油氣集輸工藝及設(shè)備進(jìn)展.ppt

石大一員

油氣集輸工藝及設(shè)備進(jìn)展 王金剛 教授2010.10.27
一.油氣集輸背景
油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿?wù)
            油氣生產(chǎn)工藝系統(tǒng)
（一）油氣集輸流程
（二）油田集油流程舉例
1、雙管摻活性水流程


2、三級布站單管油氣集輸流程

3、單管環(huán)形集油流程
（1）高溫集油流程：單管加熱集油流程和摻稀降粘流程。
4、稠油集輸流程
（2）摻蒸汽集油流程
二.國內(nèi)外油氣集輸技術(shù)差距

三.輸油工藝及進(jìn)展

1.1 高凝點、高粘原油的輸送 
1.2 密閉輸送工藝
1.3 優(yōu)化運行技術(shù) 
輸油泵機組的優(yōu)化運行
1.4 節(jié)能改造 
1.5 SCADA系統(tǒng) 
四.輸油設(shè)備進(jìn)展
(一)加熱爐
現(xiàn)場運行的加熱爐示意圖


管式加熱器示意圖
管式加熱爐優(yōu)缺點
水套爐
水套爐結(jié)構(gòu)示意圖
熱媒加熱爐
室內(nèi)燃燒型熱媒爐結(jié)構(gòu)示意圖
熱媒爐示意圖
熱媒加熱爐特點
熱媒加熱爐應(yīng)用
熱管加熱爐
熱管加熱爐結(jié)構(gòu)示意圖
加熱爐發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢


（二）輸油泵
1、幾種泵舉例
圖1 ZA型石油化工泵

圖2 CZ型標(biāo)準(zhǔn)化工泵

圖3 單級、兩級AY系列離心油泵
圖4  多級AY系列離心油泵

圖5   IH型化工離心泵
2、國內(nèi)外泵的進(jìn)展及發(fā)展趨勢
3、泵站電腦自動化控制
4、泵的節(jié)能以及密封技術(shù)的發(fā)展

填料密封是將富有壓縮性和回彈性的填料放入填料函內(nèi)，依靠壓蓋的軸向壓緊力轉(zhuǎn)化為徑向密封力，從而起到密封作用。由于其結(jié)構(gòu)形式簡單，更換方便、價格低廉、適應(yīng)轉(zhuǎn)速、壓力、介質(zhì)寬泛，油泵中不常用，新型的填料密封正在興起。
機械密封是最常見的一種泵用密封技術(shù)、適合轉(zhuǎn)速較高，各種不同介質(zhì)的泵密封，密封效果良好，使用壽命長。
油封密封是一種自緊式唇狀密封，其結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，成本低廉，維護(hù)方便，阻轉(zhuǎn)矩較小，既能防止介質(zhì)泄漏，也能防止外部塵土和其它有害物質(zhì)侵入，而且對磨損有一定的補償能力，但不耐高壓，因此一般情況下油封密封應(yīng)用在低壓場合的輸油泵上。

國外泵密封進(jìn)展
無泄漏磁力泵及泵的多用途化
磁力泵的優(yōu)缺點


5、輸油泵調(diào)速的進(jìn)展

變頻調(diào)速器應(yīng)用技術(shù)面臨的問題
節(jié)能調(diào)頻器在輸油線路的應(yīng)用



6、國內(nèi)管線輸油泵的應(yīng)用舉例


7、海上輸油泵進(jìn)展
多相泵概述
　雙螺桿多相泵

　螺旋軸流多相泵
　反轉(zhuǎn)軸多相泵
　直線驅(qū)動活塞泵
國外海上多項輸油泵進(jìn)展

第一階段的開發(fā)工作是,設(shè)計、制造井底多相泵樣機并在偉亞Allwoa 研究實驗室的試驗設(shè)施上用氮氣和水的混合物進(jìn)行試驗。第一階段的開發(fā)工作已完成。試驗時,多相泵采用馬達(dá)驅(qū)動。試驗表明,井底多相泵性能好,可輸送含氣率達(dá)60 %以上的混合物。
第二階段的開發(fā)工作是,在德士古公司設(shè)在美國得克薩斯州漢布爾的多相流試驗回路上對一臺透平驅(qū)動的樣機泵進(jìn)行試驗。    英國偉亞泵公司開發(fā)的液力驅(qū)動井底多相泵為一種多級軸流透平驅(qū)動的多級離心泵,如圖1 所示。透平的動力液由地面泵提供,可以是處理后的海水、采出水或采出油,其選擇取決于哪種應(yīng)用最方便。增壓后的動力液經(jīng)一個單獨的通道被泵送至井底,動力液通過透平后與采出物混合返回地面。在透平和多相泵內(nèi),如果泵是一個穩(wěn)定的液壓靜力軸向軸承排列,那么,動力液被輸給泵的級間軸承和泵末端的平衡鼓。透平和泵未端平衡鼓的設(shè)計可確保旋轉(zhuǎn)部件處于軸向液壓衡

圖1 　液力驅(qū)動井底多相泵
井底多相泵的應(yīng)用
國外油氣混輸泵技術(shù)開發(fā)與運用


國內(nèi)多相泵進(jìn)展
多相流技術(shù)
五.天然氣集輸
（一）天然氣地面集輸工藝
輸氣管道系統(tǒng)流程圖
（二）天然氣集輸工藝主要設(shè)備
一）氣嘴
氣嘴的形狀 
氣嘴類型

二）壓縮機組
1、國內(nèi)壓縮機組現(xiàn)狀
2、國內(nèi)外天然氣管道壓縮機組差距分析
⑴離心式壓縮機


⑵國內(nèi)外離心式壓縮機發(fā)展現(xiàn)狀

4）國內(nèi)壓縮機廠家可以按照設(shè)計提出的技術(shù)要求進(jìn)行制造及程序控制，但缺乏對應(yīng)用條件的了解，不能避免壓縮機在使用中產(chǎn)生工作不穩(wěn)定的情況。
5）除了壓縮機本身的可靠性以外，系統(tǒng)的可靠性也是國產(chǎn)壓縮機所欠缺的，大毛病沒有，小毛病不斷是很多國產(chǎn)壓縮機的真實寫照。這種差距不僅僅是壓縮機水平的差距，而是整個我國制造業(yè)的差距，包括各種閥門、儀表、電氣元件等等。
6）國內(nèi)離心式壓縮機覆蓋的轉(zhuǎn)速范圍達(dá)到國外先進(jìn)水平，不同轉(zhuǎn)速下的壓縮機性能曲線能夠覆蓋的壓比（或多變能量頭）范圍比較大，有效工作區(qū)域比較大，壓縮機的多變效率也接近國外廠家如GE、RR的水平(見表2)。


三）燃?xì)廨啓C
⑴國外先進(jìn)技術(shù)


⑵國內(nèi)外壓縮機技術(shù)差距

（3）效率國外廠家生產(chǎn)的燃機效率普遍較高，基本可以達(dá)到35%以上，最高達(dá)到41%。國內(nèi)燃機（包括在研燃機）效率較低，普遍低于國外同類型燃機效率，在輸送天然氣的時候會比國外燃機消耗更多的燃料，成本將有所提高。
（4）可靠性國產(chǎn)燃?xì)廨啓C缺乏工業(yè)應(yīng)用的檢驗，可靠性尚未獲得驗證。國外成熟燃?xì)廨啓C機型經(jīng)過長期的應(yīng)用，已有可靠性數(shù)據(jù)記錄。
（5）測試國內(nèi)目前缺乏一套燃驅(qū)壓縮機組的工業(yè)性試驗裝置，通過與天然氣管道在線機組相同或相近的運行工況下的試驗，可對國產(chǎn)燃驅(qū)壓縮機組的性能進(jìn)行測試。

四）大功率變頻電動機
國內(nèi)外變頻電動機差距

（3）外接電源電動機的轉(zhuǎn)速對電動機的外接電源也提出了高的要求。二極電動機外部電源需達(dá)到80Hz及以上的頻率，并且要求連續(xù)運行。由于我國電網(wǎng)頻率為50Hz，因此外部電源可能需采用大容量變頻電源。其次，電動機的起動方面，由于采用隱極高速轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，無法采用直接起動的方式，因此電動機的起動必須采用變頻起動的方式。結(jié)合運行和起動兩方面的要求，外部變頻電源需采用全控變頻電源。
（4）變頻技術(shù)無論是變頻起動，還是變頻運行，國內(nèi)廠家均不具備核心的滿足天然氣長輸管道需求的變頻技術(shù)，只能依靠跟國外知名廠家如西門子、ABB、TEMIC等的合作或購買其變頻器達(dá)到電動機變速的功能。
（5）其他由于受國內(nèi)整個制造業(yè)、材料科學(xué)等發(fā)展水平的限制，國內(nèi)電動機廠家為了提高電動機的可靠性，在設(shè)計的時候留出了更多的安全裕量，造成國產(chǎn)電動機的個頭較大，重量較重。

五）系統(tǒng)成套
六）分離器
1、分離設(shè)備類型及適用范圍
2、重力分離器
3、離心分離器
4、氣體過濾器
5、其它類型分離器

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