主要技術(shù)要求如下：根據(jù)該油田油氣性質(zhì)、儲(chǔ)量和該海域的海況、環(huán)境，采取適宜的工藝措施，最大限度地滿足油田高速、經(jīng)濟(jì)合理開發(fā)；要有一定的儲(chǔ)藏能力，以保證每次銷售油輪到來前維持正常生產(chǎn)；流程密閉，防火、防爆、防污染；海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/132平安可靠性好、保險(xiǎn)系數(shù)大、運(yùn)行效率高，儀控自動(dòng)化程度高，便于操作管理；適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)油田較高速開發(fā)和滾動(dòng)開發(fā)周邊油田的生產(chǎn)要求，適應(yīng)油田生產(chǎn)過程中的調(diào)整和改造；工藝布局緊湊合理；結(jié)構(gòu)牢固，適于防臺(tái)、防凍和耐腐蝕。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/133〔2〕原油處理主要工藝和設(shè)施原油處理工藝應(yīng)根據(jù)油、水、伴生氣、砂、無機(jī)鹽類等混合物的物理化學(xué)性質(zhì)、含水率、產(chǎn)量等因素，通過分析研究和經(jīng)濟(jì)比較確定。原油聚集、處理和計(jì)量外輸是原油處理工藝的三大主要組成局部。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/134原油聚集為節(jié)約投資，工藝流程的設(shè)計(jì)要求適應(yīng)性強(qiáng)，一般在可以聯(lián)合開發(fā)的海域只設(shè)計(jì)一套原油處理設(shè)施，將周邊油田、采油平臺(tái)來液聚集后集中處理。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/135以下圖為潿西南油田群聯(lián)合開發(fā)示意圖。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/136右圖是潿11-4油田原油處理工藝流程示意圖。2023/12/137潿11-4油田由W11-4PUQ、W11-4WHPB、W11-4WHPC三個(gè)采油平臺(tái)組成，分別有17口、12口、4口油井，只在W11-4PUQ〔中心平臺(tái)〕上設(shè)置一套原油處理設(shè)施，三個(gè)平臺(tái)油井出來的流體進(jìn)入管會(huì)聚集，到中心平臺(tái)集中處理。潿10-3油田油井采出液那么通過17km的海底管線輸送到W11-4PUQ，與潿11-4油田原油一起處理。在臺(tái)風(fēng)停產(chǎn)掃線期間，潿10-3、潿11-4和潿12-1三個(gè)油田油液那么集輸?shù)綕萁K端集中處理。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/138原油處理圖中b局部為WHPA工藝流程圖，由于投產(chǎn)初期A／B／C三平臺(tái)油井產(chǎn)液溫度低，不利于原油處理，因此聚集的油井產(chǎn)液首先經(jīng)加熱器5加熱到一定的溫度〔50～70〕后進(jìn)別離器6進(jìn)行油、氣、水三相別離，伴生氣經(jīng)滌氣罐除液后到火炬燒掉，污水進(jìn)污水處理系統(tǒng)，原油進(jìn)入靜電脫水器8進(jìn)一步處理。當(dāng)某口井需進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可將這口井的流體從生產(chǎn)管匯切換到測(cè)試管匯進(jìn)入質(zhì)量流量計(jì)3進(jìn)行油、水計(jì)量，以掌握單井的生產(chǎn)情況。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/139以下圖是渤中34-2/4E油田的原油處理工藝流程示意圖，井口平臺(tái)不設(shè)處理設(shè)施，處理設(shè)施安裝在浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置的主甲板上，來自2EP和4EP平臺(tái)油井產(chǎn)液經(jīng)過單點(diǎn)系泊裝置上的旋轉(zhuǎn)接頭及跨接軟管輸送到浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置上進(jìn)行處理。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/140根據(jù)各油田油、水、伴生氣的物理化學(xué)性質(zhì)和砂含量、其他雜質(zhì)、含水率、產(chǎn)量等的不同，所選用的工藝流程各有差異。如潿11-4油田的原油處理，只經(jīng)過生產(chǎn)別離器和電脫水器的處理即可到達(dá)處理要求，渤中34-2/4E油田的原油處理經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)別離器和電脫水器的處理到達(dá)處理要求，埕北油田油氣處理所示，經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)別離器和電脫水器處理后還經(jīng)過電脫鹽器進(jìn)一步脫鹽凈化，BZ28-1油田的原油處理流程在高壓別離器前增加一高高壓別離器，以別離大局部的伴生氣。

海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/1412023/12/1422023/12/143海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/144海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/145原油處理主要設(shè)施有別離器、加熱器、測(cè)試設(shè)備、泵類設(shè)備、儀電設(shè)備、檢測(cè)和平安保護(hù)設(shè)備等。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/146原油計(jì)量外輸

經(jīng)處理后的合格原油，進(jìn)儲(chǔ)油艙儲(chǔ)存，或經(jīng)原油外輸泵增壓、計(jì)量裝置計(jì)量后通過海底管線外輸至儲(chǔ)油終端。

海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/1472.天然氣處理工藝〔1〕天然氣處理工作內(nèi)容及主要設(shè)備對(duì)天然氣的處理，主要視產(chǎn)出天然氣的流量、組分、溫度、壓力以及客戶要求的天然氣質(zhì)量指標(biāo)而定。同時(shí)也要考慮便于管道傳輸?shù)膯栴}。一般的天然氣處理工作主要包含以下內(nèi)容：相別離、甜化處理〔即脫硫，脫二氧化碳〕、水露點(diǎn)控制〔即脫水〕、烴露點(diǎn)控制〔即去除天然氣中的重質(zhì)成分〕、溫度控制〔冷卻、加熱〕、壓力控制〔減壓、壓縮升壓〕、天然氣的傳輸、計(jì)量等。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/148天然氣處理中常用的主要設(shè)備包括：井口裝置、測(cè)試別離器、生產(chǎn)別離器、接觸塔、低溫別離器、熱交換器、加熱器、壓縮機(jī)、集輸管道、計(jì)量裝置等，以下圖給出了天然氣處理的一般工藝流程。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/149海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/150崖13-1氣田海上平臺(tái)生產(chǎn)處理流程簡(jiǎn)介

海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/151崖13-1氣田位于中國(guó)海南島以南100km處。整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)為一座井口平臺(tái)、一座綜合生產(chǎn)平臺(tái)、南山終端和香港終端組成。從平臺(tái)輸至海南的管線為兩相混輸?shù)?55.6mm〔14in〕管線，輸至香港的管線為單相干氣輸送管線711.2mm〔28in〕。海上平臺(tái)的生產(chǎn)流程經(jīng)過了天然氣常溫別離、脫水、低溫別離和壓縮外輸?shù)?個(gè)主要步驟。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/152海上天然氣處理的特點(diǎn)由于海上平臺(tái)空間有限，一般選用小型、高效的設(shè)備，設(shè)備的布局緊湊。例如崖13-1氣田海上平臺(tái)的設(shè)計(jì)都采用美國(guó)API標(biāo)準(zhǔn)，氣田的發(fā)電和外輸壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)都采用了燃?xì)馔钙綑C(jī)。低溫別離器的換熱器采用了高機(jī)械集成度的迷宮通道式換熱器，其體積只是同換熱量的管殼式換熱器的1/6。低溫別離器采用了JT閥，而沒有采用高效的、體積龐大的膨脹機(jī)橇塊。三甘醇接觸采用填料式的，而不是采用塔盤式接觸塔。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/153由于平臺(tái)容納人員數(shù)量的限制，設(shè)備系統(tǒng)的技術(shù)集成度高，自動(dòng)化程度較高。如崖13-1氣田海上平臺(tái)的控制采用了帶冗余系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)〔DCS控制系統(tǒng)〕，只需三個(gè)到五個(gè)操作員便可操作整個(gè)平臺(tái)。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/154氣田的壓力高，危險(xiǎn)性大，設(shè)備在耐壓、可靠性方面要求較高。例如崖13-1氣田海上平臺(tái)井口管線的設(shè)計(jì)耐壓值達(dá)34.475MPa，在設(shè)備平安可靠性方面，采用了“三重故障仍保證設(shè)備平安〞的準(zhǔn)那么。也就是在控制上故障失效時(shí)有限位開關(guān)保證設(shè)備平安；當(dāng)限位開關(guān)也故障失效時(shí)由第一釋放閥保證設(shè)備平安；當(dāng)?shù)谝会尫砰y也故障失效時(shí)由第二釋放閥保證設(shè)備平安。設(shè)備平安系統(tǒng)采用了獨(dú)立的帶冗余程控器的控制系統(tǒng)，它的工作不受任何其它系統(tǒng)的制約。另外，火警、煙霧、漏氣、緊急按鈕和消防系統(tǒng)都采用了獨(dú)立的帶冗余程控器的控制系統(tǒng)。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/155設(shè)備要具備抗海洋大氣腐蝕的性能。保證全天候工作。根據(jù)下游用戶的供氣要求，有的地方可能還要具備從陸上對(duì)海上平 臺(tái)遙控操作的能力，以便在臺(tái)風(fēng)期間人員撤離后，仍然可以保持繼續(xù)生產(chǎn)。例如崖13-1氣田的海上平臺(tái)，在臺(tái)風(fēng)期間人員撤離后，如果沒有嚴(yán)重的設(shè)備故障，操作員就可以通過設(shè)在南山終端的遙控操作臺(tái)對(duì)平臺(tái)實(shí)施遙控操作，保持生產(chǎn)。對(duì)工藝流程的設(shè)計(jì)要求在保證產(chǎn)品合格的根底上從簡(jiǎn)。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/156(2)伴生氣處理由油氣別離系統(tǒng)別離出來的天然氣〔伴生氣〕，不同程度地?cái)y帶著液體〔油和水〕，會(huì)使管道或設(shè)備造成故障，尤其在冬季，水結(jié)冰會(huì)阻塞管道。除去液體后的枯燥天然氣，可以用作燃料氣、封缸氣、吹掃氣，或壓縮外輸，多余的送入火炬系統(tǒng)燒掉。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/157伴生氣處理實(shí)例

海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/158潿11-4中心平臺(tái)伴生氣處理系統(tǒng)工藝圖，系統(tǒng)由清管球接收器、段塞流捕捉器、燃?xì)庀礈炱?、壓縮機(jī)、空氣冷卻器、燃?xì)鈩e離器及燃?xì)饧訜崞鹘M成，氣源來自潿10-3A平臺(tái)，在潿11-4中心平臺(tái)經(jīng)處理到達(dá)要求后供透平機(jī)作燃料使用。從潿10-3A平臺(tái)來的伴生氣經(jīng)清管球接收器旁通進(jìn)入段塞流捕捉器，氣體在海底管線流動(dòng)過程中，由于壓力下降，將有凝析油析出，因此需進(jìn)入洗滌器洗滌。為防止燃?xì)庠谳斔瓦^程中再次積液，需將燃?xì)饧訜?。?dāng)透平機(jī)發(fā)生故障停止用氣時(shí)，系統(tǒng)全部放空至火炬系統(tǒng)燒掉。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/159海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/160潿12-1油田伴生氣處理工藝流程圖，系統(tǒng)由段塞流捕捉器、氣洗滌器、一級(jí)壓縮機(jī)、一級(jí)冷卻器、氣別離器、二級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)冷卻器、進(jìn)口洗滌器、三甘醇接觸塔、三甘醇再生器和換熱器組成。伴生氣來源于潿10-3油田和潿12-1油田原油處理系統(tǒng)，在潿12-1平臺(tái)經(jīng)處理到達(dá)要求后局部供給透平機(jī)作燃料使用，大局部外輸至潿州終端。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/1613.閉式排放將生產(chǎn)和公用系統(tǒng)中閉式排放的污油、污水收集進(jìn)行處理，污油返回原油處理流程，合格污水排海。所收集的污油、污水來自以下設(shè)備：①生產(chǎn)管匯、測(cè)試管匯；②測(cè)試和生產(chǎn)加熱器；③測(cè)試和生產(chǎn)別離器；④原油電脫水器；⑤原油緩沖罐、外輸泵；⑥海底管線清管器發(fā)送裝置、火炬分液罐以及開式排放罐等。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/162閉式排放系統(tǒng)是平臺(tái)油氣生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)輔助系統(tǒng)，其作用如下：

①接收生產(chǎn)管線、容器等設(shè)備在異常狀態(tài)下平安卸壓排出的原油或混合物；

②接收油氣生產(chǎn)設(shè)備停運(yùn)后在壓力下排放油氣混合物；

③將接收的混合液進(jìn)行氣液別離，氣送至火炬燒掉，油回收至原油處理系統(tǒng)重新處理。

閉式排放系統(tǒng)主要由閉式排放罐和閉式排放泵組成，罐內(nèi)液位的上下控制泵的停啟，因此，閉式排放泵為間歇運(yùn)行。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/163以下圖為為潿11-4油田上的閉式排放系統(tǒng)流程圖，其它各海上油田的閉式排放系統(tǒng)與此類似。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/164閉式排放罐為一臥式兩相別離器，外部主要有：液位計(jì)、壓力表、液位開關(guān)、排污口、放空口、沖砂口；內(nèi)部主要有：油液進(jìn)口分流器、油液出口防渦板、氣體出口捕霧器、沖砂器、排污砂槽、熱介質(zhì)盤管等。閉式排放系統(tǒng)是間歇操作的系統(tǒng)，各處排放的混合液經(jīng)8in的管會(huì)聚集，然后從罐頂?shù)娜肟谶M(jìn)入罐體，頂部有一氣體的排放口，油氣別離出來的氣體從罐頂氣管排出到火炬系統(tǒng)，別離出來的混合液從罐底部的出口由回收泵打回處理流程。正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)液位升到設(shè)定的

高液位值時(shí)，泵自動(dòng)開啟，將罐內(nèi)混合液泵出，當(dāng)液位降到設(shè)定的低液位值時(shí)，自動(dòng)停泵。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/165罐內(nèi)正常的操作溫度為50℃，用熱介質(zhì)加熱盤管加熱維持正常的操作溫度。當(dāng)罐內(nèi)溫度低于50℃時(shí)，熱介質(zhì)加熱管溫度控制閥自動(dòng)翻開，熱介質(zhì)的熱量傳給罐內(nèi)混合液，給罐內(nèi)混合液加熱，罐內(nèi)混合液溫度逐漸升高。當(dāng)罐內(nèi)溫度高于50℃時(shí)，熱介質(zhì)加熱管溫度控制閥自動(dòng)關(guān)閉，即溫度過高，控制熱介質(zhì)流量減小，反之那么加大熱介質(zhì)流量，從而自動(dòng)控制罐內(nèi)溫度，將罐內(nèi)的溫度控制在設(shè)定的范圍內(nèi)。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/1664.輔助設(shè)施〔1〕換熱設(shè)備換熱設(shè)備的作用是實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，使熱量由高溫流體傳給低溫流體。輸油軟管的清蠟、原油的脫水、脫水艙內(nèi)原油的升溫等工序都要借助換熱輔助設(shè)備。根本要求

根據(jù)工藝過程或熱量回收用途的不同，換熱設(shè)備可以是加熱器、冷卻器、蒸發(fā)器、再沸器、冷凝器、余熱鍋爐等，完善的換熱設(shè)備在設(shè)計(jì)或選型時(shí)應(yīng)滿足以下各項(xiàng)根本要求：

①合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件；②平安可靠；③有利于安裝、操作與維修；④經(jīng)濟(jì)合理。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/167分類

按傳熱方式的不同，換熱設(shè)備可分為三類：混合式、蓄熱式和間壁式。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/168混合式海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/169海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/170間壁式海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/171〔2〕管線保溫保冷與伴熱保溫保冷設(shè)備和管線的保溫或保冷是原油處理工藝不可缺少的內(nèi)容，一般在以下情況下需要保溫或保冷：①在某些生產(chǎn)操作過程中，設(shè)備或管線內(nèi)的介質(zhì)溫度要求維持穩(wěn)定或?yàn)榱朔乐构軆?nèi)流體凍結(jié)，必須在管外保溫或保冷；②當(dāng)操作溫度高于室溫時(shí)，為了防止熱量損失造成蒸汽或動(dòng)力消耗，操作溫度低于室溫時(shí)為了防止外部熱量傳入使設(shè)備增加負(fù)荷，都必須在管外加以保溫或保冷；③為了防止管線內(nèi)輸送的氣體因冷凝而產(chǎn)生液體腐蝕管壁，為改善操作條件，防止高溫管線燙傷操作人員以及為防止著火，管線都必須保溫。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/172管線的保溫或保冷結(jié)構(gòu)主要由以下幾層組成：①防腐層：在保溫時(shí)，管外壁刷防腐油或紅丹底漆二遍；保冷時(shí)，可以涂冷底子油〔4號(hào)瀝青與汽油〕。②保溫或保冷層：根據(jù)介質(zhì)溫度選擇材料及厚度。③防潮層：保冷層外要有防潮層，當(dāng)保溫管線是用玻璃布做外保護(hù)層時(shí)，也要有防潮層。防潮層有三種：用瀝青玻璃布纏繞、用一層粗格玻璃布和一層瀝青涂層、用一層油氈紙和二層瀝青涂層。

④外保護(hù)層：可以用0.5mm,鍍鋅鐵皮或黑鐵皮，也可以用細(xì)格玻璃布。為了防腐，在鍍鋅鐵皮和玻璃布外外表再涂二層醇酸磁漆。在用黑鐵皮時(shí)，需要先在黑鐵皮內(nèi)外外表刷紅丹漆二遍，再在外外表涂醇酸磁漆二遍。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/173材料選用

作為保溫材料，首先應(yīng)具有低導(dǎo)熱性能，即導(dǎo)熱系數(shù)小，其次相對(duì)密度小以免增加管路支撐負(fù)荷，不侵害金屬外表，不引起細(xì)菌繁殖，價(jià)格廉價(jià)，容易制得。國(guó)內(nèi)常用的保溫材料有玻璃棉、礦渣棉、石棉、蛭石、硅藻土、膨脹珍珠巖、多孔混凝土、泡沫塑料等。

海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/174保溫層越厚保溫效果越好，但管道的支撐與費(fèi)用增加，保溫層厚度不夠，保溫效果差。故保溫層厚度與操作溫度、管徑、保溫材料性能及環(huán)境溫度等因素有關(guān)。通常情況可按有關(guān)規(guī)定選定。在選用蒸汽伴熱管的保溫層時(shí)，假設(shè)介質(zhì)溫度低于蒸汽溫度，那么按蒸汽溫度選定；當(dāng)介質(zhì)溫度高于蒸汽溫度時(shí)，那么按介質(zhì)溫度選用。此時(shí)，保溫層的規(guī)格可按工藝管徑加大一級(jí)選用，并留出足夠的伴熱管空間。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/175伴熱

對(duì)于輸送易凝或易結(jié)晶的流體，如原油中臘含量高時(shí)，溫度降低，粘度增加，易凝結(jié)析出，管線必須伴熱輸送，以保持原油的粘度，從而降低輸送中沿程壓力損失，減小動(dòng)力消耗。對(duì)于輸送含水液化氣，因壓力下降而產(chǎn)生自冷結(jié)冰現(xiàn)象，也必須采用伴熱或保溫。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/176電伴熱系統(tǒng)

電伴熱系統(tǒng)是為了防止油管線、排污管線、水管線和局部放空管線以及容器的凝結(jié)而提供的電加熱系統(tǒng)。它與一般電加熱器的區(qū)別在于它可以根據(jù)管線和容器溫度的變化自動(dòng)接通和斷開電源，并始終保持上述管線設(shè)備的溫度在指定的范圍內(nèi)。如美國(guó)瑞侃公司提供的電伴熱裝置可以在80h內(nèi)把原油管線的溫度從-15℃加熱到30℃，且可以連續(xù)工作，始終保持管線的溫度在45℃和49℃之間。電伴熱系統(tǒng)是由電伴熱變壓器、電伴熱控制盤及電伴熱帶及各種接頭、線盒和附件等電工設(shè)備組成。海上集輸系統(tǒng)介紹2023/12/177蒸汽伴熱系統(tǒng)

敷設(shè)蒸汽伴熱管是最常用的伴熱方法。根據(jù)工藝管線的公稱直徑及介質(zhì)所需維持的溫度來選定伴熱管的尺寸及耗汽量。蒸汽夾套管伴熱，是在被伴熱管外套以同心套管，在此套管內(nèi)通以蒸汽，這種結(jié)構(gòu)伴熱效果好，但施工復(fù)雜，耗鋼材，不宜大量采用。一般外套管比內(nèi)管大1～