油气集输讲课.ppt

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1、二二七年七月七年七月油气集输工艺培训油气集输工艺培训 一、油气集输的概念一、油气集输的概念 1 1、什么叫油气集输？、什么叫油气集输？是是把把油油、气气田田生生产产的的原原油油和和天天然然气气收收集集起起来来，通通过过计计量量、初加工（净化、稳定）和输送的全过程。初加工（净化、稳定）和输送的全过程。2 2、工作的对象和范围、工作的对象和范围 油油气气集集输输研研究究的的主主要要对对象象是是油油、气气田田生生产产过过程程中中原原油油及及天然气的收集和输送问题。天然气的收集和输送问题。工作范围是以油井井口为起点，矿场原油库或输油、输工作范围是以油井井口为起点，矿场原油库或输油、输气管线首站为终点的

2、矿场业务。气管线首站为终点的矿场业务。3 3、油田生产对集输工作的要求、油田生产对集输工作的要求 在在油油田田开开发发中中，无无论论是是新新油油田田的的开开发发建建设设，还还是是已已开开发发油油田田的的调调整整改改造造，油油气气集集输输必必须须适适应应油油田田生生产产全全局局的的需需要，必须满足以下几点要求：要，必须满足以下几点要求：（1 1）满足油田开发和开采的要求；）满足油田开发和开采的要求；（2 2）要贯彻节约能源和保护环境的原则；）要贯彻节约能源和保护环境的原则；（3 3）要贯彻方便管理和安全运行的原则；）要贯彻方便管理和安全运行的原则；（4 4）要贯彻）要贯彻“少投入，多产出少投入，

3、多产出”，提高经济效益的原，提高经济效益的原则。则。（一）输油站类型及功能（一）输油站类型及功能 输输油油站站是是长长输输管管线线的的主主要要组组成成部部分分之之一一。其其任任务务是是供供给给油油流流一一定定的的能能量量（包包括括压压力力能能、热热力力能能），以以使使油油品保质保量、安全经济的输送到目的地。品保质保量、安全经济的输送到目的地。输输油油站站按按所所处处位位置置分分为为首首站站、中中间间站站和和末末站站，中中间间站站按按其其功功能能还还可可分分为为加加热热站站（只只能能提提供供热热能能）、加加压压站站（只能提供压能）及（只能提供压能）及热泵站热泵站（既提供热能又提供压能）。（既提供

4、热能又提供压能）。二、输油站工艺流程二、输油站工艺流程 首首站站：是是长长输输管管线线的的起起始始站站。主主要要任任务务是是接接收收来来油油，经经计计量量后后，加加压压加加热热向向下下站站输输送送。首首站站除除设设有有输输油油机机泵泵和和加加热热装装置置外外，还还必必须须设设置置较较大大容容积积的的储储油油罐罐，以以满满足足计计量量及及调调节节来来油油与与输油间不平衡的需要。输油间不平衡的需要。二、输油站工艺流程二、输油站工艺流程 中中间间站站：是是长长输输管管线线沿沿途途设设置置的的输输油油站站。其其主主要要任任务务是是对对所所输输油油品品按按工工艺艺要要求求供供给给一一定定的的能量，使油品

5、继续流动。能量，使油品继续流动。中中间间站站设设施施比比首首站站相相对对较较少少，特特别别是是储储油油罐罐少，只有少，只有1 12 2个，起缓冲作用或事故处理。个，起缓冲作用或事故处理。二、输油站工艺流程二、输油站工艺流程实例：实例：炉-1炉-1FIQFIQ接热工部分FIQ五五 蛟蛟 站站 工工 艺艺 流流 程程 图图 末末站站：是是长长输输管管线线的的终终点点站站。主主要要任任务务是是接接收收输输油油管管线线所所输输的的全全部部油油品品，经经过过计计量量后后将将油油储储存存起起来来或或直直接接把油品输给用油单位，或以其它运输方式转运给用户。把油品输给用油单位，或以其它运输方式转运给用户。由由

6、于于来来油油不不平平衡衡及及转转运运不不平平衡衡，末末站站需需要要设设有有较较大大容量的储油罐和相应的计量、化验及运转设施。容量的储油罐和相应的计量、化验及运转设施。二、输油站工艺流程二、输油站工艺流程 （二）输油站的基本组成（二）输油站的基本组成 无无论论首首站站、中中间间站站或或末末站站，按按站站内内设设施施来来分分可可把把输输油油站站分分成成生生产产区区和和生生活活区区。生生产产区区又又分分为为主主要要生生产产区区和和辅助生产区辅助生产区。主要生产区：主要生产区：（1 1）输油泵房输油泵房 （2 2）加热炉）加热炉 （3 3）总阀室总阀室 （4 4）清管器收发室）清管器收发室 （5 5）

7、油罐区油罐区二、输油站工艺流程二、输油站工艺流程辅助生产区：辅助生产区：（1 1）供电系统供电系统 （2 2）供热系统）供热系统 （3 3）供水系统供水系统 （4 4）排水排污系统）排水排污系统 （5 5）消防设施消防设施 （6 6）材料库）材料库二、输油站工艺流程二、输油站工艺流程（三）平面布置及工艺流程绘制（三）平面布置及工艺流程绘制平面布置原则及要求：平面布置原则及要求：1 1、集集中中处处理理站站平平面面布布置置设设计计应应根根据据工工艺艺流流程程，按按不不同同生生产产功功能能和和特特点点，将将同同类类工工艺艺设设施施相相对对集集中中布布置置在在一一起起，使使其其形形成成原原油油外外输

8、输区区、储储油油罐罐区区、原原油油处处理理区区、原原油油装装卸卸区区、采采出出水水处处理理区区、变变电电所所、供热区、辅助生产及生产管理区。供热区、辅助生产及生产管理区。2 2、供供电电、供供热热设设施施应应尽尽量量靠靠近近负负荷荷中中心心位位置置，且且宜宜布布置置在在站站场场边部，以利进出线。边部，以利进出线。3 3、场场区区道道路路的的布布置置应应合合理理组组织织好好人人流流和和车车流流，并并应应满满足足消消防防要要求。求。4 4、工工艺艺管管线线、热热力力管管线线，供供排排水水管管线线和和电电力力通通信信线线路路，一一般般宜宜集中布置在道路一侧。各种线路布置做到纵横有序。集中布置在道路一

9、侧。各种线路布置做到纵横有序。5 5、站场平面布置防火间距应符合相关要求。、站场平面布置防火间距应符合相关要求。常用图例常用图例 常用图例常用图例 液相管气相管法兰盖压缩空气管蒸汽管上水管大小头紧急切断阀控制油路一般阀紧急切断阀止回阀过滤器电动离心泵直通球阀安全回流阀弹簧安全阀P压力表P液位计P温度计P二次液位计一般储罐除油罐300m3调节罐300m3污油箱净化罐1000m3沉降罐1000m3净化罐1000m3沉降罐1000m3卸油箱卸油箱缓冲罐南梁集油站工艺流程示意图南梁集油站工艺流程示意图实例演示实例演示 原原油油加加热热输输送送管管道道的的轴轴向向温温降降和和沿沿程程压压降降为为输输油油

10、管道工艺计算的主要内容。管道工艺计算的主要内容。三、输油管路的工艺计算三、输油管路的工艺计算 （一）水力计算（一）水力计算 管管路路输输油油过过程程中中压压力力能能的的消消耗耗包包括括两两部部分分，一一是是用用于于克克服服地地形形高高差差所所需需的的位位能能；二二是是克克服服原原油油沿沿管管路路流流动动过过程程中中的的摩摩擦擦及及撞撞击击阻阻力力，通通常常称称为为摩摩阻阻损损失失，它它随随流流速速及及原原油油物物理理性性质质等因素而变化。等因素而变化。=he+h+Z 压降计算公式：压降计算公式：Z起点、终点高差，m p1、p2起、终点压力，MPa 介质密度g重力加速度，g=9.80665m/s

11、2 h局部摩阻损失（m）he沿程摩阻损失（m）由于由于hh比比hehe小得多，故计算常忽略此项小得多，故计算常忽略此项 沿程摩阻损失计算沿程摩阻损失计算 沿程摩阻损失按达西公式计算：沿程摩阻损失按达西公式计算：实用计算公式，利用紊流光滑区的列宾宗公式：实用计算公式，利用紊流光滑区的列宾宗公式：hh管线沿程摩阻损失，管线沿程摩阻损失，m m；QQ流量流量 ，m m3 3/h/h；原油运动粘度，原油运动粘度，m m2 2/s/s；dd管线内径，管线内径，mmmm；LL管线长度，管线长度，m m；实例演示实例演示 例：设西二转外输液量例：设西二转外输液量2100m2100m3 3/d/d，原油含水，

12、原油含水13%13%，外输管线，外输管线1335mm4.2Km1335mm4.2Km，原油外输西二联，排量原油外输西二联，排量100m100m3 3/h/h。计算其沿程。计算其沿程阻力损失，为阻力损失，为1.98MPa1.98MPa。水头损失计算表水头损失计算表压力水头压力水头差差h hf f(m(m)流态系流态系数数流态流态指数指数m m流量流量Q Q(m(m3 3/h)/h)动力粘度动力粘度(厘泊厘泊)管径管径(mm)(mm)管长管长(m)(m)流体密流体密度度(Kg/m(Kg/m3 3)雷诺数雷诺数ReRe公式公式水力光滑管Re3000198.152 0.02460.251006.412

13、5420087038481.9532916.848 0.02460.25256.415096008687998.643548105.9 0.02460.25556.41501520087317698.3811层流区 Re30008.3 4.151306.4801300850三、输油管路的工艺计算三、输油管路的工艺计算 （二）热力计算（二）热力计算 油油流流被被加加热热到到一一定定温温度度后后，输输送送到到下下游游站站，在在沿沿管管道道流流动动过过程程中中，不不断断把把热热量量散散失失到到温温度度较较低低的的管管路路周周围围介介质质中中去去，因而油流温度不断降低。因而油流温度不断降低。管线轴向温

14、降计算公式：管线轴向温降计算公式：L=ln L管线长度，m Gm油气混合物的质量流量，kg/s；c原油比热，J/(kg0C)，一般 取c=1.884103一2.093103 J/(kg0C)；K管线至周围介质的总传热系数，W/(m20C)D管线外径，m t1,t2 管线起点、终点温度,0C t0管线环境温度,0C，（埋地管线取管线中心埋深处地温）；三、输油管路的工艺计算三、输油管路的工艺计算 热热力力计计算算的的目目的的是是为为了了对对热热油油管管的的运运行行工工况况进进行行有有效效的的控控制制，确确定定热热油油管管最最优优投投产产和和重重新新起起动动方方案案，确定热油管安全停输时间等。确定热

15、油管安全停输时间等。通通过过上上述述管管线线轴轴向向温温降降公公式式可可以以计计算算得得到到管管线线的的最最小小起起输输量量，也也可可推推算算出出原原油油所所需需外外输输油油温温，进进一一步步核算外输加热负荷。核算外输加热负荷。最小起输量：保证管线不发生冻堵、凝管的最小安全输量最小起输量：保证管线不发生冻堵、凝管的最小安全输量 实例演示实例演示 例：设某站外输净化油，外输油温能达到例：设某站外输净化油，外输油温能达到4545，下游进站油温，下游进站油温2121，外输管线外输管线1145mm6.8Km1145mm6.8Km，岩棉管保温。计算该站的安全起输量。，岩棉管保温。计算该站的安全起输量。序

16、序号号管线最小管线最小起输量起输量G G（公斤（公斤/小小时）时）总传热总传热系数系数K K（大（大卡卡/米米2 2 时时）管线外管线外直径直径D D（米）（米）管线管线长长L L(公里公里)管线内原管线内原油起点油油起点油温温t t起起()()管线内原管线内原油终点油油终点油温温t t终终()()管线埋深管线埋深处土壤温处土壤温度度t t0()0()原油热容原油热容C C （大卡（大卡/公公斤斤）公式公式15435.4 0.9460.1146.8452130.5242597.9 20.15927.6652030.5344791.4 20.21910.3352030.544909.6 20.0

17、764402030.5一般情况下：总传热系数K取2；管线埋深处土壤温度t0取3；原油热容C取0.5大卡/（公斤）管线最小起输量计算表管线最小起输量计算表四、站库设计四、站库设计 油气集输系统所包含的站库有计量站、接转站、集中处油气集输系统所包含的站库有计量站、接转站、集中处理站、矿场原油库等。集中处理站，也称联合站，是对油井产理站、矿场原油库等。集中处理站，也称联合站，是对油井产物油、气、水集中进行综合净化处理，从而获得合格原油、天物油、气、水集中进行综合净化处理，从而获得合格原油、天然气、稳定轻烃和可回注的处理采出水的中心站。一般包括以然气、稳定轻烃和可回注的处理采出水的中心站。一般包括以下

18、生产功能：油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、下生产功能：油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、轻油回收、原油储存及输送、采出水处理与回注、变配电、供轻油回收、原油储存及输送、采出水处理与回注、变配电、供热及消防等。热及消防等。（一）集中处理站的主要设备及功能（一）集中处理站的主要设备及功能 序序号号设备名称名称功功 能能设计及运行参数及运行参数备 注注1流量计各区块来油计量根据产液量配,常用腰轮流量计如LL150、LL100、LL-80等2换热器对进沉降罐的原油加热,利于原油脱水沉降由来液量定(常用45m2、65m3等),一趟来液用一具或几具。换热器出口温度应在40以上。3毛油

19、罐单量、事故处理用根据产液量配建4沉降罐含水油在此水洗、脱水、沉降,出净化原油根据来液量及沉降时间定。运行参数:水层控制4-6m,罐温35。各加药端点要保证100mg/l的破乳剂加药浓度及输油温度5倒罐泵用于站内各油罐储量的周转根据产液量配套建设6净化油罐储存沉降罐溢流出的净化原油,也可作为油品交接罐。根据产液量配套建设7输油泵净化油需经输油泵输送至高效炉根据产液量配套建设8高效炉加热净化原油,便于闪蒸稳定进口压力0.2-1.5MPa,出口温度95110成品油在储存的最高温度下,9稳定塔分离C1C4,降低原油蒸汽压进口温度95105,塔顶温度4050饱和蒸汽压等于或略低于当10稳定净化油罐储存

20、稳定后的原油即成品原油根据产液量配建地的大气压 （一）集中处理站的主要设备及功能（一）集中处理站的主要设备及功能 按照油气田地面建设规划设计技术规定，油田自管外输首站储罐按照油气田地面建设规划设计技术规定，油田自管外输首站储罐容量不超过五天，则储罐容量为：容量不超过五天，则储罐容量为：V=5Q/KV=5Q/K Q Q联合站平均日输量（联合站平均日输量（m m3 3/d/d）KK油罐容积系数，金属油罐取油罐容积系数，金属油罐取0.850.85 假设某处理站外输油量假设某处理站外输油量504m504m3 3/d/d，则，则V=5504V=55040.85=29650.85=2965（m m3 3）

21、，），则考虑各区来油采用热化学沉降脱水并兼顾远期产量增长等因素，可则考虑各区来油采用热化学沉降脱水并兼顾远期产量增长等因素，可选用选用1000m1000m3 3拱顶油罐拱顶油罐4 4具。具。（二）集中处理站设计规模及相关计算（二）集中处理站设计规模及相关计算 油罐油罐 原油加热总负荷：原油加热总负荷：Q Q总总=Q=Q1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3+Q+Q4 4+Q+Q5 5 Q Q1 1热化学沉降脱水用热负荷（大卡热化学沉降脱水用热负荷（大卡/时），按各区块来油量经过换时），按各区块来油量经过换热器考虑液量；热器考虑液量；Q Q2 2原油外输加热负荷（大卡原油外输加热负荷（大卡/时）；时

22、）；Q Q3 3油罐保温热负荷（大卡油罐保温热负荷（大卡/时）；时）；Q Q4 4污水处理装置负荷（大卡污水处理装置负荷（大卡/时）；时）；Q Q5 5建筑物采暖热负荷（大卡建筑物采暖热负荷（大卡/时）。时）。（二）集中处理站设计规模及相关计算（二）集中处理站设计规模及相关计算 站内热负荷及锅炉选型站内热负荷及锅炉选型 其中，原油脱水热负荷：其中，原油脱水热负荷：Q Q1 1=GCtGCt=GC=GC（t t1 1-t-t2 2）t t1 1原油热化学沉降脱水温度（原油热化学沉降脱水温度（），一般），一般4050 4050；t t2 2各区块来油温度（各区块来油温度（），一般取），一般取20

23、20；GG每小时的处理液量（公斤每小时的处理液量（公斤/小时）。小时）。原油外输热负荷：原油外输热负荷：Q Q2 2=GCtGCt=GC=GC（t t起起-t-t脱脱）脱水温度联合站输油起点温度联合站脱水后原油外输量 站内热负荷及锅炉选型站内热负荷及锅炉选型 油罐保温热负荷：油罐保温热负荷：Q Q3 3=KFtKFt=KF=KF（t t1 1-t-t2 2）KK油罐总传热系数（大卡油罐总传热系数（大卡/时时.米米.）；FF油罐总传热面积（米油罐总传热面积（米2 2）；）；t t1 1油罐内原油温度（油罐内原油温度（）；）；t t2 2大气温度（大气温度（）。）。Q Q4 4、Q Q5 5分别由

24、供水专业、采暖专业提供后，算出主要热负荷分别由供水专业、采暖专业提供后，算出主要热负荷Q Q总总，假，假设为设为160.35160.35万大卡万大卡/时。时。按每吨蒸汽产生按每吨蒸汽产生601060104 4大卡大卡/时热量计算，选用时热量计算，选用2 2吨吨/时锅炉时锅炉2 2台。台。站内热负荷及锅炉选型站内热负荷及锅炉选型 计算步骤：计算步骤：1 1、根据、根据Q=Q=GCtGCt，算出来油加温或原油外输所需热负荷；，算出来油加温或原油外输所需热负荷；2 2、确定换热器的换热面积：、确定换热器的换热面积：F=Q/K/tF=Q/K/t平平 KK冷热流体间的总传热系数，参照冷热流体间的总传热系

25、数，参照油气集输储运设计手册油气集输储运设计手册，取，取150150大卡大卡/米米2 2.时时.；QQ来油升温或原油外输所需热量（大卡来油升温或原油外输所需热量（大卡/时）；时）；t t平平平均温差，计算公式：平均温差，计算公式：来油、外输换热器选型来油、外输换热器选型lnt t平平=1 1、根根据据给给定定的的集集输输量量或或输输油油量量，以以及及选选定定的的经经济济流流速速，选择合理的管径。计算公式：选择合理的管径。计算公式：式中：式中：dd管线内径，管线内径，m m；QQ给给定定的的流流量量，m m3 3/s/s，若若给给定定的的输输油油任任务务为为t/at/a，换算时每年按换算时每年按

26、350350天计；天计；经济流速，经济流速，m/sm/s（一般取一般取1-2 1-2 m/sm/s）。）。2 2、计计算算出出的的d d需需调调整整为为标标准准管管径径。假假设设求求出出d d为为0.086m0.086m，则初选管径为，则初选管径为1145mm1145mm。外输管线选定外输管线选定 1 1、根根据据输输油油管管径径、原原油油粘粘度度、比比重重、输输量量，进进行行水水力力计计算算，公式：公式：输油泵选定输油泵选定 =he+h+Z 沿程摩阻损失，计算公式：局部阻力损失，可按10m考虑。高程差终点余压，可按15m考虑。2 2、根根据据以以上上计计算算的的总总压压降降和和要要求求的的输输油油量量，来来选选择择输输油油泵泵（排量、扬程）。（排量、扬程）。