新疆油田原油交接計量存在的問題及改造對策

韓麗艷，李遠朋，官學(xué)源，袁 亮

（新疆油田公司工程技術(shù)研究院， 新疆 克拉瑪依 834000）

新疆油田原油交接計量存在的問題及改造對策

韓麗艷，李遠朋，官學(xué)源，袁 亮

（新疆油田公司工程技術(shù)研究院， 新疆 克拉瑪依 834000）

新疆油田大部分原油采用靜態(tài)交接，存在很多不足，且滿足不了油田信息自動化建設(shè)需要，因此對原油靜態(tài)交接進行動態(tài)交接計量改造。對新疆油田原油動態(tài)交接改造過程中遇到的問題進行分析，并提出解決對策，對其他油田的動態(tài)交接改造有一定的指導(dǎo)作用。

靜態(tài)交接；信息自動化；動態(tài)交接；解決方案

原油外輸計量是油田生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，計量結(jié)果的準(zhǔn)確程度直接影響油田的經(jīng)濟效益，對于油田內(nèi)部交接或貿(mào)易雙方來說，加強計量監(jiān)督管理顯得尤為重要。目前新疆油田公司交接主要為立式金屬罐靜態(tài)交接計量方式，靜態(tài)計量人員勞動負荷大，人為因素導(dǎo)致計量結(jié)果誤差難免存在。為滿足油田信息化建設(shè)要求，對油田內(nèi)部各原油交接點進行動態(tài)計量方式改造，實現(xiàn)以流量計為外輸計量依據(jù)的動態(tài)計量，從而達到減輕員工勞動強度，確保計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整保存的要求。

1 原油交接計量現(xiàn)狀

新疆油田公司共有原油外銷交接點4個，分別為烏昌中心站、石化分輸站、克石化交油點、獨石化交油點，除獨石化交油點采用靜態(tài)交接計量外，其余交接點均采用動態(tài)交接計量方式（原油含水及密度為人工化驗）。新疆油田公司內(nèi)部共有原油交接點25個，其中23個交接點為靜態(tài)交接計量。靜態(tài)交接存在如下不足：

1）靜態(tài)計量方式不能滿足油田公司信息化建設(shè)需要

目前國內(nèi)多家油田公司原油內(nèi)部交接已采用動態(tài)交接計量方式，新疆油田公司內(nèi)部絕大多數(shù)原油交接點仍采用靜態(tài)交接計量方式，管理水平低，運行成本高，缺乏原油動態(tài)流量計算機系統(tǒng)，計量自動化水平很低，與新疆油田公司數(shù)字化、智能化規(guī)劃目標(biāo)水平差距較大。

2）靜態(tài)計量存在主要HSE風(fēng)險

（1）存在高處墜落風(fēng)險。上下罐及罐上作業(yè)過程中，尤其是在雨雪冰凍和大風(fēng)等惡劣環(huán)境條件下，高處墜落風(fēng)險會進一步增大。

（2）凍傷事故。冬季在罐頂進行取樣操作時，因為溫度低，容易發(fā)生人員凍傷事故。

（3）油氣有低毒性，如果操作人員未能做好個體防護，存在油氣健康危害。

（4）火災(zāi)爆炸危害。量油作業(yè)過程中不可避免存在油氣揮發(fā)，如果遇上雷電、靜電或人為機械火花，存在火災(zāi)爆炸風(fēng)險。

（5）中毒窒息風(fēng)險。標(biāo)定罐清理作業(yè)屬于受限空間作業(yè)，相關(guān)人員缺乏在受限空間內(nèi)作業(yè)的安全防護和應(yīng)急處置措施，存在中毒窒息風(fēng)險。

3）靜態(tài)計量方式多因素導(dǎo)致計量誤差較大

油罐內(nèi)壁結(jié)蠟、油罐底部變形、罐底沉積物對檢尺的影響、灌頂積水或積雪等造成的計量誤差、人為因素造成的溫度誤差、標(biāo)準(zhǔn)密度測定誤差、蒸餾含水值時產(chǎn)生的誤差等。

因此，為滿足油田信息化建設(shè)要求，避免或減小靜態(tài)計量產(chǎn)生的誤差，減輕員工勞動強度，提高勞動效率，降低HSE風(fēng)險，確保計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有必要對油田內(nèi)部各原油交接點采用動態(tài)計量方式進行改造。

2 改造方案

為實現(xiàn)動態(tài)交接計量改造，新建計量間一座，外輸泵出口管線接至計量間，在外輸泵出口設(shè)1臺消氣器，流量計前設(shè)1臺過濾消氣器，在計量間出口管匯設(shè)自動取樣裝置1套，自動取樣，動態(tài)計量系統(tǒng)改造示意圖如圖1所示。

圖1 動態(tài)計量系統(tǒng)改造示意圖Fig.1 Dynamic measurement system schematic diagram

圖2 原油動態(tài)計量系統(tǒng)圖Fig.2 Dynamic metering of crude oil system

在計量間管線安裝流量計，配套安裝溫度、壓力變送器，對流量計檢測的數(shù)據(jù)進行溫度、壓力補償，原油計量的流程切換采用電動閥裝置[1]。刮板流量計的信號、溫度和壓力變送器的信號進流量計算機控制系統(tǒng)，人工實驗測定凈化油的含水率和密度，將數(shù)據(jù)人工輸入流量計算機系統(tǒng)，完成原油動態(tài)計量的自動計量控制、數(shù)據(jù)處理和報表的自動生成，如圖2所示。另外，在消氣過濾裝置安裝差壓變送器，監(jiān)測消氣過濾裝置的使用狀態(tài)（正常使用或堵塞等狀態(tài)）。

3 改造方案存在問題及解決對策

3.1 流量計選型

3.1.1 流量儀表類型的確定

在GB/T 9109.1-2010[2]中規(guī)定了原油動態(tài)計量方式為容積式計量。容積式流量計常用的有橢圓齒輪式、腰輪式、螺桿式、旋轉(zhuǎn)活塞式、刮板式等幾種。相對而言，刮板流量計的使用普及率居首，使用量最大，之所以在原油動態(tài)計量中得到眾多用戶認可和應(yīng)用有如下幾方面的優(yōu)點[3]：

（1）可靠性好故障率低。刮板流量計轉(zhuǎn)子和刮板與計量腔為彈性接觸，刮板具有很大的回彈余地，即使介質(zhì)中含有雜質(zhì)和固體顆粒，也不會發(fā)生卡死和嚴重的磨損現(xiàn)象，故障率低。

（2）壓力損失小。結(jié)構(gòu)設(shè)計上機械摩擦小，流線型的流體通道設(shè)計，使被測流體在通過流量計時完全不受干擾，漏失量極小，確保壓力降最低。

（3）精度高。刮板流量計受環(huán)境溫度變化影響小，對不同粘度的液體均能保證計量精度，精度甚至可達±0.1%。

（4）噪聲和振動小。刮板流量計有獨特的彈性轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，與其它容積式流量計相比運行無脈動、噪聲小。

因此，確定油田動態(tài)計量方式改造選用容積式流量計類型為刮板流量計。

3.1.2 流量儀表型號的確定

流量計型號確定原則：綜合考慮該處理站的原油處理設(shè)計能力（若處理站進行了擴容改造，以改造后的處理能力為準(zhǔn)），外輸最大流量及“十三五”期間產(chǎn)能預(yù)測，確定流量計的最大測量值，進而確定流量計型號，所選流量計的精確計量范圍為15%～75%。結(jié)合生產(chǎn)運行過程中的外輸溫度及壓力，確定流量計的最高工作溫度及工作壓力。

3.2 自動取樣器

計量間出口管匯設(shè)自動取樣裝置1套（當(dāng)自動取樣器出現(xiàn)故障或檢修期間采用手動取樣），包括在線采樣器、循環(huán)泵、存樣容器、采樣控制器、流量開關(guān)等。取樣器連續(xù)自動取樣，實驗測試油品密度、含水。目前，由于在線含水分析儀及在線密度測定系統(tǒng)的精度滿足不了新疆油田原油交接需要，因此，原油含水及密度尚需人工化驗。

3.3 閥門

在實際生產(chǎn)中，閥門的泄漏故障時有發(fā)生[4,5]。閥門的泄漏分為外泄漏和內(nèi)泄漏兩種，外泄漏就是油品介質(zhì)滲漏到閥門的外面，內(nèi)泄漏就是閥門的密封性不嚴，致使閥門關(guān)閉后仍有部分原油在管道中流動。當(dāng)閥門泄漏時，不僅造成能源的浪費，環(huán)境的污染，甚至引起火災(zāi)、爆炸等事故，對流量計測量的準(zhǔn)確度也有影響。因此，為提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性、安全性，對計量系統(tǒng)中可能影響流量計測量和準(zhǔn)確度的閥門，本次工程采用雙截斷排放閥（DBB閥），能有效的提高密封性能，滿足實際需要。

3.4 過濾消氣裝置

流量計上游安裝過濾器，當(dāng)管道中的流體流經(jīng)過濾器時，油品中的雜質(zhì)和贓物被留在過濾網(wǎng)內(nèi)，進而保證流量計的正常計量。定期對過濾器進行維護保養(yǎng)，濾網(wǎng)按要求更換，以免雜質(zhì)造成流量計的磨損，甚至導(dǎo)致轉(zhuǎn)子、刮板卡死現(xiàn)象[6]。

由于油品在輸送管線流動過程中對閥門、 拐彎的碰撞和溫度變化造成的揮發(fā)等多種原因，造成油品中含有一定量的泡狀氣、揮發(fā)氣，這些氣體隨同油品一起通過流量計參與計量，而且由于含氣量的不確定性，無法進行調(diào)整和補償，使流量計計量結(jié)果出現(xiàn)假值，失去了流量計的真實精度，因此，為了提高流量計的計量精度，在流量計的前端加裝能消除液體中氣體的消氣器也是非常必要的[7]。

因此，本工程在流量計的上游安裝過濾器消氣器，以達到過濾消氣的目的。在流量計進口匯管上安裝消氣器，起到雙重消氣作用，保證了消氣徹底。

3.5 集氣裝置

消氣器及過濾消氣器排氣閥排出的氣體中不可避免地夾帶著一些液氣泡狀物，按照新《環(huán)保法》的要求，應(yīng)減少污染物的排放量和污染物無害化處理，因此，排氣閥排出的氣體不能直接排放至大氣中，也不能放空火炬燃燒，為了減少環(huán)境污染，排氣閥用管線接至原油處理系統(tǒng)，氣體回處理系統(tǒng)進行再處理。

3.6 污油回收

新疆油田公司內(nèi)部各原油交接點的原油與儲運公司進行外輸交接，在對流量計進行在線標(biāo)定時，檢定后管線里的存油已經(jīng)計量過，必須通過軟管排放至站內(nèi)儲運公司新建污油回收系統(tǒng)，過濾消氣器維修時產(chǎn)生的污油排放至處理站污油回收系統(tǒng)，從而解決了污油歸屬問題，減少貿(mào)易計量紛爭。

4 結(jié) 論

通過對新疆油田原油動態(tài)交接計量改造中遇到的問題進行分析，得出如下結(jié)論：

1）刮板流量計較其他類型流量計更適合原油動態(tài)交接計量；

2）原油交接過程可以實現(xiàn)自動取樣，但原油含水及密度尚需人工化驗；

3）為提高動態(tài)計量的準(zhǔn)確性，計量系統(tǒng)中的閥門采用雙截斷排放閥（DBB閥），流量計前需加消氣器和過濾消氣器；

4）為避免重復(fù)計量，檢定管線里的存油回接油方的儲運公司系統(tǒng)，過濾消氣器維修時的污油回交油方的處理站污油系統(tǒng)。

［1］ GB/T 9109.2-2014 《石油和液體石油產(chǎn)品動態(tài)計量 第2部分 流量計安裝技術(shù)要求》[S].

［2］ GB/T 9109.1-2010《原油動態(tài)計量 一般原則》[S].

［3］門學(xué)思. 刮板流量計在生產(chǎn)中的應(yīng)用與探討[J]. 科技與企業(yè)，2014(16) ：374.

［4］王同浩. 閥門泄漏檢測在石化企業(yè)中的應(yīng)用[J]. 儀器儀表用戶，2013(2) ：80-82.

［5］張杰峰. 閥門泄漏原因和改進措施[J]. 科技風(fēng)，2009(19)：192-193.

［6］戰(zhàn)征，王曉寧，劉勇，陳社紅. 關(guān)于刮板流量計在塔河油田稠油計量中的應(yīng)用[J]. 石油化工自動化，2009(2) ：73-75.

［7］班學(xué)智，邵明進. 消氣器的作用與選擇[J]. 石油化工自動化，1998(6)：49-51.

Problems in Oil Transfer Measurement in Xinjiang Oilfield and Countermeasures

HAN Li-yan，LI Yuan-peng，GUAN Xue-yuan，YUAN Liang
（Technology Research Institute of Xinjiang Oilfield Company，Xinjiang Karamay 834000，China）

Most crude oil in XinJiang oil field uses static transition; there are a lot of shortages in the static transition. And it cannot satisfy the demand of automated construction of oilfield information. Therefore, the crude oil static transition has been reformed to dynamic transition. In this article, some problems in dynamic transformation of crude transition oil were analyzed, and countermeasures were put forward.

Static transition; Information automation; Dynamic transformation; Solution

TE 832

A

1671-0460（2016）03-0576-03

2015-11-24

韓麗艷（1989-），女，黑龍江綏化人，助理工程師，碩士，2014年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣儲運工程專業(yè)，研究方向：從事地面工程工作。E-mail：hanliyanweiguo@163.com。