活动式注汽站的设计

中国石化河南石油工程设计有限公司

活动式注汽站的设计

王靖中国石化河南石油工程设计有限公司

活动式注汽站主要设备有拖车式注汽锅炉、水处理及除氧装置，附属设备有排汽扩容器、水箱、原油罐、柴油罐、供油泵和卸油泵等，一般征地60m×40m一个长方形区域就能摆下站内设备。根据采油厂提供的注汽压力17MPa、注汽量200 t/d，选取额定蒸发量11.5 t/h、额定工作压力18MPa的活动式注汽锅炉。对应选取水处理及除氧装置1套，现场扩容器的基础为现场预制，建议在已有设计的基础上优化配筋，新做吊耳，这样每次搬迁能随车搬走，到新站后只需挖基坑吊装后夯实即可。

活动式注汽站；注汽锅炉；排汽扩容器；排污降温池；优化设计

活动式注汽站可为油田稠油试采提供合格蒸汽，特点是便于搬迁。其主要设备有拖车式注汽锅炉、水处理及除氧装置，附属设备有排汽扩容器、水箱、原油罐、柴油罐、供油泵和卸油泵等。活动式注汽站由于它的可移动性，注汽锅炉适合用来开采浅薄散油层或对储量不明的区块热力试采，在稠油区块前期勘探过程中，热力试采探明油层起着非常重要的作用，同时对开采浅薄散油层优势明显。

1 选址

活动式注汽站一般布置在环境条件简陋的野外，需要考虑与周边村庄、河流、电线、水井、加油气站的间距。锅炉与注汽井的注汽半径越小注汽效率越高，这就要求在保证安全间距条件下，注汽锅炉与注汽井口距离最小化。结合以往设计经验，一般征地60m×40m一个长方形区域就能摆下站内设备。该区域内首先定注汽锅炉烟囱位置；其次与烟囱呈对角线位置布置柴油罐、原油罐等含油气设备，原油罐旁就近布置卸油泵、供油泵所在的橇座，油罐对面布置水罐；锅炉对面布置值班房、厨房、维修工房、卫生间等活动板房。确定征地范围后，场地内铺设15 cm厚毛石，提高地面承载力，确保雨雪天油罐车进站送油时不会陷入泥泞路中。

2 站内各专业设计

（1）热工专业。根据采油厂提供的注汽压力17MPa、注汽量200 t/d，选取额定蒸发量11.5 t/h、额定工作压力18MPa的活动式注汽锅炉。首先选取水处理及除氧装置1套（水处理量11.5 t/h、供水压力0.6MPa；除氧器水处理量11.5 t/h、工作压力0.02MPa、温度104℃、出水含氧量≤0.05mg/L）；然后设计注汽锅炉的配套设备：设计2座40m3方形原油罐为注汽锅炉储存燃料原油。为了降低原油黏度，原油罐内需装加热盘管；为了掺烧原油和降低原油黏度，需要设计1座10m3椭圆形柴油罐以提供柴油、1座40m3方形水箱以储备锅炉用水。油罐和水箱采用橇块基础，即用槽钢和钢管焊制成的高约半米的钢结构；水箱、油罐外设计液位计和爬梯人孔便于使用和检修。原油罐的原油需要油罐车接运，需要设计卸油泵以从油罐车卸油口抽入原油罐（根据油罐高度和容量选用p=1.0MPa，Q=25m3/h的卸油泵）。燃烧器需要供油泵不停地供油，原油黏度高，供油泵容易停泵，设计选用2台p=2.5MPa、Q= 5.9m3/h的供油泵，一用一备。

（2）给水专业。注汽站一般地处荒郊野外，无法接自来水，就近的河流水量不稳定，且生物质含量高，过滤成本高，只有打水井取水，一般在水箱附近打井，为站提供工业和生活用水。水源井要与当地取水井保持距离或者错开取水层。注汽站取水井是大流量井，约为20m3/h，包括锅炉本体、水处理设备反洗、化盐设备用水及生活用水。

（3）电气专业。根据周边环境情况，从防火、防雷等安全专业角度，完成活动注汽站内的照明设计，泵、注汽锅炉等设备的工业用电设计。

（4）通讯专业。为活动注汽站值班室内设计通信设施，完成注汽站与上级单位的联系。

（5）土建专业。考虑到注汽锅炉自重和工作时的震动需加固地面，超出锅炉边缘各1m挖0.5m深基坑（16m×3.2m×0.5m）并用碎石填实。砖砌3m3排污降温池1座（1.8m×1.5m×1.2m）。

（6）暖通专业。从注汽锅炉0.3MPa低压蒸汽管引接供暖支管，为化验室、值班室、控制室、值班房、厨房、维修工房、卫生间提供汽暖暖气，每个房间设计双温空调，确保冬季蒸汽不够生产使用时，停汽改用空调供暖。同时对以上房间考虑机械通风。

（7）机械专业。设计排汽扩容器1台，用于锅炉泄压，具体要求如下：该排汽扩容器为立式、独立支撑，直径2 400mm，罐体高度2 500mm。泄压介质说明：饱和蒸汽，排汽扩容器进口蒸汽压力18MPa、蒸汽温度360℃、蒸汽最大流量11.5 t/h、干度70%。考虑采用1个蒸汽进口（考虑DN125mm）、1个排凝结水口（考虑DN65mm）、1个排气口、1个压力表、1个温度计，不保温；对蒸汽进口、排凝结水口配法兰等配件；排汽扩容器内壁、蒸汽进口对侧加垫板。排汽扩容器支撑腿高，考虑预留安装截止阀、管道弯头的空间。

（8）总图专业。根据周边环境情况，从防火、安全、消防、运输、站内排水等专业角度，完成活动注汽站内场地、道路、注汽锅炉等设备的平面布置，并考虑管道布置空间。站内主要设备有注汽锅炉、水处理装置（含除氧器）、化盐装置、油泵橇座、10m3柴油罐、40m3原油罐、3m3排污降温池（砖砌）、排汽扩容器各1座，40m3矩形水箱1座；站内活动辅助用房有注汽站值班室、工具房、维修工房、配电室、药品库房、化验室、活动厕所各1间；新建活动注汽站场地建设，满足各专业设备和附属设备等设施的承重要求。主要设备重量：注汽锅炉70 t、水处理装置（含除氧器）35 t、化盐装置13 t、油泵橇座5 t、10m3柴油罐15 t、40m3原油罐46 t、3m3排污降温池5 t、排汽扩容器8 t、1座40m3矩形水箱34 t。

3 优化设计

一般现场排污降温池为砖砌，需要在地面挖基坑，垒砌池壁，考虑注汽站搬迁后，剩下一个池子不但影响土地复耕，而且池子废弃也是一种浪费，因此改用钢板焊制1座3m3排污降温池，外壁做加强级防腐，上部设吊耳，搬迁时，可以吊装走。

排汽扩容器基础也可以采用上述方法，在已有设计的基础上优化配筋，新做吊耳，这样每次搬迁能随车搬走，到新站后只需挖基坑吊装后夯实即可。

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.018