孫 剛，芮 暉，張志敏，張 振

（1.中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司鉆采裝備銷售公司，天津 300280；2.中國石油集團渤海鉆探工程有限公司第二鉆井工程分公司，河北廊坊 065007；3.中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司石油機械廠，河北滄州 062550）

0 引言

油田傳統(tǒng)卸油過程多采用罐式車倒至卸油臺裝油口處，隨著國家對油品儲運的監(jiān)管更加嚴格，且依據GB 18564.1—2019《道路運輸液體危險貨物罐式車輛第1 部分：金屬常壓罐體技術要求》，油罐車尾部罐體底部需加裝卸油緊急切斷裝置，加裝后罐車原有卸油口高度顯著降低，現(xiàn)卸油高度遠低于原卸油高度，不能將油完全卸凈（圖1），且原采油廠卸油臺多為開放式，罐車尾部放油接管插入卸油臺收油口處直接排放，會有大量油氣混合物揮發(fā)，在風力較小或無風天氣時，空氣中油氣含量有可能達到爆炸值，可能發(fā)生卸油爆炸事故，且采取該種工藝，卸油區(qū)域內原油滴落多，對周圍土地環(huán)境造成污染，不滿足新環(huán)保法要求，且卸油箱體積過大、占地面積多，建設成本高。為此，公司研制密閉自控原油罐車卸車撬。

圖1 新舊標準罐車卸油高度比對

1 密閉自控原油罐車卸車撬的研制與特點

該密閉自控原油罐車卸車撬指基于轉變傳統(tǒng)卸油方法和研究自動化密閉卸油的理念，將解決傳統(tǒng)卸油方法中存在的問題作為首要處理問題進行深入研究，同時對傳統(tǒng)卸油中油氣泄漏揮發(fā)問題進行分析，研制出該套裝置，該裝置是一種將緩沖處理裝置、自卸泵、質量流量計、自動控制系統(tǒng)、油氣回收系統(tǒng)、管匯系統(tǒng)、撬裝底座等集成一套系統(tǒng)的撬裝產品。該裝置高度集成，閥門、管件、控制單元等集成撬裝，現(xiàn)場安裝方便。控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)遠程自動控制。應用于原油處理站、采油廠油庫、中轉站使用的原油罐車卸車，該撬能夠對接油罐車新的卸油高度，滿足密閉低位卸油。

經研究分析，該裝置確定采取工藝流程為：原油罐車卸油接頭→導靜電卸油軟管→緩沖處理裝置→原油緩沖罐→原油卸油泵→質量流量計→采油廠儲油罐。

2 卸車撬主裝置組成與特點

2.1 緩沖處理裝置

裝置由集成緩沖罐、過濾單元、管匯、閥件等部件構成。該裝置遵循NB/T 47003.1—2009《鋼制焊接常壓容器》，GB/T 26114—2014《液體過濾用過濾器通用技術規(guī)范》等相關標準要求設計制造，裝置能夠實現(xiàn)氣、液、固三相處理；保證卸油的平穩(wěn)運行、裝置密閉；進出料部位設計過濾單元，過濾單元采用抽屜式，濾材采用改性纖維球及核桃殼，方便更換；緩沖罐底部設計法蘭式清污口，方便操作人員檢修打掃；設計自控液位單元，單元中液位計采取具備遠傳功能的磁翻板式液位計，該液位計能夠滿足原油黏稠度高、雜質含量高的特點，能夠準確測量裝置內液位數(shù)據，并遠程傳輸至變頻控制器，變頻控制器根據液位高低調整卸油泵轉速。

2.2 原油卸車泵

因各個工區(qū)運來卸油撬的原油種類較多，故運來原油存在黏度高、雜質含量高、成分復雜等特點，且卸油作業(yè)過程中存在氣、液、固三相介質，根據上述情況優(yōu)選多種泵后，卸車泵選用凸輪轉子泵，該泵采取機械密封，效率高，輸送介質可為各種黏稠或含有顆粒物的介質，自吸能力強勁，可在18 s 內形成-8 m 的真空度，且可實現(xiàn)短時間干運轉，啟動前無需排液和啟動前灌液，能夠實現(xiàn)氣、液、固三相混合輸送，可輸送各類成分復雜且黏稠度高的介質，具備較高的能效比，其低轉速可以使腔內形成真空封閉，從而使輸送效率提高，延長使用壽命，且耐磨損性和耐腐蝕性非常強。同時可在線維修，不需拆卸管線，移動泵或電機，方便快捷；結構緊湊，體積較??；該泵與原油緩沖罐通過變頻自動控制系統(tǒng)進行聯(lián)動閉環(huán)控制。

2.3 質量流量計

在油田原油開采過程中，采出原油普遍存在氣、油、水三相流混合情況，且原油成分含有多種介質、黏度高，科里奧利流量計采用分離器方法，將氣、液兩相分離，分別測量油、水兩相流量，質量流量計可準確測量油水兩相混合物的總質量流量，而且不需要采油廠方面再單獨進行化驗分析液體的含水率，質量流量計在完成油水質量流量計量的同時，能測得油、水兩相分別所占比例，從而獲得各站原油產油量，同時質量流量計可測量包括液、氣、泥漿液等介質，能夠滿足油田采出液成分復雜、黏稠度高的特點，故選用就地及遠程功能的該品牌的質量流量計，可以具備計量單車所卸原油質量，以及油水兩相在線監(jiān)測及分析的能力。

2.4 卸油過程遠程自動控制裝置

系統(tǒng)電氣設備按GB 3836—2003《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備》進行選型。研制密閉自控原油罐車卸車撬的遠程自動控制技術是設計密閉卸油裝置的特點，系統(tǒng)全過程采用變頻器閉環(huán)控制，可根據過濾緩沖容器中的液位計傳輸?shù)囊何桓叩妥兓盘?、水含量高低及卸油進液量大小對卸油泵轉速自動調節(jié)及關停，從而調節(jié)卸油泵的排量，系統(tǒng)可實時監(jiān)測運行溫度，及時啟動電伴熱加熱帶系統(tǒng)對緩沖罐、卸油泵、管匯、閥件等進行伴熱加溫，同時系統(tǒng)監(jiān)控壓力、液位、質量流量、水含量，能夠實現(xiàn)異常后即時報警、過載限位保護，同時具備遠傳功能，能夠實現(xiàn)遠程傳輸及控制，方便采油廠控制室對油品運行遠程監(jiān)控，同時該裝置也在現(xiàn)場設計人工啟動、停止按鍵，方便現(xiàn)場緊急情況處理，該裝置實現(xiàn)卸油過程的自動化、智能化，真正實現(xiàn)采油站油庫卸油工作的改進?？刂蒲b置操作面板如圖2 所示。

圖2 控制裝置操作面板

2.5 全密閉油氣回收裝置

傳統(tǒng)卸油過程中，卸油口、潛油泵等位置均有油氣混合物揮發(fā)，存在安全隱患，所以該裝置同時設置油氣回收裝置，裝置通過油氣回收閥、通氣閥、管匯、閥門將原油罐車、卸車撬、原油儲罐聯(lián)通成為一個整體，卸液過程采取密閉無泄漏技術與原油液體上方的氣相空間相聯(lián)通，從而達到油氣不外泄、外部空氣不進入的全封閉狀態(tài)，將卸油時運油罐車、卸油箱、儲油罐產生的油氣混合物通過可承壓專用管道及油氣回收閥回收至原油罐車內，卸油完畢后罐車內回收的油氣混合物運至采油廠指定的專業(yè)油氣凈化回收裝置統(tǒng)一處理，每日可減少油氣損耗約0.4 t，既滿足了密閉卸油時的油氣回收的要求，又減少了油氣資源的浪費。

3 卸油操作流程

油罐車停放至撬裝裝置指定位置后，卸油人員連接導靜電接地裝置，連接油氣回收管網，用密閉導靜電連接軟管與罐車尾部卸油口對接好，手動打開罐車卸油閥，同時按下自控系統(tǒng)卸油按鍵，打開卸油裝置進油閥及電動閥，油品進入過濾緩沖單元，過濾單元處理掉原油中的雜質，隨后原油進入緩沖罐，系統(tǒng)通過可遠程傳輸信號液位計檢測到液位高度，當系統(tǒng)通過液位計檢測到液位高度達到500 mm 時系統(tǒng)自動連鎖啟動卸油泵，將物料輸送至儲油罐或系統(tǒng)管線，當液位高度降至300 mm時，變頻器控制的電機停機，卸油泵停機，卸液期間同時監(jiān)控壓力、液位、質量流量、水含量，異常時即時報警、啟動過載限位保護，卸液完成后，變頻器停機、卸油泵停機，系統(tǒng)自動關閉閥門，卸油期間無需人工操作，卸油后拆除卸油管線、油氣回收管網及導靜電裝置。

4 結束語

密閉自控原油罐車卸車撬已在華北油田作業(yè)區(qū)域投入現(xiàn)場使用，歷經近1 年近千次不同種類的油罐車在不同區(qū)域的卸車作業(yè)，現(xiàn)場試驗數(shù)據表明該設備滿足原油罐車密閉自動控制卸油的要求，達到用戶的使用技術要求，取得試驗成功。實踐表明，該設備能夠滿足油田野外作業(yè)的復雜氣候環(huán)境，可以有效解決油田卸油生產過程中存在罐車卸油口高度降低卸油不凈、卸油時油氣揮發(fā)的問題，能夠替代傳統(tǒng)卸油工藝并實現(xiàn)油氣回收，每年油氣減損約合43 萬元，同時該裝置實現(xiàn)卸油時卸油量的實時記錄、水含量的實時監(jiān)控，能夠實現(xiàn)數(shù)據實時遠程傳輸、檢測及記錄，適合在各大油田推廣使用。