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(jí)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：?jiǎn)喂芗訜峒�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(guó)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(diǎn)、高粘原油的輸送 
1.2 密閉輸送工藝
1.3 優(yōu)化運(yùn)行技術(shù) 
輸油泵機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)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(chǎng)運(yùn)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(diǎn)
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(diǎn)
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(shì)


（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(jí)、兩級(jí)AY系列離心油泵
圖4  多級(jí)AY系列離心油泵

圖5   IH型化工離心泵
2、國(guó)內(nèi)外泵的進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)
3、泵站電腦自動(dòng)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(jiǎn)單，更換方便、價(jià)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(jī)械密封是最常見(jiàn)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(zhǎng)。
油封密封是一種自緊式唇狀密封，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)磨損有一定的補(bǔ)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(chǎng)合的輸油泵上。

國(guó)外泵密封進(jìn)展
無(wú)泄漏磁力泵及泵的多用途化
磁力泵的優(yōu)缺點(diǎn)


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(wèn)題
節(jié)能調(diào)頻器在輸油線路的應(yīng)用



6、國(guó)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(dòng)活塞泵
國(guó)外海上多項(xiàng)輸油泵進(jìn)展

第一階段的開(kāi)發(fā)工作是,設(shè)計(jì)、制造井底多相泵樣機(jī)并在偉亞Allwoa 研究實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)設(shè)施上用氮?dú)夂退�的混合物進(jìn)行試驗(yàn)。第一階段的開(kāi)發(fā)工作已完成。試驗(yàn)時(shí),多相泵采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。試驗(yàn)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(kāi)發(fā)工作是,在德士古公司設(shè)在美國(guó)得克薩斯州漢布爾的多相流試驗(yàn)回路上對(duì)一臺(tái)透平驅(qū)動(dòng)的樣機(jī)泵進(jìn)行試驗(yàn)。    英國(guó)偉亞泵公司開(kāi)發(fā)的液力驅(qū)動(dòng)井底多相泵為一種多級(jí)軸流透平驅(qū)動(dòng)的多級(jí)離心泵,如圖1 所示。透平的動(dòng)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(dòng)力液經(jīng)一個(gè)單獨(dú)的通道被泵送至井底,動(dòng)力液通過(guò)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(gè)穩(wěn)定的液壓靜力軸向軸承排列,那么,動(dòng)力液被輸給泵的級(jí)間軸承和泵末端的平衡鼓。透平和泵未端平衡鼓的設(shè)計(jì)可確保旋轉(zhuǎn)部件處于軸向液壓衡

圖1 　液力驅(qū)動(dòng)井底多相泵
井底多相泵的應(yīng)用
國(guó)外油氣混輸泵技術(shù)開(kāi)發(fā)與運(yùn)用


國(guó)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(lèi)型

二）壓縮機(jī)組
1、國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)組現(xiàn)狀
2、國(guó)內(nèi)外天然氣管道壓縮機(jī)組差距分析
⑴離心式壓縮機(jī)


⑵國(guó)內(nèi)外離心式壓縮機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

4）國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)廠家可以按照設(shè)計(jì)提出的技術(shù)要求進(jìn)行制造及程序控制，但缺乏對(duì)應(yīng)用條件的了解，不能避免壓縮機(jī)在使用中產(chǎn)生工作不穩(wěn)定的情況。
5）除了壓縮機(jī)本身的可靠性以外，系統(tǒng)的可靠性也是國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)所欠缺的，大毛病沒(méi)有，小毛病不斷是很多國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)的真實(shí)寫(xiě)照。這種差距不僅僅是壓縮機(jī)水平的差距，而是整個(gè)我國(guó)制造業(yè)的差距，包括各種閥門(mén)、儀表、電氣元件等等。
6）國(guó)內(nèi)離心式壓縮機(jī)覆蓋的轉(zhuǎn)速范圍達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，不同轉(zhuǎn)速下的壓縮機(jī)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(jī)的多變效率也接近國(guó)外廠家如GE、RR的水平(見(jiàn)表2)。


三）燃?xì)廨啓C(jī)
⑴國(guó)外先進(jìn)技術(shù)


⑵國(guó)內(nèi)外壓縮機(jī)技術(shù)差距

（3）效率國(guó)外廠家生產(chǎn)的燃機(jī)效率普遍較高，基本可以達(dá)到35%以上，最高達(dá)到41%。國(guó)內(nèi)燃機(jī)（包括在研燃機(jī)）效率較低，普遍低于國(guó)外同類(lèi)型燃機(jī)效率，在輸送天然氣的時(shí)候會(huì)比國(guó)外燃機(jī)消耗更多的燃料，成本將有所提高。
（4）可靠性國(guó)產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)缺乏工業(yè)應(yīng)用的檢驗(yàn)，可靠性尚未獲得驗(yàn)證。國(guó)外成熟燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)型經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的應(yīng)用，已有可靠性數(shù)據(jù)記錄。
（5）測(cè)試國(guó)內(nèi)目前缺乏一套燃驅(qū)壓縮機(jī)組的工業(yè)性試驗(yàn)裝置，通過(guò)與天然氣管道在線機(jī)組相同或相近的運(yùn)行工況下的試驗(yàn)，可對(duì)國(guó)產(chǎn)燃驅(qū)壓縮機(jī)組的性能進(jìn)行測(cè)試。

四）大功率變頻電動(dòng)機(jī)
國(guó)內(nèi)外變頻電動(dòng)機(jī)差距

（3）外接電源電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)電動(dòng)機(jī)的外接電源也提出了高的要求。二極電動(dòng)機(jī)外部電源需達(dá)到80Hz及以上的頻率，并且要求連續(xù)運(yùn)行。由于我國(guó)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(dòng)機(jī)的起動(dòng)方面，由于采用隱極高速轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，無(wú)法采用直接起動(dòng)的方式，因此電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)必須采用變頻起動(dòng)的方式。結(jié)合運(yùn)行和起動(dòng)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(wú)論是變頻起動(dòng)，還是變頻運(yùn)行，國(guó)內(nèi)廠家均不具備核心的滿足天然氣長(zhǎng)輸管道需求的變頻技術(shù)，只能依靠跟國(guó)外知名廠家如西門(mén)子、ABB、TEMIC等的合作或購(gòu)買(mǎi)其變頻器達(dá)到電動(dòng)機(jī)變速的功能。
（5）其他由于受?chē)?guó)內(nèi)整個(gè)制造業(yè)、材料科學(xué)等發(fā)展水平的限制，國(guó)內(nèi)電動(dòng)機(jī)廠家為了提高電動(dòng)機(jī)的可靠性，在設(shè)計(jì)的時(shí)候留出了更多的安全裕量，造成國(guó)產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的個(gè)頭較大，重量較重。

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

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