中原油田原油输送管道安全运行参数优化研究

2022-09-11

目前我国东部地区石油、天然气产量已经进入递减阶段, 管道作为石油行业的首要运输工具正面临着产量递减而带来的巨大隐患和困难。因此, 在尽量减少更换设备的情况下, 通过优化工艺流程、调整运行参数、加强管道监控等方式, 确保管道始终处于可控状态下运行具有重要意义。

一、原油基础数据整合

现役管道的基础数据、输送原油的物性参数、管道运行的工况参数的收集和整理是原油管道安全运行参数优化的关键, 数据的准确性和完整性直接影响到管线实际运行情况的分析, 从而影响制定优化方案的可行性和科学性。

1. 管道运行参数的收集与整合。

中原油田集输管道具有管线规格多、运行年限长、部分管道因打孔、腐蚀等原因具有不同程度的损伤等特点。根据管道运行的实际情况, 收集与管道及原油物性相关的数据资料, 包括历史数据、运行监控数据、化验报表等。

2. 增设地温数据采集系统。

在输油辖区内均匀分布设置多个地温数据采集点, 录取固定时间点的地温数据, 及时掌握地温情况, 定期反算和分析管线的总传热系数, 分析管线沿线的散热和结蜡情况, 帮助指导生产。

二、集输管线运行现状分析

建立输油管线工艺参数优化计算数学模型。为了方便输油参数计算, 在原有生产系统中, 建立一个可以实现输油参数运行数据的查询、统计、计算等功能的管线工艺参数优化计算模型, 使管线参数计算由以前的专业技术人员人工计算变成易操作、易查询的自动计算, 参数计算常态化, 岗位人员随时都可以查看发现管线运行状态, 及时发现异常情况, 保障管线安全运行。

原油集输管道本身具有线短、面广的特点, 同时受到原油凝点低、粘度大的物性影响, 使其工况越发复杂。更具监控系统数据库中提供的历史数据整合后, 计算各条管线的流态, 反推管道总传热系数, 利用加权平均法按月份选取总传热系数的计算取值, 然后利用建立的输油管线工艺参数优化计算模型进行工况分析, 掌握现役管道的运行工况。

三、优化运行工艺

1. 采用间歇输油

原油集输管道因其本身特点采用间歇输送存在一定的弊端, 比如因原油凝点高导致停输时间受限, 因此较少, 但因其具有成本低、效率高、便于维护的优点可在原油产量低于一定值时采取间歇输送。

采油二厂线停输数据分析。由于炼厂装置生产能力增加, 日加工量上升, 中原油田采油二厂部分原油采用汽车拉运外输, 管道输送原油量急剧降低, 采取间歇输油, 中间活动管线, 每天停输时间约8小时, 中间活动管线一次。根据多次实际输油情况与理论计算结果相对比可得出:理论计算时由于各种因素的影响, 停输时进站温度较实际情况略高 (约1℃) , 导致在相同的启输进站温度下理论停输时间比实际停输时间略长 (约10min) , 因此, 在确定安全停输时间时应保留一定富裕量, 以保证安全生产。

2. 采用添加降凝剂

添加药剂是油品输送过程中常用的处理方法, 降凝剂是降低原油凝点, 降低进站温度, 延长停输时间的常用药剂。尤其在冬季运行的情况下, 低排量造成原油流动慢、散热量大, 极易造成原油凝管事故, 投加降凝剂是有效保障管线平稳运行的有效措施。在投加降凝剂的过程中要注意药品和原油的复配性以及药品的加剂量和加剂温度。

3. 采用合输工艺

当某条管线产量下降明显, 以至于间歇输送停输再启动次数频繁、加剂输送成本高, 两种输油方式均存在一定弊端, 无法满足安全上的要求时, 可以考虑将低输量管道与临近管道在最近距离点进行合输临近管线在交汇处合输。交汇点的选取需注意周边环境, 尽量靠近出站端同时避免在人口聚集区建立计量站, 其他辅助设施也应考虑在内。

4. 优化夏季出站温度

夏季气温高, 埋地管线周围土壤介质的温度也高, 油品散热量降低, 相对于冬季运行可以适当降低出站温度, 减少资源浪费、降低输油成本。同时可以适当添加降凝剂, 在保证管道安全运行的前提下进一步降低出站温度。

四、结语

通过对原油输送管道安全运行工艺参数优化的研究, 分析了中原油田集输管网的实际运行情况, 制定了在产量进一步降低的情况下能够采取的有效措施, 保证了管道低输量运行的安全性和稳定行, 有效预防了低输量管道事故的发生, 降低了管线运行风险系数, 减少了环境污染, 降低了社会危害, 进一步提高了油田油气集输管道的管理水平, 具有较高的实际指导意义。

摘要：结合中原油田产量呈逐年递减、输油量无法满足设计输量的现状, 完善的输油管线基础参数, 建立低输量管线工艺参数优化计算模型进行拟合计算, 确定了各干线最大安全停输时间及热力条件允许下的最小输量, 制定了切实可行的输油方案, 为低输量管道安全运行提供理论依据, 使管道安全始终处于可控状态。

关键词：原油管道,超低输量,安全运行