集输课程设计最终版说明书.doc

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1、联合站设计说明书1.1 油气集输工程简介油气集输是油田建设中的主要生产步骤，在油田生产中起着主导作用，使油田平稳生产，保持原油开采及销售之间的平衡，并使原油，天然气，液化石油气和天然汽油产品的质量合格。采用的油气集输工艺流程，确定的工程建设规模及总体布局，对油田的可靠生产，建设水平，生产效益起着关键性的作用。【1】油气集输工程的主要任务，就是将分散的油井产物，分别测得各单井的原油，天然气和采出水的产量后，汇集处理成出矿原油，天然气，液化石油气及天然汽油，经储存，计量后送给用户的油田生产过程。油气集输工程的主要内容包括：（1） 分井计量 测出单井产物中的原油，天然气，采出水的产量值，作为监测油藏

2、开发动态的依据之一。（2） 集油，集气 将分井计量后的油气水混合物汇集送到油气水分离站场；或将含水原油，天然气汇集分别送到原油脱水及天然气集气站场。（3） 油气水分离 将油气水混合物在一定压力条件下，经几次分离成液体和不同压力等级不同组分的天然气；将液体分离成含水原油及游离水；必要时分离出固体杂质以便进一步处理。（4） 原油脱水 原油脱水的基本方法有：注入化学破乳剂在集油管路内破乳、重力沉降脱水、利用离心力脱水、利用亲水固体表面使乳化水粗粒化脱水、电脱水等。原油脱水工艺应根据原油物性，含水量（包括掺入水量）加以确定。原油综合含水率大于30时，一般采用沉降脱水和电化学脱水；综合含水率小于等于30

3、时，可采用电化学一段脱水。对轻质、中质含水原油，易采用热沉降、化学沉降法脱水，使油水一次达到合格标准。对中质或重质的高含水原油，先采用热化学沉降法脱水，使原油含水率达到20%30%，再用电脱水。对乳化度高的高粘度、高含水原油，应先破乳再沉降脱水。对含水率低于30%的含水原油，可直接采用电热化学方法破乳沉降，使油水一次达到合格的标准。电脱水器中出来的原油的含水在0.51之间。（5） 原油稳定 原油稳定是从原油中脱除轻组分的过程，也是降低原油蒸气压的过程，使原油在常温常压下储存时蒸发损耗减少、保持稳定。因此，如何降低原油的蒸气压，是原油稳定的核心问题。原油稳定所采用的方法可以分为闪蒸法和分馏法两大

4、类。闪蒸法又分为常压闪蒸、负压闪蒸和正压闪蒸。重质原油一般不需要进行稳定处理。原油稳定在稳定塔内进行，从加热炉出来的64的未稳定原油进入稳定塔，在0.1MPa的条件下进行脱气。稳定后的原油由塔底去外输泵外输。（6） 原油储存 将出矿原油盛装在常压油罐中，保持原油生产与销售的平衡。（7） 天然气脱水 气体净化是从气体中脱除含量比较少的气体杂质的过程，是油田伴生气长距离输送或进行轻烃回收前必不可少的环节。只有将气体中的水蒸气和酸性组分的含量控制在一定范围内才能保证气体输送或冷凝分离法轻烃回收的实施。气体净化的方法有：吸附法、吸收法、冷分离法、直接转化法。（8） 天然气轻烃回收 轻烃回收的方法就回收

5、工艺而言有：吸附法、油吸收法、冷凝分离法。我国油天然气的回收都采用冷凝分离法，按冷冻深度的不同，冷凝法分为浅冷（1520）和深冷（60100）两种。我国油田天然气的回收都采用冷凝分离法，按冷冻深度的不同，冷凝法分为浅冷（1520）和深冷（60100）两种。（9） 烃液储存 将液化石油气，天然气分别盛装在压力油罐中，保持烃液生产与销售平衡。（10） 输油，输气 将出矿原油，天然气，液化石油气，油经计量后，用管线配送给用户。（11） 污水处理 油田污水主要包括原油脱出水(又名油田采出水)，钻井污水及站内其它类型的含油污水。油田污水处理依据油田生产、环境等因素可以有多种方式。当油田需要注水时，油田污

6、水处理后回注地层，此时要对水中的悬浮物、油等多项指标进行严格控制，防止其对地层产生伤害。含油污水处理的常用方法是：重力沉降除油法、混凝沉降法、气体浮选法、斜板除油法和过滤法除油。（12） 辅助生产系统 它包括供电系统、给排水系统、供热系统、通讯系统、采暖及通风系统、道路系统等。这些系统都是联合站必要的组成部分，是联合站的正常工作的保证。本设计为一联合站，又名集中处理站，即将油田来油经成沙脱水，油气分离，原油稳定后，加工成可炼制的原油再进行外输。联合站的设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，对它的要求是使其最大限度的满足油田开发和油气开采的要求，做到技术先进，经济合理，生产安全可靠。【2】1.2

7、 设计的具体参数（1） 设计依据以指导教师所给的毕业设计任务书结合油气集输设计规范（GB503502005）以及油田油气集输设计技术手册等相关资料为依据进行设计。（2） 设计规模原油处理能力 2689。46t/d天然气处理能力 .55m3/d污水处理能力 877.75t/d（3） 原油物性表1-1 原油物性区块密度酸质凝固点含蜡量气油比（m3/t）粘度50(MPa.s)日产油液m3/d含水（%）10.8530.222020.452.6Nm3/t4.0139651.020.8630.231918.950.8Nm3/t6.8942715.230.8770.282317.853.5Nm3/t7.02

8、39035.240.8760.242318.598.0Nm3/t10.749228.450.8640.222115.697.5Nm3/t4.3642049.560.8490.272414.997.5Nm3/t4.3247056.9原油进站温度：29-35原油进站压力：0.45-1.1MPa（4） 工程地质资料表1-2 工程地质资料序号项目内容1地形地貌丘陵凹地，地形平坦，最大坡度1.22土壤性质表层土由杂质填土和素填土，主要成分为粉土和粉质黏土，厚度0-7m之内，属于软土。3土壤电阻率（.m）6.11454地下水位（m）1以下5承载力（KPa）80-1556地震烈度8度（5） 气象资料表1-3

9、 气象资料表序号项目名称单位油田1气温最冷月平均-122最热月平均-34.43极端最高-35.64极端最低-205年平均-10.0630日数天/年507极大风速及风向风速/标准风压m/s/kg/m23/60风向西北8大气压力冬季mb980.69夏季-10历年降水量平均值/极大值mm188.2/296.711最大积雪深度厚度/雪菏mm/kg/ m2340/6012最大冻土深度极大值cm170.413地下土壤温度0.8m/1.6m10.5/11.814年蒸发量年蒸发量mm3540.2（6） 站址选择及总平面布置对于站址的选择，从平面上考虑应满足下列要求：A 站址应有一定的面积，使站内建筑物之间能留

10、有符合防火安全规定的间距，并给站的扩建和改造留有必要的余地。B 所选站址与附近企业、住宅、公用建筑物要保持应有的安全防火距离。C 所选站址的交通、供电、供水、电讯等尽量方便，还应靠近允许排污水的低洼地带或水塘，或者靠近考虑污水处理设施的地方，以便排除站内的污水，不致损害农田和水源。D 所选站址地势较高或具有平缓倾斜，这种地形使站内易于排水，有利于油罐区和泵房的竖向布置，应避免站址选择在低洼沼泽地区或可能浸水的地区。E 尽可能不占或者少占用耕地，从工程地质条件来考虑应满足如下要求：地耐力应不小于1.5公斤厘米（0.145MPa），腐蚀性较小，沉陷不大且均匀，并且能很快停止，易于排水。沙土层、亚沙

11、土、亚粘土基本上都能满足上述要求，适宜建站，象粘土层、岩石层、杂土层，不宜建站。F 若在乡镇或者居民区选址时，应选在乡镇和居民区的最小风频的上风侧和靠近公路的位置，这样当以最大风频刮风时，联合站和居民区互不影响，沿最小风频刮风时，联合站在居民区的上风方向，避免居民区可能发生的名火影响联合站正常的运行，联合站站址应避免窝风地段，有较好的通风环境。在进行平面布置时，为了保证各区域之间生产运行联系上具有良好的条件，使各种线路走向合理，土方工程（包括控方和回填）和建筑物的基础工程量最小，必须充分利用所选站址的自然地段。在安全的防火允许的范围内，各平面布置应力求紧凑，节约土地，方便管理，但又要给正常的生

12、产和各种事故的处理留有余地，使车辆行使和作业方便灵活，考虑发展时，留有适当的场地。生活区的布置要做到有利于生产，方便管理，力求节约，在靠近城镇时，要与城镇和油田的规划协调。对于站内各个生产建筑物的位置确定的原则是：A 锅炉房、加热炉、带有明火生产岗位和常有油气的区域，他们的相对位置要考虑风向，以明火不被吹到油气区为原则。B 各种设施之间的联系，还要按照生产流程理顺，尽量避免逆流或重复留面。C 要保证泵在有利条件下进行，如将油罐布置在地形较高的位置时，油罐的出口位置高于泵的进口位置，而且罐和泵的距离不要太远，以提高泵的效率。D 站内各种生产设施一定在最高地下水位以下0.3米，而泵房、值班室等室内

13、，最好高出最高地下水位以上0.5米。E 站内各种工艺管线和电缆线有地下的、地面的、还有架空的。不论那种形式都要注意安全，即满足工艺要求，又保证生产操作方便。室外埋设管线一般低于自然地坪0.4米以下。无沟敷设的穿路地段应加以保护。为便于生产管理，每个作业内容的生产装置集中在同一界区之内，电缆直接埋地，油气工艺管线采用管架和局部埋地敷设。站内公路两侧，设有边沟，雨水沿公路边沟排至站外。含油污水全部进污水处理区。站内设有综合办公楼一座，内设调度室，办公室，会议室，仪修，库房，总机室，另有化验室，维修平房一座，门卫值班室等。根据工艺流程，按不同的生产功能和特点，将同类工艺设施相对集中的布置在一起，使其

14、形成储油罐区、原油处理区、泵房、污水回注及处理区、消防区、气体处理区、变配电室及预留区、加热炉及锅炉房供热区、辅助生产及生产管理区。站内的地形在基建前需要平整土地。储油罐区布置于站内东北侧，地势较高，可以为泵提供一定的灌注压头，同时也是全年最小风频的上风侧，符合安全防火的要求，储罐组四周设有闭合的防火堤。原油储罐区根据总容量、储罐的台数及单罐的大小布置成两排，七个净化油罐，及一个备用罐，共八个罐，选用固定拱顶金属罐。该罐组内油罐间距防火距离大于0.6D。防火堤内侧基脚线至储罐外侧间距不小于油罐高度的一半。罐组内油罐底部高出地平面0.5米。进入联合站的油气阀组应靠近站的边界部位，加药间布置在阀组

15、间旁边，且其距一级脱水区的间距应不小于20m。锅炉房及加热炉布置于联合站的西南角，和气体处理区及脱水区的中间设有一些建筑物，以避免产生的明火引燃油气而发生火灾。同供电设施一样，尽量靠近负荷中心，并布置在站场边部，以利于进出线方便。油气生产设施布置在主干道的旁边，进出方便，也在油罐区的旁边，以利于净化原油等进入罐区，减少了管路摩阻，并根据设计规范，并相应满足要求的防火间距。消防区布置于各区工艺设施的中间，地势较低，便于无压污水进入水池。在消防区设有装置，毗邻加热区和罐区，方便消防。站内道路为闭合设置，以利于消防，消防道路的转弯半径为15米，其余道路最小转弯半径为9米，主干道设置为10米，其余的次

16、干道为6米，消防道路为20米，两个罐组间的消防道路为10米。大门附近设有综合办公楼一座，内设有调度室、办公室、会议室。另设有计算机控制中心。库房、维修工房各一座，设置在变配电室及预留区的旁边。站内设有花坛等绿化场所，绿化面积为站场总面积的10。【3】1.3 流程及流程说明1.3.1 原油处理工艺简介由于原油中含有一定的甲烷、乙烷、丙烷等挥发性轻烃，在常温、常压储存输送过程中这些挥发性轻烃从原油中挥发出来时，带走部分戊烷、己烷等轻质原油。为了降低油气蒸发损耗和动力损耗，本站采用密闭流程。密闭流程是指油气的输送和处理都在密闭的容器中和管线内进行的。这种流程可以降低油品的损耗减少对环境的污染，所以目

17、前也被广泛应用。此密闭流程包括主要生产流程和辅助工艺流程。主要生产流程包括：收发油流程（进站阀组、油气水分离、油水计量、应急状态下含水原油储存等过程），气体处理流程（原油及天然气的脱水、原油稳定、天然气和轻烃回收、原油加热等过程）。辅助工艺流程包括：天然气流程、蒸汽伴热、保温加热流程、机泵的润滑、冷却保温流程、污水回注和处理流程。设计工艺流程应能保证联合站处理的油气产品的质量要求，质量高、产量高、经济效益好。在满足联合站各项生产任务的基础上，应充分采用先进技术，考虑各种能量的合理利用，工艺流程应能满足操作的变化，但要避免繁琐，防止浪费，管线阀门要尽量少，线路要短，油气流向合理。平时，来油走主要

18、生产流程；若遇上停电等事故，走事故流程，工艺上原油稳定采用负压闪蒸法，稳定塔的顶部设有压缩抽气装置，以防止原油倒吸入稳定塔。净化油罐、缓冲罐、备用油罐等都采用微正压抽气方法。【3】设计中考虑到进站原油的含水率（39.3）和含气量，综合气油比平均值为74.98Nm3/t较低，工艺上采用油气二级分离、两段脱水。二级分离即一级三相分离、二级稳定塔内的分离。两段脱水是指一级三相分离器、二级电脱水器脱水。1.3.2 原油在联合站内处理的工艺流程联合站油气集输系统流程是以油气储量资源为基础，原油物性为前提，其设计的基本原则、基本技术政策、基础数据和注意事项如下：A. 基本原理 (1) 油气集输应根据批准的

19、油田开发设计，全面规划，分期实施，以近期为主，做到远近结合，并适当考虑扩建，改造的可能性。应根据要求，进行合理的布置。必须对油气集输过程中产生的废水废气废渣等进行妥善的处理，必须满足国家的现行标准。(2) 油气集输的工艺过程应密闭、降低油气损耗；应合理的利用油田产品的热能和压能，以降低能耗。(3) 系统布局应符合工艺流程和产品流向，方便生产管理和油田调整。B. 基本技术政策本联合站采用密闭输送流程，密闭应该做到：未经处理的原油与大气不接触；正常生产的天然气不排入大气；经处理并蒸气压合格的原油才能在常压储罐中储存；在输送工况条件下的天然气不能析出液烃；石油蒸气与天然气中的液烃要回收；原油、天然气

20、、液化石油气及天然汽油要完全销售。C. 基础资料（1） 必须了解油田地质勘探成果；（2） 必须了解油田地质开发设计与采油工艺设计；（3） 必须了解油气物性；（4） 必须了解油田所处地理环境；（5） 必须了解影响油田开发建设的地方因素。【3】D注意事项各作业区、装置的布置应大致与总平面布置相符，应标明个工艺管线尺寸、安装高度、介质流向、管线管形及管件的应符合规定；尺寸不按比例。在满足正常生产、站内循环、试运投产、放空扫线等作业的基础上，应力求简单实用，减少占地面积，合理利用各种能量，力求降低工程造价和经营费用。凡由于突然停电、停水、误操作，可能造成事故的部位，一般均应装安全阀。凡不允许液体倒流的

21、地方均装止回阀。为防止爆炸、火灾等恶性事件发生后的灾情蔓延扩大，流程设计必须考虑适当的部位装切断油气源的截断设施和改道设施。为防止并联设备的流量不均衡，在流程设计中必须使其进出口管线的长度保持相等。E.生产流程及流程说明本联合站作业内容较多，工艺流程应能满足正常生产、站内循环、试运投产等作业的基础上，力求简单实用，减少占地面积，合理利用各种能量。主要生产流程： 事故备用流程：事故流程是将来油直接通入备用罐，等系统恢复正常后由备用罐再将原油通入三相分离器、电脱水器等分离设备进行分离。此外，当罐区发生突发事故时，可借助倒罐循环将储罐中的原油及时运转到备用罐中，以防止事故的进一步扩大和减少能量损失。

22、此处，对事故流程不加以详细说明。1.3.3 流程设计中的几点说明(1) 各作业区、装置的布置应与总平面布置图相符。应标明各工艺管线的尺寸，介质流向，安装高度，管线的型号，管件应符合规定。图中的尺寸不按比例。(2) 凡由于偶然事件（停火停电）或操作失误可能是压力提高而易造成事故之处，（如分离器、加热炉、油罐等常压容器及离心泵出口），都装有安全阀或呼吸阀。(3) 凡不允许液体倒流之处，如离心泵的出口等都设有止回阀。(4) 为了防止爆炸、火灾等恶性事故蔓延，流程设计必须要有切断油气源的措施，如：压力越站、自动关闭油罐进出口阀门。(5) 该流程中三相分离器以及缓冲罐设有放空管线，用于设备内部检修时，设

23、备内的清污。(6) 在缓冲罐的顶部设有抽气装置，由于出来的天然气为常压，天然气经过压缩机加压之后，直接经管道通往高压总天然气管线。1.4 设备及管线的安装说明1.4.1 三相分离器的安装说明(1) 本联合站选用的分离器为卧式油气水三相分离器，采用单排布置，其操作端部头应取齐，其相邻间距为1.5米。(2) 三相分离器均采用并联，即两个并联之后再并联，其进出口汇管安装开口大小和间距均相等，以使油气进料量均匀分配，每台分离器进口管线上设有切断阀，气管线出口切断阀之间设有控制阀和安全阀。(3) 分离器顶部气体空间设有弹簧式安全阀，由安全阀泄放出的天然气应有组织的汇集排放。(4) 每台分离器均应有液面控

24、制器直接控制出油阀的开启度，并且设有玻璃板式液位计就地观察液位变化。(5) 计量用三相分离器出油管线上出油阀之前最靠近分离器的部位的容积式流量计，用以计量油水混合物液体的产量，并且在流量计前应设置过滤器；在出油阀下游应安装取样口，以便化验含水量。(6) 三相分离器架高1.5米，主要起到一定的缓冲作用。(7) 在出油口安装有温度计，以测量出口原油温度。【4】1.4.2 电脱水器的安装说明(1) 电脱水器采用单排布置，其操作端部头应取齐，其相邻间距为2米。(2) 电脱水器均采用并联，即两个、三个并联之后再并联，其进出口汇管安装开口大小和间距均相等，以使油气进料量均匀分配，每台分离器进口管线上设有切

25、断阀。(3) 每台电脱水器均应有液面控制器直接控制出油阀门的开启度，并且设有玻璃板式液位计就地观察液位变化。(4) 计量用电脱水器出油管线上出油阀门之前最靠近分离器的部位的容积式流量计，用以计量油水混合物液体的产量，并且在流量计前应设置过滤器；在出油阀下游应安装取样口，以便化验含水量。(5) 在出油口安装有温度计，以测量出口原油温度。【4】1.4.3 泵房的安装说明(1) 泵房内设有原油外输泵200GYU200型号三台，一台备用泵，两台外输泵。(2) 相邻泵机组基础之间和工艺管道突出部分之间应留有足够的检修空间，其净距离不应小于0.8m；泵机组基础与泵房侧墙的净距不宜小于1.2m；泵前的主要通

26、道不小于1.0m，不大于2.0m。【4】1.4.4 锅炉房的安装说明(1) 锅炉房内设有GW800H/2.5YQ加热炉三台。(2) 锅炉房的锅炉成行排列，间距2米，并将锅炉基础前端边沿取齐。(3) 锅炉基础前端与墙距为4米，以利于布置管线和人员走动，锅炉的主要通道（从工艺管线突出部分到前墙的净距离不小于1.0米，不大于2米）。(4) 锅炉上的出油管线上均设有测温口，用于测量原油的进出口温度，并且装有压力仪表，用来测量进出炉原油的压力。【4】1.4.5 管线安装说明 (1) 在总平面图分区布置的基础上，油气、热力、供排水管线及电路、电信线路应尽量缩短长度，在满足水力、热力的要求下，线路布置力求整

27、齐、完美。(2) 厂区内各种地上、地下管路和供电、通信线路集中布置在道路的两侧，应避免地上管线和电力、通信线包围工艺管线和独立的建筑物，并减少和场区道路的交叉，交叉时采用直交。(3) 主要的油管线均应设有伴热管，且所有的油、水管线均为埋地管线，水管线和天然气管线均不用设置伴热管，天然气管线采用架空铺设，所有的管线标高见管网图。(4) 场区管线的敷设方式，根据场区土壤性质和地下水分布情况确定，敷设埋地管道时，所有的埋地管道管外壁水平间距大于0.2米，并做好埋地钢管线的防腐工作。(5) 架空的天然气管线在穿越道路时应适当提高高度，其管底高度要求：距主要道路路面不小于4.5米，具体根据实际情况而定。

28、【4】4 参考文献1 冯叔初，郭揆常，王学敏油气集输M.第1版.北京：石油大学出版社，2006.2 冯叔初，郭揆常.油气集输与矿场加工M.第二版.东营：中国石油大学出版社.2006年12月.第二版.3 李虞庚，苗承武等. 油田油气集输设计技术手册（上）M.北京：石油工业出版社.4 李虞庚，苗承武等. 油田油气集输设计技术手册（下）M.北京：石油工业出版社.5 杨筱蘅. 输油管道设计与管理M.第2版.东营：石油大学出版社，2006.6 郭光臣，董文兰，张志廉. 油库设计与管理M.第一版.东营：石油大学出版社，2006.7 杨树人，何光渝. 工程流体力学M.北京：石油大学出版社，2006.8 潘家华，郭光臣，高锡祺. 油罐及管道强度设计M.北京：石油工业出版社.9 姬钟礼，邓志安，赵会军. 泵与压缩机M.北京：石油大学出版社，2001.10 李长俊. 天然气管道输送M.北京：石油工业出版社，2000.11 王琦龙,吕清河,付合适,史改芳. 明一联合站提高加热炉运行效率研究J.油气地面工程，2005,24(03)，20-21.12 浙江佳力科技开发有限公司. 便拆式石油化工管道流程泵P.中国专利：ZL.2 .