增压橇运行现状分析及改进措施

贺继丞　凌冰　杜俊杰　张景祖　田灏

[摘要]目前，部分数字化增压撬装置运行故障率高，无法连续输油，需人工值守，维护费用较高。为降低数字化增压橇装置的故障率，提高装置自动化运行水平，实现站点自动连续输油和无人值守，本文通过开展“泵到泵”自动输油工艺技术研究和试验，优化工艺流程和控制参数，实现站点自动连续油气密闭集输。

[关键词]增压橇；连续输油；自动化

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2017.18.053

[中图分类号]TE968 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）18-0086-02

0引言

数字化增压撬装置是借助PLC控制系统，通过上位机组态监控程序控制装置中设定流程间的切换，实现外输泵的高启低停和变频控制运行，达到站点井组来油的自动加热、油气缓冲分离和变排量连续输油。现场无需人工操作，该装置能有效节约人力资源，降低安全风险。

1数字化增压橇装置运行现状

1.1外输泵排量与生产实际不匹配

因产建部署调整及开发递减，部分站点存在数字化增压橇外输泵排量大，站点产液量小的问题，即使最小频率时排量仍大于站点的来液量，外输量与产进液量不平衡，无法实现连续输油。

1.2撬装置加热炉无法满足生产需求

部分站点产液量高、来液不平稳。由于数字化撬装置缓冲罐容积小，为避免溢罐，时常在来液、未经过充分分离即进行外输，造成供气量不足，加热炉自动熄灭，导致无法满足生产需求。

冬季燃烧器燃气管线因凝析油大量存在冻堵或凝析油进入燃烧器堵塞燃气火嘴，造成燃烧器故障，产进原油无法加温，导致冬天燃烧器运行效果差，无法满足生产需求。

1.3输油泵故障率高

间歇运行模式下，外输泵的频繁啟停，易造成外输泵定子、转子故障频繁更换。

来液经过加热进入缓冲罐，在停输期间缓冲罐内油水得到分离，水介质全部沉积在缓冲罐底部。由于没有水介质润滑，螺杆泵衬套互相干磨，从而造成输油泵抱死现象。

1.4流程设计不完善

传统连续输油运行模式下，由于各部分单元控制系统相互独立，控制程序不完善，无法实现各单元联动输油控制和设备故障状态时的自动连锁保护，故而无法实现联动输油控制。

2优化改造内容

2.1工艺流程控制程序升级

2.1.1燃料分离器单元

该单元能够改变设备传统的分离缓冲运行模式，通过三通阀控制，经过加热炉加热后的来液少部分进入分离器，给加热炉燃烧器分离燃气。分离器控制结构如图1所示。

2.1.2加热炉单元

来液进人加热炉加热，通过与水域温度和供气压力关联，实现燃烧器点火控制。加热炉控制结构如图2所示。

2.1.3输油泵单元

该单元通过三通阀控制，经加热炉加热后的来液大部分由混输泵直接外输，启动正常后，监测泵人口压力，通过PID自动进行变频控制，实现平稳外输。输油泵控制结构如图3所示。

系统自动识别输油泵状态，对停止状态输油泵进行自动盘泵，PLC自动计时，每4h执行一次上述盘泵控制。（站控可实现人为执行）

2.1.4总成单元

该单元监测增压装置出口压力，如果收球筒压力大于0.1MPa，并且加药罐液位大于50mm时，则启动加药泵。加药罐液位每下降1cm，加药泵停止20分钟。

2.2数字化改造升级

2.2.1燃烧器加热控制

燃烧器进气管线加装压力变送器，使燃烧器与燃气压力关联，控制火焰开关。

2.2.2输油泵启停控制

输油泵入口管线加装压力变送器，使输油泵与泵进口压力关联，控制输油泵启停。

2.2.3加药控制

操作人员通过在总机关加药泵出口加装压力变送器，关联加药罐液位和泵出口压力，实现自动加药控制。

3运行效果

3.1原油外输实现变频连续输油

大部分来液进入主泵进行输油，加热不缓冲，降低了含水外输的影响，减少因缺少润滑导致的转子、定子长时间干磨，从而提高输油泵的性能，进而实现变频连续输油。

3.2实现智能连续自动加热

设备改变了分离器传统功能，实现智能连续自动加热，保证了分离器低液位状态下油气分离效果，提高伴生气纯度和加热效果。

3.3关键点监控更全面，消除远程管理盲点

设备新增数据采集点，能够减少员工巡检，自动监测设备运行状态，实现远程控制，为无人值守提供技术支撑。

3.4实现自动盘泵，减少设备故障率

设备具有自动盘泵功能，使系统能够自动辨识停止状态的输油泵，计算停止时间，进行系统自动盘泵，减少员工劳动强度，降低输油泵抱死故障率。

3.5有效降低井场回压

设备通过提高原油温度、管线定期定量加药、油气连续密闭混输的运行方式，在一定程度上能有效减少原油流动阻力，有效降低原油粘度和井场回压。

3.6降本增效管理

第一，在产进稳定的站点，工作人员开展对井组至增压橇泵到泵油气密闭输送，能有效减少伴生气分离放空，增加增压橇外输管道携气量，从而降低损耗。

第二，泵到泵的运行模式，能有效减少输油泵配件磨损、盘管结垢等故障率发生，延长设备的使用寿命，进一步降低了维护成本。

第三，通过优化管理方式，盘泵操作系统能实现自动运行，进而有效降低巡检员工的劳动强度。

3.7安全环保管理

油田通过加装燃气压力变送器，关联燃气压力和燃烧器点火控制，实现燃烧器承压在安全范围内运行。同时，该装置能实现系统自动盘泵功能，减少工作人员与机械设备的接触，最大程度上保障了人身安全。

4结语

升级PLC控制柜的程序是实现数字化增压橇装置“泵到泵”自动输油的关键，能够达到连续输送的目的，而且从油田生产和撬装应用角度看，也有利于降低井场回压、减少生产成本、提高安全环保，有利于减少装置的运行故障率。此外，数字化增压撬控制工艺技术复杂，工作人员需要充分认识缓冲区压力及液位对增压撬的运行影响，同时能做到合理设置增压撬控制参数，以适应油田生产需要。