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平台培训手册工艺

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1 工艺生产系统
1.1 概述
渤中25-1油田包括以下工程设施:
一条浮式生产储油轮( FPSO)
一座单点系泊系统( SPM)
六座井口平台( WHPA~WHPF)
WHPA~WHPB海底混输管线(2.0km,12”x18”)
WHPC~WHPB海底混输管线(2.8km,18”x22”)
WHPB~SPM海底混输管线(2.5km,20”x24”)
WHPF~WHPE海底混输管线(3.6km,14”x18”)
WHPE~WHPD海底混输管线(3.2km,22”x26”)
WHPD~SPM海底混输管线(5.4km,24”x28”)
SPM~WHPB海底注水管线(2.5km,10”)
WHPB~WHPC海底注水管线(2.8km,8”)
SPM~WHPD海底注水管线(5.4km,14”)
WHPD~WHPE海底注水管线(3.2km,12”)
WHPE~WHPF海底注水管线(3.6km,8”)
六座井口平台分为两个系列, 位于北侧的系列包括A、 B、 C三座平台: A、 C两个平台所生产的井流分别经过WHPA~WHPB、 WHPC~WHPB的海底混输管线输送到B平台, 在B平台上A、 B、 C三个平台所生产的井流混合在一起后经过WHPB~SPM的海底混输管线输送到SPM。位于南侧的系列包括D、 E、 F三座平台: F平台所生产的井流经过WHPF~WHPE的海底混输管线输送到E平台, 在E平台上与E平台所生产的井流混合在一起, 然后经过WHPE~WHPD的海底混输管线输送到D平台。在D平台上来自E平台的混合井流与D平台所生产的井流混合在一起,然后经过WHPD~SPM的海底混输管线输往SPM。在SPM上, 六座平台所生产的井流混合在一起, 然后经过两条16”的跨接软管输送到FPSO上。
渤中25-1油田的油、 气、 水处理设施都设置在FPSO上, 从各个井口平台来的生产流体全部集中在FPSO上进行处理。经过处理合格的原油将储存在货油舱中并定期的经过穿梭油轮外输; 处理合格的生产污水则经过海底注水管线输送到各个井口平台回注地层; 处理合格的天然气将作为燃料气供给FPSO上的燃气透平发电机使用。
1.2 原油处理系统
1.2.1 原油处理系统概述
由于BZ25-1油田的油、 气、 水处理都集中在FPSO上进行, 因此井口平台上原油处理系统的设施相对简单。六座井口平台的原油处理系统的流程都是相同的: 从各个采油树来的单井物流经过生产管汇汇集在一起, 然后利用电潜泵的剩余压力经过海底混输管线外输。另外在井口平台上还设有单井计量系统用于对单井产量进行计量。井口平台原油处理系统主要有以下设施: 生产/计量管汇、 计量分离器、 生产/计量加热器( A平台除外) 、 清管球发射器/清管球接收器。
详情参见流程图: DWG-WHPA/B/C/D/E/F-PR-0001-1/2
Ÿ 井口采油树
各平台的生产井数量如下表所示:

WHPA
WHPB
WHPC
WHPD
WHPE
WHPF
明化镇油井

30
22
27
31
22
沙河街油井
25
1
3

总数
25
31
25
27
31
22
在每一口沙河街油井均设有井下安全阀( SCSSV) 、 主井口安全阀( MSSV) 以及翼井口安全阀( WSSV) ; 在每一口明化镇油井均设有井下安全阀以及翼井口安全阀, 以备应急保护。
由于明化镇油井采用的是电潜泵抽油的生产方式, 因此在每一个明化镇油井的采油树上都设置了定压放气阀来控制套管中的压力。在定压放气阀的出口设置了两路管线: 一路去生产流程; 另一路去闭排/放空系统。如果从定压放气阀来的气体压力高于生产流程的压力, 就将其导入生产流程以提高油、 气的收率而且减少对环境的污染; 如果从定压放气阀来的气体压力低于生产流程的压力, 就将其导入闭排/放空系统排放到大气中。因此定压放气阀后两路管线上阀门的开关状态需要操作者根据实际的生产情况来确定。
沙河街油井的开采方式初期为自喷开采, 后期有部分油井需要下电潜泵进行生产。为了适应生产情况的变化, 在每一口沙河街油井的采油树上都配置了定压放气阀, 可是在自喷开采的阶段, 所有定压放气阀出口的两路管线上的阀门都应处于关闭的状态。
详情参见P&ID: DWG-WHPA/D/E/F-PR-0101-1/2~2/2 &
DWG-WHPB/C-PR-0101-1/3~3/3
Ÿ 生产管汇/计量管汇
来自各个生产井的井流经油嘴节流后汇集于生产管汇(WHPA~F-M-101), 当其中的一口生产井需要进行单井计量时能够手动的将其从生产管汇切换到计量管汇(WHPA~F-M-102)使其进入计量流程。来自其它生产井的井流则直接经过海底混输管线外输。
详情参见P&ID: DWG-WHPA/B/C/D/E/F-PR-0102
Ÿ 生产加热器/计量加热器
除了A平台以外, 在其余五个平台上都设有生产加热器( WHPB~WHPF-EH-102) 以及计量加热器( WHPB~WHPF-EH-101) 。生产加热器及计量加热器均为电加热器, 各个平台的生产/计量加热器功率如下表所示:

WHPB
WHPC
WHPD
WHPE
WHPF
生产加热器功率
800 kW
800 kW
500 kW
600 kW
600 kW
计量加热器功率
275 kW
275 kW
170 kW
170 kW
170 kW
设置计量加热器的目的是提高来自计量管汇的单井物流的温度从而降低其粘度, 使其在计量分离器中更容易进行油水分离。来自计量管汇的单井物流经过计量加热器后将被加热到60℃, 然后进入计量分离器。计量加热器设计条件为2850 kPaA/90℃。
设置生产加热器的目的是防止在平台投产的初期由于井口温度低于预测值从而导致原油输送困难。为了满足原油输送的要求, 生产加热器被设计成能够在原油的实际温度低于正常操作温度5℃的情况下将其提高到正常的操作温度。在井口温度正常的情况下不需要使用生产加热器。生产加热器设计条件为3350 kPaA/90℃。
详情参见P&ID: DWG-WHPB/C/D/E/F-PR-0103
Ÿ 计量分离器
计量分离器( WHPA~WHPF-V-101) 为三相卧式分离器其设计条件为2850 kPaA/90℃。经加热后的单井物流进入计量分离器进行油、 气、 水三相分离, 在油、 气、 水三相的出口均设有流量计分别对三相进行计量。计量后的三相流体将重新混合在一起, 然后返回生产流程。
详情参见P&ID: DWG-WHPA/B/C/D/E/F-PR-0104
Ÿ 清管球发射器/清管球接收器
清管球发射器/清管球接收器用于海底混输管线进行清管时的发球/收球作业。所有清管球发射器/清管球接收器的设计条件均为4800 kPaA/90℃
详情参见P&ID: DWG-WHPB/D/E-PR-0106 & DWG-WHPB-PR-0107 & DWG-WHPA/B/C/D/E/F-PR-0105
1.2.2 原油处理系统的启动
原油处理系统是在所有必要的公用设施和辅助设施包括安全、 消防系统均处于使用或备用状态后且系统流程经过检查确认没有问题后, 方可进行启动操作。原油处理系统的启动程序参见本油田的操作维修手册。
原油处理系统的启动分为两类,即初始启动和正常启动。
系统启动,无论初始启动和正常启动,在进行启动之前, 首先要进行启动准备, 然后检查系统流程, 最后开始启动操作。
应注意, 在初始启动和正常启动过程中, 各种阀门、 控制器必须采取手动操作, 例如: 压力、 温度、 液位以及泵的启动, 以避免其自动关闭或动作, 直到整个系统中各个工艺变量均稳定在设定值允许的范围内, 流程转入正常生产后才切换为自动操作。在调节仪表控制器过程中, 一旦发现流程中的工艺参数不正常或出现故障, 应立即转入手动操作。为此, 在系统启动过程中, 操作人员应自始至终坚守岗位, 观察动态, 及时调整, 直到整个系统处于稳定的运行状态, 并运行一段时间之后。
1.2.2.1 启动准备
在井口平台原油处理系统开始启动之前,首先要通知FPSO或下游井口平台作好准备,以接收来本自井口平台的生产物流。
在初始启动或正常启动之前,操作人员应做好下述准备工作:
a. 管线及阀门
Ÿ 确认对每个系统进行了正式的检查记录。
Ÿ 确认所有管线的尺寸正确, 且管线与设备连接完毕。
Ÿ 确认所有阀门已安装完毕, 操作所有手动阀门以确认其动作正常。使各类控制阀组的隔离阀处于开启位置, 其旁通阀处于关闭位置。
Ÿ 确认控制阀执行机构安装正确且功能合适, 检查所有控制阀以保证其状态正常; 打开压力释放阀的隔离阀; 关闭所有管线及容器上的放空阀及排放阀。
Ÿ 确认所有压力释放阀安装正确并经过测试, 设定值是正确的, 且压力释放阀进出口隔断阀处于开启状态。
Ÿ 确认截止阀、 止回阀和控制阀的流动方向标识与实际流动方向和P&ID相符。
Ÿ 确认在装有温度指示器、 控制器、 传感器开关或记录仪的管线上已安装了测温套筒。
Ÿ 确认装有压力、 压差指示器、 控制器、 传感器或开关处已设置了测压孔。
Ÿ 确认所有仪表标定和回路测试已完毕。
Ÿ 确认所有法兰、 盲法兰、 管帽、 流量测量元件、 消防软管卷筒、 消防炮、 阻火器和其它管路专用件安装正确。
Ÿ 确认所有的静水压、 泄漏试验和清洗已完毕。
Ÿ 确认所有试验与清理过程中打开的联结接头均已重新安装好, 所有仪表已安装就位, 且仪表隔离阀均处于开启位置。
Ÿ 确认所有碳氢化合物管网已采用惰性气体或其它合适的气体进行过吹扫, 并处于操作准备状态。
Ÿ 确认所有的孔板已安装且尺寸正确。
b. 容器
Ÿ 确认液位仪表已正确地安装于容器或组件上。
Ÿ 确认所有电气连接正确且开关、 继电器等功能合适。
Ÿ 确认所有工艺容器已清理完毕并采用惰性气体或其它合适的气体进行过吹扫。
Ÿ 检查容器上各类仪表的进出口阀件。
Ÿ 检查容器的保温情况。
Ÿ 确认工艺容器处于工作备用状态。
c. 加热器
Ÿ 确认加热器烃类管线已采用惰性气体或其它合适的气体进行过吹扫。
Ÿ 检查加热器上各类仪表的进出口阀件。
Ÿ 检查加热器接线的正确性。
Ÿ 确认加热器已检查完毕并处于工作备用状态。
d. 泵
Ÿ 确认泵与电机安装找正完成, 而且在试运转过程中, 泵的各种特性达到了设计要求。
Ÿ 保证所有联轴器的防护罩、 安全罩等的安装均已满足要求。
Ÿ 确认泵的排泄阀及放气阀均已关闭。
Ÿ 确认泵的入口过滤器已清理完毕并已重新装好。
Ÿ 检查泵的保温情况。
e. 公用系统
在原油处理系统进行启动之前, 要确保下列公用系统已处于工作或备用状态。
Ÿ 发电及配电系统
Ÿ 仪表气/公用气系统
Ÿ 开式和闭式排放系统
Ÿ 消防系统
Ÿ 如果冬季启动, 要启动电伴热系统。
井口平台原油处理系统启动之前, 应确认FPSO、 各井口平台、 海底管线以及单点的生产流程已经连成一个整体, 而且在油田开井之前, FPSO上的消防救生等设施已经过综合试运转, 当前处于备用状态, 可随时接收工艺流体或运转。确认后方可允许油田开井, 使原油进入海底管线开始启动操作。
f. 其它事项
在初始启动前,应制定初期投产方案并采取相应的措施。所有操作人员应充分了解并掌握启动程序, 包括操作组织、 通讯及指挥等。
投产前, 应做好各种准备, 包括应急准备, 使井口平台油井投产与FPSO装置配合协调, 确保启动的顺利进行。
1.2.2.2 初始启动
所谓初始启动,是指油田初始投产以及计划停产维修或停车等长期关断后的再启动。初始启动包括以下几种状况:
( 1) 油田初始投产: 在这种情况下, 井口平台、 海底管线及浮式生产储油装置上的所有系统、 设备均为初次运行, 管网和设备内充满氮气。
( 2) 长期计划停产后的启动: 在这种情况下, 停产后一般应立即将管网及各类设备内的流体放空、 排净。在启动之前应采用惰性气体进行吹扫, 然后进行维修。
( 3) 长期应急停产后的启动: 在这种情况下, 停产时一般来不及将管网及设备内流体放空、 排净。即停产过程中, 管网及设备均存有流体, 处于承压状态。在再启动之前, 首先应将流体放空、 排净并采用惰性气体吹扫, 然后排除故障。
a. 初始启动条件
在初始启动开始前,除按2.2.2.1节”启动准备”一段所推荐的项目进行准备外,还应确认下列工艺系统、 生产辅助系统和公用系统具有足够的容量, 而且是可操作的。
Ÿ 电力系统
Ÿ 仪表/公用气系统
Ÿ 天然气和火灾探测系统
Ÿ 消防系统
Ÿ 柴油系统
Ÿ 海水系统
Ÿ 化学剂注入系统
Ÿ 排放系统
Ÿ 控制和关断系统
Ÿ 灭火器材和救生设施
b. 初始启动前, 系统和设备应处于下述状态:
Ÿ 所有仪表控制系统及设备功能正确。
Ÿ 所有仪表、 阀门的控制或报警的设定值正确。
Ÿ 电力系统通电且检查合格。
Ÿ 安装的火灾和天然气探测系统功能正常。
c. 启动前的系统检查
工艺系统初始启动之前, 应对下列项目进行检查和确认。
Ÿ 投产井生产完井已经结束;
Ÿ 井口控制盘已安装好, 能够工作, 且所有液压管路及仪表气路完好无损;
Ÿ 井口上所有的阀门处于关闭位置;
Ÿ 油嘴完全装好且处于关闭位置;
Ÿ 与投产无直接关系的所有阀门和管线已被隔离或断开;
Ÿ 所有化学剂注入管线完好无损;
Ÿ 采油树上的所有仪表和电气元件的连接具有足够的可靠性, 能经得住导管的膨胀;
Ÿ 区域及设备的整个安全保护系统是安全可操作的;
Ÿ 个别系统在试运转过程中为达到隔离目的所安装的所有盲板应去除并做好记录;
Ÿ 各井口平台与FPSO之间均已相互建立起正常的通信联系。
Ÿ 在正常操作期间, 不得任意旁接关断的输入信号。若需要旁接关断输入信号, 则必须得到油矿经理和生产管理人员的批准, 并应有详细的书面记录。但在生产转入正常后, 应及时接通关断输入信号。
1.2.2.3 正常启动
所谓正常启动是指正常计划关断或应急事故关断所引起的系统或单个设备短时间停产后的启动操作。当井口平台上的工艺系统由于某种原因, 需要短时间停产维修或某个设备和某个参数出现异常而一时无法采取合适的措施,导致工艺系统短时间关断停产, 此后的系统的再启动称之为”正常启动”。
在井口平台工艺系统关断过程中, 系统一般处于承压状态, 设备及管线内充有流体, 启动操作前的状态基本上处于关断前的状态。
注意, 由于关断过程中某些阀门的渗漏, 设备内的压力/或液位很可能不正常, 这些问题应在启动过程中加以纠正。
在实施启动操作之前, 除排除故障或进行必要的检修外, 应参照2.2.2.2”启动准备”推荐的有关检查项目, 对各设备进行必要的启动检查, 而且还要确认井口平台上原油处理工艺系统的启动状态:
Ÿ 系统的压力状态
Ÿ 系统的温度
Ÿ 容器内液体液位
Ÿ 手动阀门状态
1.2.3 井口平台工艺系统关断
井口平台工艺系统关断包括计划或正常关断以及应急关断。计划关断是按计划人为进行的; 应急关断是紧急情况下由手动或者自动控制进行的。
Ÿ 计划关断
计划关断是由于需要进行维修作业或下游设施出现问题以及恶劣气候禁止进一步生产所引起的关断。在计划减少平台外输量的同时需要仔细的考虑各方面的因素。进行计划关断时需要足够的操作人员, 而在上下游平台以及FPSO之间必须要建立有效的通讯联系, 同时必须准备好所有的安全设备和足够的吹扫气体。
Ÿ 应急关断
应急关断系统的作用在于避免异常状态或对人员、 环境以及设施的安全形成威胁的意外事件。所谓应急关断, 就是已出现或预计要出现危险情况而在时间上来不及进行正常关断时进行的关断操作。应急关断系统包括一些单独的工艺流程关断, 是由人工控制或异常状态自动传感装置来促动的。
具体有关计划关断及应急关断的操作程序参见操作维修手册
1.3 注水系统
除了A平台以外, 在其余5个平台上, 注水系统的流程都是相同的。
A平台的注水水源为地下水, 从水源井来的地下水首先经过地下水除砂器以除去水中的较大的固体颗粒, 然后进入注水过滤器橇对地下水进行进一步的处理以使其符合对注水的水质要求。经过处理合格的地下水最终由注水泵注入到地层中。
在B/C/D/E/F五个平台上注水水源主要是来自FPSO的经处理合格的生产污水, 当生产污水的水量不能满足注水量的要求时, 用地下水进行补充。从水源井来的地下水首先经过地下水除砂器以除去水中的较大的固体颗粒, 然后与来自FPSO的生产污水混合。混合后的水进入注水过滤器橇进行进一步的处理以使其符合对注水的水质要求。经过处理合格的水最终由注水泵注入到地层中。
井口平台注水系统主要包括以下设施: 地下水除砂器、 注水过滤器橇、 注水泵以及注水收发球阀等。另外, 在A/B/C三个平台上设有专门的置换泵用于海底混输管线的应急置换。
详情参见流程图: DWG-WHPA/B/C/D/E/F-PR-0003
Ÿ 地下水除砂器
设置地下水除砂器( WHPA~F-V-404) 的目的是除去地下水中的较大的固体颗粒。各个平台的地下水除砂器的设计参数参见下表

WHPA
WHPB
WHPC
WHPD
WHPE
WHPF
处理量 (m3/h)
152
119
125
119
119
116
设计压力 (kPaA)
1100
1962
1726
1694
1438
844
设计温度 (oC)
75
75
75
75
75
75
操作压力 (kPaA)
750
1612
1376
1344
1088
494
操作温度 (oC)
45
45
45
45
45
45

详情参见P&ID: DWG-WHPA/B/C/D/E/F-PR-0401
Ÿ 注水过滤器橇
设置注水过滤器橇( WHPA~F-X-401) 的目的是对将要注入地层的水进行进一步的处理, 使其符合注水的水质要求, 各个平台的注水过滤器橇的设计参数参见下表:

WHPA
WHPB
WHPC
WHPD
WHPE
WHPF
处理量 (m3/h)
152
222
140
222
250
194
设计压力 (kPaA)
1050
1912
1676
1644
1388
794
设计温度 (oC)
75
91
81
90
84
75
操作压力 (kPaA)
700
1562
1326
1294
1038
444
操作温度 (oC)
45
45~61
45~51
60
45~54
45

详情参见P&ID: DWG-WHPA/B/C/D/E/F-PR-0402
Ÿ 注水泵
在每个平台上都设有两台注水泵( WHPA~F-P-402A/B) , 两台注水泵一用一备, 注水泵有以下三种用途:
( 1) 将处理合格的水注入地层;
( 2) 用于本平台外输的油气混输管线的置换作业;
( 3) 当平台开始投产时, 用于对本平台外输的油气混输管线进行预热。
各个平台的注水泵的设计参数参见下表:

WHPA
WHPB
WHPC
WHPD
WHPE
WHPF
流量 (m3/h)
152
222
140
222
250
194
吸入压力 (kPaA)
500
1362
1126
1094
838
244
排出压力 (kPaA)
28500
13800
13800
13800
13800
13800
详情参见P&ID: DWG-WHPA/B/C/D/E/F-PR-0403
Ÿ 置换泵
置换泵( WHPA~C-P-403) 用于本平台外输的油气混输管线的应急置换作业。
详情参见P&ID: DWG-WHPA/B/C-PR-0403
1.4 闭式排放/放空系统
在六座井口平台上, 闭式排放/放空系统的流程都是相同的。闭式排放系统主要包括闭式排放罐以及闭式排放泵等设施, 同时闭式排放罐还兼做放空分液罐使用。
Ÿ 闭式排放罐
闭式排放罐( WHPA~F-V-521) 用于收集来自平台上的工艺设备、 容器、 管线、 开排系统的原油和含油污水以及来自设备、 容器、 管线上的安全阀排出的流体。进入闭式排放罐的液体在罐内经过停留分离后, 气体经过放空管线释放到大气中, 液体经过闭式排放泵打回生产流程。在闭式排放罐内设有一台电加热器, 以防止罐内的污油凝固或由于温度太低而难以用泵输送。
同时B/D/E三个平台上的闭式排放罐同时还用于来接收来自上游平台海底混输管线再启动作业期间被挤出来的冷油。
Ÿ 闭式排放泵
闭式排放泵( WHPA~F-P-521A/B) 用来将闭式排放罐内的液体打回生产流程。由于B/D/E三个平台的闭式排放罐还要接收来自上游平台海底混输管线再启动作业期间被挤出来的冷油并将其送入生产流程, 因此这三个平台的闭式排放泵排量为30m3/h, 其余三个平台的闭式排放泵排量为10m3/h。
详情参见PFD: DWG-WHP-PR-0004; P&ID: DWG-WHPB-PR-0521
1.5 开式排放系统
在六座井口平台上, 开式排放系统的流程都是相同的。开式排放系统主要包括以下设施: 开式排放罐、 开式排放泵、 污油槽以及污油槽泵等。
Ÿ 开式排放罐/开式排放泵
开式排放罐( WHPA~F-T-511) 用于收集平台设备、 容器泄漏及清洗排放的含油污水和甲板污水。含油污水在罐中停留后污油将飘浮在上部经过开式排放泵( WHPA~F-P-511A/B) 输送到闭式排放系统中。当水量过大时, 底部不含油的水能够进入溢流堰并经过溢流管排入大海。
Ÿ 污油槽/污油槽泵
由于开式排放罐位于下层甲板, 导致下层甲板上的设备、 容器泄漏及清洗排放的含油污水和甲板污水无法排放到开式排放罐中, 因此在下层甲板的下方设置了一个污油槽( WHPA~F-T-512) 用于收集下层甲板上的设备、 容器泄漏及清洗排放的含油污水和甲板污水, 而且经过污油槽泵( WHPA~F-P-512) 将污油槽内的含油污水输送到开式排放罐中。
在顶层甲板的开排主管上有一根排海支管, 当降雨量比较大时, 能够经过这根排海管线将顶层甲板的雨水直接排入大海而不进入开式排放罐内, 以防止罐内的含油污水流入大海。
详情参见PFD: DWG-WHP-PR-0005;
P&ID: DWG-WHPB-PR-0511~0512
1.6 化学药剂注入系统
在六座井口平台上, 化学药剂注入系统的流程都是相同的。化学药剂注入系统包括化学药剂储罐、 化学药剂注入泵以及气动加药泵等设备。平台上需要注入的化学药剂包括: 消泡剂、 防腐剂、 破乳剂、 放垢剂以及防蜡剂( 仅A/B/C三座平台有) 。这五种化学药剂分别储存在不同的化学药剂储罐内,每个罐的内部都装有由电动马达驱动的搅拌器和电加热器以防结冰或凝固。另外为了适应以后的生产情况的变化, 在每个平台上还预留了一个化学药剂储罐以及相应的注入泵。化学药剂所用的稀释剂是淡水和柴油, 分别由本平台的淡水/热水系统和柴油系统供给。化学剂罐内的化学药剂液体配好后由可调式容积泵增压到注入点所需的压力。在每个注入点处的药剂注入浓度需要根据实际的生产情况在现场做实验来确定。
详情参见PFD: DWG-WHP-PR-0006
P&ID: DWG-WHPB-PR-0701~0704
1.7 几种特殊工况
Ÿ 海底混输管线的预热
在投产之前必须对本平台外输的海底混输管线进行预热。由于B平台在六座平台中最早投产, 因此WHPB~SPM的海底混输管线只能用水源井水进行预热, 而B/C/D/E四座平台预热海底混输管线的介质能够是本平台上的水源井水也能够是从FPSO上反输过来的生产污水。对于A平台则只能使用水源井水。海底管线的预热既能够选择使用注水泵也能够选择使用水源井的电潜泵。
Ÿ 海底管线的置换
当海底混输管线的停输时间超过允许停输时间时就需要对其进行置换, 每条海底混输管线在不同年份的允许停输时间请见海管工艺一章中的相关内容。
海底管线的置换分为两种情况, 即正常置换与应急置换。
正常置换是指在FPSO能够正常的向井口平台送电的情况下对海底管线进行的置换, 正常置换时能够采用注水泵或者置换泵进行。置换介质为生产污水、 水源井水或海水。如果用注水泵进行置换作业, 那么置换介质为生产污水或水源井水, 其过程如下: 从注水泵来的水先经过节流孔板降压, 然后由压力调节阀最终将压力调节到置换所需要的压力。在正常情况下, 压力调节阀前后的隔断阀与旁通阀都处于关闭状态, 这时候要将压力调节阀前的3/4”泄压阀打开使其处于常开的状态, 以防止由于阀门的内漏而产生的超压损坏下游的压力调节阀以及管线。只有当需要对海底管线进行置换时才将其关闭。如果用置换泵进行置换作业, 那么置换介质为海水。
应急置换是指在FPSO不能正常的向井口平台送电的情况下对海底管线进行的置换, 只有A/B/C三个平台的海底混输管线需要进行应急置换。应急置换是由设在这三个平台上的置换泵进行的。此时置换泵由应急发电机提供电源, 使用海水作为置换介质进行置换。设在A平台上的置换泵能够对WHPA~WHPB以及WHPB~SPM这两条管线进行置换。设在C平台上的置换泵能够对WHPC~WHPB以及WHPB~SPM这两条管线进行置换。设在B平台上的置换泵能够对WHPB~SPM这条管线进行置换。
Ÿ 海底管线的再启动
在海底混输管线的停输时间超过允许停输时间而且未能及时对其进行置换作业的情况下, 需要对海底管线进行再启动作业。再启动过程中时使用压井泵”A”作为压力源将海底管线中的冷油从海底管线中顶挤出来。WHPA~WHPB、 WHPC~WHPB这两条管线中的冷油将被顶挤到WHPB平台上的闭排罐中; WHPF~WHPE这两管线中的冷油将被顶挤到WHPE平台上的闭排罐中; WHPE~WHPD这两管线中的冷油将被顶挤到WHPD平台上的闭排罐中; 然后由闭排泵将其输送到生产流程中。由于冷油的粘度很高, 可能会导致其无法从闭排罐内输送到生产流程中, 因此在设计中考虑将本平台的水源井水掺入到冷油中以提高其温度从而降低粘度。由于B/D/E三个平台上的闭排泵排量为30m3/h, A/C/F三个平台上的压井泵”A”排量为10m3/h,因此最大的掺水量不能超过20m3/h。在掺水管线上设有流量计以及截止阀能够调节掺入水量。
2 公用系统
公用系统为生产服务,是生产系统必不可少的部分。公用系统包括仪表气/公用气系统、 淡水/热水系统、 海水系统、 生活污水系统、 柴油系统以及应急电站系统等, 现分述如下:
2.1 仪表气/公用气系统
在每个井口平台上, 仪表气/公用气系统的流程都是相同的。平台上的仪表气/公用气系统负责向本平台上的用户供应清洁的公用系统用压缩空气及干燥的气动仪表用压缩空气,下面就其工作原理作一介绍:
仪表气/公用气由两台并联(一用一备)的空气压缩机提供。空气经过滤网进入空气入口过滤器(WHPA~F-F-821A/B),然后进入空气压缩机(WHPA~F-C-821 A/B),经压缩机增加到1000 kPaA。由于空气被压缩后,其温度会急剧升高,因此必须使增压后的气体进入空气后冷器(WHPA~F-AC-821A/B)冷却,然后进入空气分离器(WHPA~F-F-822A/B)分出空气中的水分及固体颗粒等,然后进入公用气贮罐(WHPA~F-V-821)(其操作压力为900 kPaA,操作温度为45℃)。进入公用气贮罐的气被分为两路,一路在做进一步的处理后用作仪表气; 另一路则用作公用气。在通往公用气用户的管线上设有两个自力式调节阀,当贮罐内压力高于900 kPaA时,第一个阀门打开向公用系统供气,当压力低于900 kPaA时,自动关闭,公用系统则无气,以确保仪表用气。第二个阀门则使公用系统的压力不高于700 kPaA。仪表气用气需再作处理: 先经过滤器(WHPA~F-F-823A/B)过滤,然后进入空气干燥器(WHPA~F-X-821A/B)。干燥器的作用是除去空气中的水分, 共有两台。在操作过程中, 一台进行干燥操作,另一台则进行再生操作。干燥器内装有吸附填料,靠填料的吸水性将水分吸附在填料上,从而使经过填料层的空气中的水份基本上进入填料中,达到干燥空气的效果,这一过程称为干燥过程。湿的空气必须从干燥器下端进口进入,向上流,从上端出口而出,不能逆行操作,以防破坏填料使流体受阻,进而降低填料的吸附效率。
再生过程,吸满了水分的干燥器需要将吸附填料内的水分清除出去,以便重复使用吸附填料,这种清除水分的过程称为再生过程。具体过程是这样的: 从正在进行干燥操作的干燥器出口引出一小部分干燥的空气,从顶部进入需要再生的干燥器内(注意:必须从再生器的顶部进入,这样再生效果最佳),气体将填料层内的水份吸取出来,带到大气中。
再生用气体也能够用其它气体。但如果用其它气体,则就要增加一部分再生系统设施,因此,上述这种自己循环的再生系统是最优化的系统。
经干燥器出来的不含水分的空气进入过滤器(WHPA~F-F-824A/B),目的是除去其中可能夹带的固体颗粒(这些颗粒主要来源于吸附填料层的碎固体)。然后气体进入仪表空气贮罐(操作压力为900 kPaA,操作温度为45℃)。该罐的作用有两个: 一是稳定缓冲仪表空气,防止波动太大; 二是当整个空压机系统出现故障时,罐内的仪表气至少能支持整个平台系统继续运行10分钟,从而给起动另一套备用压缩机系统提供足够的时间。仪表空气贮罐出口设低压传感器和低低压传感器(PSL1821~6821和PSLL1821~6821),低压传感器的设定压力为650 kPaA,当供气压力低于此值时,自动报警; 当供气压力低于低低压传感器的设定压力600 kPaA时,平台全部系统关闭。经缓冲稳定的仪表空气送到各个仪表用户使用。
详情参见PFD: DWG-WHP-PR-0007;
P&ID: DWG-WHPB-PR-0821~0822
2.2 淡水/热水系统
在每个井口平台上, 淡水/热水系统的流程都是相同的。平台上淡水用户包括饮用水和生活用水及部分生产设备用水等。淡水/热水系统主要由淡水罐(WHPA~F-T-801A/B)、 淡水泵(WHPA~F-P-801A/B)、 热水罐(WHPA~F-V-801)等主要设备及其分配系统组成。
淡水由供应船定期从岸上输送, 由供应船上的泵输至淡水罐,每个淡水罐的容积为20 m3。两个罐各有一套仪表操作系统,这是为了清扫方便。因为水储存时间长了以后,罐底会沉降大量杂质及水垢,影响饮用水的卫生,因此必要时,要仔细认真地清扫一下淡水罐, 而且两个罐能够互相轮换着清扫而不会影响淡水的供应。淡水罐内的水温由电加热器(WHPA~F-EH-801A/B)维持,维持温度为5℃~10℃,罐上设有高低温开关以便控制水温。当水温低于5℃时,电加热器自动打开进行加热; 当水温高于10℃时,电加热器自动关闭。罐上还设有低液位报警,当罐内液位下降到400 mm时,自动关闭电加热器及淡水泵。
淡水泵为变频泵, 其单台排量为7.5 m3/h。能够将淡水从淡水罐输送到各个用户。
在热水罐内安装有一台60kW的内部电加热器(WHPA~F-EH-802), 用于把淡水加热到50~70℃之间。电加热器经过热水罐上的高、 低温开关自动控制, 当水温低于50℃时,自动打开电加热器,使水升温。当水温高于70℃时,则自动关闭电加热器。热水罐上还设有高高温报警装置( TSHH-1801~6801) ,设定温度80℃。如果水温高于80℃,则发出关断信号将电加热器关闭。
详情参见PFD: DWG-WHP-PR-0009;
P&ID: DWG-WHPB-PR-0801~0804
2.3 海水系统
在每个井口平台上, 海水系统的流程都是相同的。海水系统由海水提升泵(WHPA~F-P-811A/B)、 自动反冲洗过滤器(WHPA~F-F-811)、 电解铜铝装置(WHPA~F-X-811)等主要设备组成。
海水由海水提升泵提升到平台, 经过自动反冲洗过滤器过滤后供给各个用户。海水提升泵共有两台一用一备,泵的排出压力为700 kPaA( 在下甲板处) ,单泵额定排量为60 m3/h。
自动反冲洗过滤器具有在线冲洗的功能, 能够在工作的同时进行冲洗。因此不需要设置备用的过滤器。
电解铜铝装置经过用铜、 铝电极电解海水产生含有铜、 铝、 氯三种离子的电解液, 并经过管线将电解液送到海水提升泵吸入口,防止海生物滋生。
另外, 为了保证海水用户的最高使用压力, 在海水提升泵的出口安装有压力控制阀( PCV1811~6811) , 当海水提升泵的出口压力超过800 kPaA时, 压力控制阀打开, 把一部分海水直接排海。靠压力控制阀, 海水系统的压力可自动地保持在800 kPaA。经过海水过滤器过滤后, 进入海水主分配管路。
从海水过滤器(WHPA~F-F-811)出来的海水经过主分配管线分配到以下用户:生活污水处理系统、 公用软管站、 生活模块厕所、 平台修井、 海底管线置换。
详情参见PFD: DWG-WHP-PR-0010;
P&ID: DWG-WHPB-PR-0811~0812
2.4 生活污水处理系统
平台上设有生活住房、 厨房、 洗衣间、 淋浴间、 厕所和洗手间等生活设施。整个平台上定员30人, 生活污水量很大, 因此专门设置了一套生活污物处理系统。
生活排污来源由两部分组成: 灰水及黑水。
灰水: 主要来自生活区厕所小便池、 洗衣间、 肥皂水、 淋浴间排出水、 厨房排出污物水、 医务及化验间排污水等。这些污水汇集到一根灰水管内送至生活污物处理撬(WHPA~F-X-931)。
黑水: 主要来自生活区厕所大便池, 它们汇总到一根黑水管内流到生活污物处理撬。
各个平台上直升机甲板的雨水直接排入大海。
经生活污物处理撬(WHPA~F-X-1701)处理过的生活污物液体部分排海, 较重的部分打到污泥柜, 运往陆地处理。
详情参见PFD: DWG-WHP-PR-0012;
P&ID: DWG-WHPB-PR-0931~0932
2.5 柴油系统
在每个井口平台上, 柴油系统的流程都是相同的。柴油系统包括柴油罐( WHPA~F-T-601A/B) 、 柴油输送泵( WHPA~F-P-601) 、 压井泵A( WHPA~F-P-602) 、 压井泵B( WHPA~C-P-603) 等主要设备组成。
供应船供应柴油到平台柴油系统后,储存在柴油罐中。每个柴油罐容量为20 m3, 其上设有液位计、 溢流管、 高低液位报警等保护性仪表设施。供应船供应过程中,当产生高液位报警时,需关断供应船上的柴油泵,停止供油。罐上还设有低液位报警,当罐内液位下降到400 mm时,自动关闭电加热器及柴油输送泵。柴油罐内还设有电加热器维持温度为5℃~10℃, 防止柴油凝固而失去流动性。罐上设有高低温开关以便控制油温, 当油温低于5℃时,电加热器自动打开进行加热; 当油温高于10℃时,电加热器自动关闭。柴油输送泵为齿轮泵, 其排量为15m3/h
柴油主要有以下用途: 作为压井液供压井系统使用; 作为燃料供应急发电机、 吊机以及柴油驱动消防泵使用; 为公用软管站提供柴油; 作为化学药剂系统的稀释剂使用; 为修井系统提供柴