淺析板橋油田原油集輸系統節能降耗的途徑

郭建勛 王滔 孟德鋼

（大港油田公司第四采油廠 天津 300280）

板橋油田原油集輸系統，是由油井、管道、輸油泵和計量站、接轉站等組成的一個油氣生產、分離儲運的綜合系統。在板橋油田開發生產過程中，原油集輸系統需要消耗大量能源。尤其在中后期生產中，原油含水量增加的情況下，如何利用現有的工藝流程和技術條件，實現原油集輸系統的節能降耗，是提高板橋油田整體經濟效益的當務之急。

在實際生產中，板橋油田原油集輸系統的能耗，主要是電能和天然氣。所以，節能降耗工作必須從節電、節氣這二個方面入手。

1 節電

離心泵是板橋油田使用較多的一種輸油設備，也是原油集輸生產中主要的耗電設備。我們知道選用高效節能系列的離心泵，是做好離心泵節能的基礎，但在老油田的原油集輸生產中，節能降耗不能僅限于選用高效節能系列的離心泵，還應包括對離心泵進行的節能技術改造、確定離心泵的最佳運行區間和應用新工藝、新技術等方面。

1.1 對離心泵進行減級改造

在實際生產中，由于工藝流程或生產參數的改變，使得當原有離心泵的揚程比實際要求要高出許多。這時便可采用減級的方法，達到節能降耗的目的。

減級的原則是：在多級離心泵的前段（低壓端）拆下1個或2個葉輪，然后在泵的后段（高壓端）對稱的拆下1個或2個葉輪。減少的級數，要使離心泵的揚程，比管線的運行壓力高出1.0MPa。

近年來，板橋油田對部分接轉站進行離心泵減級改造，取得了較好的節能降耗效果。如：板15站減級改造以后，實現月平均節電6385kw·h，板21站減級改造以后，實現月平均節電4082kw·h，板26站減級改造以后實現月平均節電4017kw·h。

1.2 使用變速調速輸油

對進站液量不均勻,且進站液量較大的接轉站，在使用工頻輸油時，由于用泵出口閥門控制排量，使得輸油泵和管道產生很大壓差。壓差增大時，導致電機負荷增大，電流上升，造成了電能浪費。另外，工頻輸油時，不論緩沖罐液位的高低，電機的轉速、輸入功率都是不變的，這也造成了電能的浪費。在使用變頻調速輸油時，隨著緩沖罐液位的降低，電機轉速、輸入功率也隨之降低，從而實現輸油泵的變頻節能。

截止到目前為止，板橋油田在原有生產工藝的基礎上，已對70%的接轉站進行了變頻改造。其中：板5站利用變頻輸油以后，輸液單耗由1.17kw·h/m3，下降到了1.04kw·h/m3；白一站利用變頻輸油以后，輸液單耗由 20.1kw·h/m3，下降到了 13.19kw·.h/m3。

1.3 根據電網收費標準，確定泵的運行時段

由于供電電網在不同的時段，實行峰谷段電網收費標準，為達到消峰填谷的節電目的，板橋油田每年都制定出冬、夏季的《接轉站輸油泵運行時間規定》，按照：峰電時，減少啟泵次數；谷電時，增加啟泵次數的原則。將間斷運行的接轉站，盡量安排在谷電時間啟泵輸油。

例如：板8接轉站每天6次啟泵輸油，每次輸油時間為一小時。按照《規定》要求，板8接轉站峰電時啟泵輸油2次，谷電時啟泵輸油3次，平電時啟泵輸油1次，讓峰電時的啟泵時間，只占總啟泵輸油時間的1/3。同樣，對于板6、板14、板14-1等間斷運行的接轉站，在《規定》的要求下，在峰電時的啟泵時間，也只占各站總啟泵輸油時間的1/3。

1.4 應用新工藝、新技術

原油集輸系統的節能降耗，除了離心泵減級、變頻輸油等節能技術改造以外，應用新工藝、新技術，也是達到節能降耗的一條重要途徑。因此，近幾年來板橋油田不斷加大科研投入，在原油集輸系統中引進新工藝、新技術，取得了較好的節能降耗效果。

例如：從2010年開始，板橋油田對近幾年管道結垢嚴重的板5站，應用了量子環除垢技術以后，到2012年板5站輸油泵未進行一次除垢大修，且回壓降低了0.1MPa，輸液單耗下降了0.1kw·h/m3，年累計節電3×104kw·h。

2 節氣

在板橋油田原油集輸系中，使用的井場爐、干線爐有三百多臺，這些加熱爐每天要消耗大量的天然氣。因此，要在原油集輸系降低耗氣量，就需要從控制加熱爐溫度和減少加熱爐數量入手。

2.1 確定合理的管線加熱溫度

由于管道軸向溫度梯度的存在，使油流的粘度在輸送過程中不斷上升，單位管長的摩阻逐漸增大。為控制管道摩阻的增大，根據原油凝固點一般在20-30度之間的特點，管線末端的進站溫度，一般控制在比凝固點高出5-10度的范圍內。例如：夏季輸油時，管線末端的進站溫度，控制在35度左右；冬季輸油時，管線末端的進站溫度，控制在40度左右。

每年的冬、夏季，板橋油田都要對10個接轉站輸油管線末端的進站溫度，進行現場測試檢查。對溫度在40度以上的輸油管線，采取了關小爐火或關爐停火的措施。如：板5接轉站安裝有4個干線加熱爐，測試檢查后，夏季停用了3臺加熱爐，冬季停用了2臺加熱爐；板8接轉站安裝有3臺干線加熱爐，測試檢查后，夏季停了2臺加熱爐，冬季停用了1臺加熱爐；白1接轉站安裝有7個干線加熱爐，測試檢查后，夏季停用了6臺加熱爐，冬季停用了3臺加熱爐；按每臺加熱爐日平均耗氣300m3/d計算，僅板5、8、白1等3個接轉站年累計節約天然氣91.8×104m3。

2.2 實施常溫輸送

板橋油田地下管道的輸油溫度，在季節的變化下，溫度的變化也很大。冬、夏季的最大溫差，可達到40-50度。因此，利用夏季溫度升高，滿足原油物性需求的特點，停用部分加熱爐，實行常溫輸油，可以有效地杜絕天然氣的浪費。

通過實踐摸索，板橋油田對符合：液量>10m3/d、含水>60%、凝固點>18℃、粘度<60～70 mPa.s（20℃）等條件的油井，制定常溫輸送計劃，實施常溫輸送，板橋油田夏季停爐153臺，冬季停爐66臺，年節約天然氣約960×104m3。

2.3 實施優化簡化技術改造

在油井較多的井場，可對井場的輸油管線，實施優化簡化技術改造。方法是：先在井場鋪設一條集油管線，然后把每口油井的輸油管線,T接進集油管線進行集輸生產。通過油井遠程信息監控系統,對每口油井的油氣產量進行監測，取代原有的計量站，停用每口井的井場爐、干線爐和計量站的外輸爐、干線爐。通過減少加熱爐的使用數量，來達到節省天然氣的目的。

2012年以來板橋油田大力開展地面優化簡化工作。截止目前，已對15個井場進行了優化簡化改造，停運計量站6座（板15站、板25站、白1站、白2站、白3站，白5站）。待優化簡化項目全部實施完成后，預計可停運計量站14座，停用加熱爐126臺，年節氣 1360×104m3，節電 350×104kw·h。

2.4 運用管線通球技術

在單井管線中通球，可以降低回壓，提高管線運行效率，是一種替代單井管線加熱爐，節約天然氣的較好工藝技術。方法是：首先，在管線的兩端，安裝收發球裝置。其次，改變球的形狀，用一個圓形的硬質橡膠球，替代在通球管線中通常使用的圓柱形鋼絲球。然后，用個小于管線直徑的橡膠球進行通球。在實際生產中，通過改變球的形狀和減小球的直徑，就可以在有90度彎頭組成的普通單井管線中通球。

板橋油田共實施單井管線通球20口井，停用加熱爐30臺，年節約天然氣324×104m3。

3 結語

板橋油田已進入生產開發的中后期，為實現原油集輸系統中的節能降耗，我們積極探索和開展了一些工作。但原油集輸系統的節能降耗工作點多面廣，設計專業也比較復雜，除上述途徑外，仍有許多其它的途徑和方法，值得我們今后去研究和探討，相信今后的節能降耗工作，會有新的發展和提高。