李曉剛

(中海石油(中國)有限公司海南分公司 海南 海口 570311)

0 引言

南海西部某海上平臺的三相分離器是實現(xiàn)油氣水初步分離的一種方式，其原理是油氣水混合物由入口進入分離器進行初步分離，氣體在重力的作用下分離出液滴，液體經(jīng)過液體空間分離出氣泡，與此同時借助于重力的作用油開始向上流動，水開始向下流動并實現(xiàn)油氣水分離，氣體通過捕霧器消除小液滴后從出口輸出，油通過頂部的溢流擋板進入油槽并從出口流出，水從排水口流出。但隨著平臺產(chǎn)液量的增加，很容易導致生產(chǎn)分離器分液能力不足和平臺壓縮機振動等問題。為徹底改善流體進入生產(chǎn)分離器設備的條件、提高分離器的分離效率和生產(chǎn)能力，專門設計制造了生產(chǎn)分離器V-1410入口導流設備。目前原生產(chǎn)分離器V-1410進口導流板已無法滿足實際生產(chǎn)需求，且生產(chǎn)能力的增加也要求該分離器能夠提供 更高的分離效率，故盡快改善該分離器(V-1410)中 的氣液分離狀態(tài)和條件對提升其分離效率是非常必要的。

1 改造方案

由于該平臺新井投產(chǎn)后，平臺產(chǎn)液量急劇增加，不僅增大了中心平臺生產(chǎn)分離器的氣液分離難度，而且在生產(chǎn)分離器中未有效氣液分離的天然氣將高礦化度的地層水帶入壓縮機，導致了中心平臺濕氣壓縮機轉(zhuǎn)子結(jié)垢振動異常。設備具體改造情況如下：在生產(chǎn)分離器氣相入口處拆除原有的反射擋板，加裝高效除液裝置，將天然氣從生產(chǎn)分離器進口開始進行氣液預分離，然后通過生產(chǎn)分離器內(nèi)部原有的振流板及捕 霧器再次分離，提高分離效果。圖1為生產(chǎn)分離器改造前后內(nèi)部結(jié)構示意。

圖1 生產(chǎn)分離器改造前后內(nèi)部結(jié)構示意Fig.1 Schematic diagram of internal structure of production separator before and after transformation

1.1 施工準備

由于生產(chǎn)分離器V 1410‐ 為正在運行的設備，必須在停產(chǎn)檢修時完成該生產(chǎn)分離器的改造工作，迅速和安全是對設備進行改造中必須考慮的因素。為保證人員安全，原則上需要滿足以下條件：①設備在滿足工藝生產(chǎn)的條件下要盡量維持較輕的重量；②所有的設備部件可以通過人孔(M1°20"°600#)進入；③安裝油氣分離內(nèi)件時必須避免在容器內(nèi)動火操作；④需要在現(xiàn)場根據(jù)容器的實際尺寸進行配合鉆孔和采用緊固件安裝、固定；⑤建議該設備采用熏蒸法以徹底清除內(nèi)部碳氫化合物，保證施工絕對安全。

平臺現(xiàn)場生產(chǎn)人員完成對設備的隔離、泄壓、惰化、通風后，在完全具備作業(yè)許可的條件下可開罐進行內(nèi)構件的改造作業(yè)，打開人孔即可看到內(nèi)部現(xiàn)有填料。拆卸掉現(xiàn)有的填料進入到容器的另外一側(cè)，即氣體進口N1處(可以看到折流擋板)，折流擋板上需要應用液壓開孔設備進行開孔，大孔直徑260mm，小孔直徑12mm(共10個，用于固定螺栓M10)，進口SCT設備將一端固定在現(xiàn)有的折流板上，另外一端用支架(可調(diào)節(jié)高度)固定在容器內(nèi)現(xiàn)有的除沙管上(均采用螺栓固定)，可能需要少許切割和打磨套筒，使之與封頭的連接面基本配合，新填料的底座需要根據(jù)圖紙在容器外重新切割，并焊接加寬，焊接扁鋼(40mm×8mm)材料均為SS316L。在拆除現(xiàn)有填料之前要測量實際尺寸，明確圖紙上需要核實的尺寸，然后對4條延長桿進行加工，并對現(xiàn)有側(cè)支架鉆孔以便延伸4條扁鋼和固定填料。全部填料后安裝采用固定設備固定填料，檢查內(nèi)構件的固定質(zhì)量，清潔設備內(nèi)部，撤出所有工具、人員，蓋上人孔盲板，其他操作應完全按照平臺安全生產(chǎn)規(guī)定要求執(zhí)行。

1.2 設備安裝

SCT進口導流設備的具體安裝步驟如下：①打開人孔，帶入扳手和開孔工具，進入容器內(nèi)部，拆除分離器V 1410‐ 原有的填料裝置與檔條，堆放整齊以便隨后回裝，進入容器入口側(cè)；②在原折流擋板上用液壓開孔設備進行開孔配作，打孔中心位置與容器進口法蘭中心一致，大孔直徑260mm，小孔直徑12mm，然后將轉(zhuǎn)接筒穿過原折流板，使管口與設備管口盡量配合緊密；③進行部件圓頭端面的制作，按照容器封頭曲面進行，安裝完成后的轉(zhuǎn)接筒要盡量與容器設備封頭面緊密接觸，同時又要保證轉(zhuǎn)接筒能和原折流板緊密配合，以便用螺栓鎖緊；④將拆分好的部件放入人孔，將部件1和部件2合并組裝成導流器，對準螺絲孔位置并連接好，用連接緊固件固定并鎖緊，注意鎖上1個彈墊和2個螺母；⑤固定部件

1、2、3 于藍圖16號件上并調(diào)整導流設備的位置，連接緊固件并鎖緊，注意鎖上1個彈墊和2個螺母，在容器內(nèi)先將SCT和支架用螺栓連接，完成后將該設備豎起，將其支腿的一端放置在現(xiàn)有的除砂管上，并隨機抱箍固定，SCT的進口段與導流筒/原折流板用螺栓和螺母、墊圈連接，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)正反螺柱來調(diào)節(jié)SCT的水平，并將其他螺母上緊；⑥通過連接緊 固件連接好導流設備部件的支撐并鎖緊，注意鎖上 1個平墊、1個螺母和1根開口銷，并通過部件5和部件6連接，連接緊固件并鎖緊，注意鎖上1個平墊和2個螺母，連接在容器內(nèi)部現(xiàn)有噴砂管上，先不要完全緊固，以便進行水平調(diào)節(jié)，完成后將鎖緊螺母擰緊，緊固后安裝即完成，帶出所有外帶工具并清理 現(xiàn)場。

油氣分離內(nèi)件的具體安裝步驟如下：①先將二級分離器V 1410‐ 原有入口側(cè)檔條重新安裝，再將新填料支架安裝在原填料支架上，并用螺栓固定，將原填料按照原來的要求全部安裝在原支撐支架上，原填料即安裝完畢；②將部件2與加工過的原支架進行螺栓配合并緊固，先將部件2左右各2件連接至容器原有支架(連接位置盡量靠近容器內(nèi)壁)，然后把容器原有支架多余部分切除；③檢查新延伸擋條已經(jīng)完全固定在容器內(nèi)壁，將絲網(wǎng)第一層填料最底部的部件安放在新的填料支架上，安放第二件時可以在第一件上面鋪設塑料板，方便第二件就位。待第二件就位后將塑料板抽出，放到第二層的上面，準備安裝第三層。依次碼放各層填料到最上層，再進行另外一層的填料安裝，直至新填料全部完成安裝。施工人員根據(jù)設計圖紙進行了施工完成了設備優(yōu)化改造，圖2為分離器改造前后的實物。

圖2 分離器現(xiàn)場改造完成后實物Fig.2 Physical object of separator after field transformation

2 效果對比

相關技術人員根據(jù)施工方案在平臺大修期間完成了生產(chǎn)分離器的改造，改造完成后壓縮機的振動明顯減輕，分離器的分液效率也明顯提升。圖3為壓縮機改造前后振動情況對比?？梢钥闯鲈诖笮耷皦嚎s機啟動后振動上漲快、振動值高，且穩(wěn)定運行周期短；在大修完成生產(chǎn)分離器改造后壓縮機振動情況 明顯得到改善，振動基本趨于平穩(wěn)，穩(wěn)定且運行時 間長。

圖3 壓縮機改造前后振動頻率及振動幅度Fig.3 Vibration frequency and amplitude of compressor before and after transformation

生產(chǎn)分離器經(jīng)過大修改造后除液效果得到顯著提高。改造完成后，中控發(fā)現(xiàn)在同樣壓力梯度建立的 情況下生產(chǎn)分離器穩(wěn)定后的液位控制閥開度由之前的40%左右加大到60%左右，說明生產(chǎn)分離器分離出的液體明顯增多。圖4為生產(chǎn)分離器改造前后上腔排液情況。

圖4 生產(chǎn)分離器改造前后上腔排液情況Fig.4 Drainage of upper chamber of production separator before and after transformation