海上平台油气密闭外输风险分析及防控

占新兵 (中石化胜利油田海洋采油厂 山东 东营 257237)

一、油气密闭外输简介

埕岛中心三号平台位于埕岛油田中心区块，各卫星平台来液通过海底管道输送到中心三号平台进入原油处理系统，在三相分离器内进行分离，分离出的含水原油通过外输换热器加热升温后进入分离缓冲罐，经过原油外输泵增压外输至海三联合站；分离出的天然气经过天然气处理撬块处理后，外输至中心二号平台。

二、管理难点及风险分析

随着海上原油开采的不断深入，中心三号平台采用绿色、清洁的油气密闭外输，降低了能耗和污染。但作为首座密闭外输平台，没有可以借鉴的应急管理经验，对系统的稳定性和平台管理水平都是一个“考验”，设备风险和管理难点主要表现在以下几个方面：

1.三相分离器

三相分离器正常运行状态下，有效缓冲容积仅有16.7m3，在最大规划进液量下，若出口紧急切断阀关断，应急时间仅有80秒，很容易发生液位高高连锁关断进口紧急切断阀，造成海管憋压，紧急情况需采取“一键关井”，关井会造成很大的产量损失、趟井等事故。

2.分离缓冲罐

分离缓冲罐正常运行状态下，有效缓冲容积80m3，在最大规划进液量下，若发生紧急情况应急时间为12min，很容易发生一系列连锁关断，造成海管憋压事故。且埕岛油田原油为泡沫原油，分离缓冲罐在正常运行状态下，原油上部会有一定厚度的泡沫，这样缓冲容积小于80m3，应急时间小于12min。

3.原油外输泵

原油外输泵是确保整个系统稳定运行的重要设备之一，现有3台原油外输泵，正常生产状态下，2用1备。海上恶劣天气易造成电力系统闪停，闪停会造成外输泵停机，进而引起液位的巨大波动，应急时间不足30分钟。

4.自动化系统

工艺自动化系统共有300余个监控项点，32个紧急切断阀，10个气动薄膜调节阀，重要设备的数据采集、启停操作、报警及连锁关断都需要自动化准确无误作保障，一旦出现数据采集错误，系统发生误报警，会导致紧急切断阀连锁关断，造成海管憋压、天然气及火炬流程窜油等事故发生。

三、主要防控措施

1.三相分离器油水相出口管线连通，提高应急反应时间

由于初期只进行气液分离，不分水，为更好的摸索三相分离器的运行状态，提高其应急反应时间，将三相分离器油、水相出口管线连通，利用连通器原理使三相分离器混合腔和油腔液位近似一致并降至2m，有效缓冲容积增至80m3，确保了系统稳定运行。此流程应用于投产初期，二期分水投产后恢复原有流程。

2.建立密闭外输应急流程，提高三相分离器稳态运行能力

经过调研分析，将三相分离器去闭排汇管球阀改为气动紧急切断阀，开关由液位连锁控制，当三相分离器液位持续上涨到达预设液位时，阀门连锁打开，将三相分离器内液体通过闭排汇管临时排入闭排罐，再用闭排泵将液体外输至三相分离器去外输换热器汇管，这样就实现了三相分离器液体的转移，缓解了液位持续上涨的压力。

3.增加分离缓冲罐和原油外输泵液位连锁调节功能，实现液位自动调控

中控室工艺自动化系统增加外输泵和分离缓冲罐的液位连锁调控功能，分离缓冲罐的正常液位是1.75m，当液位发生波动持续上升时，自动化系统会连锁调大外输泵频率，增加其排量，达到降低液位的目的；同样若液位持续下降，自动化系统会连锁调小外输泵频率，降低其排量，达到升高液位的目的。技术完善前，平台人员根据缓冲罐液位调控外输泵频率，平均需要7min，现在平台人员可以省去这部分的工作量，从而提高了系统应急反应时间。

4.增加原油外输泵中控室远程调频功能，提高外输泵排量调节效率

对外输泵进行技术完善前，平台人员只能通过低压配电间的外输泵变频器对其进行调频，若液位波动较大，需调整外输泵频率时，现场人员高频通知电力值班人员，值班人员跑至低压配电间进行操作，平均耗时8min，严重影响了系统的应急反应时间。

在工艺自动化系统增加外输泵远程调频模块，监控人员可根据系统的压力、液位变化情况，第一时间调节外输泵的频率，稳定系统的压力、液位。现在外输泵调频平均2min内即可完成，缩短6min，大大缩短了系统的应急反应时间。

5.自动化系统增加“一键关井”功能，降低海上污染风险

在工艺自动化系统增加井组平台“一键关井”功能，当中心平台、海管发生紧急情况无法处理时，为防止事故进一步恶化发生天然气管线、火炬分液罐放空管线窜油以及海管憋压等事故，造成海洋污染，监控人员可采取“一键关井”措施关闭油井，避免发生污染。

四、应用效果

一是三相分离器油水相管线连通，液面高度由3.5m降至1.75m，平均应急反应时间提高了近30分钟。

二是建立密闭外输应急流程，提高了三相分离器稳态运行能力，避免了气管线发生窜油和液位高高连锁关断进口紧急切断阀的风险，造成海管憋压等事故，增强了系统应急处理能力。

三是工艺自动化系统增加“一键关井”功能，当平台发生不可抗拒的风险时，可以第一时间关闭平台所辖油井，避免因海管憋压造成管线刺漏，引起海洋污染事故。

四是外输泵增加远程调频功能，实现了中控室监控人员远程调频，外输泵调频耗时由8min缩短至2min，从而提高系统应急反应时间6min。

五是增加外输泵和分离缓冲罐的液位连锁调控功能，实现了系统自动根据分离缓冲罐液位调节外输泵频率，平均节省人工调频7min，从而提高系统应急反应时间7min。

总之，以上所分析的风险隐患都是在可以控制的范围之内，只要中心三号平台立足自身，强化人员管理，做好系统维护及技术创新，平台油气密闭外输系统的安全性、稳定性就一定能够大大提升。