雙立娜

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吳起采油廠原油沉降罐及污水罐排泥技術(shù)研究

雙立娜

（延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西 延安 717600）

吳起采油廠聯(lián)合站大罐現(xiàn)有的排泥技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)罐底污泥的有效排放，必須采取人工定期清理，這不僅影響了沉降罐和污水罐的正常運(yùn)行，導(dǎo)致污水處理水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，還增加了系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。本文通過對國內(nèi)大罐排泥技術(shù)進(jìn)行對比分析，以及借鑒周邊油田成熟的排泥技術(shù)，針對吳起采油廠的油泥形成特性，實(shí)施了適合吳起采油廠大罐排泥的技術(shù)改造。

油泥；排泥；無害化處理；負(fù)壓排泥

吳起采油廠是延長油田的第一大采油廠，承擔(dān)著重要的原油生產(chǎn)任務(wù)。然而該廠聯(lián)合站現(xiàn)有的大罐排泥技術(shù)尚無法實(shí)現(xiàn)罐底污泥的有效排放。本文中將主要針對廠內(nèi)現(xiàn)狀、存在的問題及技改方案進(jìn)行探討，尋找適合該廠的罐底排泥方案。

1 現(xiàn)狀及存在問題

目前采油廠9座聯(lián)合站共有各類大罐44座，主要采取靜壓排泥和負(fù)壓射流排泥方式。由于大罐排泥效果差，每年需要依靠人工清罐1～2次，比如柳溝聯(lián)合站3 000 m3原油沉降罐及1 000 m3污水罐每兩個(gè)月就需清罐1次，嚴(yán)重影響罐的正常運(yùn)行，以及產(chǎn)生一些附帶的問題，主要表現(xiàn)為：

①污泥不能及時(shí)從系統(tǒng)中剝離出來，影響污水處理效果和過濾設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷，導(dǎo)致污水系統(tǒng)過濾器濾料每年需要更換1～2次；

②大罐容積得不到有效利用，大罐沉降時(shí)間變短而影響大罐功能，導(dǎo)致后續(xù)流程脫水效果和污水處理效果變差。

③污泥長期停留在污水罐底，污泥厭氧導(dǎo)致污水水質(zhì)惡化，加大了細(xì)菌控制難度，影響原油脫水及污水處理質(zhì)量；

④人工清罐需要停產(chǎn)，清罐費(fèi)用高，影響原油脫水及污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行；

⑤增加了系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

采油廠于2015年建成污泥處理站1座（長官廟油泥處理站），項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為年處理油泥2.4萬噸，該站污泥處理工藝為利用“化學(xué)熱洗+疊螺機(jī)脫水”機(jī)械脫水工藝對含油污泥進(jìn)行減量化處理，設(shè)計(jì)處理后油泥應(yīng)達(dá)到污泥含水率≤70%、含油量≤5%，污水中懸浮物含量≤500 mg/L。主要建設(shè)內(nèi)容包括污泥池、污水池、污油池、調(diào)質(zhì)罐、污泥脫水機(jī)、鍋爐房等。

從該站油泥處理工藝和運(yùn)行效果來看，該套處理工藝不具備油泥無害化處理技術(shù)條件。目前采油廠每年產(chǎn)生油泥約2萬噸，油泥處理主要采取外委處理方式，全年油泥外委處理費(fèi)用約900萬元。

采油廠油泥主要來源于聯(lián)合站清罐底泥、油水井作業(yè)產(chǎn)生的落地油泥等。油泥外委處理一方面勢必會(huì)導(dǎo)致處理費(fèi)用的增加，甚至?xí)霈F(xiàn)污泥沒有處理單位接收的局面；另一方面，采油廠周邊油泥處理企業(yè)目前尚不具備無害化處理的技術(shù)實(shí)力，目前外委處理油泥方式，一旦處理不達(dá)標(biāo)造成環(huán)境污染，采油廠仍需要承擔(dān)其環(huán)境責(zé)任。因此目前油泥處理仍是采油廠環(huán)保工作的難題之一。

圖1 吳起采油廠污泥處理站照片

目前中石油、中石化油田的油泥處理主要采取自建油泥無害化處理站方式，從根本上消除油泥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。長慶油田自建油泥處理站8座，減量化處理站以自我管理模式為主，無害化處理站以技術(shù)服務(wù)模式為主。吳起采油廠長官廟油泥處理站投產(chǎn)后，油泥經(jīng)過熱洗處理后含油量會(huì)大幅度減少，污泥量得到脫水減量化。

綜合以上原因和現(xiàn)狀分析，指出有必要根據(jù)采油廠大罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對大罐排泥系統(tǒng)進(jìn)行技改，徹底解決大罐排泥不暢長期影響系統(tǒng)正常生產(chǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行效率等問題，改善大罐的運(yùn)行環(huán)境，提高大罐的處理效果，推動(dòng)污泥無害化處理項(xiàng)目，從根本上解決污泥去向問題。

2 技改方案

目前，國內(nèi)各大油田采用的大罐排泥方式大致可分為三種：傳統(tǒng)靜壓排泥技術(shù)、內(nèi)置式機(jī)械刮吸泥技術(shù)和新型大罐立體負(fù)壓排泥技術(shù)。

本文擬選擇新型大罐立體負(fù)壓排泥技術(shù)對柳溝聯(lián)合站實(shí)施大罐排泥工藝改造。改造3 000 m2沉降罐2具、1 000 m2污水罐2具、500 m2污水處理罐2具。

大罐立體負(fù)壓排泥技術(shù)由滑泥坡、液力旋轉(zhuǎn)沖泥裝置、吸泥系統(tǒng)、罐外動(dòng)力泵組成，利用泥漿泵吸泥形成的負(fù)壓，將罐底泥吸出。

2.1 滑泥坡

借鑒和優(yōu)化靜壓排泥工藝滑泥坡的優(yōu)點(diǎn)，滑泥坡角度將根據(jù)罐內(nèi)淤泥特性參數(shù)設(shè)定，保證80%的滑泥坡區(qū)域沉積泥順利滑落至坡底。同時(shí)在滑泥坡上部又增加了沖洗流程，提高了坡上淤泥滑入坡底的效果?；嗥虏捎梅墙饘傩∧ψ璨馁|(zhì)，降低滑泥的阻力，滑泥板利用預(yù)制混凝土塊固定，減少罐內(nèi)施工工作量，避免動(dòng)火施工。

圖2 滑泥坡整體布置圖

2.2 液力旋轉(zhuǎn)沖泥裝置

以罐中心為軸，兩側(cè)各設(shè)置一根帶多個(gè)噴嘴的沖泥管，兩側(cè)沖泥管噴嘴的方向相反。在液體噴出時(shí)，依靠噴射的反作用力，使得沖泥管自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到全區(qū)域、無死角的沖泥效果，液力旋轉(zhuǎn)沖泥裝置結(jié)構(gòu)見圖4。

圖3 滑泥坡斷面圖

圖4 液力旋轉(zhuǎn)沖泥裝置結(jié)構(gòu)圖

在每圈滑泥坡坡底設(shè)置兩個(gè)噴嘴，噴嘴采用螺旋噴頭，材質(zhì)為316L不銹鋼鑄件，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為實(shí)心錐形或空心錐形噴霧噴嘴，噴流角度范圍可為50°~170°。液體流率范圍為5.5～4 140升/分。這種結(jié)構(gòu)緊湊的噴嘴有著暢通的流道，可以最大程度地減少液體阻塞，使液體在給定尺寸的管道上達(dá)到最大流量，最大程度增加沖泥面積，螺旋噴嘴結(jié)構(gòu)見下圖。

圖5 螺旋噴嘴結(jié)構(gòu)及噴射效果圖

2.3 吸泥系統(tǒng)

吸泥系統(tǒng)分為兩個(gè)階段運(yùn)行。

階段一：液力旋轉(zhuǎn)沖泥裝置運(yùn)行時(shí)，吸泥系統(tǒng)采用重力排泥，依靠罐內(nèi)液體自身的靜壓水頭將底部污泥通過喇叭口壓至排泥管內(nèi)，實(shí)現(xiàn)排泥。

階段二：沖泥完成后，將泵進(jìn)口自動(dòng)切換至與吸泥管連接，改為泵吸泥。

對吸泥系統(tǒng)的布置及材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化，采用半圓形吸泥管布置（兩個(gè)），根據(jù)單個(gè)吸泥喇叭口的控制面積，設(shè)置吸泥口個(gè)數(shù)。吸泥管全部在加工車間預(yù)制，現(xiàn)場組裝。吸泥系統(tǒng)布置見下圖。

圖6 吸泥系統(tǒng)布置圖

圖7 吸泥喇叭口局部視圖

2.4 罐外動(dòng)力泵與管線

沖泥、吸泥采用同一臺(tái)離心泵，通過電動(dòng)閘閥自動(dòng)實(shí)現(xiàn)沖泥、吸泥的切換。泵的揚(yáng)程根據(jù)管線的水力損失進(jìn)行計(jì)算，保證進(jìn)罐時(shí)富余水頭大于0.5 MPa。

3 項(xiàng)目投資及效益分析

該項(xiàng)目投資估算410萬元。項(xiàng)目實(shí)施后，能滿足大罐污泥及時(shí)剝離，提高大罐利用率，保證大罐穩(wěn)定運(yùn)行，改善脫水效果和污水處理效果，減少人工清罐帶來的安全環(huán)保隱患。初步測算，柳溝聯(lián)合站大罐排泥技改后，每年可節(jié)省清罐費(fèi)用84.4萬元，以及系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)正常、減少藥劑投放等帶來的運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省約270萬元。項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期1.8年。

表1 柳溝聯(lián)合站大罐排泥技改項(xiàng)目投資估算表

表2 人工清罐與新型立體排泥技術(shù)及運(yùn)行費(fèi)用對比表

4 結(jié)束語

吳起采油廠聯(lián)合站大罐現(xiàn)有的排泥技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)罐底污泥的有效排放，必須采取人工定期清理，影響了沉降罐和污水罐的正常運(yùn)行，并增加了系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。本文通針對吳起采油廠的油泥形成特性，選擇新型大罐立體負(fù)壓排泥技術(shù)對柳溝聯(lián)合站實(shí)施大罐排泥工藝改造。改造3 000㎡沉降罐2具、1 000㎡污水罐2具、500㎡污水處理罐2具。投資估算410萬元，實(shí)施后節(jié)省清罐費(fèi)用84.4萬元，以及系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)正常、減少藥劑投放等帶來的費(fèi)用節(jié)省約270萬元。項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期1.8年，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

［1］畢強(qiáng)．沉降罐排泥工藝運(yùn)行探討[J]．中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，（15）：113．

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Study on theSludge Discharge Technology for Crude Oil Settling Tanks and Sewage Tanks in Wuqi Oil Production Plant

（Yanchang Oilfield Company Wuqi Oil Production Plant, Shaanxi Yan’an 717600, China）

In every oil processing stations of Wuqi oil production plant, the existing oil sludge discharge technology cannot achieve the effective discharge of the bottom sludge in the tanks, thus the sludge discharge must be carried out by manual regular cleaning, which not only affects the normal operation of the settling tank and the sewage tank, but also results in treated sewage's water quality to not meet the discharge standard, and increases the system running energy consumption. In this paper, through comparative analysis of domestic sludge discharge technologies for large tanks, based on sludge formation characteristics in Wuqi oil production plant, the technical transformation scheme of sludge discharge process for crude oil settling tanks and sewage tanks was put forward.

oil sludge; sludgedischarge ; harmless treatment; negative pressure discharge

TE357

A

1004-0935（2017）03-0291-04

2017-02-20

雙立娜（1983-），女，工程師，碩士，黑龍江省大慶市人，2010 年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣田開發(fā)工程專業(yè)，研究方向：油氣田地面工程。