管道安装技术及油田工艺讲义.doc

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工 艺、 集 输 及 长 距 离 输 送

管 道 工 程

目 录
第一章 油田工艺设备安装工程简述
第一节 油田油气集输
第二节 稠油集输
第三节 气田集输
第四节 含油污水处理
第五节 油田注水、 注汽
第二章 工艺管道工程
第一节 管道工程基本知识
第二节 工艺管道工程施工图预算的编制
第三节 实例
第三章 油气集输管道安装
第一节 油气集输管道概述
第二节 管道施工
第三节 预算编制的基本内容
第四节 管道的阴极保护
第五节 管道穿跨越工程
第六节 工程量计算规则
第七节 实例
第四章 长距离输送管道
第一节 长距离输送管道的界定和施工程序
第二节 工程量计算规则
第三节 实例

第一章 油田工艺设备安装工程简述
第一节 油 田 油 气 集 输
油气集输工艺是将分散的油井产物经过单井的油、 气、 水的产量计量, 收集处理成质量合格的原油、 天然气、 石油液化气、 轻烃等产品, 并经过储存、 计量后输送到用户的全过程。采用合理的油气集输工艺流程, 对于油田建设的总体布局, 对于油田的可靠生产、 工艺水平及生产经济效益起着关键的作用。
油气集输流程: (加热降凝、 加降凝剂)
油井
联合站
接转站
首站
计量站
外输
一、 油井: 1、 采油树直接进计量站。
2、 井口加4m2水套加热炉。(DN80)
加热炉

井口 计量站

二、 计量站: 主要由总机关、 双循环水套加热炉、 计量分离器等组成。作用是油井产物的收集, 汇总加热后输送到接转站或联合站。同时单井的产物加热后进入计量分离器进行单井油气产量的计量, 计量完成后混合汇入总汇管, 加热后外输。
加热炉
总机关
井口来油――总机关―― 外输 外输 外输
计量分离器

单井

见附图:
三、 接转站: 主要由油气分离器、 储油罐、 泵房、 加热炉组成。油、 气、 水混合物进入接转站的分离器进行油气分离, 分离出的油水混合物经泵房提升进入加热炉升温输送至联合站。分离出的天然气(伴生气), 部分用作加热炉燃料, 多余部分外输。
油气分离器
泵房
储油罐
计量站来油

加热炉
天然气
外输
―――――――――――――

四、 联合站: 主要由卧式分离器(缓冲)、 三相油气水分离器、 缓冲罐(储油罐)、 泵房、 加热炉。
联合站的主要流程分油、 气、 水三部分。
油的流程: 计量站或接转站来油汇总进卧式缓冲罐, 气液一次分离, 液进入三相分离器进行油、 气、 水的分离, 其中油进入储油罐(水沉降), 经泵房提升送入加热炉, 外输。
气的流程: 由卧式分离器及三相分离器分离出来的天然气, 经过处理(分离、 干燥), 除做为加热炉的燃料以外, 其它部分外输。
水的流程: 三相分离器分离出来的含油污水, 及储油罐内沉降的污水汇总外输至污水处理站。
另外还有加药系统、 伴热系统、 消防系统、 给排水系统等。
气处理
来油总机关
卧式分离器
三相分离器
储油罐
泵房
加热炉

污水处理站

外输

外输

联合站平面布置图

815KW×4

水套加热炉
泵房
m3×2
储油罐
4×104m3/d
天然气干燥器
Φ2200×8204×2
卧式分离器
Φ3000×17208×4
三相分离器
污水处理站 天然气外输

污水

来油

外输

放空

天然气

第 二 节 稠 油 集 输

稠油集输: 稠油降粘主要有二种方法: 掺稀油降粘和掺热水降粘。
一、 稀油降粘集输: 稀原油先进稠油集中处理站计量后, 进入稀油储罐, 再到掺油泵加压, 在掺油泵入口处, 掺油破乳剂与稀油混合加压、 加热后, 按需要分配至计量站或接转站, 在站内加热, 根据单井需要量掺入井下与稠油混合。
掺油流程主要集中在集中处理站, 在站内完成接收油、 储存、 加药、 加压、 计量分配任务。
集输部分: 单井产液由井口混合至计量站升温计量, 并与其它井产液混合输至计量接转站(或直接进集中处理站)的分离缓冲罐, 再经加压、 计量、 加热、 输至集中处理站。
集中处理站可同时接收计量站和接转站的原油, 并可同时进入三相分离器进行油、 气、 水分离。含水20％左右的混合液经加热进入一次沉降罐脱水, 再经加压、 加热后进入电脱水器脱水; 净化油进储油罐, 经加压、 计量、 加热后外输。

计量站总机关
稀油储罐(缓冲)

来稀油
加药
计量分离器
掺油泵

分离缓冲罐
采油树

稀油加热炉

外输泵

稀油分配阀组

外输加热炉

外输

另外, 分离缓冲罐分离出来的天然气外输。

二、 污水回掺降粘集输:
污水回收加热后分配到各个掺水计量站。
掺水计量站主要包括掺水总机关、 混合液总机关、 2×250KW水套炉、 计量系统等。作用是将分配到掺水计量站的污水经过掺水总机关分配到各个掺水井口, 井口混合液返回掺水计量站的油总机关, 水套炉加热后外输进联合站脱水。
掺水总机关
采油树
加热炉

来污水
单井混合液

流量计
加热炉
油总机关
外输

混合液总汇管

另外还有热水、 蒸汽伴热降粘等。
三、 混合液进联合站脱水:
在联合站内对混合液的脱水大致分二个步骤, 分离器脱水和电脱水。
脱水系统采用两段密闭脱水工艺。一段沉降脱水, 设两台Φ4000×10000mm立式沉降脱水器, 脱水器内设加热盘管。站外来油加药后直接进一段沉降脱水器; 沉降脱水后的乳状液经换热器升温, 进入两台Φ3000×9600mm电脱水器, 从电脱水器中脱出的污水可回掺进一段沉降脱水器, 即可回收余热, 也可促使原油水洗破乳, 电脱水后的原油进一台Φ3000×14600mm缓冲罐, 净化油经外输泵提升后直接进输油管线; 一段沉降脱出的气和缓冲罐分出的气可同时进一台Φ800×2500mm除油器, 除掉气中液滴后进燃料系统。
伴生气外输
分离器
一次沉降罐
泵房

混合液
加药
污水处理站
电脱水器
换热器

加热炉
缓冲罐
外输

第三节 气 田 集 输
集气集输: 由于气体压力较高, 而且气体中饱和着水汽和机械杂质, 不宜直接输送到用户。随着天然气的节流调压, 气流压力和温度会降低, 会出现游离水, 形成水化物, 造成冰堵。因此采用加热的方法提高天然气的温度。
集气站流程分常温流程和低温分离两种。
一、 管网流程主要有以下三种: 枝状、 放射状、 环状。
枝状集气流程的管网呈树枝状, 经气田主要产气区的中心建一条贯穿气田的集气干线, 将位于干线两侧的各井的气集入干线, 并输至集气站。该流程适用于条状狭长气田, 又称线形集输。

。 。 。 。

。 。 。井口
线形集输管网

放射状集气流程用于若干口气井相对集中的一些井组的集气, 每组井中选一口设置集气站, 其余各单井到集气站的采气管网成放射状, 故称多井集气流程。

。 。
集气站
井口

。 外输

。 放射状集输管网

环形集气管网流程是将气干线布置成环状, 沿干线设置各单井或集气站进气点。环口处设置集气总站, 将天然气送往处理厂或输气干线。

井口

输出

环状集输管网
另外还有成组形集输管网。
二、 单井集气井场流程:
单井产出的高压气进45KW水套炉升温后, 经节流减压调节阀将压, 进Φ800、 H＝4500(2台)、 PN1.6油气分离器进行一级分离; 其中分离出来的油进Φ800、 H＝4500、 PN0.6的油气分离器进行二级分离, 分离出来的油进轻质油罐, 准备外运。
气的流程分二部分: 经一级分离出来的气进2×104m3/日、 PN1.6天然气冷却脱水器。经冷却、 脱水、 分离后, 气外输。经二级分离出来的气进天然气分水器, 分离出来的气除作为加热炉的燃料以外, 其余放空。

水套炉
。 天然气
放空

天然气分水器
油气分离器(二级)
油气分离器(一级)
油 气

轻油罐

气
轻质油
天然气脱水器

天然气外输

单井集气流程

旋风分离器
脱水器
旋风分离器
天然气脱水器是由旋风分离器和脱水器组成。

气 外输

轻质油罐

三、 集气站流程:
集气站分常温和低温, 下面按常温集气站流程举例。
常温集气站大致都要经过二级分离、 二级节流、 一级加热。从气井来的天然气首先经过一级节流, 将气流压力调到规定的压力值, 进入一级分离器, 将气体中的游离水和轻质油分离掉, 气体流经换热器, 使其温度提高到预定的温度后, 再进行二级节流, 将气流压力调整到规定的压力值。然后再进入二级分离器, 将天然气中含的凝析液和杂质分离掉。最后, 气体经过计量集中到汇管, 再输往输气管线。

分离器
换热器
分离器
气节流 气节流

计量
汇管

外排或
油罐

第四节 含 油 污 水 处 理
当前各油田普遍采用三级处理工艺。即一段自然沉降除油; 二段混凝沉降除油, 除悬浮物; 三段石英砂过滤。
常规处理流程有两种: 一种是重力式, 另一种是压力式。
一、 重力式处理流程: 脱水转油站来的含油污水首先进入自然沉降罐除油, 然后进入混凝沉降罐除去乳化由和悬浮物, 再经过滤罐除去残余的悬浮固体和残余的油, 出水进入达标水缓冲罐, 经提升泵输往注水站。
该流程的特点是含油污水依靠重力差流动, 站内工艺设备起尾高差8～10m, 整个沉降、 过滤过程为自流。该流程运行平稳、 操作简单、 处理后的水质达到高渗透层注水指标。
加药
单项滤罐
混凝沉降罐
自然沉降罐
含油污水

去排泥池

注水站
加压泵
缓冲罐

杀菌剂
二、 压力式处理流程: 将脱水转油站的含油污水用提升泵增压, 经沉降除油, 过滤的工艺过程。
粗粒化、 斜板除油、 过滤工艺: 该流程为原水进缓冲罐后, 经提升泵增压进入粗粒化罐除油, 再进入斜板沉降罐除乳化油和杂质, 然后进入压力过滤罐除去悬浮使水质达标。主要设备: 缓冲罐200m3二座, 压力粗粒化除油罐Φ3.0×11m二座, 压力斜板沉降罐Φ3.0×11m二座, 压力过滤罐Φ3.0六座。
混凝剂 絮凝剂
防垢剂
斜板沉降罐
粗粒化除油罐
泵
缓冲罐
原水

压力过滤罐
注水站
腐蚀剂 杀菌剂

三 气浮装置

压力式含油污水处理站流程

污油池
污油泵房
污油回收
污泥干化场

事故罐
Φ18.99H6.6

加药泵房

注水站
压力滤罐6台
Φ3.6H 5m
污泥浓缩罐2台
Φ5.33 H6.6
接收罐2台
Φ8.97 H8.675
粗粒化罐1台
Φ3.6 H4.904
回收水罐2台
Φ7.742 H7.105

压力斜板沉降罐4台
Φ3.4 H13.5m

泵房

加药
含油污水

第五节 油 田 注 水、 注汽
一、 油田注水: 是保持油田高产、 稳产的主要措施。中国注水工程在油田开发中占有重要的地位, 随着油田开发建设的不断发展, 注水量将日益扩大。
注水工艺流程根据油田开发对注水压力、 水量的要求, 分好多种。主要有: 单管多井配水流程; 单管单井配水流程(单井注水); 双管多井配水流程等(对注水压力要求不同)。
当前注水流程应用比较广泛的是单管多井配水流程: 该流程由注水站将水经单管水干线输送到多井配水间。经过配水间控制、 计量后进注水井。一般注水站和配水间单独建立, 也可与油气计量站合一, 便于管理
大致流程是: 水源 注水站 配水间 注水井口
水源大致有三种: 地下水、 地面水、 油层产出水。油田建设前期一般用地下水或地面水; 中后期一般用油层产出水。
油层产出水来自污水处理站; 而地下水或地面水则要经过除铁、 精滤等过程方可使

其中注水站流程:

流量计
注水泵
水罐
流量计
水源 外输

配水间流程:

单井流量计
配水总机关
注水干线 注水井口

二、 热采型稠油油田注汽流程:
来水进高压注汽站, 经过过滤、 除铁、 软化、 除氧、 进高压蒸汽锅炉, 生产出的高压蒸汽进高压汽水分离器, 分离出来的高压蒸汽经过注汽管线输送到各个注汽井口。为了充分利用热源, 还设置了低压汽水分离器。部分高压注汽经节流减压进入低压分离器进行汽水分离, 被分离的低压蒸汽用于热力除氧, 低压炉水回收或排放。

当前采用的是热力除氧, 再加入少量的除氧剂就可达到要求。其高温高压注汽流程如下:

水泵
电磁除铁器
筛管过滤器
来水

一级钠离子交换器

混合器
高 压
注 汽
锅 炉
水泵、 锅炉给水泵
除氧器
换热器
二级钠离子交换器

注汽井口 注汽干线