CN111765378A - 一体化油气加热接转装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油天然行业油气田生产技术领域，是一种一体化油气加热接转装置及方法，前者包括加热缓冲罐、加热器、除液器、混输泵和过滤器，加热缓冲罐顶部设置有温度变送器，加热缓冲罐内固定安装有加热器，油区来的气液混合相经油区来气液管线，通过加热缓冲后，油相后第一部分经混输泵增压后排出，第二部分由过滤器过滤和混输泵增压后排出，第三部分进入除液器除去气液混合相的油相和水相后，气相伴生气作为加热器的燃料气用。本发明通过“加热—缓冲—接转”于一体，解决了油田加热集输工艺集成化的难题，实现了站场生产智能化，达到“无人值守、故障巡检，集中监控”自动化水平，节约了生产成本，增加了经济效益。

Description

一体化油气加热接转装置及方法

技术领域

本发明涉及石油天然行业油气田生产技术领域，是一种一体化油气加热接转装置及方法。

背景技术

致密油属于轻质原油，含蜡量较高且凝固点较高，采用井口、混输站（转油站）两级加热集输工艺。油田开发采用衰竭式开采模式生产，结合致密油快速建产、短稳产期开发地面建设模式，单井产液量递减快，油区高气油比、段塞流等工况，火筒炉加热存在受热不均结焦风险，且泵的振动会对整个装置的平稳运行造成安全隐患，结合目前混输站（转油站）内加热设备和混输泵分开独立布置，占地大、设备投资增加、施工量大、接口较多、系统复杂，对现场运行人员来说不易操作，日常运行维护工作量大。

发明内容

本发明提供了一种一体化油气加热接转装置及方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决了现有集油区气液进站存在段塞流工况，火筒炉加热存在受热不均结焦风险的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种一体化油气加热接转装置，包括加热缓冲罐、加热器、除液器、混输泵和过滤器，加热缓冲罐顶部设置有温度变送器，加热缓冲罐内固定安装有加热器，加热缓冲罐下部进液口固定连通有油区来气液管线，加热缓冲罐顶部第一出气口固定连通有放空总管线，加热缓冲罐顶部第二出气口与放空总管线之间连通有第一事故放空管线，第一事故放空管线与除液器上部进气口之间固定连通有除液进料管线，加热缓冲罐与第一事故放空管线之间的放空总管线与除液器顶部出气口之间连通有第二事故放空管线，除液器上部出气口与加热器的热源进气口之间固定连通有伴生气管线，加热器的热源出液口固定连通有冷凝液排出管线，加热缓冲罐下部排气口与混输泵进口之间固定连通有第一出气液管线，混输泵出口固定连通有第二出气液管线，第一出气液管线上固定安装有过滤器，过滤器与混输泵之间的第一出气液管线与第一事故放空管线之间连通有第三出气液管线，加热缓冲罐底部第一出液口固定连通有第一排污管线，过滤器底部出液口固定连通有第二排污管线，除液器底部出液口与第一排污管线之间连通有第四排污管线，加热缓冲罐与过滤器之间的第一出气液管线上固定连通有去事故罐管线。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述第二排污管线与第二出气液管线之间连通有第三排污管线；加热缓冲罐底部第二出液口与第一排污管线之间固定连通有第五排污管线。

上述加热器采用U型火筒和多管束烟管结构。

上述混输泵采用变频泵，过滤器与混输泵之间的第一出气液管线上固定安装有远传压力表，混输泵与第二出气液管线出口之间的第二出气液管线上依次固定安装有温度变送器和压力变送器，第三排污管线与温度变送器之间的第二出气液管线上连通有泵安全放空管线，泵安全放空管线与温度变送器之间的第二出气液管线上固定安装有远传压力表。

上述加热缓冲罐与第三出气液管线之间第一事故放空管线上依次固定安装有远传压力表和压力调节阀，远传压力表和加热缓冲罐之间的第一事故放空管线与压力调节阀和第三出气液管线之间的第一事故放空管线之间连通有第二放空并联管线，远传压力表和压力调节阀之间的第一事故放空管线、压力调节阀与第二放空并联管线之间的第一事故放空管线、第二放空并联管线上均串接有阀门。

上述伴生气管线上依次固定安装有管道过滤器、电动阀、气动阀、液动阀，管道过滤器前与液动阀后的伴生气管线之间连通有伴生气并联管线，气动阀和液动阀之间的伴生气管线、液动阀和伴生气并联管线之间的伴生气管线上均固定安装有远传压力表。

上述第二事故放空管线上串接有阀门，该阀门前后的第二事故放空管线上连通有除液并联管线，除液并联管线上串接有紧急泄压阀；加热缓冲罐与第二事故放空管线之间的放空总管线上串接有阀门，该阀门前后的放空总管线上连通有放空总管并联管线，放空总管并联管线上串接有紧急泄压阀。

上述去事故罐管线、泵安全放空管线上均固定安装有电动阀，油区来气液管线、除液进料管线、第五排污管线、第一排污管线、第二排污管线、伴生气管线上均串接有阀门。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种一体化油气加热接转装置的使用方法，按照下述方法进行：油区来的气液混合相经油区来气液管线进入加热缓冲罐内，通过加热缓冲后，气液混合相中的油相温升至45℃至50℃，升温后第一部分气液混合相由第三出气液管线送至混输泵增压后经第二出气液管线外输排出，升温后第二部分气液混合相由第一出气液管线送至过滤器过滤和混输泵增压后经第二出气液管线外输排出，过滤器过滤的杂质由第二排污管线排出，升温后第三部分气液混合相经除液进料管线进入除液器，除去气液混合相的油相和水相后，气相伴生气经伴生气管线送至加热器的热源进气口作为加热器的燃料气用，除液器内的液相经第四排污管线送至第一排污管线排出，加热器的冷凝液经冷凝液排出管线外排，加热缓冲罐内的杂质经第一排污管线排出。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述加热缓冲罐在事故状态时，加热缓冲罐内升温后的气液混合相经放空总管线排空；除液器在事故状态时，除液器内的气相伴生气经第二事故放空管线排至放空总管线排空；过滤器或混输泵在事故状态时，加热缓冲罐内升温后的气液混合相经去事故罐管线排至事故罐内。

本发明通过“加热—缓冲—接转”于一体，解决了油田加热集输工艺集成化的难题，实现了站场生产智能化，达到“无人值守、故障巡检，集中监控”自动化水平，节约了生产成本，增加了经济效益。

附图说明

附图1为本发明实施例1的工艺流程图。

附图中的编码分别为：1为加热缓冲罐，2为加热器，3为除液器，4为混输泵，5为过滤器，6为温度变送器，7为油区来气液管线，8为放空总管线，9为第一事故放空管线，10为除液进料管线，11为第二事故放空管线，12为伴生气管线，13为冷凝液排出管线，14为第一出气液管线，15为第二出气液管线，16为第三出气液管线，17为伴生气并联管线，18为第一排污管线，19为第二排污管线，20为第四排污管线，21为去事故罐管线，22为第三排污管线，23为第五排污管线，24为远传压力表，25为压力变送器，26为压力调节阀，27为第二放空并联管线，28为管道过滤器，29为电动阀，30为气动阀，31为液动阀，32为除液并联管线，33为放空总管并联管，34为泵安全放空管线，35为紧急泄压阀。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1所示，该一体化油气加热接转装置，包括加热缓冲罐1、加热器2、除液器3、混输泵4和过滤器5，加热缓冲罐1顶部设置有温度变送器6，加热缓冲罐1内固定安装有加热器2，加热缓冲罐1下部进液口固定连通有油区来气液管线7，加热缓冲罐1顶部第一出气口固定连通有放空总管线8，加热缓冲罐1顶部第二出气口与放空总管线8之间连通有第一事故放空管线9，第一事故放空管线9与除液器3上部进气口之间固定连通有除液进料管线10，加热缓冲罐1与第一事故放空管线9之间的放空总管线8与除液器3顶部出气口之间连通有第二事故放空管线11，除液器3上部出气口与加热器2的热源进气口之间固定连通有伴生气管线12，加热器2的热源出液口固定连通有冷凝液排出管线13，加热缓冲罐1下部排气口与混输泵4进口之间固定连通有第一出气液管线14，混输泵4出口固定连通有第二出气液管线15，第一出气液管线14上固定安装有过滤器5，过滤器5与混输泵4之间的第一出气液管线14与第一事故放空管线9之间连通有第三出气液管线16，加热缓冲罐1底部第一出液口固定连通有第一排污管线18，过滤器5底部出液口固定连通有第二排污管线19，除液器3底部出液口与第一排污管线18之间连通有第四排污管线20，加热缓冲罐1与过滤器5之间的第一出气液管线14上固定连通有去事故罐管线21。

本发明一体化油气加热接转装置通过“加热—缓冲—接转”于一体，适应油田滚动开发，具有施工周期短，能耗及运行费用低，可搬迁利用，减少占地面积等特点，装置在事故状况下可自动切换进入事故流程，自动切换混输泵4，解决了目前集油区气液进站存在段塞流工况，火筒炉加热存在受热不均结焦风险等问题。

实施例2：作为上述实施例的优化，第二排污管线19与第二出气液管线15之间连通有第三排污管线22；加热缓冲罐1底部第二出液口与第一排污管线18之间固定连通有第五排污管线23。

实施例3：作为上述实施例的优化，加热器2采用U型火筒和多管束烟管结构。

本发明中，加热器2为本领域公知公用加热缓冲罐1的加热器2，根据需要，加热器2结构方面采用U型火筒和多管束烟管结构，保证加热缓冲罐1的排烟温度、热效率及节能环保符合相关规范和法律法规要求，同时在火筒外壁结垢处理、烟道内凝结水外排方面做了合理的结构设计，为装置长期平稳运行提供可靠保证。

实施例4：作为上述实施例的优化，混输泵4采用变频泵，过滤器5与混输泵4之间的第一出气液管线14上固定安装有远传压力表24，混输泵4与第二出气液管线15出口之间的第二出气液管线15上依次固定安装有温度变送器6和压力变送器25，第三排污管线22与温度变送器6之间的第二出气液管线15上连通有泵安全放空管线34，泵安全放空管线34与温度变送器6之间的第二出气液管线15上固定安装有远传压力表24。

根据需要，混输泵4的控制变频与远传压力表24的压力之间可设置连锁，混输泵4的变频控制与泵进口压力设置连锁，可将混输泵4压力控制在0.3MPa至0.5MPa，第二出气液管线15上依次固定安装有温度变送器6和压力变送器25，便于将检测信号及时上传至中控室。

实施例5：作为上述实施例的优化，加热缓冲罐1与第三出气液管线16之间第一事故放空管线9上依次固定安装有远传压力表24和压力调节阀26，远传压力表24和加热缓冲罐1之间的第一事故放空管线9与压力调节阀26和第三出气液管线16之间的第一事故放空管线9之间连通有第二放空并联管线27，远传压力表24和压力调节阀26之间的第一事故放空管线9、压力调节阀26与第二放空并联管线27之间的第一事故放空管线9、第二放空并联管线27上均串接有阀门。

实施例6：作为上述实施例的优化，伴生气管线12上依次固定安装有管道过滤器28、电动阀29、气动阀30、液动阀31，管道过滤器28前与液动阀31后的伴生气管线12之间连通有伴生气并联管线17，气动阀30和液动阀31之间的伴生气管线12、液动阀31和伴生气并联管线17之间的伴生气管线12上均固定安装有远传压力表24。

实施例7：作为上述实施例的优化，第二事故放空管线11上串接有阀门，该阀门前后的第二事故放空管线11上连通有除液并联管线32，除液并联管线32上串接有紧急泄压阀35；加热缓冲罐1与第二事故放空管线11之间的放空总管线8上串接有阀门，该阀门前后的放空总管线8上连通有放空总管并联管线33，放空总管并联管线33上串接有紧急泄压阀35。

实施例8：作为上述实施例的优化，去事故罐管线21上固定安装有电动阀29，泵安全放空管线34上固定安装有紧急泄压阀35，油区来气液管线7、除液进料管线10、第五排污管线23、第一排污管线18、第二排污管线19、伴生气管线12上均串接有阀门。

实施例9：该一体化油气加热接转装置的使用方法，按照下述方法进行：油区来的气液混合相经油区来气液管线7进入加热缓冲罐1内，通过加热缓冲后，气液混合相中的油相温升至45℃至50℃，升温后第一部分气液混合相由第三出气液管线16送至混输泵4增压后经第二出气液管线15外输排出，升温后第二部分气液混合相由第一出气液管线14送至过滤器5过滤和混输泵4增压后经第二出气液管线15外输排出，过滤器5过滤的杂质由第二排污管线19排出，升温后第三部分气液混合相经除液进料管线10进入除液器3，除去气液混合相的油相和水相后，气相伴生气经伴生气管线12送至加热器2的热源进气口作为加热器2的燃料气用，除液器3内的液相经第四排污管线20送至第一排污管线18排出，加热器2的冷凝液经冷凝液排出管线13外排，加热缓冲罐1内的杂质经第一排污管线18排出。

实施例10：作为上述实施例9的优化，加热缓冲罐1在事故状态时，加热缓冲罐1内升温后的气液混合相经放空总管线8排空；除液器3在事故状态时，除液器3内的气相伴生气经第二事故放空管线11排至放空总管线8排空；过滤器5或混输泵4在事故状态时，加热缓冲罐1内升温后的气液混合相经去事故罐管线21排至事故罐内。

根据需要，本发明一体化油气加热接转装置可采用系列化设计，将设备规格、材料性能、工艺接口、仪表接口等形式统一，做到设备整体吊装搬迁，提高站场设备的重复使用率。2019年推广应用该产品共计6台，实现产值3000万元。由于本发明一体化油气加热接转装置提高了装置集成度、自动化程度和安全稳定系数，降低了工程造价和运行成本，累计节约用地30%、超过80亩，控减投资10%、300万元，“三提、两降、一统筹”收效显著。同时实现95%以上单井和系统同步投产，站场平均提前70天投产，减少伴生气放空量12×104Nm3，按天然气1.336元/m³计算，产品收益增加16万元/年，减少原油拉运费用67万元。

结合新疆地域，油田地处戈壁，风沙大，绝大部分场站施工点生活条件相当艰苦。本发明一体化油气加热接转装置投用后，作业人员的施工由现场转移到车间进行，工厂化、流水化施工改善生产环境，机械化施工降低现场劳动强度，减少了现场作业时间。依托玛湖油田开发，玛湖油田已探明地质储量15.4亿吨，是未来集团公司重点开发建设区域，根据玛湖油田整体规划，计划建设产能1720万吨，500万吨稳产6年；依托昌吉页岩油整体开发，建设产能800万吨，200万吨稳产9年。本发明将在玛湖油田和昌吉页岩油的开发建设中进行全面应用。以实现专有技术转化为经济效益，后期伴随油田滚动开发，预计该产品还需15套，市场前景广阔。

综上所述，本发明通过“加热—缓冲—接转”于一体，解决了油田加热集输工艺集成化的难题，实现了站场生产智能化，达到“无人值守、故障巡检，集中监控”自动化水平，节约了生产成本，增加了经济效益。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种一体化油气加热接转装置，其特征在于包括加热缓冲罐、加热器、除液器、混输泵和过滤器，加热缓冲罐顶部设置有温度变送器，加热缓冲罐内固定安装有加热器，加热缓冲罐下部进液口固定连通有油区来气液管线，加热缓冲罐顶部第一出气口固定连通有放空总管线，加热缓冲罐顶部第二出气口与放空总管线之间连通有第一事故放空管线，第一事故放空管线与除液器上部进气口之间固定连通有除液进料管线，加热缓冲罐与第一事故放空管线之间的放空总管线与除液器顶部出气口之间连通有第二事故放空管线，除液器上部出气口与加热器的热源进气口之间固定连通有伴生气管线，加热器的热源出液口固定连通有冷凝液排出管线，加热缓冲罐下部排气口与混输泵进口之间固定连通有第一出气液管线，混输泵出口固定连通有第二出气液管线，第一出气液管线上固定安装有过滤器，过滤器与混输泵之间的第一出气液管线与第一事故放空管线之间连通有第三出气液管线，加热缓冲罐底部第一出液口固定连通有第一排污管线，过滤器底部出液口固定连通有第二排污管线，除液器底部出液口与第一排污管线之间连通有第四排污管线，加热缓冲罐与过滤器之间的第一出气液管线上固定连通有去事故罐管线。

2.根据权利要求1所述的一体化油气加热接转装置，其特征在于第二排污管线与第二出气液管线之间连通有第三排污管线；加热缓冲罐底部第二出液口与第一排污管线之间固定连通有第五排污管线。

3.根据权利要求1或2所述的一体化油气加热接转装置，其特征在于加热器采用U型火筒和多管束烟管结构。

4.根据权利要求2或3所述的一体化油气加热接转装置，其特征在于混输泵采用变频泵，过滤器与混输泵之间的第一出气液管线上固定安装有远传压力表，混输泵与第二出气液管线出口之间的第二出气液管线上依次固定安装有温度变送器和压力变送器，第三排污管线与温度变送器之间的第二出气液管线上连通有泵安全放空管线，泵安全放空管线与温度变送器之间的第二出气液管线上固定安装有远传压力表。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一体化油气加热接转装置，其特征在于加热缓冲罐与第三出气液管线之间第一事故放空管线上依次固定安装有远传压力表和压力调节阀，远传压力表和加热缓冲罐之间的第一事故放空管线与压力调节阀和第三出气液管线之间的第一事故放空管线之间连通有第二放空并联管线，远传压力表和压力调节阀之间的第一事故放空管线、压力调节阀与第二放空并联管线之间的第一事故放空管线、第二放空并联管线上均串接有阀门。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一体化油气加热接转装置，其特征在于伴生气管线上依次固定安装有管道过滤器、电动阀、气动阀、液动阀，管道过滤器前与液动阀后的伴生气管线之间连通有伴生气并联管线，气动阀和液动阀之间的伴生气管线、液动阀和伴生气并联管线之间的伴生气管线上均固定安装有远传压力表。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一体化油气加热接转装置及方法，其特征在于第二事故放空管线上串接有阀门，该阀门前后的第二事故放空管线上连通有除液并联管线，除液并联管线上串接有紧急泄压阀；加热缓冲罐与第二事故放空管线之间的放空总管线上串接有阀门，该阀门前后的放空总管线上连通有放空总管并联管线，放空总管并联管线上串接有紧急泄压阀。

8.根据权利要求4或5或6或7所述的一体化油气加热接转装置，其特征在于去事故罐管线上固定安装有电动阀，泵安全放空管线上固定安装有紧急泄压阀，油区来气液管线、除液进料管线、第五排污管线、第一排污管线、第二排污管线、伴生气管线上均串接有阀门。

9.一种根据权利要求1至8任意一项所述的一体化油气加热接转装置的使用方法，其特征在于按照下述方法进行：油区来的气液混合相经油区来气液管线进入加热缓冲罐内，通过加热缓冲后，气液混合相中的油相温升至45℃至50℃，升温后第一部分气液混合相由第三出气液管线送至混输泵增压后经第二出气液管线外输排出，升温后第二部分气液混合相由第一出气液管线送至过滤器过滤和混输泵增压后经第二出气液管线外输排出，过滤器过滤的杂质由第二排污管线排出，升温后第三部分气液混合相经除液进料管线进入除液器，除去气液混合相的油相和水相后，气相伴生气经伴生气管线送至加热器的热源进气口作为加热器的燃料气用，除液器内的液相经第四排污管线送至第一排污管线排出，加热器的冷凝液经冷凝液排出管线外排，加热缓冲罐内的杂质经第一排污管线排出。

10.根据权利要求9所述的一体化油气加热接转装置的使用方法，其特征在于加热缓冲罐在事故状态时，加热缓冲罐内升温后的气液混合相经放空总管线排空；除液器在事故状态时，除液器内的气相伴生气经第二事故放空管线排至放空总管线排空；过滤器或混输泵在事故状态时，加热缓冲罐内升温后的气液混合相经去事故罐管线排至事故罐内。

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