[發明專利]一種增壓加熱油氣混輸系統及方法

有效

• 申請號: 201310190122.7
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN103244824A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 宋承毅;李曉紅;楊峰;王延輝;閆善超;于青春
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;大慶油田有限責任公司;大慶油田工程有限公司
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D1/14;F17D3/03
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 魯兵

技術領域

本發明屬于石油開采地面工程技術領域，具體涉及油田增壓加熱油氣混輸系統及方法。

背景技術

目前，在油田地面工程油氣集輸系統中，越來越多地采用增壓加熱油氣混輸工藝，其系統與流程如圖1所示，井區油氣混合物經容器式燃料氣分離器分離后，氣液通過進泵匯管，進入混輸泵，混輸泵輸出油氣混合物通過進爐匯管進入管式加熱爐進行加熱，再進入長距離油氣混輸管道中；而從燃料氣分離器中分離出來的一部分天然氣被引入加熱爐中作為燃料氣使用。

生產實踐證明，該工藝系統中的主要設備—油氣混輸泵和管式加熱爐的運行效率低、故障率高，維持系統長期正常運行的操作維護難度大、成本高。其根本原因是缺少適用的配套設備、未建立起配置科學合理的系統，主要存在以下四個方面的問題：

一、采用容器式燃料氣分離器從油氣混合物中分出天然氣，用作加熱爐燃料氣，造成燃料氣的分離設備（燃料氣分離器）體積大、造價高，不得不設在室外，冬季需要伴熱防凍，操作管理麻煩。

二、采用由進泵匯管從混輸泵入口的下方或上方使氣液混合物順序進入并聯混輸泵組的工藝，無法保證并聯泵組中每臺泵的入口含氣率一致，從而產生偏流現象，使入口含氣率較高的泵缺少液體潤滑、冷卻，出現熱脹磨損，故障率增大。

如，雙螺桿混輸泵允許的最高入口含氣率為95%，當2臺并聯運行時，只有當每一臺泵的入口液流量和氣流量完全相等時，才能使2臺泵的入口含氣率恰好都達到95%，如果出現偏流現象，就必然有1臺泵的入口含氣率大于95%，導致其螺桿等運動部件過熱磨損、故障率提高、壽命降低，影響正常生產，增加設備的維護費用。

三、混輸泵的泵配過濾器除砂效果差，導致雙螺桿混輸泵磨損速度加快，更新維護費用高；過濾器采取人工拆卸更新維護方式，不符合SHE要求。

目前的泵配過濾器組裝在混輸泵的入口端，主要為網框式，分立式和臥式兩種形式。工作原理為：流體進入網框內側，將砂子等固體顆粒攔截在框內，氣液介質穿過未被固體顆粒阻塞的濾網進入泵入口。這種過濾器的主要問題有兩個：

（1）隨著網框內固體顆粒的累積，被固體顆粒封堵的濾網面積將逐漸增大，可流通氣液介質的濾網面積逐漸減少，引起過濾壓差上升，易造成濾網壓塌損壞；需要定期停泵，清理積砂或更換濾網，即增加維護費用又帶來操作麻煩。

（2）清理或更換濾網時，需要就地打開過濾器的盲法蘭蓋，人工抽出濾網框，倒出其內的固體存積物。在寒冷地區，因混輸泵及其過濾器均設在室內，在過濾器濾網清理或更換的操作過程中，原油流淌到地面、天然氣散發到泵房空間，而且清理出的固體顆粒中粘附的油污無法清洗，造成難以避免的安全和環保問題。

四、采取經進爐匯管使氣液混合物直接進入管式加熱爐的工藝，導致加熱爐盤管中產生由氣液沖擊流動引起的振動和沖刷腐蝕，影響加熱爐的安全運行、降低其使用壽命，增加爐管的壓能損耗。

油田常用水套加熱爐（管式爐）爐膛內的加熱盤管由只有一個進、出口的多回程盤管構成，由于爐體內多回程管道中若干180°彎頭的存在,使氣液兩相在加熱盤管中形成紊動嚴重的氣液渦流和沖擊流型，造成盤管振動和沖刷腐蝕；同時，在爐管中氣液兩相流動壓降高于氣、液單相流動壓降，增大了加熱爐的壓能損耗。

發明內容

本發明的目的是克服現行工藝和系統中存在的問題，提供一種先進的增壓加熱油氣混輸系統及方法，以保障油氣混輸系統的安全、平穩、高效運行，延長設備使用壽命，降低工程投資、能耗和操作維護與運行成本。

本發明提出的技術方案如下：一種增壓加熱油氣混輸系統，包括順序通過管路連通的進站閥組、燃料氣分離器、油氣混輸泵、管式加熱爐以及長距離油氣混輸管道，在所述燃料氣分離器與所述油氣混輸泵之間設置有多相激振除砂器；所述多相激振除砂器，包括一立式殼體，在殼體頂部設有氣液進口并連接一入口立管，所述入口立管另一端連接于所述燃料氣分離器的出口；在所述殼體的底部設置有氣液出口和排砂口；在所述殼體內裝有濾網框，所述濾網框下部的容器空間為集砂室；所述濾網框，包括連為一體的上部的封閉錐形導流帽和下部的圓筒形濾網框，所述錐形導流帽小端朝上，在所述導流帽的外壁上設置有下垂并向外散開的彈性激振板；所述圓筒形濾網框，底部封閉并留有一出口，通過一波紋管通向所述殼體底部的氣液出口，所述圓筒形濾網框的外部沿軸向固定套設幾個圓臺形導流罩，圓臺形導流罩大端朝上，小端朝下，小端與所述圓筒形濾網框外壁有間隙，在圓臺形導流罩的側面連接幾個肋板，所述肋板與殼體固定相連。

在所述集砂室的側面裝設有加水管，通向所述集砂室。