CN106753519A - 一种提高联合站原油脱水效率的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高联合站原油脱水效率的系统，其包括三相分离器，三相分离器连接净化油出口管线，净化油出口管线上沿着原油流动方向依次设有含水监测仪和电磁阀，含水监测仪和电磁阀连接一控制器；电磁阀通过管线分别连接净化油罐和沉降罐，沉降罐通过溢流管线连接净化油罐，净化油罐连接一外输泵，外输泵的输出端连接一外输流量计；含水监测仪监测三相分离器的含水原油出口的净化油含水率，并将监测到的净化油含水率传输给控制器，控制器判断后控制电磁阀在净化油罐和沉降罐之间切换导通。本发明通过在净化油出口管线上安装含水监测仪和电磁阀，连续采集净化油含水率，并进行限定时间的数据分析后对电磁阀进行控制，提高了原油脱水效率。

Description

一种提高联合站原油脱水效率的系统及方法

技术领域

本发明涉及油田油气集输技术领域，具体涉及一种提高联合站原油脱水效率的系统及方法。

背景技术

近年来，很多油田地面建设紧密结合油田地质条件、开发方式、采出物物性、地形条件等，贯彻执行“丛式井组单管不加热集油、油气混输、三相分离器密闭脱水”等核心工艺，体现“单、短、简、小、串”的技术特点，形成了适应超低渗油藏开发的地面建设新模式。

按照目前地面工艺流程，联合站主要承担原油加热、脱水、净化油外输、采出水处理及回注等任务。如图1所示，井组来油100或增压点来油200依次经过总机关300和收球装置400后进入加热炉500，由加热炉500加热后再进入三相分离器600密闭脱水，脱水时分离出的伴生气进入气液分离器700处理，脱水合格的净化油(含水率≤0.5％)自压进入净化油罐800，通过外输泵800进行外输。在原油脱水系统运行不正常时三相分离器600出口经常出现不合格净化油(含水率>0.5％)，需要通过人工倒流程，使不合格净化油进入站内沉降罐1100进行二次沉降脱水，直至合格后经外输泵1000外输，所述外输泵1000的输出端连接一外输流量计1100，对外输的流量进行实时监测。

为判断三相分离器出口净化油含水是否合格，目前由化验工每2小时在三相分离器600出口取样化验一次，每天需取样化验12次。一般联合站有2～4台三相分离器600同时运行，每天取样、化验、倒流程的工作量非常大。在2小时取样间隔时间内如果三相分离器600脱水不正常，将会有部分不合格净化油进入净化油罐800，造成净化油罐800内所有净化油含水超标，需要对罐内净化油全部进行二次脱水，这样倒罐、脱水工作量大幅增加，联合站运行成本也会随之增加。

发明内容

为了克服上述现有技术中三相分离器出口净化油人工取样间隔时间内因三相分离器脱水不正常导致部分不合格净化油进入净化油罐，造成净化油罐内所有净化油含水超标的问题，本发明的目的在于提出一种提高联合站原油脱水效率的脱水的系统以及方法。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种提高联合站原油脱水效率的脱水系统，包括沿着原油流动方向依次连接的来油点、总机关、收球装置、加热炉、三相分离器，三相分离器连接净化油出口管线，所述净化油出口管线上沿着原油流动方向依次设有一含水监测仪和一电磁阀，所述含水监测仪和电磁阀通过管线连接一控制器；所述电磁阀通过管线连接分别连接一净化油罐和一沉降罐，所述沉降罐通过溢流管线连接所述净化油罐，所述净化油罐连接一外输泵，所述外输泵的输出端连接一外输流量计；所述含水监测仪监测三相分离器的含水原油出口的净化油含水率，并将监测到的净化油含水率传输给控制器，所述控制器判断后控制电磁阀在净化油罐和沉降罐之间切换导通。

优选的，所述电磁阀为三位三通电磁阀。

优选的，所述电磁阀具有流入口、第一流出口、第二流出口，所述流入口通过净化油出口管线连接所述含水监测仪，所述第一流出口通过管线连接净化油罐，所述第二流出口通过管线连接沉降罐，所述沉降罐通过管线连接所述净化油罐。

优选的，所述三相分离器设有含水原油入口、污泥出口、气液出口、采出水出口，以及含水原油出口；所述含水原油入口连接含水原油管线的一端，所述含水原油管线的另一端连通所述加热炉；所述含水原油出口连接净化油出口管线的一端，所述净化油出口管线的另一端连接所述含水监测仪；所述污泥出口连接排污管；所述气液出口通过管道连接气液分离器，所述气液分离器(7)连通所述加热炉；所述采出水出口连接采出水管道。

一种提高联合站原油脱水效率的脱水方法，包括以下步骤，

步骤1：含水监测仪采集三相分离器含水原油出口的净化油含水率，并将采集到的含水率传输给控制器；

步骤2：控制器根据采集到的净化油含水率判断净化油是否合格，当合格时，所述控制器控制电磁阀与所述净化油罐导通，将净化油输送至净化油罐；当不合格时，所述控制器控制电磁阀与所述沉降罐导通，使不合格净化油进入沉降罐进行二次沉降脱水；直到合格后向外输送至净化油罐。

优选的，所述含水率每隔10s采集一次。

优选的，当含水率在预先设定的连续间内大于0.5％时，所述控制器判定净化油不合格；当含水率小于或者等于0.5％时，所述控制器判定净化油合格。

优选的，预先设定的连续时间为5分钟。

本发明的有益效果：本发明通过在三相分离器净化油出口管线上安装含水监测仪与电磁阀，24小时连续采集三相分离器出口净化油含水率数据，并进行限定时长内的数据分析后对电磁阀进行控制；代替了现有人工取样化验和人工倒流程，实现了对三相分离器出口净化油含水率的自动监测、含水超标报警、流程自动切换，使不合格净化油及时进入沉降罐进行二次沉降脱水，合格后外输；避免了在人工取样间隔时间(一般为2h)内因三相分离器脱水不正常，导致部分不合格净化油进入净化油罐，造成净化油罐内所有净化油含水超标的问题；不但提高了联合站原油脱水效率，也降低了岗位员工劳动强度和联合站运行成本，使联合站数字化管理水平进一步提高。

附图说明

图1为现有的联合站脱水系统示意图；

图2为本发明的联合站脱水系统示意图；

图3为本发明电磁阀第二流出口打开时的示意图；

图4为本发明电磁阀闭合时的示意图；

图5为本发明电磁阀第一流出口打开时的示意图；

图1中：100-井场来油；200-增压点来油；300-总机关；400-收球装置；500-加热炉；600-三相分离器；700-气液分离器；800-净化油罐；900-沉降罐；1000-外输泵；1100-外输流量计；

图2～5中：1-井场来油；2-增压点来油；3-总机关；4-收球装置；5-加热炉；6-三相分离器；7-气液分离器；8-污泥出口；9-采出水出口；10-净化油罐；11-沉降罐；12-溢流管线；13-外输泵；14-外输流量计；15-含水监测仪；16-电磁阀；17-净化油出口管线；18-流入口；19-第一流出口；20-第二流出口；21-含水原油入口；22-污泥出口8；23-气液出口；24-含水原油出口；25-含水原油管线；26-排污管；27-左线圈；28-右线圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1

如图2所示，本发明实施例提供的一种提高联合站原油脱水效率的系统，括沿着原油流动方向依次连接的来油点、总机关3、收球装置4、加热炉5、三相分离器6，三相分离器6连接净化油出口管线17，所述净化油出口管线17上沿着原油流动方向依次设有一含水监测仪15和一电磁阀16，所述含水监测仪15和电磁阀16通过导线连接一控制器；所述电磁阀16通过导线连接分别连接一净化油罐10和一沉降罐11，所述沉降罐11通过溢流管线12连接所述净化油罐10，所述净化油罐10连接一外输泵13，所述外输泵13的输出端连接一外输流量计14；所述含水监测仪15监测三相分离器6的含水原油出口的净化油含水率，并将监测到的净化油含水率传输给控制器，所述控制器判断后控制电磁阀16在净化油罐10和沉降罐11之间切换导通。

其中来油点分为井场来油点1和增压点来油点2。

其中，所述含水监测仪15选用兰州科庆仪器仪表有限责任公司生产的KQSY-FDH型原油低含水监测仪，该含水率监测仪是依据低能χ光子在与被测介质相互作用时的吸收原理设计的同位素测量仪表，适用于低含水原油的含水率精确测量，或双组份流体的组分在线测量。具有精度高、线性好、长期运行稳定等优点。含水率测量范围0～5％，含水率误差≤±0.05％，适应管线通径50～300mm，额定压力1.6MPa或2.5MPa。

安装时，首先停运三相分离器6，用清水替换三相分离器6出口至沉降罐11、净化油罐10的管线内原油，然后关闭三相分离器6出口阀门和沉降罐11、净化油罐10进油阀门等，放空泄压，按动火作业要求卡开与动火管线相连的阀门法兰并隔离，然后在预定位置安装含水监测仪15。在含水监测仪15后端安装电磁阀16，两者距离至少30m以上，以保证设备之间安全。整体调试完毕后开启各相应阀门，开始启用三相分离器6，当三相分离器6的含水原油出口的净化油含水率经过含水率监测仪15时，含水率监测仪15可对净化油进行含水测量并上传至控制器，控制器实时数据分析判定后控制电磁阀16动作，进行流程转换。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2至4所示，所述电磁阀16为三位三通电磁阀4，采用三位三通电磁阀线路控制更方便。

如图3至5所示，所述电磁阀16具有流入口18、第一流出口19、第二流出口20，所述流入口18通过净化油出口管线17连接所述含水监测仪15，所述第一流出口19通过管线连接净化油罐10，所述第二流出口20通过管线连接沉降罐11。

如图3所示，所述电磁阀16的左线圈27通电，第二流出口20打开；如图5所示，所述电磁阀16的右线圈28通电，第一流出口19打开。当所述电磁阀16的左线圈27和右线圈28断电时，流入口18处于封闭状态。

实施例3

在实施例1的基础上，如图2所示，所述三相分离器6设有含水原油入口21、污泥出口8、气液出口23、采出水出口9，以及含水原油出口24；所述含水原油入口21连接含水原油管线25的一端，所述含水原油管线25的另一端连通所述加热炉5。所述含水原油出口24连接净化油出口管线17的一端，所述净化油出口管线17的另一端连接所述含水监测仪15。所述污泥出口8连接排污管26，所述排污管将三相分离器6分离的污物排出。所述气液出口23通过管道连接气液分离器7，所述气液分离器7连通所述加热炉5，分离出的伴生气进入气液分离器7处理，给加热炉5和生活点供气。所述采出水出口9连接采出水管道27，通过采出水管道27进入采出水处理系统，处理合格后回注。

实施例4

在实施例1的基础上，所述控制器还连接报警器，当控制器判断含水率连续超标时开始报警，岗位员工可远程手动或系统自动控制电磁阀16进行流程转换。

实施例5

本实施例提供了一种提高联合站原油脱水效率的方法，包括以下步骤：

步骤1：含水监测仪15采集三相分离器6含水原油出口的净化油含水率，并将采集到的含水率传输给控制器；

其中，含水率每隔所述含水率每隔1S-10s采集一次，优选10s。

步骤2：控制器根据采集到的净化油含水率判断净化油是否合格，当合格时，所述控制器控制电磁阀16与所述净化油罐10导通，将净化油输送至净化油罐10；当不合格时，所述控制器控制电磁阀16与所述沉降罐11导通，使不合格净化油进入沉降罐11进行二次沉降脱水；直到合格后向外输送至净化油罐10。

其中，当含水率在预先设定的连续间内大于0.5％时，所述控制器判定净化油不合格。当采集结果中的含水率小于或者等于0.5％时，所述控制器判定净化油合格。

其中，预先设定的连续时间为5分钟，当然也可以根据需要设定为其他时间。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种提高联合站原油脱水效率的系统，包括沿着原油流动方向依次连接的来油点、总机关(3)、收球装置(4)、加热炉(5)、三相分离器(6)；所述三相分离器(6)连接一净化油出口管线(17)，其特征在于：所述净化油出口管线(17)上沿着原油流动方向依次设有一含水监测仪(15)和一电磁阀(16)，所述含水监测仪(15)和电磁阀(16)通过导线连接一控制器；所述电磁阀(16)通过管线分别连接一净化油罐(10)和一沉降罐(11)，所述沉降罐(11)通过一溢流管线(12)连接所述净化油罐(10)，所述净化油罐(10)连接一外输泵(13)，所述外输泵(13)的输出端连接一外输流量计(14)；所述含水监测仪(15)监测三相分离器(6)的含水原油出口的净化油含水率，并将监测到的净化油含水率传输给控制器，所述控制器判断后控制电磁阀(16)在净化油罐(10)和沉降罐(11)之间切换导通。

2.根据权利要求1所述的提高联合站原油脱水效率的系统，其特征在于：所述电磁阀为三位三通电磁阀。

3.根据权利要求2所述的提高联合站原油脱水效率的系统，其特征在于：所述电磁阀(6)具有流入口(18)、第一流出口(19)、第二流出口(20)；所述流入口(18)通过净化油出口管线(17)连接所述含水监测仪(15)，所述第一流出口(19)通过管线连接净化油罐(10)，所述第二流出口(20)通过管线连接沉降罐(11)，所述沉降罐(11)通过管线连接所述净化油罐(10)。

4.根据权利要求1所述的提高联合站原油脱水效率的系统，其特征在于：所述三相分离器(6)设有含水原油入口(21)、污泥出口(8)、气液出口(23)、采出水出口(9)，以及含水原油出口(24)；所述含水原油入口(21)连接含水原油管线(25)的一端，所述含水原油管线(25)的另一端连通所述加热炉(5)；所述含水原油出口(24)连接净化油出口管线(17)的一端，所述净化油出口管线(17)的另一端连接所述含水监测仪(15)；所述污泥出口(8)连接排污管(26)；所述气液出口(23)通过管道连接气液分离器(7)，所述气液分离器(7)连通所述加热炉(5)；所述采出水出口(9)连接采出水管道(27)。

5.一种基于权利要求1的提高联合站原油脱水效率的方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：含水监测仪(15)采集三相分离器(6)含水原油出口的净化油含水率，并将采集到的含水率传输给控制器；

步骤2：控制器根据采集到的净化油含水率判断净化油是否合格，当合格时，所述控制器控制电磁阀(16)与所述净化油罐(10)导通，将净化油输送至净化油罐(10)；当不合格时，所述控制器控制电磁阀(16)与所述沉降罐(11)导通，使不合格净化油进入沉降罐(11)进行二次沉降脱水；直到合格后向外输送至净化油罐(10)。

6.根据权利要求5所述的提高联合站原油脱水效率的系统，其特征在于：所述含水率每隔1S-10s采集一次。

7.根据权利要求5所述的提高联合站原油脱水效率的系统，其特征在于：当含水率在预先设定的连续间内大于0.5％时，所述控制器判定净化油不合格；当含水率小于或者等于0.5％时，所述控制器判定净化油合格。

8.根据权利要求5所述的提高联合站原油脱水效率的系统，其特征在于：预先设定的连续时间为5分钟。