塔二转外输工艺存在问题及改进措施探讨

栾晓堃(大庆油田有限责任公司 第九采油厂，黑龙江 大庆 163853)

1 问题的提出

转油站是为满足油气集输而设计的油田专用场所，主要用于油气集输系统过程中，将原油天然气进行分离、加热、增压外输。塔二转自投产以来，本站参数调整及机泵的运行状况受外站来液波动影响较大，需要工人24 小时根据罐液位手动调整外输泵排量，外输泵变频与罐液位自动联锁失去作用，增加了工人的劳动强度。因此，需要摸清塔二转外输工艺存在的问题，并探索改进措施，实现转油站的平稳运行，降低工人的劳动强度。

2 存在问题及问题分析

2.1 塔二转外输工艺现状

塔二转于2018 年在原1#中间加热站的基础上扩建并投产，站内采用油气分离器处理工艺，本站所带油井来液经油气分离器分离脱除天然气后，再经外输泵与外站来液共同加热提温输送至脱水站进行处理。

塔二转利旧原1#中间加热站外输管道，为2007 年投产，规格Ф159×6-14.62km，设计压力4.0MPa，设计最大输量1958t/d。

外站来液管道包含两部分，一部分为1#转油站至塔二转外输管道，长约15.88km，2#转油站挂接至该条管道；另一部分为3#转油站至塔二转外输管道，长约16.58km。

塔二转相关外输管道示意图如图1 所示。

图1 塔二转相关外输管道示意图

2.2 塔二转外输工艺存在的问题

(1)外输管道实际输量小于理论输量

塔二转至脱水站外输油管道已运行11 年，选取2018 年塔二转未投产时同一时间点的生产数据，通过pipephase 软件模拟计算，该管道的实际内径约为135mm，小于理论内径147mm，实际最大外输液量仅为1580t/d，小于设计最大输量1958t/d。

(2)外站来液不平稳，本站外输频繁波动

塔二转外输包含2 部分，即本站油井来液和外站站场来液，其中本站外输泵(Q=25m3/h H=400m)与外站外输泵(Q=80m3/h H=400m)各设变频调速装置1 台，并分别与油气分离器液位连锁，实现了分离器液位的自动控制。

由于外站来液不稳定性，通常在每天的8:00-17:00 不定时出现峰值，持续时间约为1-2h，瞬时最大约为85～100m3/h。当外站来液外输排量增大时，由于外输管道输量的局限性，本站外输泵排量逐渐降低，最大只能达到10m3/h。因此为保证生产，需要用人工根据液位变化调整变频频率，此种运行方式不仅严重影响了本站外输液，增加了工人劳动强度，造成了本站外输的不平稳。

2.3 原因分析

(1)外站来液不平稳的分析

2#转油站与3#转油站的外输液中除站外所辖油井产液外，还有卸油点回收的通过罐车装卸的拉油、捞油的油井产液等，其中2#转油站日均收油130m3/d，3#转油站日均收油300m3/d，且两站均为白天收油、间歇运行，当两站同时大排量收油外输时造成塔二转接收外站来液瞬时增大。

(2)本站外输泵排量受外站外输泵排量影响的分析

理论上，本站外输泵(以下简称为小泵)排量的大小由油气分离器液位高低决定，但是目前受外站外输泵(以下简称为大泵)排量和液位变化同时影响。从离心泵特性曲线和管路特性曲线分析：

①对于已建外输管道，阀门开度不变时，管路特性曲线只有一条，即h-Q 曲线。当大泵固定转速时，对应离心泵特性曲为(H-Q)大，当大泵单独运行时，泵特性曲线与管路特性曲线的交点为大泵理论工作点，对应的流量为QL大；同理，可以确定小泵的特性曲线(H-Q)小与QL小。当大泵与小泵并联后，得到并联后的总性能曲线(H-Q)大+小。总性能曲线与管路曲线的交点为并联工作时的工作点，对应流量为Q大+小。此时同扬程下，对应大泵实际流量为Q大，小泵实际流量为Q小，由图2 中曲线可以看出，离心泵并联时，实际流量与理论流量关系为：Q大＜QL大；Q小＜QL小；Q大+小=Q大+Q小＜QL大+QL小；即：离心泵并联时，实际排量小于理论排量。

图2 离心泵并联时管路特性曲线与离心泵特性曲线

②当外站来液降低，大泵变频调小，小泵转速不变时，大泵转速降低，特性曲线向左下偏移，为(H-Q)M大，重新确定大泵与小泵并联后的总性能曲线(H-Q)M大+小，新总性能曲线与管路曲线的交点对应流量为QM大+小，此时同扬程下，对应大泵流量为QM大，小泵流量为QM小，大泵频率调小时，调整后流量与原流量关系为：QM大＜Q大；QM小＞Q小；QM大+小=QM大+QM小＜Q大+小；即：离心泵并联时，单台泵排量降低，总排量小于调整前总排量，如图3 所示。

图3 离心泵并联时调整排量管路特性曲线与离心泵特性曲线

3 塔二转外输工艺改进措施

针对塔二转外输不平稳的问题，同时还要满足本站油井产液的单独计量，可采取以下改进措施或建议。

3.1 间接计量，停用本站外输泵

塔二转阀组间内新建外站来液计量，计量后外站来液与本站来液混合，二者同时增压计量外输，利用求差法计量本站油井产液。优点：避免外输泵相互干扰，改造工程量较小；缺点：间接计量不准，存在输差，且质量流量计投资较高，现场安装位置受限。改造后流程示意图如图4 所示。

图4 改造后流程示意图

3.2 本站外输泵更换为转油泵

更换本站外输泵为转油泵，降低扬程，实现油气分离器串联运行，外站来液与本站来液混合后同时外输。由于本站外输泵扬程为400m，而油气分离器设计压力为0.44MPa，若要实现油气分离器串联运行，必须降低外输泵扬程。优点：实现本站计量的同时也降低了电能的消耗；缺点：2 年后外站可以自压时仍需要换回原外输泵。改造后流程示意图如图5 所示。

图5 改造后流程示意图

3.3 外站控制外输，平稳小排量收油

因3#转油站站内建设500m3事故罐1 座，可以满足一定的缓存时间，为降低塔二转白天外站来液峰值影响，建议3#转油站错峰外输；同时从管理上协调2#、3#转油站小排量收油外输。为降低外站来液峰值，建议其小排量收油，以降低外输负荷。优点：无工程改造；缺点：临时管理措施。

4 结语

(1)液体在用离心泵输送过程中，泵和管路任何一方的特性发生变化，都会引起整个系统工作参数发生变化。

(2)转油站在需要大流量时，尽量减少泵的台数，降低多台泵并联的可能，以免管路及泵工作条件复杂、操作维修不便。