原油工艺系统学习解读.ppt

海洋石油111 FPSO内部培训,原油工艺系统 主讲人：张镇维,,中国海洋南海西部石油公司深圳油服公司,学习重点： 分离器内部结构及工作原理； 静电脱水器内部结构及工作原理； 概述： 番禺油田共包括两座固定式井口平台和一条浮式、生产、储存和外输油轮（FPSO）,FPSO位于两井口平台的正中间，FPSO与井口平台之间通过一条海底油管（内直径12″，外直径16″）、PY42海管体积约657 m3，PY-51的约 678 m3番禺4-2油田水深大约为97m,番禺5-1油田水深大约为110m，番禺4-2油田钻井20口，番禺5-1油田钻井20口，所有井深在2000多米至3000多米之间番禺4-2/5-1油田总的工业储量大概为35MMBO，最高峰产油期大概为90000BBL/d目前，PY42的产量25000BOPD,生产井含水高的有92%，平均含水为84.79%PY51产量约36000BOPD,生产井含水最高的有90%，平均82.85%.,两井口平台的生产井都采用井下电潜泵开发产，井液在井口平台通过脱水、脱气、增压、加热，然后经外输泵供到FPSO进行进一步的处理在FPSO的TOPSIDE上安装了两套处理系统，分别用来处理两油田的井液，两套处理系统也可并联使用。

FPSO原油处理系统，每套包括一台投产加热器，一个高压分离器，两台原油换热器，两台原油加热器，一个低压分离器，两台并联的原油增压泵，一台静电脱水器，两台并联的生产水循环泵，和两台原油冷却器单系统最大处理能力： 井液 115000bbl/d，油35000 bbl/d，气14150 sm3/d原油处理流程：,原油处理系统目的： 是去除井口平台过来的井液的伴生气、水和固体残渣 具体指标： 原油中含水低于0.5％（体积比） 70℃时雷诺蒸汽压RVP≤10psi 最大含盐量小于20PTB,,,增产模块,CROSSOVER PUMP：FPSO-P-2000 AH2:430 m3 /H AL2:100 m3/H 超声波流量计： 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计投产加热器,（1）.功率： 1976KW （2）.设计参数：SHELL：1200kPaG/235℃ TUBE：1100kPaG/130℃ （3）.操作参数：SHELL：600kPaG/200-140℃ TUBE：600kPaG/50 -70℃ （4）.在正常生产条件下,该加热器的处理能力是15000bbd,到油轮的 油温度应该大于50℃,设置启动加热器FPSO-1/2E-2004,将把 15000bbd原油从50℃加热到70℃。

其目的是为了提高井液底温 度，使其达到下游设备的处理温度 （5）.保护装置：在FPSO-1＆2E-2004的原油出口分别安装了一个压力 安全阀PSV-201101/202101,其设点为1100kPaG,如果超压，则通 过该压力安全阀可以把液体泄放到闭排在热介质管线上也安装 了一个压力安全阀PSV-201102/202102，其设点为1100kPaG,如 果超压，则通过该压力安全阀可以把液体泄放到该加热器的热介 质返回管线内 该投产加热器由于处理量小，一般在油田初次投产或者小产量时有必要的 情况下才使用高压分离器,（1）.处理能力：气14150S m3/d，油35000 bbl/d，水92000bbl/d （2）.尺寸： 3300mm（ID）x 12000mm（T/T） （3）.设计参数：1100kPaG/130℃ （4）.操作参数：550kPaG/67-70℃ （5）.内部结构：罐内主要部件 来液进口管线 一根长管从罐内两端均匀进液； 波纹板 6个 双层 使液体在平行板之间作层状流动并作方向变化减少流体的波动和扰动，给油气水沉降分离创造良好条件 油出口 罐内中部 离罐底2.1M高。

水出口 罐内中部 离罐底23CM 防沙高7CM,带防涡装置，防止排液时产生旋涡，带走污水上部的原油 加热盘管 提高油温，促使油水混合液中的游离水从原油中沉降 冲砂管线 一般喷头状，清洁罐底积沙 氮气补压管线进口 为高压分离器提供操作压力高压分离器的工作原理： 该分离器主要是运用重力分离原理，该原理适用于处理松散的不稳定乳化液，是最古老、最简单又最节约成本和应用最广的一种方法 当油水混合液均匀从分离器两端进入罐内后，在流体方向力作用力下从两端向中间流动，其中在通过波纹板时候液体进行整流流并作方向变化液滴碰击在波纹板表面后开始聚结并按一定的方向通过在油水混合液运移和在罐内停留的时间内，油与水的密度差引起水从油中沉降分离出来由于水滴比它所置换体积的油重，使它有一个作用于它的向下的重力，与这重力相抗衡的是水滴向下运动穿过油而产生的阻力，当这两个力相等时，就会达到一个恒定的速度，从而进行了油水的分离而气相在液体进口分散时候和流动过程中也从的液体中稀释一部分出来进入液态空间分离出来的水从分离器底部的水出口进入水处理系统，原油通过开口在罐中部2.1M的位置流出进入下游 影响分离器分离效果的主要因素有来液的乳化液程度及液体在罐内的停留时间。

6）.保护装置：该分离器罐顶安装有压力安全阀PCV-201103/202103和201104/202104，其设点为1100kPaG，当罐内压力超过其设点时，该压力安全阀打开把压力泄放到火炬系统；还安装有一个放空阀BDV201104/202104，当发生二级关停时，该BDV会自动释放罐内压力；同时还安装有一个压力高高关断信号，其设点为990kPaG，当压力高高信号报警时会引起该单元关停，其中压力控制阀会打开泄放压力到火炬在油层和油水界面分别设有液位低低关断信号（LLIL-201103/202103和LLIL-201101/202101），在罐顶安装有液位高高报警信号（HHIL-201103/202103），当发生报警时会引起单元关停另外，在油层液位控制器和油水界面上还可设置液位高低报警信号，在压力控制器上也可设置压力高低报警信号，这些信号都起一个预报警作用，它们的设定值可根据实际情况在中控电脑上自由设定原油换热器,（1）. 功率： 2500kw/h （2）. 设计参数：1100kPaG/0-130℃； （3）. 操作参数：（COLD） 600kPaG/67-84℃ ，(HOT) 350kPaG/95-76℃； （4）．换热原理：原油换热器为板式换热器，热介质和被 加热介质以相反的流动方向流动，通过隔离板传热，实现换热目的。

该换热器的热介质是从静电脱水器FPSO-1＆2V-2003来的脱水高温原油，把高压分离器FPSO-1V-2001出来的含水≤20%的低温原油（被加热介质）加热 （5）.保护装置：在被加热原油的管线上安装有压力安全阀PSV-201105/202105和201106/202106，压力设点为1100kPaG；在被冷却原油的管线上安装有压力安全阀PSV-201107/202107和201108/202108，压力设点为1100kPaG当压力超过其设点时，通过该阀可将液体泄放到闭排系统原油加热器,（1）.功率： 2110kw/h （2）.尺寸： 489mm（I.D）× 5908mm（T/T） （3）.设计参数：Tube：1100kPaG/235℃，Shell：1200kPaG /235℃； （4）.操作参数：Tube：500kPaG /82-95℃，Shell：600kPaG /200-140℃ （5）.加热原理：该加热器为管壳式加热器，原油走管束，热介质走壳程通过安装在热介质进口管线上的温控阀调节热介质流量，实现对被加热介质温度的控制，该温控阀的设点为95℃，在中控电脑上可根据实情对其设点进行改变。

加热后的原油将进入低压分离器FPSO-1＆2V-2002进行处理 （6）. 保护装置：原油的管线上安装有压力安全阀PSV-201109/202109和201110/202110，压力设点为1100kPaG，当压力超过其设点时，通过该阀可将液体泄放到低压分离器；在热介质的管线上安装有压力安全阀PSV-201116/202116和201115/202115，压力设点为1200kPaG，当压力超过其设点时，该阀通过可将液体泄放到该加热器的热介质返回管线内低压分离器,了解伴生气 伴生于原油的烃气称为天然气，并以“自由”气或“溶解”气形式存在自由气是在操作压力和温度下呈气相存在的烃，自由气可以指任何压力下不处于溶解状态也不由于物理作用使其保持液态烃状态的任何气体溶解气在一定压力和温度下均匀溶解在油中，减压和（或）增温可导致气体从油中逸出，并具有自由气特性 海洋石油111的低压分离器处理工艺的目的主要就是为了除去油水混合液中的伴生气低压分离器FPSO-1&2V-2002： （1）.尺寸： 2800mm（I.D）× 7300mm（T/T） （2）.处理能力： 气3800 m3/h，液39616 BPD （3）.设计参数： 420kPaG/130℃ （4）.操作参数：75kPaG/95℃ （5）.内部结构 内部主要部件 油进口分流器 离罐底高2.26M，在罐的尾部，与流体流动方向垂直安装并开有两排小槽，使液体以瀑布形式流向水平分流 防波板 两个 双层和单层 高1.97M 热盘盘管 离罐底1.01M 喷沙进口 需要外接管线 除雾器 作用在油气分离器重力沉降段内未能除去的较小油滴，经常采用以碰撞和凝聚为主的方法加以捕集,除雾器一般能除去气体中携带的粒径为10-100微米的油雾，它的要求简单，气体通过时候的压降较小。

溢流挡板 把罐内分为油水两个腔室，高1.1M低压分离器工作原理： 低压分离器通过一块高为1.1M的堰板把整个腔室分成两部分，混合腔和油腔，在混合腔安装有防波板和波纹板，在水出口安装有防涡板，在灌顶安装有一套氮气补压系统. 当来液经入口分流器进入分离器的后端，由于液、气的流向和流速突然改变和压力的变化，使气体从来液中逸出，气液得以初步分离重力作用下，液体落至分离器底部，在混合腔内经过波纹板整流向前端均匀运移，这过程中液相中因为混合腔内具有足够的容量，使原油流出分离器前在混合腔有足够的停留时间，原油携带的气泡又有机会上升至液面并进入蒸汽空间初步分离后的气体中，在横向穿过液体上方的重力沉降空间时，气体中携带的小雾滴部分的在重力作用下降至气液界面直径更小的雾滴部分则随气体经过除雾器，并在除雾器内的叶片金属网等部件的作用下聚结，合并成大油滴，在重力作用下回滴入混合腔，而气体则通过罐顶部的气体管线进入火炬分液罐而混合腔内的液体由于油水比重差也使得油水进行了一定的分离，水滴沉降油滴上升，水停留在混合腔，原油经堰板溢至油腔， 在经油出口的原油增压泵进入处理流程的下游6）.保护装置：该分离器罐顶安装有压力安全阀PCV-201111/202111和201112/202112，其设点为425kPaG，当罐内压力超过其设点时，该压力安全阀打开把压力泄放到火炬系统；同时还安装有一个压力高高关断信号HHIP-201106/202106，其设点为380kPaG，当压力高高信号报警时会引起该单元关停，其中压力控制会打开泄放压力到火炬。

在油腔和油水界面分别设有液位低低关断信号（LLIL-201107/202107和LLIL-201106/202106），还安装有液位高高报警信号（HHIL-201107/202107），当发生报警时会引起单元关停另外，在油腔液位和油水界面上还可设置液位高低报警信号，在压力控制器上也可设置压力高低报警信号，这些信号都起一个预报警作用，它们的设定值可根据实际情况在中控电脑上自由设。