油气集输系统节能改造措施研究

王鹏　文晓峰　刘继梓　李龙龙　雒鹏　张静　杨洪羽　刘喆　胡文超　何梅朋　杨兴海　腊丹萍

摘要：油气集输系统的节能降耗工作对整个油气开采系统的正常运行和经济效益有重要意义，只有从油气运输系统的客观情况出发，分析当期此系统的发展现状和问题，根据其特点分析节能降耗的对策，才能实现油气集输系统的节能降耗目标，加快建设资源节约型社会。

关键词：油气集输系统;节能改造;措施

根據集输系统能耗特点，集输系统的节能降耗应从系统着手，泵站布置、工艺的优化设计，尽可能降低集输能量消耗，同时利用末站有效剩余水头，集输站点设备，在设计建站时就以利用效率高、稳定性能好、多功能合一的设施设备为设计思想，以减少集输系统能量的消耗。

一、节能降耗措施

1热泵回收含油污水余热技术

热泵是利用逆卡诺循环原理，使载热工质从低温余热中吸取热量，并在温度较高处放出热量的热回收装置。由于热泵能将低温位热能转换成高温位热能，从而提高能源的有效利用率，是回收低温位余热的重要途径。

2不加热集油及低温集油工艺技术

油井采用单管不加热集油是将原有掺水管线停掺扫线，依靠油井生产时的自身压力和温度将液体通过集油管线输送到计量间;双管不加热集油是停掺原有掺水管线并改为集油管线，对井口和计量间做部分改造，实现主、副双管同时出油。这种集油方式可随时恢复掺水，便于冬季井下作业及各种故障处理;掺低温水环状不加热集油是在一座计量阀组间中的几口油井由一条集油管线串联成一个环状的集油方式，环的一端由计量阀组间提供掺水，另一端则把油井生产的油、水、气集输到计量阀组间汇管中。

3加热炉节能措施

加热炉是实现油井掺水、热洗、脱水、采暖伴热的最重要的设备。首先，要选择高效加热炉;其次，要认识到优质的燃烧器能够使燃料充分燃烧，这是提高加热炉效率的先决条件，应优先选用优质高效燃烧器空气过剩系数大，带走的热量也大，加热炉效率低;还要加强生产管理，合理调整空气系数，保证燃料充分，确保较高的燃烧效率，达到降低耗气量的目的。最后，必须加强生产维护，定期清垢。

4离心泵的节能技术

离心泵是脱水转油系统的主要耗电设备，故节电重点是做好离心泵的节能工作。效率是泵的经济性能指标，但节能不能仅限于提高泵的效率，还应包括整个系统（电机、调节阀等）的节能，选用高效节能系列离心泵，这是离心泵节能的基础，即提高泵的运行效率。科学选型，合理配套，是提高运行效率的关键。

5节能模式

油田进入特高含水期开采阶段后，采出液含水率升高，按照常规的生产模式进行生产，吨油生产能耗将大幅度增加，提高了生产成本。一般说来，集输系统的能耗主要是天然气和电能的消耗，所以节能降耗工作必须从节电、节气等方面入手。节电模式：开展原油集输系统运行优化，合理控制转油站掺水量、推广变频调速技术、机泵涂膜技术;节气模式：降低锅炉用气、降低加热装置耗气。

二、油气集输系统节能降耗措施及改造方案

1.加热设备的优化改造设计

加热炉是油气集输系统里的主要供热设备，很多因素影响着加热炉的效率，比如炉型结构、炉内的热损失、排烟温度、余热回收和燃烧器等都制约着增加了加热炉的能源消耗。可以应用先进的加热炉节能技术，首先淘汰更新落后的加热炉，推广使用真空加热炉并采用高效的燃烧器，提高热效率;其次要优化加热炉的监控系统，通过监控加热炉运行情况控制各种异常的发生，控制加热炉的运行参数，减少不必要的热损;还可以加强对加热炉的维护、除垢工作，缓解加热炉的损坏情况，采用引射式辐射管改造加热炉结构，实施加热炉涂层减少炉体对外的热散失;最后要努力寻找比燃油更节能的替代品，在水焦浆、水煤浆和油煤浆的基础上，开发应用更新型的燃料。

2.不加热集油和低温集油工艺的运用

传统的双管掺水技术，虽然具有安全方便的优势，但是需要消耗大量的电能和热能。不加热集油包括单管和双管不加热集油、掺常温水不加热集油、季节性不加热集油和掺低温水不加热集油。油田可以根据自身所处的开发阶段、原油特点、自然条件实施不加热集油工艺，通过取消单管加热流程中的进口热炉和计量站、集输线上的加热炉，简化加热保温系统，降低成本投入并且方便管理。单管不加热是停掺原有掺水管线，是依靠油井生产中的自身压力和温度将油气经过管线运送到计量间;双管不加热集油是在将原有掺水管线停掺的情况下，将此改为集油管线并改造井口和计量间，实现双管同时出油，能够随时回复掺水功能，方便冬季作业;低温水环状不加热集油是指经过一条集油管线将几口油井串联成一个环形集油系统，计量阀组件在环的一端掺水，在另一端把油田生产的油、水、气集中到计量阀组件汇管里，这种技术已经在很多油田大规模使用。

3.应用热泵回收余热

热泵是基于逆卡诺循环原理的热回收装置，通过载热物体从低温余热中吸收到热量，在温度较高的地方释放热量，可以有效的把低温位热能转化为高温热温能，能够有效回收低温余热，提高能源的利用效率。由于目前很多油田油气集输系统系统含水率较高，同时原油采出液逐年上升，从而造成油田现有设备能力超出一定负荷，无法满足油田生产所需。基于此，笔者针对某油田设备的能耗情况，以降低原油脱水加热能耗为目的，提出将油田集输系统中主要能耗设备原油加热炉替换为吸收式热泵机组，为原油储量系统提供热源。此方案在供热量、温度以及介质性质方面都比较适合油田生产的实际情况，此种方案的应用对油田集输系统的节能降耗具有非常显著的效果。

4.应用油气混输技术

油气混输技术是海洋石油业广泛应用的新兴技术，是将未经分离的油、气水介质通过混输泵经海底管道运输到油气水处理终端，再进行综合处理。以往海洋油气集输工艺运用的设备比较多，投资成本比较高，不易管理，整个工艺流程需要经过分离器、外输泵、压缩机和独立的油、气、水管道。油气混输技术只需要混输泵和混输管道就可以进行外输，能够有效增加单井采收率，延长油田寿命，简化例工艺流程，减少了购置设备的资金和对海洋的占地面积，提高了油田开发的经济效益，缩短了投资回报时间。

结语

油田的油气集输系统是直接关系到生产效益的重要组成部分，在设计和建设过程中一定要从节能降耗的角度出发，最大程度上节省油田的生产成本。改善油田高污染生产的传统模式，实现绿色节能。

参考文献：

[1]李雅玫。油田集输系统节能途径的研究与应用[J].化工管理，2015，（04）

[2]张楠。油气集输系统节能措施探讨[J].石化技术，2017，（07）