張淇銘（大慶油田采油六廠規(guī)劃設計研究所， 黑龍江 大慶）

喇嘛甸油田外掛水箱式污水沉降罐出水工藝探討

張淇銘（大慶油田采油六廠規(guī)劃設計研究所， 黑龍江 大慶）

隨著油田長期開發(fā)和藥劑的使用，新井逐漸投產(chǎn)，污水沉降罐調(diào)節(jié)堰板損壞、生產(chǎn)效率低、負荷率不達標的問題亟待解決。本文分析了目前外掛水箱式污水沉降罐存在的問題，并針對產(chǎn)生問題的出水工藝提出了改造方法。

聚驅(qū)；外掛水箱；改造

1 污水沉降罐出水工藝現(xiàn)狀

污水見聚后外掛水箱式污水沉降罐調(diào)節(jié)堰板卡死、損壞程度加深，無法實現(xiàn)液位調(diào)節(jié)作用，目前喇嘛甸油田所轄聯(lián)合站及污水處理站共12座，在用可收油污水沉降罐共45座，其中外掛水箱式污水沉降罐42座，虹吸式污水沉降罐3座，外掛水箱式的污水沉降罐所占比例為93.3%。

2 外掛水箱式污水沉降罐出水工藝存在的問題

（1）外掛水箱內(nèi)調(diào)節(jié)堰板存在的問題 聚驅(qū)以來，油田污水見聚，污水粘度增大，攜帶泥沙和雜質(zhì)的量顯著增加，調(diào)節(jié)堰板長時間浸泡在含聚污水中，處于靜止狀態(tài)，堰板間隙相對較小，雜質(zhì)和泥沙在堰板間隙內(nèi)不斷沉積，極易造成堰板卡阻甚至卡死。

（2）外掛水箱所在位置存在的問題 由于外掛水箱在大罐頂端，調(diào)節(jié)堰操作費力，支架高，調(diào)節(jié)不方便且存在安全風險。而且大罐頂部存在可燃氣體，屬于危險區(qū)域，對已經(jīng)損壞的調(diào)節(jié)堰板根本無法采用動火或者機械方式維修，只能等到停產(chǎn)或者清淤，達到安全條件下才能進行。

（3）外掛水箱式污水沉降罐出水工藝在生產(chǎn)運行中引起的問題 由于外掛水箱內(nèi)調(diào)節(jié)堰板無法調(diào)節(jié)，導致污水沉降罐出水高度無法調(diào)節(jié)，建立理論分析模型如下：

沉降罐收油時滿足出水的邊界條件：

式中：H水為沉降罐內(nèi)水位高度；H收為沉降罐收油高度；H出為沉降罐出水高度；H油為沉降罐收存油厚度；ρ油為沉降罐內(nèi)污油密度；ρ水為沉降罐內(nèi)水的密度；g為重力加速度；P0為大氣壓。

（4）外掛水箱式污水沉降罐出水口位置低易引發(fā)的問題 模型分析可知，沉降罐出水口低，罐內(nèi)油水界面低，存油量大，而目前油田污水成分復雜，如果沉降罐內(nèi)存油，收油不徹底，影響地面集輸系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

①占有沉降罐有效容積。水驅(qū)含油污水的一次沉降時間要求3～4h，二次沉降時間2～3h，聚驅(qū)后污水一次沉降時間要求10.3h以上，二次沉降時間5.2h以上。罐內(nèi)積油，沉降罐有效容積減小，污水沉降時間短，各項指標超標，沉降罐負荷率不達標。

②極易形成老化油。罐內(nèi)積油隨著時間延長，受空氣、溫度等因素作用，極易形成老化油。老化油瀝青質(zhì)、膠質(zhì)含量高，固相渣質(zhì)含量高，電導率高，原油穩(wěn)定性高，難以破乳脫水。

沉降罐內(nèi)形成老化油，回收困難，即使回收進電脫水器，易在形成油水過渡層，脫水系統(tǒng)的凈化油含水超標或脫后污水水質(zhì)超標，電場運行不穩(wěn)甚至垮電場，當脫水器垮電場后，全部液體壓出又重新回到沉降罐中，形成惡性循環(huán)。因此，預防老化油形成是解決問題的關(guān)鍵。

沉降罐出水口位置偏高，并且無法調(diào)節(jié)會導致污水沉降罐長期在高液位下運行，在罐內(nèi)液位上升的過程中易發(fā)生溢流，溢流液體大量進入污水回收池，又增添了整個系統(tǒng)處理負擔。

3 喇嘛甸油田外掛水箱式污水沉降罐出水工藝的改造

（1）實施辦法 增加溢流擋板高度，在原有基礎上增加10～20cm，增加污水沉降時間及沉降罐的緩沖能力，提高污水沉降罐負荷率；取消外掛水箱，在沉降罐的出口管線安裝電動調(diào)節(jié)閥，電動調(diào)節(jié)閥與大罐液位連鎖，在值班室內(nèi)通過控制調(diào)節(jié)閥的開啟程度來調(diào)節(jié)大罐液位。

（2）自動系統(tǒng)控制原理 當液位下降小于收油高度時，產(chǎn)生差壓信號輸送至變送器1，變送器1將差壓轉(zhuǎn)換成電信號（0～10mA）輸出；由變送器1來的（0～10mA）直流信號在輸入電路與給定信號比較，得到偏差信號，經(jīng)PID運算，調(diào)節(jié)器1處理后，得到最佳控制參數(shù)，輸出（0～10mA）信號給電動調(diào)節(jié)閥；電動調(diào)節(jié)閥根據(jù)獲得的信號，代替人手進行自動調(diào)節(jié)。

在電動調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)期間，當液位達到溢流高度時，產(chǎn)生差壓信號輸送至變送器2，變送器2將差壓信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出至調(diào)節(jié)器2，調(diào)節(jié)器2輸出至電動調(diào)節(jié)閥；

當液位下降小于收油高度時，同理，調(diào)節(jié)閥進行自動調(diào)節(jié)。

4 結(jié)語

原有污水處理設備在處理含聚污水過程中不適應性日趨明顯，影響地面集輸系統(tǒng)穩(wěn)定運行。外掛水箱式污水沉降罐出水工藝的改造，增加了溢流擋板高度，提高了沉降罐的負荷率；以出口電動調(diào)節(jié)閥進行液位調(diào)節(jié)，保證污水沉降罐液位在收油線及溢流線間運行，實現(xiàn)連續(xù)收油，很大程度上避免了沉降罐內(nèi)污油老化，為地面油水處理的穩(wěn)定運行提供了有力保障，另也避免了員工爬罐調(diào)節(jié)的安全風險。

［1］趙守明，李清方.集中處理站老化油處理工藝的探討［J］.石油規(guī)劃設計，2003，14（6）：9-11.

［2］李濤，徐繼利，陳默，污水沉降罐調(diào)節(jié)堰板損壞問題的解決［J］.油氣田地面工程，2006，25（5）：2.

張淇銘（1986- ），男，規(guī)劃設計研究所管理室、助工。