改进三相分离器堰管机构提升原油处理效果

1 概述

真武集中处理站内的原油处理装置共有三相分离器三台、浮头换热器两台、电脱水器一台、稳定塔一台、缓冲罐两台。其中三相分离器是整个处理系统的核心装置, 每天近万方油气水混合物就要靠它进行分离, 所以三相分离器无疑就是该联合站的“心脏”

自2015年4月起, 职工在日常工作中发现1#三相分离器出水含油量直线上升 (一般三相分离器出油含水都在150mg/l内) , 出水含油指标达到数千毫克每升, 高的时候仪器已经无法检测。导致每天有数十方的原油随着出水管线进入污水处理系统, 污水沉降罐内大量积压原油, 每天要进行污水收油再输回三相分离器。1#三相分离器出水含油高的现象已经影响到了该管理区集输和注水两个系统的正常生产, 给采油厂的正常生产经营业带来了不利影响。

2 现状调查

发现这一生产现状后, 我们首先是按照常规方式进行调整, 在不断的上调堰管出水高度并进行加密化验, 可是出水含油一直维持在高位, 于是我们将思路放在三相分离器内部是否存在问题。紧急投运了备用2#三相分离器, 并对1#三相分离器停产检修。

在打开水室人孔, 并且进入分离器内部检查时发现了困扰我们多日的问题所在, 堰管调节机构内可上下调整的外浮筒上的三抓与上部调整机构的连杆焊接部位因为腐蚀等原因完全断开, 导致浮筒和上部的调节机构完全失去了联系, 这样外浮筒就始终坐在出水口的最低点, 无法随连杆调节上下行程。导致出水量是分离器的设计最大值, 大量没有沉降稳定的含油污水就从浮筒口流出, 所以无论我们怎样调节堰管机构都无法起到调整的效果。

经专业维修队现场考察后发现维修难度大, 主要难点如下: (1) 由于内部污水等处理介质的腐蚀, 原外浮筒已经锈蚀在出水立管上, 靠人力已经无法撼动和拆卸。 (2) 由于设计原因, 浮筒的最大直径比分离器的人孔直径要大十公分, 这就导致即便能够采取手段拆卸下浮筒也无法使浮筒通过人孔取出维修或更换。 (3) 可是如果要在分离器内部动火的话付出的经济代价和人工代价非常大。原因如下: (1) 三相分离器内部和整个系统的油气管道相连, 内部动火就势必要将所有连接管道与分离器断开, 其工作量和费用会很高。 (2) 要动火必须要清罐, 和使用热水或氮气等置换, 工作量大。 (3) 内部各舱间的不锈钢金属波纹板内部夹杂着大量的油砂, 也是易燃易爆物质, 而波纹板属于一次性使用物质, 如果拆卸后, 就无法重复使用, 仅一台分离器的波纹板更换就在20多万元以上。因为堰管机构的损坏导致整个仅使用了不到四年的三相分离器大修甚至报废将是企业资产重大损失。

3 改进思路

经过多次分析, 我们打开思路开展革新。利用现状改造, 以往的堰管机构是一个套在出水口上的外浮筒来调节出水高度。既然外浮筒无法调节和维修了, 那么我们就可以利用外浮筒和出水口的现状进行改造, 制作一个可以在出水立管内部上下调节出水高度的内嵌式浮筒。

首先第一个困难就是, 必须考虑到浮筒和出水立管内壁的密封问题。现场情况是, 立管和原外浮筒内壁已经因为腐蚀结垢等因素导致内壁坑坑洼洼, 起伏不定, 无法起到密封的作用, 要想做一个在内部上下调整的内嵌式浮筒, 就首先要改变立管内壁的问题。经过我们在现场观察, 发现了原来的外浮筒和立管在出水口形成了一个台阶, 可利用这个台阶设计一个内环座, 让它坐在这个台阶上。首先我们利用水泥、麻绳丝、厚油漆等调和物填充在内环座和以前的出水口内壁间的间隙内, 并经过一段时间的固化, 然后在内环座的上方加装密封圈, 利用压盖环和两个固定在外部的卡箍相连来固定, 这样整个内环座和密封圈都稳稳的固定在出水立管口上。

接下来的就是制作一个能够和内环座配合上下移动的内嵌式浮筒并且和上方的执行机构相连。并且需要在使用过程中, 整个上下调节的行程能够充分的满足生产状况变化的需要。在整个机构改造的安装已经到位的实验过程中, 整个内浮筒的上下动作是非常灵活好用的。实验过程中, 浮筒起到了堰管调节机构的作用, 经过在我们的测算, 整个浮筒上下行程的最大值为20cm左右, 基本能够满足日常正常的生产。

新的内嵌式堰管调节机构安装完毕后在2016年3月投入试运。在一年的试运过程中, 运行正常, 能够根据不同的生产需求进行调节, 都能够达到预期效果。在干线来液量波动较大, 来液含水情况波动很大的情况时, 都能够及时的进行调整, 确保处理效果合格。经过一年多污水含油量对比, 证明我们的新机构效果良好。

4 运行分析

经过我们的改进, 避免了一台造价上百万的大型设备报废, 投入的材料、人工费合计0.5万元左右。改进后的堰管调节器的优点是加厚的出水内壁和内嵌式浮筒操作灵活, 热变形小, 不宜被腐蚀结垢导致无法调节, 即便损坏后维修方便, 其改进设计思路具有推广价值。

摘要：三相分离器是集输站内主要的油水分离密闭容器, 调节处理效果的主要部件堰管调节机构在生产过程中常因热变形、腐蚀结垢等原因造成该部件抱死, 从而失去调节作用。江苏油田采油一厂永曹管理区真武集中处理站自2015年起发现三相分离器出水含油量高出正常值很多, 经多次调节堰管无效。于是将该容器停产检修, 发现原堰管外浮筒已抱死在立管上, 三抓和上执行机构腐蚀断脱, 导致整个调节结构无法动作。检修时发现需要在容器内部动火切割, 安全风险大, 前期准备繁琐, 施工难度大。为避免采油厂大型设备的损失, 我们对现堰管机构进行改进, 设计了一个内嵌式浮筒堰管调节机构。新堰管调节机构经过近一年的运行, 达到改进目标, 具有推广价值。

关键词：堰管调节机构,外浮筒执行机构,内嵌式浮筒