蔡微微

中圖分類號(hào)：TE972? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.034

油田開(kāi)發(fā)是將地層中的原油抽吸進(jìn)入井筒，進(jìn)而輸送到地面。在原油排出地層時(shí)，不可避免地會(huì)將地層中固結(jié)的、井筒內(nèi)防砂用的泥砂攜帶至地面。泥砂隨原油運(yùn)移沉積，主要沉積在聯(lián)合站儲(chǔ)罐，在儲(chǔ)罐內(nèi)進(jìn)行油氣水砂分離，泥砂沉積在儲(chǔ)罐底部。隨著時(shí)間增長(zhǎng)，罐內(nèi)油泥砂不斷積累，越積越厚，即占用了儲(chǔ)油罐的容量，影響油品質(zhì)量，又影響了儲(chǔ)罐的檢查和維修。

一、 油田儲(chǔ)罐清洗現(xiàn)狀

儲(chǔ)罐在油田生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，沉積在底部的泥砂占用儲(chǔ)罐容積，以勝利油田孤島采油廠為例進(jìn)行說(shuō)明。孤島油田屬于常規(guī)稠油油藏，油層埋藏淺、膠結(jié)疏松。地下原油粘度高、油井生產(chǎn)出砂嚴(yán)重，年產(chǎn)油泥砂約4萬(wàn)噸。

孤島采油廠擁有8座聯(lián)合站生產(chǎn)運(yùn)行，包含儲(chǔ)油罐55座，污水罐76座，在進(jìn)行儲(chǔ)罐清洗時(shí)，需要將儲(chǔ)罐停運(yùn)，排空罐內(nèi)油水等液體，并進(jìn)行有毒氣體排放工作，再由作業(yè)人員穿戴防毒服進(jìn)入大罐內(nèi)，舉著高壓水槍進(jìn)行沖洗。主要步驟為：

（1）空罐，將油罐內(nèi)油品排出罐外存儲(chǔ)，便于清洗。

（2）蒸罐，向油罐內(nèi)注入清水和蒸汽，升高罐內(nèi)溫度，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，部分原油會(huì)從罐底的油泥中脫離出來(lái)，漂浮在水面上，將浮油抽出罐外，此為一次蒸罐處理。進(jìn)行多次蒸罐處理后，可以回收大量原油。

（3）通風(fēng)，打開(kāi)人孔進(jìn)行通風(fēng)，排出有害易燃易爆氣體。

（4）氣檢，將罐底清掃孔打開(kāi)，用貯泥槽接收流出的油泥和油水，當(dāng)?shù)啄嗖辉倭鞒鰰r(shí)，從油罐中取樣氣體進(jìn)行檢測(cè)。

（5）進(jìn)人，當(dāng)氣體測(cè)爆檢測(cè)結(jié)果合格后，工作人員進(jìn)入罐內(nèi)，用清洗工具清洗油罐底部及罐壁上剩余的油污。

（6）推出及處理，將清理出的油污推出罐外，當(dāng)清理完畢后，用熱風(fēng)烘干油罐，并對(duì)油泥進(jìn)行分離回收處理。

人工清洗因其前期準(zhǔn)備所需的工序繁多，安全性差，清理過(guò)程過(guò)長(zhǎng)，清理一座500立方米的油罐就需要45～50天。

在國(guó)外，儲(chǔ)罐的清洗工藝及清洗設(shè)備已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和模塊化。由于引進(jìn)國(guó)外的清洗技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備價(jià)格過(guò)高，經(jīng)濟(jì)性不好，因此并不適合在國(guó)內(nèi)各大石油企業(yè)大量推廣，所以自行設(shè)計(jì)符合我國(guó)油田需要的儲(chǔ)罐清洗設(shè)備，改善清洗技術(shù)，有著十分重要的意義。

二、技術(shù)研究思路

針對(duì)孤島油田清罐采用的人工清洗的方式，存在的人力操作勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大、安全性低、環(huán)境污染嚴(yán)重、施工周期過(guò)長(zhǎng)、油料回收率低等問(wèn)題，開(kāi)展機(jī)械化清洗技術(shù)研究，主要分為儲(chǔ)罐的自動(dòng)清洗部分和蛟龍排污兩部分。

1. 儲(chǔ)罐頂部清洗裝置

利用現(xiàn)有儲(chǔ)罐頂部的排氣孔，安裝清洗裝置噴出沖洗液，從上到下沖洗油泥砂。技術(shù)方案為頂部電機(jī)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)噴嘴主體的轉(zhuǎn)動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)，使噴嘴上下擺動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)PLC控制從而達(dá)到噴嘴的360°可控清洗，能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目要求清洗距底部4000mm的范圍無(wú)死角的定點(diǎn)清洗，氣路圖見(jiàn)圖1。

噴頭有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，分別是水平方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以及豎直方向的擺動(dòng)?？紤]到罐體內(nèi)部充滿可燃?xì)怏w，考慮成本問(wèn)題，采用雙向氣動(dòng)馬達(dá)作為動(dòng)力元件。利用三位四通換向閥控制噴頭水平方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以及豎直方向的擺動(dòng)。控制系統(tǒng)選用PLC作為控制主機(jī)，用按鈕和觸摸屏作為輸入輸出設(shè)備及人機(jī)界面，控制程序流程圖見(jiàn)圖2。

2.? 儲(chǔ)罐底部清洗絞龍裝置

根據(jù)儲(chǔ)油罐底部的排污口處的對(duì)焊法蘭和儲(chǔ)油罐實(shí)際排污工況，設(shè)計(jì)出與法蘭對(duì)接的排污孔輔助清洗絞龍裝置;處于安全防爆考慮，要求不使用電機(jī)等電力裝置或者使用防爆電機(jī)等裝置;最終能夠?qū)崿F(xiàn)在油泥不能自由流出油罐時(shí)，使用該排污孔輔助清洗絞龍裝置能夠?qū)⒉豢闪鲃?dòng)油泥排出油罐體外。

油罐底沉積油泥砂混合物為有粘度的液體，絞龍所受到的液體軸向推力較小，故選用一對(duì)圓錐滾子軸承，既可以承受軸向力也可以承受徑向力，末端采用調(diào)心球軸承，可以修正軸的伸縮帶來(lái)的偏心。由于要求輸送距離較短，不設(shè)置中間軸承支撐。動(dòng)力部分采用減速電動(dòng)機(jī)組合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)輕巧緊湊，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

三、儲(chǔ)罐清洗技術(shù)下步發(fā)展方向

限于現(xiàn)有的條件，該裝置未能實(shí)現(xiàn)可視化操作，在以后的開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以加上可視化，實(shí)現(xiàn)更加智能的可視化操作。

油罐僅在維檢修、影響生產(chǎn)運(yùn)行等情況下需要進(jìn)行清洗，因此機(jī)械清罐工作較為單一，是輔助性工作。如果把儲(chǔ)罐維修、罐底油再分離、油泥處理、水處理等相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，對(duì)整個(gè)油罐維檢修全過(guò)程覆蓋，既節(jié)約了屬地管理方的管理成本，又增加了機(jī)械清罐施工方的業(yè)務(wù)范圍，增加產(chǎn)值，提升儲(chǔ)罐工作效率。

（中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司孤島采油廠? 山東東營(yíng)? 257000）