原油管道投產(chǎn)技術(shù)研究

申成華 王洋龍（中國石油集團(tuán)東南亞管道有限公司， 北京 100028）

原油管道投產(chǎn)技術(shù)研究

申成華 王洋龍
（中國石油集團(tuán)東南亞管道有限公司， 北京 100028）

原油管道一般具有距離長、壓力高、落差大等特點(diǎn)，投產(chǎn)時通常采用常溫部分管道充水、油頂水及中間加隔離球的方式進(jìn)行。長距離大落差原油管道投產(chǎn)采用部分管道充水，可以大幅度節(jié)約水資源；在純水段和油水界面發(fā)送多組清管器，可有效降低混油量和排除管道中氣體；對于大落差管段，進(jìn)行計劃性停輸通過淡水段對該管段道進(jìn)行穩(wěn)壓驗漏，可有效確保其安全性，該技術(shù)也是國內(nèi)大落差管道的一次創(chuàng)新性嘗試。對于沿途管道存在變徑而又無高點(diǎn)進(jìn)行排氣，投產(chǎn)時可能會導(dǎo)致管道內(nèi)氣體積壓過大，應(yīng)提前做好管道調(diào)研及發(fā)球準(zhǔn)備。本次研究成果為其它管道投產(chǎn)提供了豐富的理論基礎(chǔ)。

原油管道；落差；管徑；投產(chǎn)方式；風(fēng)險

實(shí)際原油管道條件和輸送介質(zhì)的不同，導(dǎo)致原油管道投產(chǎn)方式不盡相同。據(jù)統(tǒng)計，目前原油管道投產(chǎn)方式主要存在三種，①管線充水投產(chǎn)；②加N2保護(hù)投產(chǎn)；③空管投油投產(chǎn)。其中第三種投產(chǎn)方式較為先進(jìn)，在國內(nèi)大型的原油管道項目投產(chǎn)普遍采取空管投油方式投產(chǎn)，該方式經(jīng)過不斷的試驗與應(yīng)用，在國內(nèi)已經(jīng)取得了較為豐富的經(jīng)驗。但是由于我國原油管道投產(chǎn)方面的科研較晚，原油管道投產(chǎn)方式還是以油頂水的方法為主，主要步驟：①用水將原油管道充滿；②對原油管道性能進(jìn)行檢測，使管道投產(chǎn)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；③輸入原油將水從管道中頂替出來，從而完成原油管道投產(chǎn)工序。以油頂水的投產(chǎn)方式在水資源短缺的西部應(yīng)用不太現(xiàn)實(shí)，投資成本高、準(zhǔn)備時間較長，而且原油頂替出來的水不能直接排放出來，摻雜原油的水可能對周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此，原油管道投產(chǎn)方式的選擇應(yīng)該結(jié)合原油管道所在地實(shí)際現(xiàn)狀，充分調(diào)研出適合現(xiàn)狀管道情況的投產(chǎn)方式，最大限度的提高工作效率，減少原油管道投產(chǎn)成本，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益最大化。

1 準(zhǔn)備工作

原油管道試運(yùn)投產(chǎn)前需要準(zhǔn)備的工作有很多，主要是為了保證原油管道完整性以及投產(chǎn)的安全性，具體內(nèi)容如表1所示。

表1 原油管道試運(yùn)投產(chǎn)具體內(nèi)容

在正式管道投產(chǎn)前，還要抽查一段管道進(jìn)行智能變形檢測，對大于管道外徑一定量的變形點(diǎn)，要進(jìn)行挖驗證，并作相應(yīng)的修復(fù)處理。在原油管道投產(chǎn)過程中，輸油泵出口閥門多為上導(dǎo)式，并且閥門開度值要合適，閥門信號與實(shí)際狀態(tài)保持一致，原油管道投產(chǎn)泵站調(diào)控示意圖如圖1所示。

2 投產(chǎn)主要內(nèi)容

在我國西部管道投產(chǎn)一般采用水隔離段后投油投產(chǎn)方法，主要分為3個階段：①部分管段充水；②向管道投油；③在不同輸量條件下，原油管道72 h試運(yùn)投產(chǎn)。采取停輸憋壓檢漏，可以有效降低漏油風(fēng)險；采用氣水界面以及油水界面清管器，可以有效提高排氣量，降低混油量。針對氣溫比較低的地區(qū)，可以采取冷投油的投產(chǎn)方式。

圖1 原油管道投產(chǎn)泵站調(diào)控示意圖

2.1 部分管段充水

針對大落差管道充水時，高部位的氣體排不凈等問題，采取在原油管道氣水界面發(fā)送機(jī)械清管器，提高排氣量。原油管道充水管段的增加，管道內(nèi)的氣體會隨之往高部位充注，導(dǎo)致形成一股含氣流段，在流經(jīng)低部位時，出現(xiàn)管道不滿流的現(xiàn)象。管道下游背壓控制好，會解決上游壓力問題。為了避免出現(xiàn)氣阻問題，提高排氣效果，可以采取在投產(chǎn)過程中增加人工反復(fù)正壓排氣的方式，同時配備兩枚油水界面、氣水界面清管器，可以達(dá)到理想的效果。

2.2 油頂水過程

這個過程主要是向管道內(nèi)投油，不可避免的會出現(xiàn)油水混合的現(xiàn)象，為了降低油水混合物，提高排氣效果，一般會采取在管道內(nèi)油水界面之間，發(fā)送一枚兩直板兩皮碗機(jī)械清管器。針對原油管道起伏距離大、可能會因重力擴(kuò)散導(dǎo)致停輸?shù)葐栴}，可采取在管道處安裝1座 10×104m3的儲罐，主要用于轉(zhuǎn)存油水混合物，隨后根據(jù)重力作用采用靜置沉降方式，進(jìn)行混合物脫水分離。

3 投產(chǎn)中問題與解決措施

3.1 不同壓力下輸油與輸水效果

在我國原油長輸管道投產(chǎn)方面，一般采取部分管道充水與油頂水的投產(chǎn)方式，根據(jù)管道試運(yùn)投產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)來看，根據(jù)油密度要小于水、摩阻相對較大的特點(diǎn)，長輸管道落差大、起伏頻繁的線路，在相同的輸量條件下，全線輸送壓力比輸油要高出15%，眾所周知，管道保護(hù)參數(shù)以及承壓大小均以油為輸送介質(zhì)而設(shè)計的，因此，在管道進(jìn)行輸水過程中，一定要考慮超壓或超保護(hù)參數(shù)適用性等問題。

3.2 輸送中氣阻與排氣問題

對于投產(chǎn)過程中氣阻問題，合理采取有效措施進(jìn)行排氣是關(guān)鍵，一般采取的技術(shù)方法：①氣水界面清管器進(jìn)行排氣，分別在油頭和水頭前各發(fā)送一枚清管器，過盈量達(dá)到4%；②通過在管道沿途高點(diǎn)和站場進(jìn)行臨時管道排氣，有效降低管道中積壓的氣體。對于沿途管道變徑管段處，又無高點(diǎn)排氣可能，導(dǎo)致該管道段氣體積壓過大，應(yīng)提前做好管道調(diào)研以及發(fā)球準(zhǔn)備，同時后期管內(nèi)過濾器排氣處理，基本可以有效降低管道中的氣體，在排氣過程中，發(fā)球和高點(diǎn)排氣刻不容緩。

3.3 水擊保護(hù)系統(tǒng)規(guī)范

投產(chǎn)前最后一道工序：水擊保護(hù)調(diào)試，主要是將站場停電、關(guān)閉、線路監(jiān)控閥誤關(guān)閉以及泵站停泵工況的調(diào)試。在某一水擊工況以及保證中控未屏蔽條件下，進(jìn)行降量、停輸處理，若降量失敗，則直接停輸，表明工況效果較好。水擊保護(hù)系統(tǒng)能有效提高管道運(yùn)行的安全性，降低運(yùn)行風(fēng)險。在我國還沒有形成一套完整的水擊保護(hù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，為了有效規(guī)避管道運(yùn)行風(fēng)險，建立流體水擊保護(hù)系統(tǒng)規(guī)范顯得刻不容緩。

4 結(jié)語

長距離大落差原油管道，一般會采取部分管道充水處理，可以大幅度節(jié)約水資源，在混油管段以及排氣不暢管段發(fā)送的油水界面和氣水界面清管器，可以達(dá)到降低混液量的目的，提高排氣效果。針對大落差管道投產(chǎn)，進(jìn)行停輸憋壓檢漏處理，可有效降低漏油風(fēng)險，該技術(shù)也是國內(nèi)大落差管道第一次創(chuàng)新性的嘗試。對于沿途管道變徑管段處，又無高點(diǎn)排氣可能，導(dǎo)致該管道段氣體積壓過大，應(yīng)提前做好管道調(diào)研以及發(fā)球準(zhǔn)備，同時后期管內(nèi)過濾器排氣處理，基本可以有效降低管道中的氣體，確保了原油管道投產(chǎn)的安全性。為了有效規(guī)避管道運(yùn)行風(fēng)險，建立流體水擊保護(hù)系統(tǒng)規(guī)范十分必要。

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申成華（1986-），男，四川南充人，主辦，主要從事長輸管道調(diào)度運(yùn)行工作，2011年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣儲運(yùn)工程。