CN109027680B - 一种油气分离混输增压橇及其工艺 - Google Patents

Abstract

一种油气分离混输增压橇及其工艺，包括有过滤器、加热炉、缓冲分离罐、气液分离器、输油泵一、输油泵二、压缩机及阀门，上述部件设在橇座上；来油经过滤器过滤进入加热炉加热后进入缓冲分离罐；缓冲分离罐会分离出原油中的伴生气，分离后的原油经输油泵增压外输;分离出的伴生气经气液分离器二次过滤分离后经压缩机增压后与原油同时外输；本发明能保证泵输送的是纯液相，克服了油气混输导致泵故障率高寿命短的问题，能消除因油气直接经泵混输造成的震动及发热等恶劣影响，延长泵的使用周期、降低维护成本。分离出的伴生气经压缩机外输，对原油中的伴生气全部回收利用，提高资源利用率，保护环境。该工艺可有效提高设备运行效率。

Description

一种油气分离混输增压橇及其工艺

技术领域

本发明属于油气田油气输送技术领域，具体涉及一种油气分离混输增压橇及其工艺。

背景技术

原油中含有伴生气，按照现有工艺，增压点只对原油进行增温、增压并外输，不对油气进行处理。现有的站点油气混输工艺主要有以下两种：第一种油气少部分分离工艺，即来油根据现场工艺经分离缓冲罐分离出部分伴生气，供加热炉使用后与其余来油直接经混输泵外输。这种工艺下，来油介质成分极不稳定，如含有大股段塞流、或者油气含量比时高时低，高的时候会大于混输泵对介质油气含量比的要求，进而造成泵在极不稳定和恶劣的工况下工作，导致管道遭遇冲击振动。泵发热易出故障，使泵的使用寿命减短、维护成本提高及混输系统的工作效率降低。第二种油气大部分分离工艺，即对全部来油经分离缓冲罐进行油气分离，这样，来油中的大部分伴生气会分离出来，其中一部分供加热炉使用。混输泵外输的原油是缓冲罐内经分离后的稳定介质，不含有大股段塞流，油气含量比稳定而且较低，这样泵的工况良好，系统运行稳定，效率较高。但问题是分离出的伴生气加热炉只能使用一少部分，其余伴生气则无法处理，另外铺设输气管道又不经济，所以采用现场放空或火炬燃烧的方式处理，造成环境污染和资源浪费。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种油气分离混输增压橇及其方法，能有效地解决分离出的伴生气的回收、输送和利用问题，同时改善混输泵工况，延长设备使用寿命，提高设备运行效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种油气分离混输增压橇，包括橇座，橇座上设有缓冲分离罐和加热炉；缓冲分离罐的出口f分别与阀门一、阀门二相连，阀门一通过输油泵一依次连接止回阀一、阀门三；阀门二通过输油泵二依次连接止回阀二、阀门四；缓冲分离罐与气液分离器连通；气液分离器通过管道分别与阀门五、阀门六、阀门九相连；阀门五与安全阀通过管道相连；安全阀通过管道与排泄口g相连；阀门六与压缩机连通；压缩机与止回阀三相连；止回阀三与阀门七相连；阀门三、阀门四、阀门七的输出端汇集后通过管道与阀门八相连，阀门八与外输口b相连；阀门九与燃烧器的供气管道相连；加热炉的盘管的入口c与阀门十相连；阀门十的输入口与阀门十一的输出口相连；阀门十一的输入口一侧依次连接有过滤器、阀门十二、阀门十三，阀门十三与入口a相连；阀门十一的输出口还连接有阀门十四；阀门十四通过管道与阀门十五、阀门十六相连；阀门十五与缓冲分离罐的入口e相连通；阀门十六与加热炉的出口d相连通。

所述的阀门十二的输入口端、阀门十一的输出口端之间通过管道连有阀门十七。

利用油气分离混输增压橇进行原油加热缓冲分离增压混输的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，关闭阀门十七、阀门十四，其余阀门均打开，来油经入口a进入阀门十三，经阀门十二、过滤器、阀门十一、阀门十经入口c进入加热炉，经加热炉加热后从出口d流出，经阀门十六、阀门十五经入口e进入缓冲分离罐，在缓冲分离罐内进行油气缓冲分离；

步骤2，经过缓冲分离罐分离出的原油自出口f流出，流经阀门一、输油泵一、止回阀一、阀门三增压，流经阀门八后从外输口流出；或者分离出的原油自出口f流出，依次流经阀门二、输油泵二、止回阀二、阀门四、阀门八，被输油泵二增压，之后从外输口b流出；

步骤3，缓冲分离罐分离出的伴生气经气液分离器二次分离过滤，过滤后的一部分伴生气经阀门六、压缩机、止回阀三、阀门七、阀门八，被压缩机增压，之后从外输口b流出；另一部分伴生气经阀门九流入燃烧器的供气管道，供气管道上设有燃气控制阀，给加热炉提供燃料用气。

利用油气分离混输增压橇进行原油缓冲分离增压混输的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，阀门十七、阀门十、阀门十六关闭，其余阀门均打开，来油经入口a依次流经阀门十三、阀门十二、过滤器、阀门十一、阀门十四、阀门十五，入口e进入缓冲分离罐进行油气缓冲分离；

步骤2，缓冲分离罐分离出的原油自出口f流出，依次流经阀门一、输油泵一、止回阀一、阀门三、阀门八，被输油泵一增压，之后从外输口b流出；或者分离出的原油经出口f流出，依次流经阀门二、输油泵二、止回阀二、阀门四、阀门八，被输油泵二增压，之后从外输口b流出；

步骤3，分离出的伴生气经气液分离器二次分离过滤后，依次流经阀门六、压缩机、止回阀三、阀门七、阀门八，经压缩机增压，之后从外输口b流出；缓冲分离罐分离出的伴生气经气液分离器二次分离过滤后，一部分供加热炉燃烧使用，另一部分经压缩机增压后与原油混合一起外输。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明来油经入口a进入混输增压橇，经管道与阀门十三、阀门十二、过滤器、阀门十一连接，过滤器3设置有旁通管道，旁通管道上安装有阀门十七；来油经管道走两路，一路是经阀门十进入加热炉原油加热炉盘管入口c，然后从加热炉原油加热盘管出口d流出与阀门十六连接再经管道及阀门十五进入缓冲分离罐入口e，在缓冲分离罐内部进行原油缓冲分离；另一路是经阀门十四、阀门十五进入缓冲分离罐入口e，在缓冲分离罐内部进行原油缓冲分离。经缓冲分离罐分离后的原油从出口f流出经管道分别走两路，一路是经阀门一、输油泵一、止回阀一、阀门三然后经管道与阀门八连接至外输口b；另一路是经阀门二、输油泵二、止回阀二、阀门四然后经管道与阀门八连接至外输口b。

本发明由于在缓冲分离罐顶部设置有气液分离器，经缓冲罐分离出的伴生气进入气液分离器进行二次过滤分离，然后经管道走两路，一路是经阀门六、压缩机、止回阀三、阀门七与混输增压橇外输管道连接经阀门八连接至外输口b，另一路是经阀门九与加热炉燃气管道连接，给加热炉提供燃烧用气。

本发明由于在气液分离器顶部安装有阀门十二、安全阀，安全阀泄放经管道从排泄口g排出。

油气分离混输增压橇主要有两种工艺流程，一是原油加热缓冲分离增压混输流程，一是原油缓冲分离增压混输流程。增压混输是两台输油泵工作状态为一用一备，正常工作启动一台输油泵，另一台输油泵备用，或者间隔一定时间启动另一台泵，两台泵轮流切换工作，当其中一台泵故障时启动另一台输油泵，需及时更换故障泵，换泵或检修泵时关闭泵入口和出口的阀门。过滤器3需定期清理，清理时来油走旁通管道，清理完毕及时恢复过滤管道。

本发明采用原油伴生气大部分分离的工艺，使得经输油泵增压的输送的介质主要为液相原油，成分稳定，油气含量极低。压缩机增压伴生气实现油气混输，消除了因油气直接经泵混输造成的震动及发热等恶劣影响，延长泵的使用周期、降低维护成本。混输效果好，该工艺提高系统运行效率，对原油中的伴生气全部回收利用，提高资源利用率。

本发明的装置可全部设在一个橇座上，使运输、安装、维修简单方便。并且橇装化可以工厂预制，投便捷。该设备可在管道上加装压力和温度传感器，将阀门改用电动控制阀，可对混输泵电机进行变频控制。控制装置核心可以是RTU、PLC、单片机，实现混输工艺流程及装置的自动及远程监控。

本发明是为有效解决油气混输及伴生气的回收利用问题而设计，来油经过滤器过滤进入加热炉加热后进入缓冲分离罐；缓冲分离罐会分离出原油中的伴生气，分离后的原油经输油泵增压外输; 分离出的伴生气经气液分离器二次过滤分离后经压缩机增压后与原油同时外输。本发明能保证泵输送的是纯液相，克服了油气混输导致泵故障率高寿命短的问题，能消除因油气直接经泵混输造成的震动及发热等恶劣影响，延长泵的使用周期、降低维护成本。分离出的伴生气经压缩机外输，对原油中的伴生气全部回收利用，提高资源利用率，保护环境。该工艺可有效提高设备运行效率。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1，一种油气分离混输增压橇，包括橇座29，橇座29上设有缓冲分离罐11和加热炉7；缓冲分离罐11的出口f36分别与阀门一12、阀门二16相连，阀门一12通过输油泵一13依次连接止回阀一14、阀门三15；阀门二16通过输油泵二17依次连接止回阀二18、阀门四19；缓冲分离罐11与气液分离器21连通；气液分离器21通过管道分别与阀门五22、阀门六24、阀门九28相连；阀门五22与安全阀23通过管道相连；安全阀23通过管道与排泄口g37相连；阀门六24与压缩机25连通；压缩机25与止回阀三26相连；止回阀三26与阀门七27相连；阀门三15、阀门四19、阀门七27的输出端汇集后通过管道与阀门八20相连，阀门八20与外输口b32相连；阀门九28与燃烧器的供气管道相连；加热炉7的盘管的入口c33与阀门十6相连；阀门十6的输入口与阀门十一5的输出口相连；阀门十一5的输入口一侧依次连接有过滤器3、阀门十二2、阀门十三1，阀门十三1与入口a31相连；阀门十一5的输出口还连接有阀门十四9；阀门十四9通过管道与阀门十五10、阀门十六8相连；阀门十五10与缓冲分离罐11的入口e35相连通；阀门十六8与加热炉7的出口d34相连通。

所述的阀门十二2的输入口端、阀门十一5的输出口端之间通过管道连有阀门十七4。

油气分离混输增压橇，主要由过滤器3、加热炉7、缓冲分离罐11、气液分离器21、输油泵一13、输油泵二17、压缩机25、及管道阀门等组成，上述所有装置均安装在橇座29上。

本发明的工作原理是：

来油经入口a31进入混输增压橇，经管道与阀门十三1、阀门十二2、过滤器3、阀门十一5连接，过滤器3设置有旁通管道，旁通管道上安装有阀门十七4。来油经管道走两路，一路是经阀门十6进入加热炉原油加热炉盘管入口c33，然后从加热炉原油加热盘管出口d34流出与阀门十六8连接再经管道及阀门十五10进入缓冲分离罐入口e35，在缓冲分离罐11内部进行原油缓冲分离；另一路是经阀门十四9、阀门十五10进入缓冲分离罐的入口e35，在缓冲分离罐11内部进行原油缓冲分离。经缓冲分离罐分离后的原油从出口f36流出经管道分别走两路，一路是经阀门一12、输油泵一13、止回阀一14、阀门三15然后经管道与阀门八20连接至外输口b32；另一路是经阀门二16、输油泵二17、止回阀二18、阀门四19然后经管道与阀门八20连接至外输口b32。

缓冲分离罐11顶部设置有气液分离器21，经缓冲罐11分离出的伴生气进入气液分离器21进行二次过滤分离，然后经管道走两路，一路是经阀门六24、压缩机25、止回阀三26、阀门七27与混输增压橇外输管道连接经阀门八20连接至外输口b32，另一路是经阀门九28与加热炉燃气管道连接，给加热炉提供燃烧用气。

气液分离器顶部安装有阀门五22、安全阀23，安全阀23泄放经管道从排泄口g37排出。

实施例：

油气分离混输增压橇主要有两种工艺流程，一是原油加热缓冲分离增压混输流程，一是原油缓冲分离增压混输流程。增压混输是两台输油泵工作状态为一用一备，正常工作启动一台输油泵，另一台输油泵备用，或者间隔一定时间启动另一台泵，两台泵轮流切换工作，当其中一台泵故障时启动另一台输油泵，需及时更换故障泵，换泵或检修泵时关闭泵入口和出口的阀门。过滤器3需定期清理，清理时来油走旁通管道，清理完毕及时恢复过滤管道。

原油加热缓冲分离增压混输流程：阀门十七4、阀门十四9关闭，其余阀门均打开，来油经a口进入经阀门十三1、阀门十二2、过滤器3、阀门十一5、阀门十6经c口进入加热炉7加热后从d口流出，经阀门十六8、阀门十五10经入口e35进入缓冲分离罐11进行油气缓冲分离，分离出的原油经出口f36流出经阀门一12、输油泵一13、止回阀一14、阀门三15增压后经阀门八20从外输口b32流出，或者分离出的原油经出口f36流出经阀门二16、输油泵二17、止回阀二18、阀门四19增压后经阀门八20从外输口b32流出。分离出的伴生气经气液分离器21二次分离过滤后一部分经阀门六24、压缩机25、止回阀三26、阀门七27增压后经阀门八20从外输口b32流出，另一部分经阀门九28与燃烧器供气管道连接，给加热炉提供燃料用气。

原油缓冲分离增压混输流程：阀门十七4、阀门十6、阀门十六8关闭，其余阀门均打开，来油经a口进入经阀门十三1、阀门十二2、过滤器3、阀门十一5、阀门十四9、阀门十五10经入口e35进入缓冲分离罐11进行油气缓冲分离，分离出的原油经出口f36流出经阀门一12、输油泵一13、止回阀一14、阀门三15增压后经阀门八20从外输口b32流出，或者分离出的原油经出口f36流出经阀门二16、输油泵二17、止回阀二18、阀门四19增压后经阀门八20从外输口b32流出。分离出的伴生气经气液分离器21二次分离过滤后经阀门六24、压缩机25、止回阀三26、阀门七27增压后经阀门八20从外输口b32流出。

利用油气分离混输增压橇进行原油加热缓冲分离增压混输的工艺，包括以下步骤：

步骤1，关闭阀门十七4、阀门十四9，其余阀门均打开，来油经入口a31进入阀门十三1，经阀门十二2、过滤器3、阀门十一5、阀门十6经入口c33进入加热炉7，经加热炉7加热后从出口d34流出，经阀门十六8、阀门十五10经入口e35进入缓冲分离罐11，在缓冲分离罐11内进行油气缓冲分离；

步骤2，经过缓冲分离罐11分离出的原油自出口f36流出，依次流经阀门一12、输油泵一13、止回阀一14、阀门三15、阀门八20，被输油泵一13增压，之后从外输口b32流出；或者分离出的原油自出口f36流出，依次流经阀门二16、输油泵二17、止回阀二18、阀门四19、阀门八20，被输油泵二17增压，之后从外输口b32流出；

步骤3，缓冲分离罐11分离出的伴生气经气液分离器21二次分离过滤，过滤后的一部分伴生气经阀门六24、压缩机25、止回阀三26、阀门七27、阀门八20，被压缩机25增压，之后从外输口b32流出；另一部分伴生气经阀门九28流入燃烧器的供气管道，供气管道上设有燃气控制阀30，给加热炉提供燃料用气，燃气控制阀30串联在供气管道上。

利用油气分离混输增压橇进行原油缓冲分离增压混输的工艺，包括以下步骤：

步骤1，阀门十七4、阀门十6、阀门十六8关闭，其余阀门均打开，来油经入口a31依次流经阀门十三1、阀门十二2、过滤器3、阀门十一5、阀门十四9、阀门十五10，入口e35进入缓冲分离罐11进行油气缓冲分离；

步骤2，缓冲分离罐11分离出的原油自出口f36流出，依次流经阀门一12、输油泵一13、止回阀一14、阀门三15、阀门八20，被输油泵一13增压，之后从外输口b32流出；或者分离出的原油经出口f36流出，依次流经阀门二16、输油泵二17、止回阀二18、阀门四19、阀门八20，被输油泵二17增压，之后从外输口b32流出；

步骤3，分离出的伴生气经气液分离器21二次分离过滤后，依次流经阀门六24、压缩机25、止回阀三26、阀门七27、阀门八20，经压缩机增压，之后从外输口b32流出；缓冲分离罐11分离出的伴生气经气液分离器21二次分离过滤后，一部分供加热炉7燃烧使用，另一部分经压缩机25增压后与原油混合一起外输。

Claims (4)

1.一种油气分离混输增压橇，其特征在于，包括橇座（29），橇座（29）上设有缓冲分离罐（11）和加热炉（7）；缓冲分离罐（11）的出口f（36）分别与阀门一（12）、阀门二（16）相连，阀门一（12）通过输油泵一（13）依次连接止回阀一（14）、阀门三（15）；阀门二（16）通过输油泵二（17）依次连接止回阀二（18）、阀门四（19）；缓冲分离罐（11）与气液分离器（21）连通；气液分离器（21）通过管道分别与阀门五（22）、阀门六（24）、阀门九（28）相连；阀门五（22）与安全阀（23）通过管道相连；安全阀（23）通过管道与排泄口g（37）相连；阀门六（24）与压缩机（25）连通；压缩机（25）与止回阀三（26）相连；止回阀三（26）与阀门七（27）相连；阀门三（15）、阀门四（19）、阀门七（27）的输出端汇集后通过管道与阀门八（20）相连，阀门八（20）与外输口b（32）相连；阀门九（28）与燃烧器的供气管道相连；加热炉（7）的盘管的入口c（33）与阀门十（6）相连；阀门十（6）的输入口与阀门十一（5）的输出口相连；阀门十一（5）的输入口一侧依次连接有过滤器（3）、阀门十二（2）、阀门十三（1），阀门十三（1）与入口a（31）相连；阀门十一（5）的输出口还连接有阀门十四（9）；阀门十四（9）通过管道与阀门十五（10）、阀门十六（8）相连；阀门十五（10）与缓冲分离罐（11）的入口e（35）相连通；阀门十六（8）与加热炉（7）的出口d（34）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种油气分离混输增压橇，其特征在于，所述的阀门十二（2）的输入口端、阀门十一（5）的输出口端之间通过管道连有阀门十七（4）。

3.利用油气分离混输增压橇进行原油加热缓冲分离增压混输的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，关闭阀门十七（4）、阀门十四（9），其余阀门均打开，来油经入口a（31）进入阀门十三（1），经阀门十二（2）、过滤器（3）、阀门十一（5）、阀门十（6）经入口c（33）进入加热炉（7），经加热炉（7）加热后从出口d（34）流出，经阀门十六（8）、阀门十五（10）经入口e（35）进入缓冲分离罐（11），在缓冲分离罐（11）内进行油气缓冲分离；

步骤2，经过缓冲分离罐（11）分离出的原油自出口f（36）流出，依次流经阀门一（12）、输油泵一（13）、止回阀一（14）、阀门三（15）、阀门八（20），被输油泵一（13）增压，之后从外输口b（32）流出；或者分离出的原油自出口f（36）流出，依次流经阀门二（16）、输油泵二（17）、止回阀二（18）、阀门四（19）、阀门八（20），被输油泵二（17）增压，之后从外输口b（32）流出；

步骤3，缓冲分离罐（11）分离出的伴生气经气液分离器（21）二次分离过滤，过滤后的一部分伴生气经阀门六（24）、压缩机（25）、止回阀三（26）、阀门七（27）、阀门八（20），被压缩机（25）增压，之后从外输口b（32）流出；另一部分伴生气经阀门九（28）流入燃烧器的供气管道，供气管道上设有燃气控制阀（30），给加热炉提供燃料用气。

4.利用油气分离混输增压橇进行原油缓冲分离增压混输的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，阀门十七（4）、阀门十（6）、阀门十六（8）关闭，其余阀门均打开，来油经入口a（31）依次流经阀门十三（1）、阀门十二（2）、过滤器（3）、阀门十一（5）、阀门十四（9）、阀门十五（10），入口e（35）进入缓冲分离罐（11）进行油气缓冲分离；

步骤2，缓冲分离罐（11）分离出的原油自出口f（36）流出，依次流经阀门一（12）、输油泵一（13）、止回阀一（14）、阀门三（15）、阀门八（20），被输油泵一（13）增压，之后从外输口b（32）流出；或者分离出的原油经出口f（36）流出，依次流经阀门二（16）、输油泵二（17）、止回阀二（18）、阀门四（19）、阀门八（20），被输油泵二（17）增压，之后从外输口b（32）流出；

步骤3，分离出的伴生气经气液分离器（21）二次分离过滤后，依次流经阀门六（24）、压缩机（25）、止回阀三（26）、阀门七（27）、阀门八（20），经压缩机增压，之后从外输口b（32）流出；缓冲分离罐（11）分离出的伴生气经气液分离器（21）二次分离过滤后，一部分供加热炉（7）燃烧使用，另一部分经压缩机（25）增压后与原油混合一起外输。

Images