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微正压拱顶罐在海洋井口平台的研究与应用

作者：秦晓光 方杰 陈建宏

来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第12期

摘 要：随着海洋环保的压力越来越重，海洋石油开采面临污水排放限制的问题，因此目前海洋井口平台均考虑生产水的回注。海洋井口平台的注水系统在设计时往往受到甲板空间和工程投资的限制，需要采用高效并经济的生产系统和设备，微正压拱顶罐作为注水系统中注水泵的缓冲罐，可以充分利用预充氮气的可压缩性，将缓冲罐的压力控制在0～100kPaG，保持微正压的状态，可以大大降低氮气覆盖气的使用量，同时也大大降低了维修和操作的费用。 关键词：微正压拱顶罐；注水系统；海洋井口平台

油气生产过程中往往会伴有生产水的产出，随着海洋环境保护的压力越来越重，海洋石油的开采面临生产污水排放总量限制的问题。目前北部湾地区油田均采用生产水回注的方式解决生产水产出的问题，老油田常用的注水系统设计是将生产水进行处理，达到回注的标准后经注水泵增压回注至地层，已达到生产水回注或驱油的目的。

海洋井口平台的注水系统在设计时要受制于平台空间和工程投资，大部分井口平台没有配置公用仪表气系统和氮气系统，生产水缓冲罐覆盖气成为制约生产的一个瓶颈。生产水缓冲罐常规设计中均采用氮气系统或氮气瓶撬加常压注水缓冲罐的方式来实现生产水的惰化覆盖，以满足工艺系统的要求。

涠洲某油田井口平台需要注入生产水以达到驱油的目的，在工程设计阶段由于未配置公用仪表气系统和制氮系统，注水缓冲罐的覆盖气只能使用氮气瓶撬来提供，而注水缓冲罐的液位波动会造成大量的氮气的消耗，生产过程中需要经常补充氮气瓶撬；同时由于海洋平台的限制，物资需要利用拖轮供应，一旦受天气影响，可能影响油田的正常注水，因此设计一种更加合理的注水缓冲罐的保护系统极为必要。

设计人员创新使用微正压拱顶罐作为注水缓冲罐，代替原来的常压方罐，充分利用氮气的可压缩性质，将缓冲罐的压力控制在0～100kPaG，保持微正压的状态，同时，在缓冲罐的上游设置压力调节阀控制进口的流量，以保证注水缓冲罐的液位；缓冲罐顶部设置相应的压力调节系统，保护罐体压力维持在合理范围内。 该套注水系统具有以下优势：

①缓冲罐的液位波动仅引起罐的压力在0～95kPaG之间波动，不会造成氮气的大量排放，大大节省了氮气瓶的使用量，同时也大大减少了生产操作和维护费用。

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②缓冲罐顶部设置补气及超压排放管线，补气管线主要用于防止缓冲罐因液位低低导致的负压，超压排放管线主要用于防止缓冲罐因液位高高导致的超压，大大保证了缓冲罐的安全性。

③缓冲罐入口设置带关断功能的压力调节阀（PV），当缓冲罐液位高高时，连锁关断PV阀，大大提高了该系统的安全性。

涠洲某油田通过使用微正压拱顶罐代替传统的常压缓冲罐，既节约了大量的氮气瓶撬的投资，也大大降低了油田后期的维修操作成本，同时，相应的液位及罐体压力控制系统也可以保证整个注水系统的平稳运行。 参考文献：

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