亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        留楚油田環(huán)狀摻水集油工藝及智能控制技術(shù)研究與應(yīng)用

        2021-11-17 02:41:32賈煒鑌
        石油工程建設(shè) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        賈煒鑌

        中國(guó)石油華北油田分公司第三采油廠,河北河間 062450

        1 留楚油田現(xiàn)狀

        留楚油田已建成投產(chǎn)聯(lián)合站1座、接轉(zhuǎn)站1座、計(jì)量站11座、拉油點(diǎn)11座。楚一聯(lián)合站于1994年11月建成投產(chǎn),具有原油脫水與外輸、污水處理以及注水功能,楚一聯(lián)接收楚二站、楚28-1-2-3-4計(jì)、楚102-1-2計(jì)以及卸油點(diǎn)來油,處理能力為100×104m3/a;楚二接轉(zhuǎn)站于1995年9月建成投產(chǎn),具有含水原油存儲(chǔ)、區(qū)域伴熱以及外輸功能,接收楚29-1-2-3-4計(jì)、楚40-1計(jì)來油,產(chǎn)出液升溫后外輸至楚一聯(lián);站外集輸工藝采用三管伴熱流程;至2016年底留楚油田共有油井188口,日產(chǎn)液2 717 t,日產(chǎn)油528 t,綜合含水80.57%;地面原油平均密度0.890 g/cm3,平均黏度158.3 mPa·s,凝固點(diǎn)為39.1℃,含蠟量為12.62%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),含膠質(zhì)瀝青26.74%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。原油物性見表1,原油屬于稠油且高含蠟。

        表1 留楚油田原油物性

        2 留楚油田摻水集油工藝及智能控制技術(shù)研究

        2.1 建設(shè)可行性和必要性

        留楚油田為整裝油田,具有較好的持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ),井站分布在工區(qū)9 km范圍內(nèi),相對(duì)集中,便于開展自動(dòng)化建設(shè),留楚油田調(diào)整改造、簡(jiǎn)化優(yōu)化正在有計(jì)劃開展,為配套自動(dòng)化建設(shè)提供了良好的跟進(jìn)優(yōu)勢(shì),自動(dòng)化建設(shè)能夠同步到位開展。

        留楚油田歷經(jīng)多年開發(fā),地面系統(tǒng)一直沒有進(jìn)行整體規(guī)劃和改造,存在污水處理水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、設(shè)備管道腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重、生產(chǎn)工藝落后、油氣損耗率高、運(yùn)行費(fèi)用高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題,地面工藝采用三管伴熱集油流程,伴熱管道長(zhǎng),散熱量大,站場(chǎng)加熱爐滿負(fù)荷運(yùn)行,單位產(chǎn)量能耗高。

        2.2 環(huán)狀摻水集輸工藝研究

        2.2.1 留楚油田環(huán)狀摻水集油工藝改造方案

        留楚油田原油開采屬于稠油開采,油井均采用三管伴熱的摻水集輸方式。三管伴熱即每口油井鋪設(shè)三條管道,集油管道分別由兩條來回?zé)崴艿腊樾幸员WC集油溫度需要[1]。這種集輸方式需要的管道長(zhǎng),溫度需求高,因此投資成本大,能耗高,由于本地水源含氧量高,水管道存在嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象。

        針對(duì)三管伴熱的缺點(diǎn),有必要進(jìn)行集輸方式優(yōu)化設(shè)計(jì)。環(huán)狀摻水集輸?shù)姆绞骄哂型顿Y少、耗能低、延緩管道腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)將多口油井聯(lián)成一個(gè)集油環(huán),從計(jì)量站或聯(lián)合站引出一根摻水管道,串聯(lián)摻水至集油環(huán)中每口油井井口,熱水與油井產(chǎn)液混合,從而達(dá)到為油井產(chǎn)液提溫的目的,混合液通過集油管道完成一個(gè)環(huán)狀集輸,見圖1。這種方案大幅度縮短了摻水管長(zhǎng)度,可降低投資成本和能耗。

        圖1 環(huán)狀摻水集輸流程

        留楚油田環(huán)狀摻水集油工藝改造方案為:將楚一聯(lián)站外楚28-2計(jì)量站所轄單井調(diào)入楚二站集油系統(tǒng),將楚一聯(lián)站外調(diào)整后剩余的70口油井改造為環(huán)狀摻水集油方式,楚一聯(lián)站內(nèi)新建摻水泵房、摻水閥組、摻水換熱器、自動(dòng)加藥裝置等設(shè)施以配套站外摻水工藝。

        2.2.2 環(huán)狀摻水集油工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)

        以摻水溫度、摻水量為設(shè)計(jì)變量,以井口回壓小于1.5 MPa、回液溫度高于原油凝固點(diǎn)3℃為約束條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

        第一,能耗優(yōu)化模型的建立。以系統(tǒng)最低能耗作為目標(biāo)函數(shù),建立能耗優(yōu)化模型,見式(1)[2]。

        約束條件:Pm≤1.5 MPa,Tm≥T凝+3℃

        式中:E為系統(tǒng)單日能耗,kJ/d;ET為系統(tǒng)日熱力能耗,kJ/d;EP為系統(tǒng)日動(dòng)力能耗,kJ/d;Pm為油井的井口壓力,MPa;Tm為回液溫度,℃;T凝為原油的凝點(diǎn)溫度,℃。

        第二,集輸管道溫降計(jì)算。采用蘇霍夫溫降公式進(jìn)行計(jì)算,見式(2)[3]。

        式中:TL為距起點(diǎn)L處溫度,℃;T0為埋地管道中心埋深處自然地溫,℃;TQ為管道起點(diǎn)處液體溫度,℃;K為管道總傳熱系數(shù),W/(m·2℃);D為管道外徑,m;L為管道長(zhǎng)度,m;C為油水混合物的比熱容,J/(kg·℃);G為油水混合物質(zhì)量流量,kg/s。

        第三,集輸管道壓降計(jì)算。因摻水間到集油環(huán)第1口井的摻水管道內(nèi)介質(zhì)為水,屬輸送單相介質(zhì)的管道,因此建立如式(3)所示的壓降計(jì)算公式。

        式中:he為沿程摩阻損失,m;P1、P2為起點(diǎn)、末點(diǎn)壓力,MPa;ρg為摻入水的密度,kg/m3;hε為局部摩阻損失,m,一般忽略計(jì)算。

        其余集油管道內(nèi)介質(zhì)均為油氣水三相,在這里不考慮氣相傳輸,利用紊流光滑區(qū)的列賓宗公式(4) 進(jìn)行計(jì)算。

        式中:h為集油管道總壓降,MPa;λ為氣液混輸水力摩阻系數(shù),無因次;Q為管道中流體流量,m3/s;ν為原油的運(yùn)動(dòng)黏度,m2/s;D為管道外徑,m;L為管道長(zhǎng)度,m。

        2.2.3 摻水溫度、摻水量設(shè)計(jì)計(jì)算

        以楚一聯(lián)環(huán)1為例,使用PIPESIM軟件進(jìn)行計(jì)算。

        (1)計(jì)算基礎(chǔ)參數(shù)。正常生產(chǎn)油井4口,日產(chǎn)量為85.7 m3,該環(huán)摻水干線總長(zhǎng)度為2.330 km,集油干線總長(zhǎng)度為2.716 km。摻水干線和集油干線管道數(shù)據(jù)見表2。這4口井綜合含水率為80%,井口溫度為39℃,進(jìn)站溫度控制在42℃內(nèi),冀中地區(qū)春夏秋冬四季土壤溫度見表3,管道埋深1.5 m,保溫層厚度40 mm,冬季按5.8℃計(jì)算,夏季按20.3℃計(jì)算,傳熱系數(shù)按照GB 50350取值,摻水溫度50~80℃,以每升溫5℃為一個(gè)計(jì)算點(diǎn)、共7個(gè)溫度計(jì)算點(diǎn)下的模型進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算用的原油油品物性見表4,原油黏溫曲線如圖2所示。

        表2 摻水干線和集油干線管道數(shù)據(jù)

        表3 冀中地區(qū)土壤溫度 單位:℃

        表4 楚一聯(lián)環(huán)1原油物性

        圖2 楚一聯(lián)原油(含水率80%乳狀液)不同剪切速率下的黏溫曲線

        (2)冬季條件下,摻水溫度、摻水比例影響的計(jì)算結(jié)果。從表5可知,摻水溫度約為65℃、摻水比例約為50%時(shí),摻水系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用較低。

        表5 冬季不同摻水溫度、摻水比例影響的計(jì)算結(jié)果

        (3)夏季運(yùn)行時(shí),摻水溫度、摻水比例影響的計(jì)算結(jié)果。與冬季相比,在摻水比例不變的情況下,摻水溫度可以下降約5℃而保證混合液進(jìn)站溫度為42℃;在摻水溫度與冬季相同的情況下,摻水比例可以下降約5%左右。夏季運(yùn)行熱負(fù)荷下降約15%~17%,電量消耗和運(yùn)行費(fèi)用下降約15%~19%。

        (4)摻水比例隨摻水溫度變化的計(jì)算結(jié)果。計(jì)算結(jié)果顯示,在控制產(chǎn)出液的進(jìn)站溫度為42℃左右時(shí),摻水量隨著摻水溫度的升高而降低,曲線斜率在60℃時(shí)變化比較明顯(見圖3),說明摻水量在低溫區(qū)對(duì)摻水溫度的變化比較敏感,在溫度超過70℃以后,摻水比隨摻水溫度的升高變化比較平緩。冬季地溫較低,管道的熱損耗大,冬季摻水量比夏季增大。

        圖3 摻水比例隨摻水溫度的變化曲線

        (5)不同摻水溫度、摻水比例時(shí)井口回壓值的計(jì)算結(jié)果。井口回壓是本項(xiàng)目摻水溫度、摻水量設(shè)計(jì)的約束條件之一(要求井口回壓小于1.5MPa),從圖4、圖5看出,不同摻水溫度、摻水比例時(shí)井口回壓值均小于1.5 MPa,滿足約束條件。而在摻水溫度約為65℃、摻水比例約為50%時(shí),回壓計(jì)算值較小,說明此條件下管道的沿程摩阻較小。井口回壓主要是由集輸管道的沿程摩阻引起的,沿程摩阻與混合液黏度和流體在管道中的流速有關(guān),摩阻導(dǎo)致的壓力損失隨混合液黏度和流速的降低而下降;摻水比例隨著摻水溫度下降而增加,摻水量增加使管道內(nèi)混合液流速加快,管道摩阻損失增加。

        圖4 不同摻水溫度時(shí)的井口回壓值

        圖5 不同摻水比例時(shí)的井口回壓值

        (6)摻水溫度、摻水比例對(duì)摻水系統(tǒng)電量消耗影響的計(jì)算結(jié)果。摻水系統(tǒng)電量的消耗主要是摻水泵消耗的電量,摻水系統(tǒng)耗電量隨摻水溫度的變化如圖6所示。由圖6看出,摻水系統(tǒng)耗電量隨著摻水溫度的升高而下降。在摻水溫度一定的情況下,摻水系統(tǒng)耗電量隨著摻水比例的增大而增大,如圖7所示,這是因?yàn)樵趽剿疁囟纫欢ǖ那闆r下,泵的輸出功率與泵的流量成正比,因此泵的功率隨著管道摩阻損失和摻水比的增大而增大。

        圖6 摻水溫度對(duì)電能消耗的影響

        圖7 摻水比例對(duì)電能消耗的影響

        (7)摻水溫度、摻水比例對(duì)運(yùn)行費(fèi)用影響的計(jì)算結(jié)果。摻水系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用隨著摻水溫度的升高先降后升,見圖8。

        圖8 摻水溫度對(duì)運(yùn)行費(fèi)用的影響

        運(yùn)行費(fèi)用主要包括燃料費(fèi)和電費(fèi),隨著摻水溫度的增加,燃料消耗增大,耗電量減小,當(dāng)摻水溫度較低時(shí),摻水量大,電費(fèi)是主要費(fèi)用,因此隨著溫度的升高,運(yùn)行費(fèi)用逐漸降低;當(dāng)摻水溫度較高時(shí),燃料費(fèi)用的增加較多,因此運(yùn)行總費(fèi)用增加;摻水系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用隨著摻水比例的升高先降后升,這主要與摻水泵的性能指標(biāo)有關(guān),摻水泵在排量最低或最高情況下使用都不合理,只有在最佳流量下使用摻水泵最經(jīng)濟(jì),見圖9。

        圖9 摻水比例對(duì)運(yùn)行費(fèi)用的影響

        2.2.4 留楚油田摻水集油工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算

        利用PIPESIM軟件模擬站外摻水集輸管道的分布,對(duì)摻入水和管道組合參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。摻水集油工藝建立兩個(gè)模型,分別為:楚102-1計(jì)、楚102-2計(jì)的計(jì)算模型;楚28-1計(jì)、楚28-3計(jì)、楚28-4計(jì)和楚一聯(lián)計(jì)算模型。在以上總體方案的前提下,計(jì)算常規(guī)流程在不同管徑組合和摻水比條件下集輸管道的壓降、溫降及井口回壓。正常流程下,回壓控制在1.5 MPa以下,溫度控制在凝固點(diǎn)以上3℃。計(jì)算得到的摻入水和管道組合參數(shù)如表6所示。

        表6 摻水集輸站外系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果

        2.2.5 留楚油田站內(nèi)系統(tǒng)計(jì)算

        (1)摻水換熱器選型和數(shù)量計(jì)算。留楚油田每天產(chǎn)液量為1 236.7 t,綜合含水約82.47%,每天產(chǎn)生污水1 020 t,即約42.5 t/h。根據(jù)加熱介質(zhì)的熱負(fù)荷計(jì)算確定摻水換熱器選型和數(shù)量。

        式中:Q為加熱介質(zhì)的總熱負(fù)荷,W;G為被加熱介質(zhì)的質(zhì)量流量,kg/s;C為介質(zhì)的比熱容,J/(kg·℃);t進(jìn)、t出為加熱介質(zhì)進(jìn)、出加熱爐的溫度,℃。

        被加熱介質(zhì)為污水,流量為42.5 m3/h,溫度為40℃,換熱后溫度為65℃,算得Q=1 300 kW。確定換熱器的換熱面積:

        式中:F為換熱面積,m2;K為冷熱流體之間的總傳熱系數(shù),W/(m·2℃);ΔTm為平均溫差,℃。

        換熱器效率按75%計(jì)算,計(jì)算結(jié)果為選用2臺(tái)280 m2換熱器。

        (2)泵選型和數(shù)量計(jì)算。根據(jù)總摻水量及所需摻水壓力確定泵選型和數(shù)量。楚一聯(lián)站外總摻水量為42.5 m3/h,摻水最高壓力為1.8 MPa,因此選擇流量為60 m3/h、揚(yáng)程為240 m的離心泵兩臺(tái)。

        (3)三相分離器選型和數(shù)量計(jì)算。根據(jù)原油處理量確定三相分離器選型和數(shù)量。依據(jù)混合液體在三相分離器中停留時(shí)間計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算(臥式三相分離器的油氣界面高度取值一般為直徑的2/3~3/4)。根據(jù)楚一聯(lián)混合液沉降實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果,沉降后含水率為56%,分離出來的污水符合可以站外摻水的流量要求,因此應(yīng)新建一具D3000mm×9 600 mm的三相分離器與已建的一具D3 000mm×9 600 mm的三相分離器并聯(lián)共同使用。

        2.3 自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施簡(jiǎn)況

        摻水集輸生產(chǎn)系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合性工程,主要由摻水加熱系統(tǒng)、摻水閥組以及聯(lián)合站的分離、脫水、污水處理系統(tǒng)等組成,對(duì)于留楚油田,要實(shí)現(xiàn)該工藝的自動(dòng)化運(yùn)行,則所建立的摻水集輸自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)以下功能:首先是信號(hào)采集功能,包括信號(hào)的采集、處理以及轉(zhuǎn)換運(yùn)算。其次是監(jiān)控操作功能,包括操作控制、參數(shù)設(shè)定和閥門的自動(dòng)控制等。第三是動(dòng)態(tài)顯示功能,即流程圖的動(dòng)態(tài)立體顯示,生產(chǎn)參數(shù)變化的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示等。第四是遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,即對(duì)集輸站重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)在本地可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié),同時(shí)也可進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)控;當(dāng)采用遠(yuǎn)程控制方式時(shí),上位機(jī)可以監(jiān)控遠(yuǎn)程操作的全過程;當(dāng)采用就地控制方式時(shí),可以控制設(shè)備的啟、停等并有相應(yīng)的指示,同時(shí)上位機(jī)可以監(jiān)控全過程。第五是權(quán)限管理分級(jí),操作員和管理員操作分別具有各自的權(quán)限,控制方式的切換和遠(yuǎn)程操作必須授權(quán)以后才能操作。

        根據(jù)上述要求,建立了留楚油田的摻水集輸自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)[4-6]。該系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控單元、監(jiān)控中心、調(diào)度中心等幾部分,其具體建設(shè)內(nèi)容如表7所示。

        表7 留楚試驗(yàn)區(qū)摻水集油工藝自動(dòng)化改造工程量

        3 結(jié)束語

        留楚油田摻水集油工藝改造工程從2017年2月開始建設(shè),到2019年11月全面建成。留楚油田摻水集油工藝智能控制項(xiàng)目建設(shè)總投資為:楚一聯(lián)1 263萬元,楚二站852萬元,廠房180萬元,合計(jì)2 295萬元。運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用180萬元/年。

        該項(xiàng)目的實(shí)施提高了油井生產(chǎn)時(shí)率,按2020年留楚油田一年增產(chǎn)原油353 t計(jì)算,則經(jīng)濟(jì)效益為2 000元/t×353 t=70.6萬元;留楚油田數(shù)字化建設(shè)減少用工65人,按平均14.93萬元/人·年測(cè)算,減少人員支出費(fèi)用970.45萬元/年;節(jié)約油井測(cè)試費(fèi)、車輛燃油費(fèi)用122萬元/年;2020年減少盜油原油損失890 t/a,取得經(jīng)濟(jì)效益2 000元/t×890 t=178萬元。年經(jīng)濟(jì)效益總計(jì)為70.6+970.45+122+178-180=1 161.05(萬元/年)。

        留楚油田摻水集油工藝智能控制技術(shù)的實(shí)施產(chǎn)生了很大的社會(huì)效益,實(shí)時(shí)監(jiān)控,提高技防水平,提高油區(qū)綜合治理能力;安防監(jiān)控覆蓋重點(diǎn)油井、主要場(chǎng)所,彌補(bǔ)了警力不足;實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、集中監(jiān)測(cè),生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)跟蹤、量化分析、過程監(jiān)控、智能預(yù)警,優(yōu)化了勞動(dòng)組織架構(gòu),為推進(jìn)企業(yè)管理的現(xiàn)代化提供了支撐。

        猜你喜歡
        系統(tǒng)
        Smartflower POP 一體式光伏系統(tǒng)
        WJ-700無人機(jī)系統(tǒng)
        ZC系列無人機(jī)遙感系統(tǒng)
        基于PowerPC+FPGA顯示系統(tǒng)
        基于UG的發(fā)射箱自動(dòng)化虛擬裝配系統(tǒng)開發(fā)
        半沸制皂系統(tǒng)(下)
        FAO系統(tǒng)特有功能分析及互聯(lián)互通探討
        連通與提升系統(tǒng)的最后一塊拼圖 Audiolab 傲立 M-DAC mini
        一德系統(tǒng) 德行天下
        PLC在多段調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用
        日韩精品无码一区二区中文字幕 | 亚洲国产综合精品一区| 久久久精品人妻一区二区三区四区 | 婷婷丁香社区| 国产韩国精品一区二区三区| 国产av一啪一区二区| 五月综合激情婷婷六月| 97精品依人久久久大香线蕉97| 国产精品欧美韩国日本久久| 精品蜜桃av免费观看| 中国少妇×xxxx性裸交| 亚洲精品国偷自产在线99正片| 无码一区二区三区网站| 亚洲av色香蕉一区二区三区潮| 又色又爽又黄的视频软件app| 欧美日韩精品一区二区三区不卡| 国产9 9在线 | 免费| 亚洲成人一区二区三区不卡 | 久久精品熟女亚洲av麻豆永永 | 电驱蚊液可以插一晚上吗| 麻豆影视视频高清在线观看| 亚洲综合婷婷久久| 青青自拍视频成人免费观看| 亚洲最大水蜜桃在线观看| 久久综合狠狠综合久久| 日韩久久久黄色一级av| 91亚洲免费在线观看视频| 大学生粉嫩无套流白浆| 亚洲av无码av在线播放| 亚洲av黄片一区二区| 看日本全黄色免费a级| 免费国产黄网站在线观看| 国产激情电影综合在线看| 国产精品三级在线观看| 开心激情网,开心五月天| 蜜桃视频一区二区在线观看| 国产精品视频二区不卡| 91久久精品国产性色tv| 国产视频自拍一区在线观看| 18禁裸男晨勃露j毛免费观看| 欧美日本国产亚洲网站免费一区二区|