三元复合驱碱分散装置设计缺陷的改进_王天昊.pdf

2020年第8期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-05-14 第一作者简介 王天昊 （1991-） ， 男 （汉族） ， 辽宁阜新人， 助理工程师， 现从事大庆油田油气水相关实验方法研究工作。 三元复合驱碱分散装置设计缺陷的改进 王天昊*1， 张庆峰 2 （1.大庆油田勘探开发研究院， 黑龙江 大庆 163000； 2.大庆油田第六采油厂试验大队， 黑龙江 大庆 163000） 摘要 目前大庆油田三元复合驱所使用的碱分散装置大多为撬装分散装置， 在各采油厂聚合物配 制站中广泛应用。但该装置在三元碱配制站投入使用过程中发现有很多的设计缺陷， 在实际生产中 出现很多问题。主要原因是设备的分散螺杆下料器及分散溶解罐液位计等部位存在设计缺陷， 影响 了碱液的配制精度及三元驱油效果， 同时无法满足配注设计方案。 关键词 碱分散装置； 螺杆下料器； 液位计 中图分类号 TE357 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202008-0067-02 随着石油行业不断发展， 我国的采油技术已迎来 了崭新的面貌， 各种采油技术应用到石油开采中。在 新形势下， 三元复合驱油技术是一种把经济和效率融 为一体的技术， 已被广泛应用到各大油田的原油开采 中， 扮演着重要的角色， 进一步提高了油田在高含水后 期原油的采收率[1]。三元复合采油是目前比较先进的 采油技术， 其采油方法很适合松辽盆地的油藏， 在大庆 油田中得到了广泛的应用[2]。 三元复合体系是将碱、 表面活性剂、 聚合物按一定 的浓度配比混合形成的水溶液。三元复合体系配注工 艺是按照油藏工程驱油方案的要求， 根据3种化学剂的 性质、 化学剂之间的配伍性， 确定地面工艺及配制方法 [3]。技术人员在不断研究和持续创新的基础上， 开发了 满足现场试验和工业化推广的配注工艺流程。大庆油 田在三元复合驱油技术推广初期， 配注系统采用配制 和注入合建的工艺模式， 每座站都设置碱和表面活性 剂卸车、 储存、 转输系统， 工程投资较高。随着三元复 合驱的大规模推广， 为进一步降低工程投资， 在大量室 内外试验的基础上， 创新形成了集中配制、 分散注入的 低压三元一高压三元配注工艺[4]。在三元试剂配置过 程中， 其碱液分散装置在实际生产中存在很多的问题， 影响了碱液的配制精度及三元驱油效果， 同时无法满 足配注设计方案的要求。 1主要研究内容 1.1改进分散螺杆下料器出口易板结的缺陷 三元碱配制站所使用的药剂为弱碱干粉其物理特 性是极容易吸收潮气产生板结药块。配制溶液所用的 水是深度处理的水温在30℃的污水。 目前所使用的碱分散装置螺杆下料器的出口与溶 解罐污水出口的距离在10cm左右， 罐内的碱液和配制 时产生的潮气， 会沿螺杆下料器出口进入计量下料器 内， 随时间的变化下料器内部干粉产生板结， 最终堵 死。由于碱分散装置缺少物流监测报警装置， 所以无 法让分散停运。在下料器板结状态下如果工作人员发 现不及时， 会导致碱分散装置配制出来的溶液， 没有碱 干粉， 全部是水。同时由于加入过多不含碱溶液， 会对 储罐里原有的碱溶液稀释， 导致无法达到设计要求的 配制精度， 进而影响驱油效果。 1.2改进分散溶解罐液位计的设计缺陷 原分散溶解罐液位计为压力液位传感器， 它是在 溶解罐底部焊接了一段DN60的压力引管将压力变送 器安装在上面采集压力转换成液位。厂家在设计时未 考虑到碱液具有一定的结垢及沉淀的特性， 当设备运 行一段时间后管底部的压力引管会产生大量的沉淀及 结垢最终将引管堵死， 压力变送器就会发生假液位进 而导致生产事故。 当碱分散装置需要配液时， 经常出现假液位反馈， 反馈为高液位， 此时碱分散装置默认为不需要配液。 如果工作人员发现不及时， 储罐液位将被打空造成停 产； 当碱分散溶解罐已经高液位时， 液位计反馈到上位 机是需配的工作液位， 由此将产生冒罐现象。由于配 制岗无夜班值守， 当发现时已经是满泵房碱液， 造成大 67 ChaoXing 2020年第8期西部探矿工程 量的资源浪费， 同时工作人员处理事故现场的工作量 较大， 由此造成人力物力的极大浪费。 1.3改进分散离心泵易气蚀的缺陷 碱分散装置投入使用过程中发现分散离心泵经常 出现大量气蚀现象。影响泵效， 导致碱分散装置长时 间运行， 碱液满足不了生产需要， 浪费了大量的电能产 生。后经排查发现是厂家设计缺陷造成的气蚀。厂家 在碱分散装置上安装了一台25m3的离心泵， 泵进口端 为长25N60钢管与溶解罐底部连通， 在溶解罐上 部厂家安装了一部高转速叶片搅拌器， 叶片底部与泵 的吸入口不到10cm， 当搅拌器工作时液面会产生很大 的漩涡， 并产生大量的气泡。碱液带着大量气泡进入 离心泵产生气蚀， 直接影响了泵效及配制循环周期。 造成电能损耗加大， 供液不及时。 2改进的技术方案 2.1碱分散装置螺杆下料器的改进方法 经多方调研与研讨， 研究在碱分散装置计量螺杆 下料器出口位置上加装一套红外物流监测器， 在上位 机上加装报警点实现碱分散装置的闭环控制。当碱分 散装置螺杆下料器发生堵塞， 无干粉流动时， 红外监测 器会发送信号给上位机， 立即停止碱分散装置工作。 工作人员现场处理堵塞后， 在上位机进行复位操作， 再 启动碱分散装置运行。从根本上解决了发现不及时， 影响配制精度的现象产生， 对提高采收率及驱油效果 起到保障作用。 2.2分散溶解罐液位计的改进方法 针对压力变送器发生假液位的问题。经过多次实 验， 对液位计的安装工艺进行了改进。将原有的压力 传感器取消， 在溶解罐的上方安装一块EH超声波液 位计， 利用超声波在液面反射时间来准确反馈液位高 度， 不再因碱液结垢和沉淀而产生假液位现象。杜绝 了生产事故所造成的财产损失， 减轻了工作人员的劳 动强度。 2.3分散离心泵的改进方法 对原有的分散离心泵进行改进， 将靠近泵进口处 的高速搅拌器停掉， 使其不会产生气泡及漩涡， 杜绝了 气蚀现象的发生。同时把原有的泵进口DN60管线换 成DN85管线， 增加了离心泵的吸入量。 原有的离心泵出口没有流量计， 当泵工作效率较 低的时候上位机没有报警点， 工作人员无法看到离心 泵的运行时率， 导致故障无法及时发现和排除。所以 在离心泵出口位置安装一台流量计当流量瞬时低于 10m3时， 上位机自动报警， 工作人员会及时发现并到现 场进行故障排除。 3结论 （1） 在碱分散装置计量螺杆下料器出口位置上加 装红外物流监测器， 在上位机上加装报警点， 实现分散 装置的闭环控制。从根本上解决了发现不及时、 影响 配制精度的问题。 （2） 利用超声波在液面反射来准确反馈液位高度， 不再因碱液结垢和沉淀造成假液位现象的发生， 有效 减轻了工作人员的劳动强度。 （3） 将靠近离心泵进口处的高速搅拌器停掉， 使其 不会产生气泡及漩涡， 避免了气蚀现象的产生。 4推广与应用 此次对碱分散装置的改进已投入到采油六厂试验 大队中使用， 很大地提高了生产效率， 避免了原材料浪 费的同时也降低了人力成本， 为油田降本增效提供很 大的帮助。此装置也可应用到其他使用三元复合驱替 的区块， 为采油生产提供技术支持。 参考文献 [1]李俊穹.三元复合驱油技术研究[J].中国化工贸易， 2015 （29） 155-156. [2]程杰成.三元复合驱油技术[M].北京 石油工业出版社， 2013 124-126. [3]于力.大庆油田地面工程三元配注工艺的发展历程[J].油气 田地面工程， 2009， 28 （7） 42-43. [4]李学军.大庆油田三次采油地面工艺配套技术[J].大庆石油 地质与开发， 2009， 28 （5） 174-179. 68 ChaoXing