樊学油区樊丙联合站设计论文--学位论文.doc
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1、西安石油大学本科毕业设计(论文)樊学油区樊丙联合站设计摘要 樊学油区联合站拟建于地处定边县和吴旗县境内的定边采油厂樊学油区。该地区属陕北黄土塬区,由沟、墚、茆地形组成,地面海拔14001730m。联合站可建在梁弯东1km处,史家山西南侧的半山上。该区域地势平坦,交通方便。站外来油经加热炉进行加热,再经过三相分离器首先进行油、气、水的分离,之后经过稳定塔进行原油稳定,最后经外输泵和计量间等向外输送。站内气体直接送往气体处理厂进行处理。站内划分为油罐区,污水处理区,工艺区,配电区,消防区,辅助生产区,设计时设计了有泵流程,同时也考虑了停电流程,即事故流程。根据任务书所给该站的处理量和各种设计参数,
2、首先初步选择了各工艺段设备,接着确定了总平面布置和联合站的工艺流程。完成了站内的水力、热力计算以及三相分离器、加热炉、稳定塔的选型和校核,并进行了罐区计算,选取了浮顶油罐;接下来绘制了联合站平面布置图,联合站工艺流程图;之后又进行了站内管线的选取,以及外输泵和脱水泵的选取。最后设计并画了阀组间安装图。关键词:联合站;油气分离;工艺流程;平面布置;泵房安装Designing of Fan C multi-purpose station in Fanxue oil regionAbstractFanxueCcentraloilandgastreatingstationwillbebuiltinFa
3、nxueoilregionofDingbianoilproductionplant,whichislocatedpartlyinWuqiCountyandDingbianCounty,Sh-aanxiprovince.ThephysiognomyofFanxueoilregionisloesstablelandwithaltitudefrom1400mto1730m,whichisconsistedwithloessravine,loessridgeandloesshill.FanxueBstationisproposedtobuildinaflatareaof200x85minthesout
4、hsidehalfwayuptheShijiamountainside,1kmfromLiangwanvillage.Thetransportationofthisareaisrelativelyconvenient. Oil from outside of the station is heated by the furnace, then after the first three-phase separator for oil, gas and water separation, followed by stability and stability of crude oil tower
5、, and finally measured by the offloading pumps and other outward transport between 。Gas in the station is sent to the gas processing plant for processing.Station area is divided into tanks, sewage treatment area, craft area, distribution area, fire zone, auxiliary production area, designed with the
6、pump design flow, taking into account the power flow, the accident process. According to the mission statement of the capacity of the station and a variety of design parameters, the first section of the initial selection of the various process equipment, and then determine the general layout and joi
7、nt station process. Completed station hydraulic, thermal calculations, and three-phase separator, oil separators, electric dehydrator, selection and check furnace and tank were calculated to select the floating roof tank; then drawn Joint station floor plan, flow chart of the joint station; followed
8、 by the selection of the pipeline within the station, as well as external pump and off pump selection. Finally, a valve between design and art installation diagram. Key words: Union Station; oil and gas separation; process; layout; pump installation50目 录 1 绪论11.1 联合站设计的目的和意义11.2 国内外研究现状21.3 研究目标和研究内
9、容61.3.1 研究目标61.3.2 研究的主要内61.4 研究方案72 联合站设计说明书82 .1 概述82.1.1 简介82.1.2 联合站工艺系统概述82.2 设计基础数据102.2.1 设计依据102.2.2 设计规模102.2.3 设计基础数据102.3 站址选择及总平面布置122.3.1 站址选择122.3.2 平面布置说明122.4 流程设计说明142.4.1 流程设计原则142.4.2 本站工艺流程142.5 设备及其布置安装152.5.1 进站阀组的布置152.5.2 油气水三分离器的布置安装152.5.3 泵房的布置安装162.5.4 锅炉房的安装说明162.6 管线安装说
10、明173 联合站工艺计算183.1 基础数据计算183.1.1 设计规模183.1.2 天然气处理能力183.1.3 污水处理能力183.2 油气物性计算183.2.1 原油物性参数计算183.2.2 天然气的物性参数203.2.3 气液相进站流量计算213.3 主要设备的选型计算223.3.1 三相分离器的选取223.3.2 加热炉的选取与计算263.3.3 罐的选取与计算283.4 站内工艺管线的选取及水力、热力的计算293.4.1 进站阀到加热炉汇管计算与选取293.4.2 加热炉到三相分离器管线计算与选取323.4.3 三相分离器到加热炉管线计算与选取343.4.4 加热炉到稳定区之间
11、管线的计算与选取353.4.5 原油稳定塔到净化油罐之间管线的计算与选取373.4.6 净化油罐到加热炉之间管线的计算与选取373.4.7 事故管线的计算393.4.8 站内污水管线管径的确定:423.4.9 站内天然气管径的计算433.4.10 进站阀组间的计算443.5 泵的选型计算453.5.1 倒灌泵的选型计算453.5.2 事故泵的选取464 结论48致 谢49参考文献501 绪论1.1 联合站设计的目的和意义 联合站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分,对他的要求是使其最大限度的满足油田开发和油气开采的要求,做到技术先进、经济合理,生产安全可靠,保证为国家生产符合数量和质量的油田产
12、品。 油田联台站的主要作用是接收各转油站来油,对油气水进行分离、净化、加热,将处理合格后的原油、净化污水、净化天然气向下一级油库输送。所以联合站工艺流程的每都关系到是否能有效的利用石油资源,提高能源的开发率和利用率,使联合站能够安全高效的运行。 联台站的研究具有重大的现实意义和应用前景。根据联合站的功能和规模,搞好优化设计,不断提高联合站设计水平、争取达到开发方案的优化、油田总体布局优化、王艺流程优化、自动控制系统优化、联合站总图优化、配套系统优化,以合理有效的利用石油能源提高能源的开发率和利用率,使联台站能够安全高效的生产。 联合站是油田油气集输过程中的重要生产环节,是集油气分离、原油脱水、
13、原油计量、稳定外输、油田注水、污水处理、消防即热力系统等为一体的综合生产过程。功能是:将分敞在油田各处的油井产物加以收集分离成原油、伴生天然气和来出水:进行必要的净化、加工处理、使之成开发油藏提供科学依据1。 在石油的开采、储运等生产过程中,动态监测是生产管理的重要工作内容,也是保证油田正常、安全、经济运行的重要手段,在西方发达国家自动化数据采集与控制(SCADA)已经成为生产的配套设施。动态监测为油田商品、以及这些商品的储存和外输。同时油气集输系统还为油藏工程提供油藏动态基础信息,如:各油井汽水产量、汽油比、气液比、井油压和回压、井流温度等参数及随生产延续各种参数的变化情况等,使油藏工作者能
14、加深对油藏的认识适时调整油田开发设计和各油井的生产制度。因而气油集输系统不但将油井生产的原料集中、加工成油田产品,而且还为不断加深对油藏的认识、适时调整油藏开发设计方案、正确经济地的主要内容包括泄漏监测、压力超高保护、温度异常、含水超标等。油田被称为“没有围墙的工厂” ,油井,集输站星罗棋布,偏远分散,而石油的整个生产流程又通过管道连接起来,成为一个压力系统,可谓牵一发而动全身,特别是泄漏事故时有发生,给油田造成巨大的经济损失和环境污染。因此,实现油田生产系统的动态监测,对于及时发现泄漏等故障、优化生产运行参数减少盗油犯罪案件的发生、提高油田的现代化管理水平等具有重要的意义。 本课题的研究目的
15、:选择此课题的目的在于可以多了解一些关于联台站建设方面的知识,通过对联台站建设内容的研究,使我更加了解联合站在油田地面建设中的重要作用,特别是对油气水的三相分离、原油脱水、轻烃回收以及联台站的节能降耗等方面知识得到比较清楚的认识,这也是将四年来所学的知识进行一个系统综合的机会,对于专业知识的理解和消化都有极大的帮助。1.2 国内外研究现状国外对高含水期和特高含水期油田采用的方法和措施:在高含水油田(区块)建立独立的预脱水系统,由大站集中脱水改为在井场分散脱水在转油站和大站推广使用适用于高含水期油田原油预处理新流程。为此,原苏联各高含水期油田相继研制出了些矿场原油预处理新流程。全苏石油集输与预处
16、理科学研究所研制出并在各油田推广使用一种新流程,用于高含水期油田的转油站预脱地层水,并使脱出的脱出的污水达到回注地层的标准。该流程的技术特点是利用气浮选净化污水的原理,把分离器中分离出的部分天然气不断地、均匀地引入到排往污水接收罐的管线中,污水和气泡在管线中一起流动时携带污水中悬浮的油滴浮到管道的上部,油滴相互聚结,进入污水接收罐后很快分离。采用该技术后,污水的扰降时间减少了50%-60%,及污水在沉降罐中的停留时间不超过15-20min;净化水剩余含油量为5-9mg/L,悬浮固体含量7-9mg/L.所需的沉降装置数量相应减少,而污水处理量却大大增加。在处理高含水原油的同时收回破乳剂的流程:根
17、据研究结果,可用不含破乳剂的水冲洗脱水原油,将原油中所含破乳剂冲洗到污水中,然后用气浮的方法将破乳剂萃取出来重新加以利用,在实际调查和理论研究的基础上,该局1989年在科图尔-捷别油田推广使用了一种可以回收破乳剂的热化学原油预处理流程。流程的工作原理如下:由加药装置添加破乳剂后的油水乳状液经泵进入加热炉,加热的乳状液进入沉降罐,从沉降罐中排出的含破乳剂的污水进入压力气浮装置,预脱水后的原油在进入沉降罐深度脱水之前,有专门的管线添加新鲜水(淡水)冲洗原油中的破乳剂,含破乳剂的污水汇入污水管线流入压力气浮装置,气浮装置中萃取出的破乳剂(含水部分)重新送入加药装置,净化后的污水排入注水系统。整个萃取
18、污水中和原油中破乳荆浓缩物的过程在这样一个封闭循环中进行。该油田使用以上流程后,在保证原油预处理质量同时,大幅度地减少了破乳剂的投加剂量;提高了破乳剂的利用率:降低了原油处理的费用2。为提高原油破乳处理的效率,脱除地层水并实现原有深度脱水,鞑靼石油科学研究所与全苏石油热采工艺研究所和卡腊然巴斯石油热采经济联合体的专家们共同研制并推广使用了种新工艺流程,解决了卡腊然巴斯油田的高粘原油的预脱水、原有深度处理和除砂问题。国内胜利油田高含水期集输系统配套工艺技术的主要攻关目标是:通过采用高教油气水砂四相分离装置,在进站不加热的条件下达到分离后原油含水20%,污水含油500mg/L应高于含水原油预分离水
19、旋流器进行不同时在各阶段投加缓蚀剂、混凝剂和杀菌剂等药品。在污水处理系统中采用的改性纤维球过滤技术,主要以改性纤维球为滤料,利用改性纤维球亲油疏水、亲水疏油的双重性,以达到截污能力强、便于反冲洗的目的,与传统过滤器相比工作效率显著提高。药剂的投加和工艺设计紧密结合,充分保证药剂反应所需的水力条件,在提高药剂效果的同时减少了投药量。使杀菌、絮凝、助凝、缓蚀及阻垢等药剂的投加更加合理有效。处理后污水均用作注水用水。出水水质标准按长庆油田污水回注指标控制标准(修订)渗透率为0.01m的类标准控制。污水处理及回注工艺的成功应用,既解决了污水出路,保护了环境,又节省了水资源,使得油田生产废水得到有效利用
20、,取得了较好的经济效益和社会效益3。采用科学新技术、借鉴其他各油田成功经验,今后集输技术主要向以下方发展:原油集输处理系统工艺简化、流程缩短、能耗低的方向发展。随着高效三相分离器的成功应用,取消电脱水器不仅成为可能,而且在部分联合站已经实现,今后推进工艺流程简化、缩短,从而降低集输处理能耗是油田在高含水期面临且必须解决的问题之一。防腐技术、除防垢技术及管线泄漏报警定位的技术应用将被大力推广。随着高含水期的到来,管线腐蚀结垢问题将是困扰和制约油田今后发展的重要因素之一,防腐技术、除防垢技术、管线泄漏报警定位是今后面临的重要技术课题。地面水驱及聚合物驱两套系统将向着“有分有合、分合结合”的方向发展
21、。随着三次采油技术的应用,如何解决随之而来的集输处理问题也是今后面临的首要技术课题集输处理系统将向着数值模拟化及自动化方向发展。为了提高油田生产管理和运行管理效率,降低管理成本,提高管理水平数字化、自动化油田建设是油田今后的发展方向4美国海湾石油公司于1954年10月,建成世界上第一套自动监控输送系统(Ledge Automatic Control Transmission system简称LACT装置,解决了原油的自动收集、处理、计量和输送问题,到1967年底,美国陆地石油公司已有75%的原油采用LACT装置。在LACT应用的同时,一些原油处理站出现了以闭环控制为特点的就地自动化控制系统。从
22、六十年代末期以后计算机及PLC技术已开始应用于油田联合站内的部分生产系统中,但此时联合站集输系统还是处于简单常规仪表控制时期。随着集输工艺上计量站的形成和中心处理站(简称联台站)的产生,集散控制系统(Distribute Control System,简称DCS)开始应用于联合站集输系统中代替常规仪表。进入九十年代DCS的功能越来越强,工作也越来越可靠。如HONEYWELL公司的TDC3000系统、FISHER-ROSEMOUNT公司的PROVOX系统等数十个厂商的DCS都在油气处理站有所应用。随着通信技术的发展,SCADA(Supervisory Control And Data Acqui
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