加氣浮選器除油效率提升與改進措施

裴紹輝(中海石油(中國)有限公司秦皇島32-6/渤中作業公司，天津 300459)

0 引言

注水開發是油田穩產的基礎。當油田開發進入中后期階段，通過注水開發能繼續獲取較高的采收率和較大的經濟效益。注水實踐證明，作為注水開發源頭的注水水質是實現油田高效開發的關鍵。因此，注水工作的關鍵是注水水質的控制，而水處理設備良好的運行狀態是保證水質的基本前提。

近年來，公司開展注水專項治理工作，以水質穩定工作為重點，把油田水處理設備作為注水開發的重中之重來抓。某油田2004年投產，FPSO上水處理系統采用加氣浮選器→核桃殼過濾器兩級水處理工藝。油田自2020年初出現加氣浮選器V-301A/B水處理效果不佳，平均除油率僅27.2%；針對上述情況，我們開展相關問題排查及分析工作，找到設備問題并本著降本增效的目的現場主動采取措施并取得了良好的效果。

1 加氣浮選器問題排查及設備改造

1.1 加氣浮選器設備介紹

加氣浮選器設備于2003年生產，該設備共有兩套，采用噴射式誘導氣浮，如圖1所示，氣浮裝置內分為氣浮區(4個)、穩定區、出水區等幾個部分，裝有一、二級收油裝置，進、出水都裝有布水器，詳細參數如表1所示。

圖1 氣浮裝置圖

表1 加氣浮選器設計參數

1.2 水質差原因分析與維修優化方案

在現場排除外部因素影響后，打開氣浮選A/B罐頂部一級收油槽觀察孔，發現氣泡呈翻滾狀。隨后拆下噴射器，發現噴射器頂部擋板脫落(如圖2所示)，導致噴射器內氣泡直接由噴射頭噴出，氣泡變大，由于氣泡攪動，一級收油液面不穩定，收油效果變得更差，造成出水水質不穩定。

圖2 噴射器頂部擋板脫落圖

為了讓加氣浮選器出水達到設備出水水質標準，減輕核桃殼過濾器及下游設備進水的污染物負荷，根據現場情況和技術人員進行技術交流，對加氣浮選器單元做了以下4點優化：

(1)更換加氣浮選器噴射器，針對噴射器連接法蘭腐蝕嚴重，可能導致密封失效而漏水，噴射器整體材質更換為不銹鋼304，密封墊改為鋼墊(原噴射器連接法蘭為碳鋼材質，密封墊為石棉墊)，噴射器擋板用3個螺栓(M8)固定(原噴射器擋板為3個M6緊固螺栓)，為了防止檔板再次脫落，現場施工人員把緊固螺栓焊死，防止因為抖動導致擋板再次脫落；

(2)由于FPSO長期艏傾1.5m左右，在一級收油槽外側安裝可調堰板，保證收油槽與液面平行，提高一級收油效果；

(3)由于FPSO船體受海浪風流的影響船體長期處于晃動狀態，為了提高一級收油液面的穩定性，在氣浮區上部增加了穩流板，便于設備更平穩的進行收油工作；

(4)在設備出水區增加三級收油槽收集出水區的殘油，設備進行三級收油，提高出水水質(如圖3所示)。

1.3 加氣浮選器維修前后處理效果對比

由表2和圖4對比曲線可以看出加氣浮選器B優化改造后，效果十分明顯，除油效率較整改前提高20%～33%，目前使用效果良好，下一步計劃對氣浮A罐實施優化。

圖3 加氣浮選器改造增加的三級收油槽及新增一級收油槽穩流板示意圖

表2 加氣浮選B罐改造前后除油率對比

圖4 氣浮B改造前后除油率對比曲線

1.4 加氣浮選器日常維護經驗

(1)日常做好進出口水質的化驗工作，對比除油效率，有異常及早查找原因并處理；

(2)日常根據出水效果，調整好日常收油頻率，并按照計劃執行好；

(3)定期打開氣浮選罐頂觀察孔，觀察一、二級收油是否穩定，如有異常，及時查找原因并處理；

(4)三級收油槽定期收油，防止出水區油層過厚，影響出水水質；

(5)定期拆開加氣浮選器底部噴射器清理罐內殘渣，防止殘渣堵塞微氣泡釋放口，影響氣泡出氣效果。

2 結論及建議

2.1 結論

(1)通過對FPSO上加氣浮選器低效原因進行排查，找到了造成設備低效的直接原因，并在隨后進行有效的整改，該種整改措施可供其他油田相同設備出現類似問題維修時提供借鑒經驗；

(2)改造升級后的加氣浮選器水處理效果達到設備正常處理能力，為油田高效注水開發提供了可靠保障；

(3)把水質穩定作為注好水的關鍵任務，對注水系統水處理設備進行全面排查，確保水系統設備高效、健康運行，對其他油田注水開發具有借鑒意義。

2.2 下步工作建議

(1)加大生產水處理系統日常管理制度建設，即使最先進的水處理工藝技術，如果管理不到位，穩定的合格水質仍然沒有保障，需要我們在接下來將目前現行的注水管理體系進行系統的升級，滿足日常生產水處理系統的需求；

(2)不怕暴露問題，通過問題的整改，提高現場人員維修、解決設備故障的能力，通過上述設備的故障排查、處理，相關人員判斷設備故障、解決設備故障的能力得到提高，同時需要將設備維護的經驗好好總結，同時分享給其他人員，為設備日常維護以及類似設備故障提供維修借鑒經驗。

3 結語

通過對加氣浮選器設備問題排查和改造，及時發現了相應問題，并針對問題產生的原因進行分析，從而優化維修方案。經過一系列的工作之后，加氣浮選器水處理效果達到設備正常處理能力，從技術層面上解決了相應問題，也為日后設備維修提供了寶貴經驗。在今后的工作中要從管理上和技術上做好雙重準備，積極排查故障、發現問題、科學整改，不斷完善管理機制，提高維修人員維修能力和責任感，保障設備正常、高效運轉生產。