毕业设计（论文）-定边采油厂姬塬王虎台计量站安全预评价研究.doc

西安石油大学本科毕业设计（论文） I 目目 录录 1 绪论.1 1.1 课题研究的目的及意义.1 1.2 国内外安全评价现状.1 1.2.1 国外安全评价现状.1 1.2.2 国内安全评价现状.3 1.2.3 石油工业安全评价现状.4 1.2.4 计量站安全评价现状.6 1.3 论文的主要内容及结构.6 2 姬塬王虎台计量站工艺流程与分析.8 2.1 油田采油与计量站.8 2.2 姬塬王虎台计量站的基本情况.8 2.3 姬塬王虎台计量站工艺流程分析.9 2.3.1 计量站工艺流程.9 2.3.2 分离和脱水方法.9 2.4 王虎台计量站特点分析.11 2.4.1 原油加热.11 2.4.2 原油脱水.11 2.4.3 原油集输中的油气分离.12 2.5 王虎台计量站内主要设备设施.12 3 计量站危险危害因素辨识.14 3.1 危险危害因素辨识的原则和内容.14 3.2 计量站危险危害因素辨识与分析.14 4 安全评价原理与方法介绍.20 4.1 安全评价原理.20 4.1.1 相关原理.20 4.1.2 类推原理.22 4.1.3 惯性原理.24 4.1.4 量变到质变原理.24 4.2 安全评价方法.25 4.2.1 评价方法概述.25 4.2.2 安全评价方法的分类.25 4.2.3 常用的安全评价方法.27 5 评价单元的划分和评价方法的选择.30 西安石油大学本科毕业设计（论文） II 5.1 评价单元的划分.30 5.2 评价方法的比较与选择.31 5.2.1 安全预评价方法比较.31 5.2.2 评价方法的选择.32 6 定性定量分析.36 6.1 来油单元.36 6.1.1 建立事故树.36 6.1.2 事故树定性分析.38 6.1.3 结构重要度分析.38 6.1.4 事故树分析小结.39 6.2 储罐单元.39 6.2.1 原油储罐单元的道化学火灾、爆炸危险指数法评价.39 6.2.2 道化学分析小结.42 6.3 量油单元.43 6.3.1 量油单元评价分析.43 6.3.2 危险和可操作性研究分析小结.45 6.4 分离单元.45 6.4.1 分离部分评价分析.45 6.4.2 预先危险分析法小结.47 6.5 电气单元.47 6.5.1 电气单元安全检查表.47 6.5.2 安全检查表法小结.49 6.6 评价结论.49 7 安全对策措施.50 7.1 总布置和建筑方面的安全措施.50 7.2 工艺和设备、设施方面的安全措施.50 7.3 安全工程设计方面的对策措施.51 7.4 安全管理方面的对策措施.51 8 结论.53 参考文献.54 致 谢.56 西安石油大学本科毕业设计（论文） 1 1 绪论绪论 1.1 课题研究的目的及意义课题研究的目的及意义 计量站是油田的重要组成部分。计量站担负着各个油井的液、油、气三相计量 任务，需要及时、准确地为油田地质部门提供油藏工程资料。然而，目前我国很多 油田计量站仍然采用人工计量方式，采注工人三班工作制，劳动强度大，效率低。 同时，人工计量是间歇不连续的，计量次数少、时间短，再加上大部分油井间出、 原油含水较高，所以计量结果代表性差，不能为油藏工程提供真实可靠的资料。 在油田中，计量站起着重要作用，它作为石油生产系统的重要组成部分，在使 用过程中除了会受到人为和石油中的杂质的影响，设计和施工环节中，对计量站的 环境条件和工作条件掌握不准确，或对有关设计、施工技术标准的相关规定应用失 度，或在设计和施工过程中出现各种人为误差等等，都在一定程度上增大了计量站 的风险水平。由此可见，计量站潜在的事故危险性极大，若安全防范稍有疏忽，就 会酿成重大事故，不仅影响原油生产量，而且给国家和人民生命财产造成重大损 失。 计量站的安全评价是一项非常重要的工作，采用合适的方法来研究、评价计量 站，对于提高计量站的设计、施工和管理水平、提高计量站的安全可靠性及延长计 量站的使用寿命都具有十分重大的现实意义。 综合检查计量站安全是否符合国家规定，预测重大事故发生的可能性和危害程 度，寻求最低事故率、最少的损失和最优的安全投资效益，对识别计量站内存在的 各种危险和有害因素，并进行定性或定量的分析评价有着重大的意义。 针对定边采油厂姬塬王虎台计量站，根据其建设项目可行性研究报告的内容， 对可能存在的危险、危害因素及可能导致的危险、危害后果和程度进行综合评价和 预测，并根据可能导致的事故风险的大小，提出相应合理可行的安全对策措施，指 导危险源监控和事故预防，以达到最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益， 即计量站安全生产的目的。高质量的安全评价工作对政府安全生产监督管理部门全 面了解王虎台计量站的安全状况，对计量站落实安全生产技术措施及提高安全生产 管理水平将起到良好的促进作用。 本课题来源于延长油田定边采油厂姬塬王虎台计量站项目建设的预评价工作， 主要是为找出王虎台计量站可能存在的危险危害因素，以及可能导致的危险结果， 并根据可能的事故风险提出相应合理的安全对策措施。 西安石油大学本科毕业设计（论文） 2 1.2 国内外安全评价现状国内外安全评价现状 1.2.1 国外安全评价现状国外安全评价现状 20世纪60年代，安全评价技术首先应用于美国军事工业。1962年4月美国公布了 第一个有关系统安全的说明书空军弹道导弹系统安全工程，这是系统安全理论 的第一次应用。此后，系统安全工程方法陆续推广到航空、航天、核工业、石油、 化工等领域，并不断发展、完善，成为现代系统安全工程的一种新的理论和方法体 系，在当今安全科学中占有非常重要的作用。 1964年美国道（DOW）化学公司根据化工生产的特点，首先开发出“火灾、爆 炸危险指数评价法”，用于对化工装置的安全评价。1974年，英国帝国化学公司 （ICI）蒙德（mond）部在道化学公司评价法的基础上引进了毒性概念，并发展了 某些补偿常数，提出了“蒙德火灾、爆炸、毒性指标评价法”。同年，美国原子能 委员会在没有核电站事故先例的情况下，应用系统安全工程分析方法，提出著名的 核电站风险报告（WASH-1400）,并被以后发生的核电站事故所证实。1976年， 日本劳动省颁布了“化工厂安全评价六阶段法”，该方法采用了一整套系统安全工 程的综合分析和评价方法，使化工厂的安全性在规划、设计阶段就能得到充分的保 证。由于安全评价技术的发展，安全评价已在现代生产经营单位管理中占有重要的 地位。 恶性事故造成的人员严重伤亡和巨大的财产损失，促使各国政府、议会立法或 颁布规定，规定工程项目、技术开发项目都必须进行安全预评价，并对安全设计提 出明确的要求。日本劳动安全卫生法规定由劳动基准监督署对建设项目实行事 先审查和许可证制度；美国对重要工程项目的竣工、投产都要求进行安全评价；英 国政府规定，凡未进行安全评价的新建生产经营单位不准开工；欧共体1982年颁布 关于工业活动中重大危险源的指令，欧共体成员国陆续制定了相应的法律；国 际劳工组织(ILO)也先后公布了1988年的重大事故控制指南、1990年的重大 工业事故预防实用规程和1992年的工作中安全使用化学品实用规程，对安全 评价提出了要求。2002年欧盟未来化学品白皮书中，明确危险化学晶的登记注册及 风险评价，作为政府的强制性的指令。 由于安全评价工作在减少事故，特别是重大恶性事故方面取得的巨大效益，许 多国家的政府和生产经营单位都愿意投入巨额资金进行安全评价，据统计，美国各 公司共雇佣了3000名左右的风险专业评价和管理人员，美国，加拿大等国就有50余 家专门进行评价的“安全评价咨询公司”，且业务繁忙。当前，大多数工业发达国 家已将安全评价作为工厂设计和选址、系统设计、工艺过程、事故预防措施及制定 应急计划的重要依据。 西安石油大学本科毕业设计（论文） 3 近年来为了适应安全评价的需要，世界各国开发了包括危险辨识、事故后果模 型、事故频率分析、综合危险定量分析等内容的商用化安全评价计算机软件包；随 着信息处理技术和事故预防技术的进步，新的实用安全评价软件不断进入市场。计 算机安全评价软件包可以帮助人们找出导致事故发生的主要原因，认识潜在事故的 严重程度，并找出降低危险的方法。随着现代科技的发展，特别是数学方法和计算 机科学技术的发展，以模糊数学为基础的安全评价方法得到了发展和应用，并拓展 了原有的方法和应用范围，如模糊故障树分析、模糊概率法等。计算机专家系统、 人工神经网络、计算机模拟技术也应用于生产系统进行实时、动态的安全评价。 1.2.2 国内安全评价现状国内安全评价现状 20世纪80年代初，安全系统工程引入我国，受到许多生产经营单位和管理部门 的高度重视。1987年原机械电子部首先提出了在机械行业内开展机械工厂安全评 价，并于1988年颁布了第一个安全评价标准（机械工厂安全性评价标准）。1988 年，国内一些较早实施建设项目“三同时”的省市，根据原劳动部198848号文的 有关规定，在借鉴国外安全性分析、安全评价方法的基础上，开始建设项目安全预 评价实践。 1991年，由原劳动部劳动保护科学研究所等单位完成的“易燃、易爆、有毒重 大危险源识别、评价技术研究”，采用了定量的计算方法，使我国工业安全评价方 法的研究从定性评价初步进入定量评价阶段。 2002年1月26日，国务院颁布了危险化学品安全管理条例，该条例中将安全 评价报告作为剧毒化学品生产、储存企业和其他危险化学品生产、储存企业向政府 管理部门提交的申请文件之一，这是我国中央政府制订的法规中首次出现“安全评 价”这个名词。6月29日，中华人民共和国安全生产法颁布，安全评价被写进了 国家的法律中。安全生产法的颁布为安全评价的发展、提高提供了显著的动 力。10月，由国家安全生产监督管理局信息与技术装备保障司组织国内各方面的专 家，在建设项目（工程）劳动安全卫生预评价指南的基础上重新编写出版了 安全评价一书并广泛发行。2005年4月再次修订的安全评价即将出版发行。 2003年3月31日，国家安全生产监督管理局颁发了安全评价通则（安监管技 装字200337号），此后安全预评价导则安全验收评价导则危险化学品 经营单位安全评价导将建设项目安全设施“三同时”纳入建设项目管理程序，对 矿山建设生产、储存危险物品、使用危险化学品等高危险行业的建设项目以及具有 较大安全风险的建设项目应进行安全生产评价，并要求各级政府发展改革部门和安 全生产监督管理部门要依法严格执行。 2004年7月1日，中华人民共和国行政许可法开始实施，根据国务院的决 定，安全评价机构资质许可被列入到由国家安全生产监督管理局行使的政府许可事 西安石油大学本科毕业设计（论文） 4 项中。2004年10月20日，国家安全生产监督管理局颁布了第13号令安全评价机构 管理规定。 近年来，我国国家安全生产监督管理总局已将安全评价体系作为安全生产六大 技术支撑体系之一，还对安全评价单位资质重新进行了审核登记，并通过安全评价 人员培训班和专项安全评价培训班，对全国安全评价从业人员进行培训和资格认 定，这为新形势下的安全评价工作提供了技术和质量保证，也为保障我国的安全生 产工作发挥重要作用。 2002年6月29日中华人民共和国第70号主席令颁布了中华人民共和国安全生 产法，规定生产经营单位的建设项目必须实施“三同时”，同时还规定矿山建设 项目和用于生产、储存危险物品的建设项目应进行安全条件论证和安全评价。2002 年1月9日中华人民共和国国务院令第344号发布了危险化学品管理条例，在规定 了对危险化学品各环节管理和监督办法等的同时，提出了“生产、储存、使用剧毒 化学品的单位，应当对本单位的生产、储存装置每年进行一次安全评价；生产、储 存、使用其他危险化学品的单位，应当对本单位的生产、储存装置每两年进行一次 安全评价”的要求。中华人民共和国安全生产法和危险化学品管理条例的 颁布，必将进一步推动安全评价工作向更广、更深的方向发展。 国务院机构改革后，国家安全生产监督管理局重申要继续做好建设项目安 全预评价、安全验收评价、安全现状评价及专项安全评价。国家安全生产监督管理 局陆续发布了安全评价通则及各类安全评价导则，对安全评价单位资质重新进 行了审核登记，并通过安全评价人员培训班和专项安全评价培训班，对全国安全评 价从业人员进行培训和资格认定，使得安全评价更加有章可依，从业人员素质大大 提高，为新形势下的安全评价工作提供了技术和质量保证。 尽管国内外已研究开发出几十种安全评价方法和商业化的安全预评价软件包， 但由于安全预评价不仅涉及自然科学，而且涉及管理学、逻辑学、心理学等社会科 学的相关知识，另外，安全评价指标及其权值的选取与生产技术水平、安全管理水 平、生产者和管理者的素质以及社会和文化背景等因素密切相关，因此，每种评价 方法都有一定的适用范围和限度。定性评价方法主要依靠经验判断，不同类型评价 对象的评价结果没有可比性。美国道化学公司开发的火灾、爆炸危险指数评价法， 主要用于评价规划和运行的石油、化工生产经营单位生产、贮存装置的火灾、爆炸 危险性，该方法在指标选取和参数确定等方面还存在缺陷。概率风险评价方法以人 机系统可靠性分析为基础，要求具备评价对象的元部件和子系统以及人的可靠性数 据库和相关的事故后果伤害模型。定量安全评价方法的完善，还需进一步研究各类 事故后果模型、事故经济损失评价方法、事故对生态环境影响评价方法、人的行为 安全性评价方法，以及不同行业可接受的风险标准等。 1.2.3 石油工业安全评价现状石油工业安全评价现状 西安石油大学本科毕业设计（论文） 5 石油工业具有以下特点：生产条件的复杂多变；外界环境影响突出；各个地区 的特色性；作业环境的可变性；高风险性。由于石油行业具有以上这些特点，形成 了安全评价需要收集检测的数据复杂、处理量大、后果定量化难等制约因素，因 此，评价所根据实际情况，及时引进了大型炼化企业风险评估软件包、事故树分析 系统、火灾爆炸伤害模型以及DNV井喷火灾爆炸模型等评价应用软件，实现了与各 油田及有关机构的联网，这些应对策略在评价实践中发挥了极其重要的作用。 例如，通过合作引进DNV井喷火灾爆炸模型和毒物扩散模型专业风险评估商业 软件，在2003年“12.23”井喷事故井的后期开钻评价中，通过该模拟软件的定量计 算，得出罗家16H井井喷火灾爆炸和硫化氢泄漏中毒伤害半径区域，为钻井队提供 了应急处理和周边人群撤离的定量化依据，对指导现场应急起到了重要作用8。 如今，中国的安全评价机构除具备一流专业技术人才的评价队伍、数据库分析 系统和评价应用软件、劳动安全卫生检测手段外，为了弥补经验不足和加强专业能 力，还具备雄厚的专家队伍资源，这些人员多为石油行业专家，具有高级技术职称 或国家级专家资格，为切实做好安全评价工作、提高安全评价质量、保障安全评价 工作在较高水平上向前发展起到了技术支撑的作用。 国外石油公司的安全科技达到较高水平，为安全生产提供了强有力的支撑和保障。 国外主要依靠自动化的预警技术、严格的预警机制以及规范的管理保证生产的安全 进行，先进的危险辨识技术、评估技术和软件已广泛应用于企业安全管理。 -在危险辨识和风险评价方面，国外石油公司普遍开发了先进的危险辨识、 评估技术和相关软件，并广泛应用于企业的生产安全管理之中。利用风险分析软 件，建立电脑数据分析模型，纳入预警系统，确定公司设施的设计和运行中存在的 严重环境缺陷，并进行校正。 -在危险源监测、预警方面，国外石油公司已有先进的技术和设备可以对大 型承压设备、储罐进行在线检测，对埋地燃气管道腐蚀和泄漏实施不开挖在线检测 监测，红外成像技术和激光扫描技术已应用于天然气管道的泄漏检测之中。 -在安全管理方面，国外石油公司普遍重视具有自身特色的健康安全和环境 管理体系的建立和实施，并逐步加以完善和提高，日益重视员工安全理念的提升， 重视企业安全文化的建设和人机安全学领域的研究与探索。 石油工业的安全评价工作由于起步较晚，各种技术也不健全。迄今为止国 内石油工业中，中国石油天然气集团公司在安全工作中主要进行了以下几个方面的 研究，即中国石油天然气集团公司HSE管理体系研究、“西气东输”大口径高压输气 管线的安全可靠性研究、在役油气管道安全评估技术研究与应用、“涩-宁-兰输气 管道工程（A、D段）不良地貌单元水工保护方案的改进研究”、“克拉玛依油田浅 层稠油H2S动态分布与防治研究”和“自备电厂及电网安全性、可靠性分析研究”等 研发工作。 西安石油大学本科毕业设计（论文） 6 国内为加强陆上石油和天然气开采业生产经营单位新建、改建、扩建工程 项目设施安全 “三同时”及陆上石油和天然气开采业安全生产管理工作，提高陆上油 气开采的本质安全程度和安全管理水平，减少和控制陆上油气开采中的危险、有害 因素，降低陆上油气开采安全风险，预防事故发生，保护企业的财产安全及人员的 健康和生命安全，2003年8月8日国家安全生产监督管理局编制印发了陆上石油和 天然气开采业安全评价导则。 1.2.4 计量站安全评价现状计量站安全评价现状 石油行业是一种高风险的行业，作为采油厂甲级要害部位的计量站，由于其特 有的工作特点和不同的工作介质，使其具有易燃易爆易污染的潜在危险，而且健 康、安全和环境风险同时伴生，因此，对计量站的评价也显得尤为重要。 随着安全评价技术的发展，计量站评价技术的要求也越来越高。计量站安全评 价的重点、难点和应注意的问题是对系统存在的危险性进行定性和定量分析，得出 系统发生危险的可能性及其后果严重程度。通过评价寻求最低事故率、最少损失和 最优安全投资效益的对策措施。针对计量站的特点，安全评价的重点是：一要判定 风险程度，同时要考虑在特定危险源中的暴漏、控制措施失败的可能性、伤亡或财 产损失的潜在后果；二要判定是否能为用人单位接受。在此安全评价过程中，难点 是要评估风险控制措施是否足以将风险降低至可允许的程度，否则要考虑必须的附 加风险控制措施，以消除、降低或控制风险。 通过对大量文献资料的检索，我们发现国内很少有对计量站进行独立安全评价 的报告，计量站安全评价工作在我国目前经历了两个阶段： （1）探索阶段 九十年代末，我国的一些学者开始运用系统安全的管理思想， 借鉴国外的安全评价经验，研究并开发了一些安全评价、风险评估方法，并被应用 到油田安全生产管理中，收到一定成效。 （2）起步阶段 计量站的安全评价技术是油田安全生产管理中一个崭新的领 域。2003年油田的安全工作者开始尝试将安全评价法应用到计量站。不过，到目前 为止安全评价还没有在计量站普遍实施，其中的不足还有待我们去研究解决 1.3 论文的主要内容及结构论文的主要内容及结构 （1） 论文的主要内容 本文主要论述课题研究的目的和意义以及国内外安全评价的发展现状、石油工 业安全评价现状、计量站安全评价现状，简要概括姬塬王虎台计量站的基本情况和 生产工艺流程，对整个流程中可能存在的危险危害因素进行了分析和研究。结合王 虎台计量站的特点，提出对该计量站进行安全评价的评价方法、选取的原则和方 法，依据这些原则、方法将王虎台计量站划分为来油、储罐、量油、分离、电气设 备五个单元，并根据这些单元各自的特点选取相应合适的安全评价方法，例如，来 西安石油大学本科毕业设计（论文） 7 油单元和储罐单元主要元素为管道和油罐，而管道和油罐的主要危险有害因素为破 裂和泄漏，因此选用事故树法对来油单元的管道进行定性定量评价。 本文主要采用的定性定量评价方法有事故树分析法、危险与可操作性研究法、 道化学安全预评价方法以及安全检查表分析法，并将它们分别用于王虎台计量站的 来油系统、储罐系统、量油系统、分离系统、电气设备，对各单元可能发生的事 故、发生的原因、导致的后果进行详细分析，并提出相应的安全对策措施。 （2） 论文结构 第1章 绪论，简要介绍选题的背景、意义，评价现状，论文的主要内容及安 排； 第2章 王虎台计量站工艺流程分析，介绍王虎台计量站的基本情况和工艺流 程； 第3章 王虎台计量站危险危害因素分析，对王虎台计量站的各个部分进行危险 危害因素分析； 第4章 安全评价方法的介绍，分别介绍本文中所用的一些安全评价方法； 第5章 评价单元划分和评价方法选择，运用划分评价单元的原则和方法对王虎 台计量站进行评价单元的划分，并介绍选用的评价方法； 第6章 定性定量评价，运用选择的评价方法对各个评价单元进行定性定量评 价； 第7章 安全对策措施，根据危险危害因素分析及评价结果，采取相应的安全对 策措施； 第8章 结论，对论文进行总结和分析。 西安石油大学本科毕业设计（论文） 8 2 姬塬王虎台计量站工艺流程与分析姬塬王虎台计量站工艺流程与分析 2.1 油田采油与计量站油田采油与计量站 油田计量站是原油生产的一个关键环节，它的主要作用是接收各井组来油，对 油气水进行分离、净化、加热，将处理后合格的原油、净化污水、净化天然气向下 一级油库输送。其中实现油水分离的系统称之为集输系统，它是计量站原油生产的 重要过程，直接关系到成品原油的质量和污水回注的质量，关系到计量站的节能降 耗，也决定着计量站生产过程的安全平稳运行及原油生产的经济效益。对计量站集 输系统实现良好的自动控制，有利于计量站生产的平稳运行，保证原油质量，降低 成本，减轻工人的劳动强度。 （1）生产井：将地下的油气水举升到地面。常见的井有自喷井和人工举升井两 种。自喷井是在油井开采初期，依靠油层自身具有的能量来开采。后者是依靠人工 方法向地下补充能量，提升原油到地面。 （2）计量站：油气计量站主要由集油阀组(俗称总机关)和单井油气计量分离器 气组成，在这里把数口油井生产的油气产品集中在一起，轮流对各生产井的油气水 产量的油藏分析参数进行实时计量，一般是812 口井设置一个计量站。 （3）计量接转站：有的油气计量站因油压较低，增加了缓冲罐和输油泵等外输 设备，这种油气小站叫计量接转站，既进行油气计量，还承担原油接转任务。初步 对气液两相进行分离。 2.2 姬塬王虎台计量站的基本情况姬塬王虎台计量站的基本情况 （1） 地理位置。王虎台计量站位于陕西省西北部定边县姬塬王虎台。 （2） 地形地貌。陕西省西北部定边县姬塬王虎台，是陕、甘、宁、蒙四省 (区)交界之地，该地区属于黄土高原。 （3） 气象条件。该地区属温带半干旱大陆性季风气候，春多风、夏干旱、秋 阴雨、冬严寒，日照充足，风沙频繁，雨季迟且雨量年际变化大。年平均气温 7.9，年平均日照2743.3小时，年平均降雨量316.9毫米，年平均无霜期141天左 右，绝对无霜期110天。 （4） 地震强度。根据全国第三代烈度图，该地区的地震强度为六度，属抗震 有力地区。 （5） 地质。在定边地区，已探明石油地质总储量1.5亿吨,属工业性油流,地质 构造为侏罗系岩层带,以蜂窝状形式分布。油层厚度平均为10米左右,最厚达37.4 米。 西安石油大学本科毕业设计（论文） 9 2.3 姬塬王虎台计量站工艺流程分析姬塬王虎台计量站工艺流程分析 2.3.1 计量站工艺流程计量站工艺流程 （1）计量站内的主要工艺设备 计量站内的主要工艺设备有：气液分离器、双容积量油分离器、快开式电加热 收球筒，沉降罐，单量热交换器，来油热交换器，加药装置，油泵，含水油外输 泵，外输流量计。 （2）计量站内的具体工艺流程 计量站的任务是对进站油气进行汇集、处理及计量。来油要经过快开式电加热 收球筒，将其加热到55，送热交换器继续加热使原油脱水；来自管线的油气首先 经过双容积量油分离器进行油气水三相的初步分离，然后通过齿轮卸油泵将其送热 交换器进行加热脱水。完毕后，一部分进入气液分离器进行进一步油气分离，将其 中分离出的天然气输送至锅炉房作燃料用，分离出的油进入污油箱；一部分进入分 离缓冲罐，可以供给气液分离器，也可直接输入污油箱，由污油泵输送至溢流沉降 罐进行原油沉降，然后进入净化罐将原油净化，生产出合格的稳定原油，经计量后 进行装车或密闭输送至联合站。 姬塬王虎台计量站原油生产工艺流程图如图2-1所示： 单井来由 井组来由收球筒套管换热器 加药 缓冲罐 双容积单量 沉降罐净化油罐外输泵外输流量计联合站 装车泵外输装车 污水池 图图2-1 姬塬王虎台计量站原油生产工艺流程图姬塬王虎台计量站原油生产工艺流程图 2.3.2 分离和脱水方法分离和脱水方法 （1）分离 西安石油大学本科毕业设计（论文） 10 “分离”是油田原油生产的主要生产工艺和方法，其目的是为了将油井生产的 油、气、水混合物（井产物），利用离心力、重力等机械方法，将其分离成气、液 两相，在含沙的混合物中，还要除去固体混合物的一种生产技术。油田开发的中后 期，由于油井产油率的下降，产出的原油含水逐步升高，在油、气、水混合物中， 有相当一部分是以游离水状态存在的。生产中，如果是采用密闭集输工艺的流程， 需要在进行原油深度脱水之前，将这部分游离水提前脱除，以便降低下一步原油热 化学脱水或电化学脱水的热负荷。通常脱除这部分游离水的设备是三相分离器 （油、水、气），即在分离天然气的同时脱除游离水。 在油、气、水的分离过程中，由于开采的方法不同，分离的方式也不同。油、 气、水分离，一般分为一级分离和多级分离两种，多级分离又分为二级分离至四级 分离三种。目前油田采用较多的是三级分离和四级分离。 油、气、水分离的原理和步骤是，当混合物进入三相分离器后，进口分流器根 据离心力的原理首先会把混合物分成气、液两相，脱除气体，然后再进行油、水分 离。油、水分离根据油和水的密度差利用重力沉降的原理进行分离。 在油、气、水分离的过程中，关键要控制好压力容器的压力和液面。控制压力 的目的，一是为了保证分离质量，二是为了克服液体和管道的摩擦力，三是为了设 备本身的安全。控制液面主要是防止原油进入气相管道或天然气进入液相管道，以 提高油、气分离的质量。同时，三相分离器集液部分必须有足够的液体沉降空间， 以保证游离水能够充分沉降至容器的底部形成水层，以利于排除。油、气、水分离 方式如图2-2所示： 采油 一级分离 多级分离 四级分离 三级分离 二级分离 图图2-2 油、气、水分离方式示意图油、气、水分离方式示意图 （2）脱水方法 原油脱水，是原油集输生产中的重要环节，它的方法很多，常用的主要方法有 热化学脱水、电化学脱水和破乳沉降脱水等。 热化学脱水 西安石油大学本科毕业设计（论文） 11 原油热化学脱水是将含水原油加热到一定温度，并在原油中加入适量的破乳剂。这 种药剂能够吸附在油、水界面上，降低油、水界面薄膜的表面张力，从而破乳剂状 液的稳定性，改变乳状液的类型，以达到油、水分离的目的。 电化学脱水 原油电化学脱水，是在原油输入压力容器前加入一定量的化学药剂，在电脱水器里 通入高压电，形成高压电场，使微小的水滴聚结成较大的水滴，然后将原油乳状液 借助高压电场和油、水密度差的作用，将水脱出和对原油进行净化处理的方法。 破乳沉降脱水 原油破乳沉降脱水是利用破乳剂具有高效能的表面活性的特性，使其吸附在油、水 界面上，降低界面膜的表面自由能，形成“油包水”（W/O）型的乳化液。这种乳 化液的性质很不稳定，它的界面膜在外力作用下极易破裂，从而使乳化液微粒内相 的水突破界面膜进入外相，达到油、水分离的目的。常用的脱水装置流程 井口加药、管道破乳、油罐沉降脱水工艺，适用于以上两种情况。所谓井口加 药是将破乳剂配成溶液，在井口处将其加入到原油中，通过原油的流动，起到在管 道中破乳的作用。 在油田原油脱水过程中，应用最多的是脱水器。所谓脱水器，就是将原油中的 游离水、乳化水脱出，使原油中的含水量和含油污水中的含油量分别控制在标准 （0.5%与0.1%）以内，以便达到国家原油出矿的质量要求和污水处理要求的一种压 力容器设备。脱水器的种类很多，常用的有压力沉降罐、电化学脱水器等。 由于原油乳化液性质和含水量的不同，生产中所用的脱水方法也不同，各油田 企业一般视情况而定。处理轻质、中质含水原油时，宜采用重力沉降脱水和化学脱 水两种方法，如果处理含水率较高的原油（含水率一般在30左右），可采用电化 学脱水法。电化学脱水比较容易使处理后的油、水一次达到合格指标。要是原油的 含水和乳化程度比较高，则可采用破乳沉降的方法脱水。 在以上几种方法中，以电化学脱水技术最为复杂和危险。因此，生产过程中对 它的安全要求也比较严格，因为电化学脱水使用的是高压电能（脱水器内极板间电 压为2040KV），这在脱水过程中潜在着很大的触电和爆炸危险性。 2.4 王虎台计量站特点分析王虎台计量站特点分析 2.4.1 原油加热原油加热 在计量站中为了提高油温 , 降低粘度。把来自油气井的油气要经过快开式电加 热收球筒，将其加热到55，送热交换器继续加热使原油脱水；完成对原油加热任 务加热炉是承受高温的密闭设备 , 由于长期在不同的压力和温度下工作 , 具有发生 火灾和爆炸的危险性。 2.4.2 原油脱水原油脱水 西安石油大学本科毕业设计（论文） 12 从井中采出的原油一般都含有一定数量的水，而原油含水多了会给储运造成浪 费，需要增加设备，耗能多；原油中的水多数含有盐类，加速了设备、容器和管线 的腐蚀；在石油炼制过程中，水和原油一起被加热时，水会急速汽化膨胀，压力上 升，影响炼厂正常操作和产品质量，甚至会发生爆炸。因此外输原油前，需进行脱 水，使含水量要求不超过0.5%。其中要用到破乳剂，破乳剂是一种表面活性物质， 它能使乳化状的液体结构破坏，以达到乳化液中各相分离开来的目的。原油破乳是 指利用破乳剂的化学作用将乳化状的油水混合液中油和水分离开来，使之达到原油 脱水的目的，以保证原油外输含水标准。 2.4.3 原油集输中的油气分离原油集输中的油气分离 计量油气分离采用的是多级分离, 运行的关键是控制分离器的压力和液面。控 制分离器压力的目的，一是为了分离质量；二是为了克服液体压力和管道摩擦阻 力；三是为了安全。控制液面主要是为了防止原油进入天然气管道或气进入油管 道。在油气分离中最易发生的事故就是分离器跑油。 2.5 王虎台计量站内主要设备设施王虎台计量站内主要设备设施 （1）电加热收