改進(jìn)三相分離器堰管機(jī)構(gòu) 提升原油處理效果

林凌 熊捷 劉政銘 汪景林(中石化江蘇油田采油一廠， 江蘇 揚州 225265)

改進(jìn)三相分離器堰管機(jī)構(gòu) 提升原油處理效果

林凌 熊捷 劉政銘 汪景林(中石化江蘇油田采油一廠， 江蘇 揚州 225265)

三相分離器是集輸站內(nèi)主要的油水分離密閉容器，調(diào)節(jié)處理效果的主要部件堰管調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)過程中常因熱變形、腐蝕結(jié)垢等原因造成該部件抱死，從而失去調(diào)節(jié)作用。江蘇油田采油一廠永曹管理區(qū)真武集中處理站自2015年起發(fā)現(xiàn)三相分離器出水含油量高出正常值很多，經(jīng)多次調(diào)節(jié)堰管無效。于是將該容器停產(chǎn)檢修，發(fā)現(xiàn)原堰管外浮筒已抱死在立管上，三抓和上執(zhí)行機(jī)構(gòu)腐蝕斷脫，導(dǎo)致整個調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)無法動作。檢修時發(fā)現(xiàn)需要在容器內(nèi)部動火切割，安全風(fēng)險大，前期準(zhǔn)備繁瑣，施工難度大。為避免采油廠大型設(shè)備的損失，我們對現(xiàn)堰管機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計了一個內(nèi)嵌式浮筒堰管調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。新堰管調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)經(jīng)過近一年的運行，達(dá)到改進(jìn)目標(biāo)，具有推廣價值。

堰管調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；外浮筒執(zhí)行機(jī)構(gòu)；內(nèi)嵌式浮筒

1 概述

真武集中處理站內(nèi)的原油處理裝置共有三相分離器三臺、浮頭換熱器兩臺、電脫水器一臺、穩(wěn)定塔一臺、緩沖罐兩臺。其中三相分離器是整個處理系統(tǒng)的核心裝置，每天近萬方油氣水混合物就要靠它進(jìn)行分離，所以三相分離器無疑就是該聯(lián)合站的“心臟”

自2015年4月起，職工在日常工作中發(fā)現(xiàn)1#三相分離器出水含油量直線上升(一般三相分離器出油含水都在150mg/l 內(nèi))，出水含油指標(biāo)達(dá)到數(shù)千毫克每升，高的時候儀器已經(jīng)無法檢測。導(dǎo)致每天有數(shù)十方的原油隨著出水管線進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，污水沉降罐內(nèi)大量積壓原油，每天要進(jìn)行污水收油再輸回三相分離器。1#三相分離器出水含油高的現(xiàn)象已經(jīng)影響到了該管理區(qū)集輸和注水兩個系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，給采油廠的正常生產(chǎn)經(jīng)營業(yè)帶來了不利影響。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

發(fā)現(xiàn)這一生產(chǎn)現(xiàn)狀后，我們首先是按照常規(guī)方式進(jìn)行調(diào)整，在不斷的上調(diào)堰管出水高度并進(jìn)行加密化驗，可是出水含油一直維持在高位，于是我們將思路放在三相分離器內(nèi)部是否存在問題。緊急投運了備用2#三相分離器，并對1#三相分離器停產(chǎn)檢修。

在打開水室人孔，并且進(jìn)入分離器內(nèi)部檢查時發(fā)現(xiàn)了困擾我們多日的問題所在，堰管調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)內(nèi)可上下調(diào)整的外浮筒上的三抓與上部調(diào)整機(jī)構(gòu)的連桿焊接部位因為腐蝕等原因完全斷開，導(dǎo)致浮筒和上部的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完全失去了聯(lián)系，這樣外浮筒就始終坐在出水口的最低點，無法隨連桿調(diào)節(jié)上下行程。導(dǎo)致出水量是分離器的設(shè)計最大值，大量沒有沉降穩(wěn)定的含油污水就從浮筒口流出，所以無論我們怎樣調(diào)節(jié)堰管機(jī)構(gòu)都無法起到調(diào)整的效果。

經(jīng)專業(yè)維修隊現(xiàn)場考察后發(fā)現(xiàn)維修難度大，主要難點如下：(1)由于內(nèi)部污水等處理介質(zhì)的腐蝕，原外浮筒已經(jīng)銹蝕在出水立管上，靠人力已經(jīng)無法撼動和拆卸。(2)由于設(shè)計原因，浮筒的最大直徑比分離器的人孔直徑要大十公分，這就導(dǎo)致即便能夠采取手段拆卸下浮筒也無法使浮筒通過人孔取出維修或更換。(3)可是如果要在分離器內(nèi)部動火的話付出的經(jīng)濟(jì)代價和人工代價非常大。原因如下：①三相分離器內(nèi)部和整個系統(tǒng)的油氣管道相連，內(nèi)部動火就勢必要將所有連接管道與分離器斷開，其工作量和費用會很高。②要動火必須要清罐，和使用熱水或氮氣等置換，工作量大。③內(nèi)部各艙間的不銹鋼金屬波紋板內(nèi)部夾雜著大量的油砂，也是易燃易爆物質(zhì)，而波紋板屬于一次性使用物質(zhì)，如果拆卸后，就無法重復(fù)使用，僅一臺分離器的波紋板更換就在20多萬元以上。因為堰管機(jī)構(gòu)的損壞導(dǎo)致整個僅使用了不到四年的三相分離器大修甚至報廢將是企業(yè)資產(chǎn)重大損失。

3 改進(jìn)思路

經(jīng)過多次分析，我們打開思路開展革新。利用現(xiàn)狀改造，以往的堰管機(jī)構(gòu)是一個套在出水口上的外浮筒來調(diào)節(jié)出水高度。既然外浮筒無法調(diào)節(jié)和維修了，那么我們就可以利用外浮筒和出水口的現(xiàn)狀進(jìn)行改造，制作一個可以在出水立管內(nèi)部上下調(diào)節(jié)出水高度的內(nèi)嵌式浮筒。

首先第一個困難就是，必須考慮到浮筒和出水立管內(nèi)壁的密封問題?，F(xiàn)場情況是，立管和原外浮筒內(nèi)壁已經(jīng)因為腐蝕結(jié)垢等因素導(dǎo)致內(nèi)壁坑坑洼洼，起伏不定，無法起到密封的作用，要想做一個在內(nèi)部上下調(diào)整的內(nèi)嵌式浮筒，就首先要改變立管內(nèi)壁的問題。經(jīng)過我們在現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)了原來的外浮筒和立管在出水口形成了一個臺階，可利用這個臺階設(shè)計一個內(nèi)環(huán)座，讓它坐在這個臺階上。首先我們利用水泥、麻繩絲、厚油漆等調(diào)和物填充在內(nèi)環(huán)座和以前的出水口內(nèi)壁間的間隙內(nèi)，并經(jīng)過一段時間的固化，然后在內(nèi)環(huán)座的上方加裝密封圈，利用壓蓋環(huán)和兩個固定在外部的卡箍相連來固定，這樣整個內(nèi)環(huán)座和密封圈都穩(wěn)穩(wěn)的固定在出水立管口上。

接下來的就是制作一個能夠和內(nèi)環(huán)座配合上下移動的內(nèi)嵌式浮筒并且和上方的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。并且需要在使用過程中，整個上下調(diào)節(jié)的行程能夠充分的滿足生產(chǎn)狀況變化的需要。在整個機(jī)構(gòu)改造的安裝已經(jīng)到位的實驗過程中，整個內(nèi)浮筒的上下動作是非常靈活好用的。實驗過程中，浮筒起到了堰管調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的作用，經(jīng)過在我們的測算，整個浮筒上下行程的最大值為20cm左右，基本能夠滿足日常正常的生產(chǎn)。

新的內(nèi)嵌式堰管調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝完畢后在2016年3月投入試運。在一年的試運過程中，運行正常，能夠根據(jù)不同的生產(chǎn)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，都能夠達(dá)到預(yù)期效果。在干線來液量波動較大，來液含水情況波動很大的情況時，都能夠及時的進(jìn)行調(diào)整，確保處理效果合格。經(jīng)過一年多污水含油量對比，證明我們的新機(jī)構(gòu)效果良好。

4 運行分析

經(jīng)過我們的改進(jìn)，避免了一臺造價上百萬的大型設(shè)備報廢，投入的材料、人工費合計0．5萬元左右。改進(jìn)后的堰管調(diào)節(jié)器的優(yōu)點是加厚的出水內(nèi)壁和內(nèi)嵌式浮筒操作靈活，熱變形小，不宜被腐蝕結(jié)垢導(dǎo)致無法調(diào)節(jié)，即便損壞后維修方便，其改進(jìn)設(shè)計思路具有推廣價值。