張淇銘（大慶油田采油六廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所， 黑龍江 大慶）

喇嘛甸油田外掛水箱式污水沉降罐出水工藝探討

張淇銘（大慶油田采油六廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所， 黑龍江 大慶）

隨著油田長期開發(fā)和藥劑的使用，新井逐漸投產(chǎn)，污水沉降罐調(diào)節(jié)堰板損壞、生產(chǎn)效率低、負(fù)荷率不達(dá)標(biāo)的問題亟待解決。本文分析了目前外掛水箱式污水沉降罐存在的問題，并針對(duì)產(chǎn)生問題的出水工藝提出了改造方法。

聚驅(qū)；外掛水箱；改造

1 污水沉降罐出水工藝現(xiàn)狀

污水見聚后外掛水箱式污水沉降罐調(diào)節(jié)堰板卡死、損壞程度加深，無法實(shí)現(xiàn)液位調(diào)節(jié)作用，目前喇嘛甸油田所轄聯(lián)合站及污水處理站共12座，在用可收油污水沉降罐共45座，其中外掛水箱式污水沉降罐42座，虹吸式污水沉降罐3座，外掛水箱式的污水沉降罐所占比例為93.3%。

2 外掛水箱式污水沉降罐出水工藝存在的問題

（1）外掛水箱內(nèi)調(diào)節(jié)堰板存在的問題 聚驅(qū)以來，油田污水見聚，污水粘度增大，攜帶泥沙和雜質(zhì)的量顯著增加，調(diào)節(jié)堰板長時(shí)間浸泡在含聚污水中，處于靜止?fàn)顟B(tài)，堰板間隙相對(duì)較小，雜質(zhì)和泥沙在堰板間隙內(nèi)不斷沉積，極易造成堰板卡阻甚至卡死。

（2）外掛水箱所在位置存在的問題 由于外掛水箱在大罐頂端，調(diào)節(jié)堰操作費(fèi)力，支架高，調(diào)節(jié)不方便且存在安全風(fēng)險(xiǎn)。而且大罐頂部存在可燃?xì)怏w，屬于危險(xiǎn)區(qū)域，對(duì)已經(jīng)損壞的調(diào)節(jié)堰板根本無法采用動(dòng)火或者機(jī)械方式維修，只能等到停產(chǎn)或者清淤，達(dá)到安全條件下才能進(jìn)行。

（3）外掛水箱式污水沉降罐出水工藝在生產(chǎn)運(yùn)行中引起的問題 由于外掛水箱內(nèi)調(diào)節(jié)堰板無法調(diào)節(jié)，導(dǎo)致污水沉降罐出水高度無法調(diào)節(jié)，建立理論分析模型如下：

沉降罐收油時(shí)滿足出水的邊界條件：

式中：H水為沉降罐內(nèi)水位高度；H收為沉降罐收油高度；H出為沉降罐出水高度；H油為沉降罐收存油厚度；ρ油為沉降罐內(nèi)污油密度；ρ水為沉降罐內(nèi)水的密度；g為重力加速度；P0為大氣壓。

（4）外掛水箱式污水沉降罐出水口位置低易引發(fā)的問題 模型分析可知，沉降罐出水口低，罐內(nèi)油水界面低，存油量大，而目前油田污水成分復(fù)雜，如果沉降罐內(nèi)存油，收油不徹底，影響地面集輸系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

①占有沉降罐有效容積。水驅(qū)含油污水的一次沉降時(shí)間要求3～4h，二次沉降時(shí)間2～3h，聚驅(qū)后污水一次沉降時(shí)間要求10.3h以上，二次沉降時(shí)間5.2h以上。罐內(nèi)積油，沉降罐有效容積減小，污水沉降時(shí)間短，各項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)，沉降罐負(fù)荷率不達(dá)標(biāo)。

②極易形成老化油。罐內(nèi)積油隨著時(shí)間延長，受空氣、溫度等因素作用，極易形成老化油。老化油瀝青質(zhì)、膠質(zhì)含量高，固相渣質(zhì)含量高，電導(dǎo)率高，原油穩(wěn)定性高，難以破乳脫水。

沉降罐內(nèi)形成老化油，回收困難，即使回收進(jìn)電脫水器，易在形成油水過渡層，脫水系統(tǒng)的凈化油含水超標(biāo)或脫后污水水質(zhì)超標(biāo)，電場運(yùn)行不穩(wěn)甚至垮電場，當(dāng)脫水器垮電場后，全部液體壓出又重新回到沉降罐中，形成惡性循環(huán)。因此，預(yù)防老化油形成是解決問題的關(guān)鍵。

沉降罐出水口位置偏高，并且無法調(diào)節(jié)會(huì)導(dǎo)致污水沉降罐長期在高液位下運(yùn)行，在罐內(nèi)液位上升的過程中易發(fā)生溢流，溢流液體大量進(jìn)入污水回收池，又增添了整個(gè)系統(tǒng)處理負(fù)擔(dān)。

3 喇嘛甸油田外掛水箱式污水沉降罐出水工藝的改造

（1）實(shí)施辦法 增加溢流擋板高度，在原有基礎(chǔ)上增加10～20cm，增加污水沉降時(shí)間及沉降罐的緩沖能力，提高污水沉降罐負(fù)荷率；取消外掛水箱，在沉降罐的出口管線安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與大罐液位連鎖，在值班室內(nèi)通過控制調(diào)節(jié)閥的開啟程度來調(diào)節(jié)大罐液位。

（2）自動(dòng)系統(tǒng)控制原理 當(dāng)液位下降小于收油高度時(shí)，產(chǎn)生差壓信號(hào)輸送至變送器1，變送器1將差壓轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（0～10mA）輸出；由變送器1來的（0～10mA）直流信號(hào)在輸入電路與給定信號(hào)比較，得到偏差信號(hào)，經(jīng)PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)器1處理后，得到最佳控制參數(shù)，輸出（0～10mA）信號(hào)給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥根據(jù)獲得的信號(hào)，代替人手進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)期間，當(dāng)液位達(dá)到溢流高度時(shí)，產(chǎn)生差壓信號(hào)輸送至變送器2，變送器2將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出至調(diào)節(jié)器2，調(diào)節(jié)器2輸出至電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；

當(dāng)液位下降小于收油高度時(shí)，同理，調(diào)節(jié)閥進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

4 結(jié)語

原有污水處理設(shè)備在處理含聚污水過程中不適應(yīng)性日趨明顯，影響地面集輸系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。外掛水箱式污水沉降罐出水工藝的改造，增加了溢流擋板高度，提高了沉降罐的負(fù)荷率；以出口電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行液位調(diào)節(jié)，保證污水沉降罐液位在收油線及溢流線間運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)連續(xù)收油，很大程度上避免了沉降罐內(nèi)污油老化，為地面油水處理的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障，另也避免了員工爬罐調(diào)節(jié)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

［1］趙守明，李清方.集中處理站老化油處理工藝的探討［J］.石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2003，14（6）：9-11.

［2］李濤，徐繼利，陳默，污水沉降罐調(diào)節(jié)堰板損壞問題的解決［J］.油氣田地面工程，2006，25（5）：2.

張淇銘（1986- ），男，規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所管理室、助工。