CN112178457A - 一种油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统及方法,所述积液控制系统包括高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统、闪蒸气处理厂快速泄放系统以及配套检测系统;所述高温气体反向吹扫系统用于向停输的闪蒸气干线提供高温气体,气化管道内的积液,并置换管道内介质;所述上游辅助压力泄放系统用于停输后闪蒸气管道反向吹扫过程中的闪蒸气泄放;所述闪蒸气处理厂快速泄放系统用于停输后闪蒸气管道内介质快速泄放或处理厂无反向吹扫气供给时闪蒸气管道直接泄放;所述配套检测系统用于系统中所需位置的温度、压力及流量的检测,以提供操作输入信号和输入参数。本发明能够从本质上对闪蒸气管道积液进行有效控制,降低对再启动过程的影响。

Description

一种油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统与方法
技术领域
本发明属于油田闪蒸气管道输送技术领域,特别涉及一种油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统与方法。
背景技术
油田中心处理厂在原油处理过程中,为保证油品品质,需对其饱和蒸汽压进行控制,从中分离出较多的闪蒸气,一般直接进行放空处理。随着节能减排、资源合理利用的需求不断加深,提倡对闪蒸气进行回收再利用。闪蒸气是较好的油田燃料气,可集中收集处理后供油田中各类公用设施使用。闪蒸气中含有较多的C1-C5组分,其具体组成受原油稳定工艺的影响,低压下的露点温度普遍较高。在大型油田改造或升级中,油田内各中心处理厂、脱气站的闪蒸气一般考虑通过多条集输管道输送至新建的中心闪蒸气处理厂,形成多路闪蒸气采集(回收)管道连接至中心闪蒸气处理厂的系统模式,以进一步进行闪蒸气处理和利用。
油田闪蒸气管道受上游油品稳定工艺限制,其运行压力一般较低,但气源温度普遍较高。对于C3-C5含量相对较大的闪蒸气而言,其输送过程中更易受环境影响而发生管道内凝析出液,尤其在冬季工况中,其末段管道内往往存在较多的积液。若此时开展清管作业,可能引起较大的段塞流负荷。为了控制下游段塞流捕集器的尺寸,操作方一般考虑在环境温度较高的夏季进行管道清管作业,此时管道内的积液因环境温度较高,相对较少。
在闪蒸气管道系统中,部分管道检修性停输是一种计划的运行工况。对于油田闪蒸气管道而言,若在环境温度较低的情况下进行管道停输,管道内介质温度将由于热交换而较快与周围环境一致,此时介质中大部分重烃将发生液化,导致管道内积液进一步增大,提升下游段塞流捕集器的接收负荷,影响管道下一步再启动。虽然可通过延长管道再投产操作时间来解决,但这直接影响复产速度,造成一定的经济损失。然而,现有技术尚未涉及此方面的专项措施与方案。
因此,为降低低压油田闪蒸气管道停输后积液风险,有必要基于油田闪蒸气回收管道系统特点和低压闪蒸气管道气质特点,以安全性和经济性为目标,开展相关的控制方案研究,合理进行低压闪蒸气管道停输后的积液管理。
发明内容
本发明的目的在于:针对上述存在的问题,提供一种能够进一步完善低压油田闪蒸气管道运行技术的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统与方法。
本发明的主要技术思路是基于低压闪蒸气管道内管存气体露点较高的特点,综合考虑闪蒸气收集管道停输后积液对再启动的影响,充分结合油田闪蒸气收集与处理系统的工艺,对闪蒸气处理系统进行适当的完善,针对具有较大积液风险的管道(管道停输最大积液量超过处理厂段塞流捕集器负荷),设置高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统、闪蒸气处理厂快速泄放系统和配套控制系统等,促进停输后管内介质降压气化泄放,并进一步利用高温气体反向吹扫,实现残余积液分布调整与残余积液二次升温气化泄放,最大程度降低再启动操作难度,保障油田闪蒸气回收系统的高积液闪蒸气管道停输下的积液控制效果。
本发明采用的技术方案是:
一种油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其特征在于:包括高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统、闪蒸气处理厂快速泄放系统以及配套检测系统;
所述高温气体反向吹扫系统与停输的闪蒸气干线连接,用于向停输的闪蒸气干线提供高温气体,气化管道内的积液,并置换管道内介质;
所述上游辅助压力泄放系统设置于上游油田处理或脱气站厂,用于停输后闪蒸气管道反向吹扫过程中的闪蒸气泄放;
所述闪蒸气处理厂快速泄放系统设置于闪蒸气集输管道末端,连接具有积液风险的闪蒸气集输管道与闪蒸气处理厂的放空系统,用于停输后闪蒸气管道内介质快速泄放或处理厂无反向吹扫气供给时闪蒸气管道直接泄放;
所述配套检测系统用于系统中所需位置的温度、压力及流量的检测,以提供操作输入信号和输入参数。
本发明所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其所述高温气体反向吹扫系统包括一级压缩机出口分支管道、一级空冷器出口分支管道以及反向吹扫气混合管道;
所述一级压缩机出口分支管道连接在闪蒸气处理厂的一级增压单元出口,用于提供一级增压后的高温原料气,作为单条停输管道反向吹扫的高温气源;
所述一级空冷器出口分支管道连接在闪蒸气处理厂的空冷器出口,用于提取空冷后的原料气,并与一级压缩机出口分支管道来的高温原料气混合;
所述反向吹扫气混合管道连接一级压缩机出口分支管道和一级空冷器出口分支管道,用于将混合后的介质输送至闪蒸气集输管道末端。
本发明所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其在所述一级压缩机出口分支管道上设置有反向吹扫气管道第一截断阀和反向吹扫气管道第一调节阀,所述反向吹扫气管道第一调节阀安装于反向吹扫气管道第一截断阀的下游;
在所述一级空冷器出口分支管道上设置有反向吹扫气管道第二截断阀和反向吹扫气管道第二调节阀,所述反向吹扫气管道第二调节阀安装于反向吹扫气管道第二截断阀的下游;
在所述反向吹扫气混合管道末端设置有反向吹扫气管道第三截断阀,在反向吹扫系统启动时开启,其开启顺序先于反向吹扫气管道第一截断阀和反向吹扫气管道第二截断阀。
本发明所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其所述上游辅助压力泄放系统包括上游泄放管道以及设置在上游泄放管道上的上游泄放管道截断阀和上游泄放调节阀,所述上游泄放管道截断阀用于闪蒸气管道内介质向上游油田处理厂放空系统泄放时提供放空通道,所述上游泄放调节阀用于泄放时控制泄放量,所述上游泄放管道连接油田处理厂已建放空系统。
本发明所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其所述闪蒸气处理厂快速泄放系统包括闪蒸气管道下游泄放管道以及设置在闪蒸气管道下游泄放管道上的下游泄放截断阀和下游泄放调节阀,所述下游泄放截断阀在闪蒸气管道停输后先期开启,泄放管内积存气,所述下游泄放调节阀与下游泄放截断阀同时开启,所述闪蒸气管道下游泄放管道连接闪蒸气处理厂的放空系统。
本发明所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其所述配套检测系统包括第一压力变送器、第一温度变送器、第一流量变送器、第二压力变送器、第二温度变送器以及第二流量变送器;
所述第一压力变送器、第一温度变送器和第一流量变送器安装于反向吹扫气混合管道的起端,分别用于检测混合气的压力、温度和流量;
所述第二压力变送器安装于闪蒸气处理厂快速泄放系统的首端,用于对闪蒸气干线的压力进行实时检测;
所述第二温度变送器和第二流量变送器分别安装于上游辅助压力泄放系统的泄放管道上,分别用于对闪蒸气管道的局部介质温度和闪蒸气反向吹扫过程的累计排出介质进行检测。
一种油田低压闪蒸气管道系统停输积液控制方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
步骤一:在油田内部输往闪蒸气处理厂的多路闪蒸气收集管道中,通过模拟分析计算,选择停输后管道总体积液量可能超过下游段塞流捕集器设计荷载的管道作为保护对象,并设置所述积液控制系统;所述积液控制系统包括高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统、闪蒸气处理厂快速泄放系统以及配套检测系统;
步骤二:正常运行时,所述高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统和闪蒸气处理厂快速泄放系统保关闭状态;
步骤三:在目标保护干线计划性停输,但闪蒸气处理厂和其他进厂管道正常运行时,首先启动闪蒸气处理厂快速泄放系统,将现有管存气快速引入处理厂的低压放空系统,最终完成停输闪蒸气管道泄放;若在闪蒸气处理厂整体停运时,由于不再具备从闪蒸气处理厂的压缩机和空冷器出口引出反向吹扫气的条件,因此选择仅进行步骤三操作;
步骤四:在步骤三完成后,启动高温气体反向吹扫系统和上游辅助压力泄放系统;具体地,开启反向吹扫管道出口截断阀,建立反吹扫管道与停输的闪蒸气干线之间的平衡压力,开启反向吹扫管道入口的两路截断阀,控制气相出口调节阀开度,监测温度变送器温度,通过调节不同温度闪蒸气的混合量,控制混合温度不超过闪蒸气管道最高设计温度,并且控制反向吹气流速在闪蒸气管道中不超过5m/s;同时,开启上游辅助压力泄放系统入口截断阀和调节阀,保持闪蒸气管道在反向吹扫过程中的压力不低于0.1MPag;
步骤五:再启动前,开启步骤四所述的高温气体反向吹扫系统,并关闭上游辅助压力泄放系统,利用反向吹扫气实现闪蒸气管道再启动前的背压建立。
本发明所述的油田低压闪蒸气管道系统停输积液控制方法,其在所述步骤四中,建立压缩机出口分支管道、反向吹扫管道、停输干线和上游放空系统的介质反向流动通道,并形成三级压力梯度,控制第二压力梯度压力在0.1~0.3MPag,使管道中残余液相的分布受到反向吹扫气的扰动向管道前段转移,为后续再启动操作提供足够的管道中下游段接收上游段积液的空间。
本发明所述的油田低压闪蒸气管道系统停输积液控制方法,其通过高温气体反向吹扫系统引入高温气体,使管道内残余液相介质受热气化后二次泄放,并利用反向吹扫气进行置换。
与现有技术相比,本发明的积极效果是:基于低压闪蒸气管道内管存气体露点较高的特点和闪蒸气管道积液分布规律,综合考虑闪蒸气收集管道停输后积液对再启动的影响,充分基于油田闪蒸气收集与处理系统的工艺,对闪蒸气处理系统进行适当的完善,针对具有较大积液风险的管道,设置高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统、闪蒸气处理厂快速泄放系统和配套控制系统等,从本质上对闪蒸气管道积液进行有效控制,降低对再启动过程的影响。具体表现为:
(1)设置科学
本发明通过对闪蒸气管道中介质特点的充分认识,筛选多路闪蒸气管道中具有较高停输后积液风险的管道进行针对性控制,考虑采用停输后快速泄放的总体思路,避免介质在环境温度的影响下析出大量液相并增大管道中总积液量。优选采用闪蒸气处理厂设置的增压系统提供高温介质,反向吹扫目标闪蒸气管道,既通过含液较少的增压气置换停输在管道内的闪蒸气,进一步降低积液风险,亦借助一级压缩后的气体温度较高的特点,通过注入闪蒸气管道,提高管道内介质与已有积液的温度,气化部分积液,降低原有管道积液。同时,考虑到处理厂停运时无增压气可用的工况,直接设置了快速泄压系统对管道内闪蒸气进行泄放,避免长期停运后,闪蒸气在管道内析出大量液体。
(2)经济性佳
本发明无新建的大型装置与设备,仅设置无需额外能量供应的高温气体反向吹扫系统提供反吹气源和放空系统连接管路,即可有效降低管道积液,从本质上减少了设置的永久段塞流捕集器尺寸,具有较好的经济性。
(3)推动技术进步
本发明充分考虑闪蒸气集输管道的积液规律,创新性地根据停输后积液量增幅高于常规集输管道的特点,为降低后续再启动过程难度,经多种方案比选,采取反吹气吹扫和快速泄放的措施,实现管道内介质的主动外排,有效控制了管道内停输后的积液增长量,具有新颖性与可行性,扩充了闪蒸气集输管道流动保障技术研究方向,推动了该类管道的技术发展与进步。
附图说明
本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明,其中
图1为本发明的原理示意图。
图中标记:1为闪蒸气埋地集输干线,2为上游出站管道,3为下游进站管道,4为上游出站截断阀,5为下游进站截断阀,6为一级增压单元,7为空冷器,8为级间分离器,9为气液分离器,11为一级压缩机出口分支管道,12为一级空冷器出口分支管道,13为反向吹扫气混合管道,14为反向吹扫气管道第一截断阀,15为反向吹扫气管道第二截断阀,16为反向吹扫气管道第一调节阀,17为反向吹扫气管道第二调节阀,18为反向吹扫气管道第三截断阀,21为上游泄放管道截断阀,22为上游泄放调节阀,23为上游泄放管道,31为下游泄放截断阀,32为下游泄放调节阀,33为闪蒸气管道下游泄放管道,41为第一压力变送器,42为第一温度变送器,43为第一流量变送器,44为第二压力变送器,45为第二温度变送器,46为第二流量变送器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义;实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
如图1所示,一种油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,用于油田低压闪蒸气输送的管道系统包括闪蒸气埋地集输干线1、上游出站管道2、下游进站管道3、上游出站截断阀4以及下游进站截断阀5,用于负责正常生产过程输送油田中心处理厂回收的闪蒸气至闪蒸气下游处理厂。
具体地,所述闪蒸气埋地集输干线1、上游出站管道2与下游进站管道3为相同外径,可满足清管功能,材质根据设计温度、设计压力和介质组成等确定;所述上游出站截断阀4和下游进站截断阀5均为电动球阀,常开,在计划性停输时关闭。
所述控制系统包括高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统、闪蒸气处理厂快速泄放系统以及配套检测系统。
其中,所述高温气体反向吹扫系统与停输的闪蒸气干线连接,用于向停输的闪蒸气干线提供高温气体,气化管道内的积液,并置换管道内介质;具体地,所述高温气体反向吹扫系统包括一级压缩机出口分支管道11、一级空冷器出口分支管道12以及反向吹扫气混合管道13,所述一级压缩机出口分支管道11连接在闪蒸气处理厂的一级增压单元6出口,用于提供一级增压后的高温原料气,作为单条停输管道反向吹扫的高温气源,在本实施例中,一级压缩机出口分支管道从压缩机出口管道上接出,其材质与压缩机出口管道一致,管径应满足反向吹扫气在管道中流速不超过20m/s确定,用于提供高温(150℃左右)的反向吹扫气;所述一级空冷器出口分支管道12连接在闪蒸气处理厂的空冷器7出口,用于提取空冷后的原料气,并与一级压缩机出口分支管道11来的高温原料气混合后调温,满足闪蒸气入口最高温度要求,在本实施例中,一级空冷器出口分支管道从一级空冷器下游的级间分离器8气相出口管道上接出,材质与分离器出口管道一致,管径应满足反向吹扫气在管道中流速不超过20m/s确定,用于提供高温的反向吹扫气;所述反向吹扫气混合管道13连接一级压缩机出口分支管道11和一级空冷器出口分支管道12,其末端连接闪蒸气干线管道(处理厂入口),用于将混合后的介质输送至闪蒸气集输管道末端,向停输的闪蒸气干线提供调压后的高温气体,其材质与下游进站管道3一致。
具体地,在所述一级压缩机出口分支管道11上设置有反向吹扫气管道第一截断阀14和反向吹扫气管道第一调节阀16,所述反向吹扫气管道第一截断阀14为手动球阀,常关,在反向吹扫系统启动时开启,所述反向吹扫气管道第一调节阀16为电动调节阀,在下游温度变送器和流量变送器的协调指示下调节开度,其开度调节还应与反向吹扫气管道第二调节阀17协调动作,所述反向吹扫气管道第一调节阀16安装于反向吹扫气管道第一截断阀14的下游;在所述一级空冷器出口分支管道12上设置有反向吹扫气管道第二截断阀15和反向吹扫气管道第二调节阀17,所述反向吹扫气管道第二截断阀15为手动球阀,常关,在反向吹扫系统启动时开启,所述反向吹扫气管道第二调节阀17为电动调节阀,在下游温度变送器和流量变送器的协调指示下调节开度,其开度调节还应与反向吹扫气管道第一调节阀16协调动作,所述反向吹扫气管道第二调节阀17安装于反向吹扫气管道第二截断阀15的下游;在所述反向吹扫气混合管道13末端设置有反向吹扫气管道第三截断阀18,所述反向吹扫气管道第三截断阀18为手动球阀,常关,在反向吹扫系统启动时开启,其开启顺序先于反向吹扫气管道第一截断阀14和反向吹扫气管道第二截断阀15。
其中,所述上游辅助压力泄放系统设置于上游油田处理或脱气站厂,依托上游油田处理厂或脱气站的已建泄放系统,已建泄放系统主要用于上游油田或脱气站在紧急情况下的闪蒸气泄放,所述上游辅助压力泄放系统用于停输后闪蒸气管道反向吹扫过程中的闪蒸气泄放;具体地,所述上游辅助压力泄放系统包括上游泄放管道23以及设置在上游泄放管道23上的上游泄放管道截断阀21和上游泄放调节阀22,所述上游泄放管道截断阀21为手动球阀,常关,用于闪蒸气管道内介质向上游油田处理厂放空系统泄放时提供放空通道;所述上游泄放调节阀22为手动调节阀,常关,用于泄放时控制泄放量,所述上游泄放管道23连接油田处理厂已建放空系统,其材质为常温碳钢。
其中,所述闪蒸气处理厂快速泄放系统设置于闪蒸气集输管道末端,连接具有积液风险的闪蒸气集输管道与闪蒸气处理厂的放空系统,用于停输后闪蒸气管道内介质快速泄放或处理厂无反向吹扫气供给时闪蒸气管道直接泄放,避免停输时间过长后管道内液相大量析出;具体地,所述闪蒸气处理厂快速泄放系统包括闪蒸气管道下游泄放管道33以及设置在闪蒸气管道下游泄放管道33上的下游泄放截断阀31和下游泄放调节阀32,所述下游泄放截断阀31为手动球阀,常关,在闪蒸气管道停输后先期开启,泄放管内积存气;所述下游泄放调节阀32与下游泄放截断阀31同时开启,所述闪蒸气管道下游泄放管道33连接闪蒸气处理厂的放空系统,其材质为常温碳钢。
其中,所述配套检测系统用于系统中所需位置的温度、压力及流量的检测,以提供操作输入信号和输入参数;具体地,所述配套检测系统包括第一压力变送器41、第一温度变送器42、第一流量变送器43、第二压力变送器44、第二温度变送器45以及第二流量变送器4,所述第一压力变送器41、第一温度变送器42和第一流量变送器43安装于反向吹扫气混合管道13的起端,分别用于检测混合气的压力、温度和流量,以对两路反向吹扫气管道上的调节阀开度和两路反向吹扫气的配比进行调节,所述第二压力变送器44安装于闪蒸气处理厂快速泄放系统的首端,用于对闪蒸气干线的压力进行实时检测,所述第二温度变送器45和第二流量变送器46分别安装于上游辅助压力泄放系统的泄放管道上,分别用于对闪蒸气管道的局部介质温度和闪蒸气反向吹扫过程的累计排出介质进行检测。
由此形成了一种油田低压闪蒸气管道系统停输积液控制系统,可对油田闪蒸气停输后的后续运行提供安全保障。
本发明的工作原理为:
(1)油田中所产原油在减压闪蒸稳定过程中,会产生较多的低压闪蒸气,其中包含较多的气态烃类组分。通常将油田中多处原油处理厂所产的闪蒸气通过管道汇集至闪蒸气处理厂进行集中收集与处理。闪蒸气在输送过程中,不可避免出现温度降低,导致部分烃类液化析出并形成积液,该种积液原理与常规产水气田的集输管道积液规律区别明显。闪蒸气管道积液具有再气化条件,因此,可考虑采取合理的手段予以利用,以降低对于下游段塞流捕集器的容积需求。
(2)正常运行中,闪蒸气管道与常规气田集输管道技术特点基本一致,上游所产闪蒸气进入管道后输送,并进入闪蒸气处理厂,经过段塞流捕集器(或分离器)后进入后续处理设置;同时,在闪蒸气处理厂中设置了多级增压系统,用于闪蒸气增压后集中处理,提高处理效率。
(3)对于存在多条闪蒸气供应的处理厂,通过模拟分析,选择闪蒸气管道停输后积液量超过闪蒸气处理厂段塞流捕集器允许接收能力的管道进行停输积液控制。进一步地,闪蒸气管道停运前,管道内出现部分积液,主要是进入管道的闪蒸气在流动过程中,由于与环境换热,温度逐步降低,达到了部分组分的露点,形成了管道内积液;管道后半段的积液明显多于管道前半段。
(4)管道停输后初始阶段,由于管道内残余闪蒸气具有相对较高的温度,且具有一定的压力,此时是对低压闪蒸气进行泄放的良好时机,启动闪蒸气处理厂的快速泄放系统,迅速将闪蒸气管道内的介质进行泄压,一方面避免残余闪蒸气中的重组分由于停输时间过长进一步发生液化,另一方面通过降压,又可将少量的凝液气化,一并排出系统。由于闪蒸气管道气体为油田闪蒸气,且压力较低,因此,相比新建大规模段塞流捕集器,采取主动泄放的方式经济性更佳。
(5)进一步地,管道内还存在部分由于温度影响无法气化的凝液。此时,开启反向吹扫系统,利用闪蒸气处理厂其他进气还在生产的条件,从一级压缩机后引出经过入口气液分离器9分离的高温气体,同时从一级空冷器出口引出经过入口分离和一级增压后分离的气体,两路气体进行调和,达到满足闪蒸气最高管道设计温度的反向吹扫进气温度条件,一方面对闪蒸气管道内的积液进行反向携带,另一方面对积液进行加温,达到气化剩余部分积液、调整积液分布的效果。同时,开启上游油田处理厂的放空系统,以提供反向吹扫气的排出通道。
(6)按照设计方向吹扫时间进行操作后,闪蒸气管道内积液总量大幅降低、积液分布不再积聚于管道后半段、残余气体露点较低,均对后续再启动过程中的管道积液问题提供了有效的控制效果。
另外,本发明还形成了一种油田低压闪蒸气管道系统停输积液控制方法,具体为:
步骤一:在油田内部输往闪蒸气处理厂的多路闪蒸气收集管道中,通过模拟分析计算,选择停输后管道总体积液量可能超过下游段塞流捕集器设计荷载的管道作为保护对象,并设置所述积液控制系统;所述积液控制系统包括高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统、闪蒸气处理厂快速泄放系统以及配套检测系统。
步骤二:正常运行时,所述高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统和闪蒸气处理厂快速泄放系统保关闭状态;具体地,保持反向吹扫管道入口截断阀(两路)关闭、反向吹扫管道出口截断阀关闭、上游辅助压力泄放系统入口截断阀关闭、闪蒸气处理厂快速泄放系统的截断阀关闭。
步骤三:在目标保护干线计划性停输,但闪蒸气处理厂和其他进厂管道正常运行时,首先启动闪蒸气处理厂快速泄放系统,将现有管存气快速引入处理厂的低压放空系统,最终完成停输闪蒸气管道泄放;具体地,开启下游泄放截断阀和下游泄放调节阀,快速将停输后温度相对较高的管内气体进行泄放至闪蒸气处理厂的低压放空系统,放空至第二压力变送器指示压力小于0.1MPag时停止,此时,停输闪蒸气管道内的操作温度下露点压力高于0.1MPag的介质均被基本排出。若在闪蒸气处理厂整体停运时,由于不再具备从闪蒸气处理厂的压缩机和空冷器出口引出反向吹扫气的条件,因此选择仅进行步骤三操作,由此,在再启动过程中,应严格控制进气速度,避免大量气体瞬时进入后推出过量的管道内残余积液,影响下游闪蒸气处理厂的生产分离器等设施。
步骤四:在步骤三完成后,启动高温气体反向吹扫系统和上游辅助压力泄放系统;具体地,开启反向吹扫管道出口截断阀,建立反吹扫管道与闪蒸气干线(停输)之间的平衡压力,开启反向吹扫管道入口截断阀(两路),控制气相出口调节阀开度,监测温度变送器温度,通过调节不同温度闪蒸气的混合量,控制混合温度不超过闪蒸气管道最高设计温度,并且控制反向吹气流速在闪蒸气管道中不超过5m/s;同时,开启上游辅助压力泄放系统入口截断阀和调节阀,保持闪蒸气管道在反向吹扫过程中的压力不低于0.1MPag。由此,建立压缩机出口分支管道、反向吹扫管道、停输干线和上游放空系统的介质反向流动通道,并形成三级压力梯度,控制第二压力梯度(闪蒸气管道)压力在0.1~0.3MPag,可实现管道中残余液相的分布受到反向吹扫气的扰动向管道前段转移,这可为后续再启动操作提供足够的管道中下游段接收上游段积液的空间;进一步地,通过高温气体引入,实现管道内残余液相介质进一步受热气化,并二次泄放,最大程度降低了管道内部的残余液相体积,并利用反向吹扫气的置换,降低了残余气相的含液量。
步骤五:再启动前,开启步骤四所述的反向吹扫系统,并关闭上游辅助压力泄放系统,利用反向吹扫气实现闪蒸气管道再启动前的背压建立,避免上游介质(露点较高)引入低温管道后,出现大幅凝液析出。
本发明并不局限于前述的具体实施方式,本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其特征在于:包括高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统、闪蒸气处理厂快速泄放系统以及配套检测系统;
所述高温气体反向吹扫系统与停输的闪蒸气干线连接,用于向停输的闪蒸气干线提供高温气体,气化管道内的积液,并置换管道内介质;
所述上游辅助压力泄放系统设置于上游油田处理或脱气站厂,用于停输后闪蒸气管道反向吹扫过程中的闪蒸气泄放;
所述闪蒸气处理厂快速泄放系统设置于闪蒸气集输管道末端,连接具有积液风险的闪蒸气集输管道与闪蒸气处理厂的放空系统,用于停输后闪蒸气管道内介质快速泄放或处理厂无反向吹扫气供给时闪蒸气管道直接泄放;
所述配套检测系统用于系统中所需位置的温度、压力及流量的检测,以提供操作输入信号和输入参数。
2.根据权利要求1所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其特征在于:所述高温气体反向吹扫系统包括一级压缩机出口分支管道(11)、一级空冷器出口分支管道(12)以及反向吹扫气混合管道(13);
所述一级压缩机出口分支管道(11)连接在闪蒸气处理厂的一级增压单元(6)出口,用于提供一级增压后的高温原料气,作为单条停输管道反向吹扫的高温气源;
所述一级空冷器出口分支管道(12)连接在闪蒸气处理厂的空冷器(7)出口,用于提取空冷后的原料气,并与一级压缩机出口分支管道(11)来的高温原料气混合;
所述反向吹扫气混合管道(13)连接一级压缩机出口分支管道(11)和一级空冷器出口分支管道(12),用于将混合后的介质输送至闪蒸气集输管道末端。
3.根据权利要求2所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其特征在于:在所述一级压缩机出口分支管道(11)上设置有反向吹扫气管道第一截断阀(14)和反向吹扫气管道第一调节阀(16),所述反向吹扫气管道第一调节阀(16)安装于反向吹扫气管道第一截断阀(14)的下游;
在所述一级空冷器出口分支管道(12)上设置有反向吹扫气管道第二截断阀(15)和反向吹扫气管道第二调节阀(17),所述反向吹扫气管道第二调节阀(17)安装于反向吹扫气管道第二截断阀(15)的下游;
在所述反向吹扫气混合管道(13)末端设置有反向吹扫气管道第三截断阀(18),在反向吹扫系统启动时开启,其开启顺序先于反向吹扫气管道第一截断阀(14)和反向吹扫气管道第二截断阀(15)。
4.根据权利要求1所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其特征在于:所述上游辅助压力泄放系统包括上游泄放管道(23)以及设置在上游泄放管道(23)上的上游泄放管道截断阀(21)和上游泄放调节阀(22),所述上游泄放管道截断阀(21)用于闪蒸气管道内介质向上游油田处理厂放空系统泄放时提供放空通道,所述上游泄放调节阀(22)用于泄放时控制泄放量,所述上游泄放管道(23)连接油田处理厂已建放空系统。
5.根据权利要求1所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其特征在于:所述闪蒸气处理厂快速泄放系统包括闪蒸气管道下游泄放管道(33)以及设置在闪蒸气管道下游泄放管道(33)上的下游泄放截断阀(31)和下游泄放调节阀(32),所述下游泄放截断阀(31)在闪蒸气管道停输后先期开启,泄放管内积存气,所述下游泄放调节阀(32)与下游泄放截断阀(31)同时开启,所述闪蒸气管道下游泄放管道(33)连接闪蒸气处理厂的放空系统。
6.根据权利要求2所述的油田低压闪蒸气管道停输积液控制系统,其特征在于:所述配套检测系统包括第一压力变送器(41)、第一温度变送器(42)、第一流量变送器(43)、第二压力变送器(44)、第二温度变送器(45)以及第二流量变送器(46);
所述第一压力变送器(41)、第一温度变送器(42)和第一流量变送器(43)安装于反向吹扫气混合管道(13)的起端,分别用于检测混合气的压力、温度和流量;
所述第二压力变送器(44)安装于闪蒸气处理厂快速泄放系统的首端,用于对闪蒸气干线的压力进行实时检测;
所述第二温度变送器(45)和第二流量变送器(46)分别安装于上游辅助压力泄放系统的泄放管道上,分别用于对闪蒸气管道的局部介质温度和闪蒸气反向吹扫过程的累计排出介质进行检测。
7.一种油田低压闪蒸气管道系统停输积液控制方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
步骤一:在油田内部输往闪蒸气处理厂的多路闪蒸气收集管道中,通过模拟分析计算,选择停输后管道总体积液量可能超过下游段塞流捕集器设计荷载的管道作为保护对象,并设置所述积液控制系统;所述积液控制系统包括高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统、闪蒸气处理厂快速泄放系统以及配套检测系统;
步骤二:正常运行时,所述高温气体反向吹扫系统、上游辅助压力泄放系统和闪蒸气处理厂快速泄放系统保关闭状态;
步骤三:在目标保护干线计划性停输,但闪蒸气处理厂和其他进厂管道正常运行时,首先启动闪蒸气处理厂快速泄放系统,将现有管存气快速引入处理厂的低压放空系统,最终完成停输闪蒸气管道泄放;若在闪蒸气处理厂整体停运时,由于不再具备从闪蒸气处理厂的压缩机和空冷器出口引出反向吹扫气的条件,因此选择仅进行步骤三操作;
步骤四:在步骤三完成后,启动高温气体反向吹扫系统和上游辅助压力泄放系统;具体地,开启反向吹扫管道出口截断阀,建立反吹扫管道与停输的闪蒸气干线之间的平衡压力,开启反向吹扫管道入口的两路截断阀,控制气相出口调节阀开度,监测温度变送器温度,通过调节不同温度闪蒸气的混合量,控制混合温度不超过闪蒸气管道最高设计温度,并且控制反向吹气流速在闪蒸气管道中不超过5m/s;同时,开启上游辅助压力泄放系统入口截断阀和调节阀,保持闪蒸气管道在反向吹扫过程中的压力不低于0.1MPag;
步骤五:再启动前,开启步骤四所述的高温气体反向吹扫系统,并关闭上游辅助压力泄放系统,利用反向吹扫气实现闪蒸气管道再启动前的背压建立。
8.根据权利要求7所述的油田低压闪蒸气管道系统停输积液控制方法,其特征在于:在所述步骤四中,建立压缩机出口分支管道、反向吹扫管道、停输干线和上游放空系统的介质反向流动通道,并形成三级压力梯度,控制第二压力梯度压力在0.1~0.3MPag,使管道中残余液相的分布受到反向吹扫气的扰动向管道前段转移,为后续再启动操作提供足够的管道中下游段接收上游段积液的空间。
9.根据权利要求8所述的油田低压闪蒸气管道系统停输积液控制方法,其特征在于:通过高温气体反向吹扫系统引入高温气体,使管道内残余液相介质受热气化后二次泄放,并利用反向吹扫气进行置换。
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