一种移动式化学药剂罐适用的气驱转液装置

代齐加，王智守，张绍广，黄焌淞，王 睿，钱勇君

[中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300459 ]

1 项目背景

化学药剂主要用于提升油水分离效果、生产污水处理效果，减缓管道结垢及腐蚀，防止井筒原油凝固、容器产生假液位出现安全生产事故和降低海管阻力等［1-3］，因此在海洋石油平台生产过程中，化学药剂被广泛使用。化学药剂种类主要包括防腐剂、防垢剂、破乳剂、反相破乳剂、防蜡剂、降凝剂、清水剂、浮选剂、杀菌剂、脱氧剂、反冲洗助剂、批处理剂等［4-5］。

化学药剂加注系统主要包括固定式化学药剂罐、化学药剂注入泵、化学药剂注入管线，当化学药剂库存量不足时，由穿梭的船舶将储存有化学药剂的移动式化学药剂罐运输至海洋石油平台，再由现场操作人员将移动式化学药剂罐内的化学药剂转移到固定式化学药剂罐中。

2 存在问题

目前，将移动式化学药剂罐内的化学药剂转移到固定式化学药剂罐中的方式主要有2种。

2.1 重力自流法

利用移动式化学药剂罐和固定式化学药剂罐的高度差，通过临时连接软管，使处于高处的移动式化学药剂罐内的化学药剂靠重力自流入低处的固定式化学药剂罐中，缺点是现场甲板需要有足够的空间，且具备高度差，自流转液速度慢［6］。

2.2 气泵转液法

通过临时连接软管，由公用气作为动力源驱动气动隔膜泵，从而实现化学药剂转液［7-9］，缺点是工作量大、噪声大、气动隔膜泵易发生故障，部分化学药剂比较黏稠，流动性差、输送效率低。

3 解决措施

在狭小的海洋石油平台甲板上，为提高化学药剂的转液效率、降低气泵故障率、减轻现场操作人员工作强度、改善作业环境、保障现场操作人员身心健康，研制出一种移动便捷、操作简单、以压缩气体作为驱动力的化学药剂罐转液装置。

3.1 化学药剂罐气驱转液装置结构

移动式化学药剂罐如图1所示，由移动式化学药剂罐盖帽①、移动式化学药剂罐罐口②、移动式化学药剂罐体③和移动式化学药剂罐底部排放阀④组成，移动式化学药剂罐盖帽①与移动式化学药剂罐罐口②采用螺纹连接。

图1 移动式化学药剂罐Fig.1 Mobile chemical agent tank

化学药剂罐气驱转液装置如图2所示，由气驱转液装置气囊⑤、气驱转液装置盖帽⑥、气驱转液装置放空阀⑦、气驱转液装置气囊阀⑧、气驱转液装置快速接头⑨、气驱转液装置充气阀⑩、气驱转液装置加药阀⑪、气驱转液装置软管⑫、气驱转液装置气囊盖⑬、气驱转液装置气囊圆周边缘⑭及气驱转液装置气囊配重块⑮组成。

图2 化学药剂罐气驱转液装置Fig.2 Gas-driven fluid transfer device for chemical agent tank

3.2 化学药剂罐气驱转液装置操作步骤

3.2.1 连接化学药剂罐气驱转液装置

先将移动式化学药剂罐盖帽①打开，再将未充气的化学药剂罐气驱转液装置安装在移动式化学药剂罐上，如图3所示，将气驱转液装置盖帽⑥与移动式化学药剂罐罐口②连接紧固，气囊⑤处于移动式化学药剂罐中。

图3 气驱转液装置与移动式化学药剂罐组合图Fig.3 Combination diagram of gas-driven fluid transfer device and mobile chemical agent tank

3.2.2 连接气驱动力源

将气驱转液装置快速接头⑨通过软管与海洋石油平台公用气站配套接头进行连接，确保连接处紧固并绑扎固定。

3.2.3 连接固定式化学药剂罐

将移动式化学药剂罐底部排放阀④通过临时软管与固定式化学药剂罐进液口进行连接，确保软管两端连接紧固并绑扎固定，依次打开固定式化学药剂罐进液阀门、移动式化学药剂罐底部排放阀。

3.2.4 气囊充气

确保气驱转液装置放空阀⑦和气驱转液装置加药阀⑪处于关闭状态，打开气驱转液装置气囊阀⑧和气驱转液装置充气阀⑩，打开公用气供气阀门为气驱转液装置气囊⑤进行充气，气驱转液装置气囊浮于移动式化学药剂罐上方并逐渐膨胀，直至气囊圆周边缘⑭与移动式化学药剂罐体③紧密贴合，如图4所示。

图4 气驱转液装置气囊充气效果图Fig.4 Air bag inflation effect of gas-driven fluid transfer device

3.2.5 化学药剂转液

关闭气驱转液装置气囊阀⑧，打开气驱转液装置加药阀⑪，使公用气进入移动式化学药剂罐顶与充气膨胀后的气驱转液装置气囊⑤形成的密闭空间内，随着压力的不断增加，推动气驱转液装置气囊及气囊圆周边缘⑭沿移动式化学药剂罐体③向下移动，将气囊下部的化学药剂挤压出移动式化学药剂罐，并通过移动式化学药剂罐底部排放阀④沿管线进入固定式化学药剂罐。当气驱转液装置气囊及气囊圆周边缘移动至移动式化学药剂罐底部时，表明移动式化学药剂罐内的化学药剂转移完成。

3.2.6 管线扫线

依次关闭公用气供气阀门、气驱转液装置充气阀⑩与气驱转液装置加药阀⑪，打开气驱转液装置气囊阀⑧与气驱转液装置放空阀⑦，缓慢对气驱转液装置气囊⑤进行泄压，气囊⑤逐渐缩小，气囊与移动式化学药剂罐体③之间的公用气沿着排放阀④对移动式化学药剂罐和固定式化学药剂罐之间的管线进行吹扫。若扫线不彻底，则可待气驱转液装置气囊完全泄压后关闭气驱转液装置气囊阀和气驱转液装置放空阀，再依次打开气驱转液装置加药阀、气驱转液装置充气阀和公用气供气阀门继续扫线，直至固定式化学药剂罐液位不再上涨，此时扫线完成。

3.2.7 回收化学药剂罐气驱转液装置

关闭固定式化学药剂罐进液阀门，拆除移动式化学药剂罐与固定式化学药剂罐之间的软管，关闭移动式化学药剂罐底部排放阀④，拆除气驱转液装置快速接头⑨与公用气供气阀门之间的软管，松开气驱转液装置盖帽⑥与移动式化学药剂罐罐口②之间的连接，将收缩后的化学药剂罐气驱转液装置从移动式化学药剂罐取出并放至指定位置，关闭移动式化学药剂罐盖帽①。

4 结 论

①该装置采用气囊式设计，装置体积小，移动便捷，与传统的化学药剂转液方式相比，具有劳动强度小、作业效率高、移动灵活的优点。

②该装置操作简便，易学易会，通过简单的开关阀门即可实现气囊的充气膨胀和化学药剂的转液。

③该装置结构简单，无需额外的动力装置，可利用平台现有公用气站压缩气作为转液动力，清洁无污染。

④该装置化学药剂转液速度快，化学药剂转液完成后，管线扫线方便。

⑤该装置可以满足不同种类、不同性质化学药剂的转液目的，应用范围广，适应能力强。

⑥对于甲板空间不足的海洋石油平台，可以借鉴此装置进行化学药剂转液，便于推广。