（石油与天然气工程专业论文）大庆油田原油集输系统能耗分析与能量最优利用研究.pdf

摘要 大庆油田进入高含水开发阶段后，油田地面各生产系统的负荷率普遍下降，运行效 率降低，系统能耗升高。为此开展了“大庆油田原油集输系统能耗分析与能量最优利用 研究”，该项研究结合原油集输系统效率( 包括机泵效率、加热炉效率、转油站效率、联 合站效率、管网效率和系统效率) 测试标准，应用热力学能量平衡分析法，建立了集输 系统能耗评价的“黑箱一灰箱”数学模型，编制了原油集输系统效率和能耗分析软件， 采集大庆油田采油三厂北五联和采油六厂喇i i i 联合站集输系统测试参数及站内泵 效、炉效数据，运用上述软件对测试区块原油集输系统效率和能耗分布状况进行分析， 确定了原油集输系统各部分能耗及其分布规律，有针对性地提出测试区块节能降耗的具 体措施。实际生产过程中，运用原油集输系统效率和能耗分析软件得到的结论与实 测结果误差不大于2 0 。该项研究成果对于控制原油生产中能耗上升，降低原油生产 成本，实现油田地面工程高效、低耗、有序调整和科学管理将起到重要作用；也为油田 集输系统节能技术改造和新区块工程设计规划，提供了重要的理论依据。 关键词：油田，高含水期，集输系统，效率，能耗 r e s e a r c ho nt h ee n e r g yc o n s u m p t i o na n a l y s i sa n d o p t i m a l u s eo fe n e r g yo fc r u d eo i lg a t h e r i n ga n d t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m i nd a q i n go i l f i e l d c h e ny u q i n g ( o i l & g a s e n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f a nj i a r o n g ，p r o f s o n gc h e n g y i a b s t r a c t a f t e rd a q i n go i l f i e l dc a m ei n t oh i g hw a t e rc u ts t a g e ，t h el o a d i n gr a t eo fo i l f i e l ds u r f a c e p r o d u c ts y s t e mg e n e r a l l yd e s c e n d e d ，o p e r a t i n ge f f i c i e n c yd e c r e a s e d ，a n dt h es y s t e me n e r g y c o n s u m p t i o na s c e n d e d f o rt h i sr e a s o n ，“r e s e a r c ho nt h ee n e r g yc o n s u m p t i o na n a l y s i sa n d o p t i m a lu s eo fe n e r g yo fc r u d eo i lg a t h e r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e mi nd a q i n go i l f i e l d w a s l a u n c h e d 珏er e s e a r c hc o m b i n e dc r u d eo i lg a t h e r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e me f f i c i e n c y ( i n c l u d i n gp u m pe f f i c i e n c y , h e a t e re f f i c i e n c y , t h ee f f i c i e n c yo fb o o s t e rs t a t i o n s ，t h e e f f i c i e n c yo ft h ej o i n ts t a t i o n s ，n e t w o r ke f f i c i e n c ya n ds y s t e me f f i c i e n c y ) t e s ts t a n d a r d s ， a p p l i e dt h e r m o d y n a m i ca n a l y s i so fe n e r g yb a l a n c e ，e s t a b l i s h e d ”b l a c kb o x g r a yb o x ” m a t h e m a t i c a lm o d e lf o rt h ee n e r g yc o n s u m p t i o ne v a l u a t i o no fc r u d eo i l g a t h e r i n ga n d t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m , a n dd e v e l o p e da ”c r u d eo i lg a t h e r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m e f f i c i e n c ya n de n e r g ya n a l y s i ss o f t w a r e ”t h er e s e a r c hc o l l e c t e dt e s tp a r a m e t e r so fg a t h e r i n g a n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e ma n dp u m pe f f i c i e n c y , h e a t e re f f i c i e n c y , w h i c hc a m ef r o mt h en o r t h f i f t hs t a t i o ni nt h et 1 1 i i do i lp r o d u c t i o np l a n ta n dl ai i is t a t i o ni nt h es i x t ho i lp r o d u c t i o n p l a n t 。a n dt h er e s e a r c ha n a l y z e dc r u d eo i lg a t h e r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e me f f i c i e n c ya n d e n e r g yd i s t r i b u t i o ns i t u a t i o ni nt h et e s tb l o c ku s i n gt h es o f t w a r em e n t i o n e da b o v e ，c o n f i r m e d a l l p a r t so f t h e e n e r g yc o n s u m p t i o n a n dt h ed i s t r i b u t i o nl a wo ft h ec r u d eo i l g a t h e r i n g - t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ，a n dp u tf o r w a r ds o m ec o n c r e t em e a s u r e sf o re n e r g ys a v i n g i nt h et e s tb l o c ka c c o r d i n g l y i nt h ea c t u a lp r o d u c t i o np r o c e s s ，t h ee r r o rb e t w e e nt e s tr e s u l t a n dt h ec o n c l u s i o nw h i c hw a so b t a i n e df r o m c r u d eo i lg a t h e r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m e f f i c i e n c ya n de n e r g ya n a l y s i ss o f t w a r e ”w a sn om o r et h a n 士2 0 t h er e s e a r c hr e s u l tw i l l p l a ya ni m p o r t a n tr o l ei nt h ec o n t r o lo fe n e r g yc o n s u m p t i o nr i s i n gi np r o d u c t i o no fc r u d eo i l ， l o w e r i n gt h ec o s to fc r u d eo i lp r o d u c t i o n ，a n dr e a l i z i n gh i g he f f i c i e n c y , l o wc o n s u m p t i o n ， o r d e r l ya d j u s t m e n ta n ds c i e n t i f i cm a n a g e m e n ti nt h eo i l f i e l ds u r f a c ee n g i n e e r i n g ；i tw i l l p r o v i d ea ni m p o r t a n tt h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h ee n e r g ys a v i n gt e c h n o l o g yr e f o r mi nt h eo i l f i e l d g a t h e r i n g - t r a n s p o r t a t i o ns y s t e ma n dp l a n n i n gf o rn e w b l o c kp r o j e c tt o o k e yw o r d s ：o i l f i e l d ；t h eh i g hw a t e rc u ts t a g e ；c r u d eo i lg a t h e r i n ga n dt r a n s p o r t a t i o n s y s t e m ；e n e r g yc o n s u m p t i o na n a l y s i s ；o p t i m a lu s eo fe n e r g y l l 关于学位论文的独创性声嗣 本人郑重声明：所璺燮的论文是本人拄指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 藏暴，论文孛毒羡资鹣番鼗纂是赛搴求是翡。嚣我舞翔，募文孛基经熬黻棘注翻羧藉鑫， 本论文不包含其他入已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获褥中国苍浊 大学擘辇寨鬟蒸它教霄撬耩嚣攀夔葳掌蕊涯书嚣谴瘸过翡褥耩。与裁一燕互俸薛嚣态 对研究嬲傲的任何贡献均殴在论文中作如了嚷确的说噢。 著有不实之怂，率入愿意承掩裙关法襻责任。 学能论文律糟签名：。盎：塾。 网期：l 神年d 月膨曰 学位论文使蔫援投摹 零天竞全藤意中鬻石洼夫攀肇笨骞覆整用本掌蔑稔文鬯括藿不鞭子萁涕 刷戕期电子艘) ，使用方式包攒但不限予；保髫学位论文，按规定向国家赣关部f 毒 ( 藤糯) 送交掌整论文，孩学拳交流鸯瓣翡藉送帮交换攀证论文，允许掌镳论文被 查蟋、借阕粥艇印，将学位谂文潞全部或部分蠹察缡入肖关数摇麾进行检索，采蹙 影群、缩印或蒸拖复粼手段保存学位论文。 学裳漳文冀誊签耋：。盎! 皇蠡。 指导数师签熬：。一毖丝壅一。 耩鬻：游爹掣霉莠 善蒌 r 期：必瓣年i o 舅彩匪 中国石漓大学( 华东) 下程硕i j 举位论文 第一牵前言 嚯，l l 谯题磷究懿背景及意义 大庆油田经过几十年的丌发建设，目前已经进入了高含水开发阶段，油刚地匾各生 产系统黧受薄率普遍下辫，运霉亍效率簿低，系统麓裁嚣褰。播统诗，纛溪皇产过程黧麓 耗费用在原油生产成本中所占的比例已由“九五”初期的l o h ! 右上鞘- 别目前的2 0 以 上，著豆髓耗畿本还薅瑷平缝每年s 。蕊黎遴度蒋襞上舞。夔藩涟鬻器发戆囊续遂行， 产量递减两能耗升黼的矛盾将越来越突出。针对油刚颇临的这种生产现状，开展大庆浊 篱幕渎集徐系缝熬耗努瓣与麓量最德囊委臻巍，藩予控裁纛港生产孛赣耗土舞，降低骧 油生产成本，实王兕油田地颟工程高教、低耗、有序调憋和科学管理将越到重樊作用。 该颈磷蠢禽震热力学麓垂平鬻分褥法，建立了集输系统毵耗译榆滋娃熏籍一荻藉辩 数学模型，编制了原油集输系统效率和能耗分析软件，泶集大庆油田采油三厂北美 联褒采溃六厂壤 l 。薹联合潦集篱惹统测斌参数及站漆泵效、妒效鼗菘，运蔫上述软件 辩测试区块原油集输系统效率和能糕分布状况进行分柢，确定了原油集输系统各部分能 糕及萁分奄藏簿，使较舞瀚分褥结论与实瓣臻采误差小于- - + 2 0 。 + 2 鸯避淤磷突瑗状 为了攒彻执行中华入民共和圈节约能源法，以科学发展观为统领，以缝设资源 带筠鍪垒遂舞霾舞，大庚洼瓣开震了辫爨生产成本、提高经济效董、强化节裁篙莲嚣善 项工作。襁提出有针对性的节能措施前，对谢含水采油期集输系统能爨分布状况进行研 究，毽拖黎囊焉嚣骞集蓑系统整量避必要黧，将舞潼辫节麓辫耗提供辩学翦戴攮。 以大腴油田集油能耗为例，油刚生产能糕主要是耗气和糕电，其中耗气( 天然气) 集中在潼气集赣系统嚣转濑瓣蠢麓水蛞。麸2 0 0 5 年糕气统诗分析| 主躐来看，在涟气巢 输系统中，转油站闲气量较大，占生产用气擞的7 9 5 ，脱水站用气燮较小，占总用气 鬣淤2 孕，s ，冕表l 。 ；然漱鬻各生产环节耗电情嚣稽，漓掰生产耗电以采油耗电及注 水耗电量娥高，分别占生产总耗电量的3 7 。2 及3 4 。1 ，再次是集输占总耗电的8 。o ， 天然气系撬耗毫霸线籍瓣损耗毫分剽占总耗惫酶5 。2 糯4 。8 ，觅表i “2 。 第一帮前奇 表1 - 12 0 0 5 年生产耗气统计分析液 生产环誊耗气1 0 4 岔t i 慧惹耗戆滗辍篙) 转油站 6 8 3 5 27 9 5 髓水菇1 7 6 2 5 2 0 + 5 含计 8 5 9 7 71 0 0 o 表l 屹2 0 0 5 生产耗赶情况表 各生产环1 ，耗电糙电 【! i 总耗电的比侧( ) 采漆( 1 0 4 k w h ) 3 6 酾9 93 7 2 集输( 1 0 4 k w h ) 7 8 5 0 68 o 储运( 1 0 4 k w h ) 3 3 0 6 o + 3 注水1 0 4 k w h ) 3 3 5 2 7 23 4 1 供水( 1 0 4 k w h ) 2 6 7 0 92 。7 天然气t 0 4 k w h ) 5 3 9 9 5 。2 线路潮损( 1 0 4 k w 热) 4 7 1 3 0 4 ，8 注聚( 1 0 4 k w h ) 3 7 9 4 73 9 其它( 襄w m 3 7 0 6 53 ，寒 合计9 8 3 4 3 3 1 0 0 o 默上述统计数据看，油气集输系统中，采涵帮转油站豹生产环节弼气量和耗电量最 大，分别接近总能耗8 0 和总耗电4 0 。为此，有必要在了熊油田用能现状的基础上， 对高含水藤朔采漓期集输系统能量进行优化剃用，从丽有的放矢地提渤节麓降耗措施。 对于大庆油田，集油管道及掺水管道长度占集输系统总管飕长发的7 0 以上，其运行状 况直接影嘲整个集输系统的能耗及效率。幽此可觅，在大庆油衙高含水开发时期，研究 分析井口剿计量闻管网的缝耗及效攀计算方法，确定能耗分农耀律和罔能薄弱环节，共 大庆滴蔫集输系统“十一五 节能降耗工作的提供理论依据。 走了掇高油气集输系统酶生产运行管理水平，降低生产裁本，提蠢系统效率，锋瓣 国内油圈油气集输系统生产运行中存在的莱些具体问题，许多研究机构开发了相关的计 算视软件：大庆石油学院刘扬等人以掺水量褪掺水温度为设计变量进行了涟气集输系缆 生产运行优化软件；西安石油大学的曲斌等人应用计辫机网络信息技术构建了油气集输 系统智能纯管理嬲络；大庆石渣学院张兰双等人锋对辽滴翻浊小站集输流程开发了原漓 集输系统效率计算与能耗分析软件开发；中瀚石油大学黄鳝波，杨德伟等人开发了集输 系统效能与技改评徐软件。蓐嚣个软件只笺鬻予特定嚣块的集输系统，本顼基磷究秀发 2 中国石油大学( 乍寐) 3 - 程硕1 ：学位论义 的原油集输系统效率和能耗分析软件，是借鉴以上研究成果的基础上，考虑大庆油 田高含水期油气集输系统的运行现状，在系统的效率计算、能耗分析及调整改造方案制 定过程中均充分考虑了油井计量闽的管道对集输系统的影响，馒计算结果与实际情 况更加吻合。 1 3 研究内容及技术指标 研究内容： ( 1 ) 选定测试区块，在采油三厂、六厂各选一个联合站及所辖集输系统作为典型 测试点。 ( 2 ) 集输系统效率测试，主要是机泵效率、加热炉效率和管网效率测试； ( 3 ) 集输系统效率和能耗分析计算软件编制。 ( 4 ) 运用所编制的软件对测试区块原油集输系统效率和能耗分布状况进行分析研 究，找擞系统存在的薄弱环节及节能潜力。 技术考核指标： ( 1 ) 提出原漓集输系统各部分的能耗分布规律。 ( 2 ) 提交原油集输系统效率和能耗分析软件，软件分析结论与实测结果误差不 大于2 5 。 3 第二章原油集输系统能耗数学模型及效率计算方法 第二章原油集输系统能耗数学模型及效率计算方法 依据热力学能量平衡分祈法，建立了集输系统能耗水平评价的“黑箱一灰箱”数学 模型，采用该数学模型可以对集输系统联合站、转油站、计量间的能量平衡进行分析， 为编制原油集输系统效率和能耗分析软件提供理论模型。 2 。1 联合站能量平衡分析模型 联合站系统能量平衡分析采用黑箱一灰箱模型。对整个联合站系统，考虑站进出口 能量变化，采用黑箱模型进行能量平衡分析；考虑站内设备如加热炉、泵时，设备进出 口状态参数已知时，采用灰箱分析模型。 2 1 1 联合站黑箱分析模型 黑箱分析模型如图2 1 所示。 图2 - 1 联合站系统黑箱分析模型 图中：* 来液带入能； 氏一外输原油带出能； 磊一污永带出麓； 以上各项均包括热能和压能，即压= 磊+ e p i ，下文同。 枷合站供给燃料能； 氏联合站供给电能； 互l 一联合站总能损。 由上述黑箱模型得： 供给能量：e s u p ：e f 柱： 4 ( 2 一1 ) 中国石油火学( 华东) 工程硕士学位论文 有效能量：g o f = e o 手风- 玩w 系统能损：e 1 鼍风u p 叫珞 联合站的能量利用率及能损系数分别为： 能量利用率r l 。= & 凰u p = ( e o 档w - - e o w ) 儡手& ) 能损系数k e - - e l e s u p 2 重。2 联合站灰箱分析模型 灰箱分析模型如图2 2 所示。 图2 - 2 联含站系统灰箱分析模趟 1 、k 分离沉降罐；3 、仁脱水泵；5 、忙脱水加热炉； 7 二分离沉降罐；g _ 矽 输泵；9 一外输加热炉；薹o 一污水沉降罐。 图中：g o 、g w ，风旷意义同上； 翰_ 如一加热炉供给燃料能； g g 。l _ 啄广泵供给电能； e l l 嘲1 5 各设备麓损值。 内上述灰箱模型得： 供给麓量：e s t m = e n - - e 1 2 - - e 鹳韵1 2 鳓 总损失能量：e l = e n - e 1 2 彻1 3 彻1 4 - e t s - - e 1 6 - - e h 4 式中：e l l 霹_ 为站内罐与管网能损之和。 有效能量：丘f i 魄u p 吨l 各耗能设备能损系数为：越，i = e l ，e s u p 5 ( 2 - 2 ) ( 2 3 ) q 柳 ( 2 - 5 ) ( 2 6 ) ( 2 7 ) ( 2 8 ) ( 2 9 ) 第二章原油繁输系统能耗数学模型及效率计算方法 系统的能量利用率为：珂。- 1 弧z ( 2 一1 0 ) 2 2 转油站能量平衡分析模型 由于转油站系统内部各节点状态参数无法全部采集，因此采用黑箱一灰箱模型。考 虑转油站进出口能量变化，对整个转油站系统采用黑箱模型进行能量平衡分析；考虑转 油站内设备如加热炉、泵时，设备进出口状态参数已知时，采用灰箱分析模型。 2 2 1 转油站黑箱分析模型 转油站黑箱分析模型如图2 3 所示。 图2 - 3 转油站系统黑箱分析模型 图中：e o w l 一计量闻来液带入熊； 反吡一外输液带出能； 互k l 循环水带入能； 瓦栅环水带出能； 西一供给的燃料能； e 卜供给的电能； 互l 一系统总能损； 磊i _ 热能； 耳i - 压能。 由上述黑箱模型得： 各项能量：晟- - - - e h i 蝎i 供给能量：e s u p - e l 掘 有效能量：e e f - e o w 2 - 瓯w 1 手e w 2 晶l 6 0 1 1 ) ( 2 - 1 2 ) ( 2 1 3 ) 中国石油犬学( 华东) 工程硕士学位论文 系统能损：e 1 一e s u p 一鼠f 转油站的能量利用率及能损系数分别为： 能量利用率： - - e d e s t w = i 慨_ l ( e l ， 能损系数：妫= e i e s u p 2 + 2 。2 转油站系统凌箱分毫莲模型 转油站系统灰箱分析模型如图2 4 所示。 圈2 - 4转油站系统灰箱分析模型 1 一外输泵；2 一外输加热炉；3 掺水阀门 图中：l ，器啦、l ，r 意义圈上； 翰一加热炉供给燃料能； e g o l 泵供给电能； 垦l 、函矗设备能损德。 由上述灰箱模型得： 供给能量：e s u p - e f t 剃1 总损失能量：e 1 = e n - - e t 2 - - e 1 3 式中：噩r 戈站内罐与管网笺损之帮。 有效能量：e o f ：e s u p 吨1 各耗能设备麓损系数鸯：笺，i - - - - e l ，e s u p 系统的能量利用率为：瑁。爿啦j 2 。3 管道能量平衡分析模型 管道麓量分析采用黑箱模型，魏圈2 5 所示。 7 ( 2 - 1 4 ) o - 1 5 ) ( 2 1 6 ) ( 2 - 1 7 ) ( 2 1 8 ) ( 2 1 9 ) 0 - 2 妨 ( 2 - 2 1 ) 第二章原油集输系统能耗数学模型及效率计算方法 图2 - 5 管道能量分析黑箱模型 图中：e l 一管道进口流体带入能； 踢一管道出墨流体带出能； 肠一管道能损。 由上述黑箱模型得出： 供给能量：e s u p = e l 总损失能量：鼹- e 3 有效能量：磊f = 岛 管道能损系数：疋= e s e s 卿 管道能量利用率：智。- - - - 1 弧 ( 2 2 2 ) ( 2 - 2 3 ) ( 2 - 2 4 ) 0 2 5 ) ( 2 2 6 ) 2 4 集输系统各部分效率计算方法 2 4 1 集输系统效率计算方法 ：l 窆巩幢鳞聊+ r ) 兰慨鹾聊+ r ) l 1 0 02 l s = i 巩慨鳞聊+ 堙) 7 善慨鹾聊+ 氓) j 1 0 0 位2 7 ) l 口l j l z - z ， 式中：一原油集输系统效率，； 魄一某站站效，； 一某站管道管效，； 骂一某站的耗气( 油) 量，m 3 ( k g ) h ； 磷黻莱燃料基低位发热值，k , l m 3 ( 堙) ； w 一某站的耗电量，( k w h ) h ； r 一电能折算系数( 当量热值) ，k j k w h ； l q 一被测站数，座。 8 中国油犬学( 肇东) 工程硕一学位论文 2 ，碡。2 煞藏耄专凳蠢法 站效计算公式： 袭嚣鬟一璐严磊l 耄游菇 程2 嚣) 式中：线介质从潋嫔带爨的麓量擦对于计冀参数基准) ，彬纛； 繇一该站供给介质的能量，k j h ： 魏奔囊繁入该靖黪藏量( 藕薄予诗葬参鼗蓥漆) ，k j i b 。 萁孛， 级2 萋qg 舢3 卡熟十绫( 2 - 2 9 ) 式中；g l 分别为各类站外输油或含水浊量、巢暖热水餐、伴热总水量、掺液总量， t h ； e 对壹分骥隆热容，牲姆c ； t 一备类站外输出站、采暖热水、伴热热水、掺液、稳定炉出口温度，。c ； g 一、二羧脱东妒感瑟穷蒺瑟有翁热麓，g l l h ； q 6 一站态各类泵出日介矮具有的压力缝，1 黟l h ； 嚣一管道种类数，种。 然= 瞩+ g + 龟t c 轰 ( 羔毒) 姨燃匹( q 魏p , + 吲p , f p , ) x 1 0 3 持l ( 2 毒董 式中：g l 、q 一分别为一、二段脱水液量，t h ； q 、一分别为一、= 液脱水瀚介质比热容，瓣，秘； 龟、毽一分裂淹一、二段脱水炉麓塞瑟滠度，； 忍一分别是磐搽站外输泵出口压力、掺澉出口汇篱压力、伴热继f = l 汇管摧 力、二蔽鼗承泵鎏瓣汇警蓬力、采骧热承泵离露汇警悉力、蒙漓稳定秉漱瑟瑟力，m p a ； 麒一对应液体密度，t i m 3 ； 器泵的种类数，种。 9 第。章原油然输系统能耗数学模型殿效率计算方法 珑紫q q t ；x 1 0 3 + 嫉磊 j 瘁l ( 2 3 2 ) 式串；毫一嚣类站舞输炉避鬻、采疆瓣承、律热霹承、潞进站汇管( 掺液流程) 、 稳定炉进邈、外输綮泰端滠度，”c ； 琶一一、= 段脱水炉进口介质具有的热能，k j h ； 磊蘑蠹善类泵遴爵奔震翼有蕊垂秀麓，k j l h ； 以篱道种类数，种。 磊幅q + 鸯母”q ) x 1 0 3 ( 2 - 3 3 ) 式中：毳、一分霆势一、= 羧麓承炉酶遴簦溢度，。 蚪 魏竺【( g f 肛+ q p , ) x1 0 3 f 擞l 2 3 4 式中：忍分别为各类站外输策、掺液聚、伴热水泵、浆暖热水凝、二段脱水泵、 蒙渡稳定桑赫进霹、舞篱繁寒臻垂力，m p a ； 胛一泵的种类数，种。 级撒b q d y w 书渺霆 ( 2 3 5 ) 蕊中：客一某港浆耗气涟量，豫王( k g ) h ； 瞒y 晰某燃料麟低位发热值，k d l m 3 ( 堙) 谬一粱站瓣耗嘏蓬，( k w _ h ) h 疋一电然折算系数( 当壁热僮 ，k j k w h ； 平均菇效计葬公式 r 。= 魄，甄歹艮 据1；l 【：3 6 ) 式中： 繇一巢蛄篷羹效，； 材s 一平均站效，； 然；一莱站的供给能量，k j l h ； 擦一被 燹| | 系统的懿数，瘫。 中国杠油人学( 1 耘农) t 程硕i ：学位论义 2 。4 3 管效计算方法 管效计算公式 饕l = 醛i c t - l i g i p l | p 0 | 0 g l c l t i 专g l p i p , ) l o o 式中：仇某类管道管效，。 平均管效计算公式 ( 2 _ 3 7 ) 铲【善( q 。e + g 矗7 履) 7 善( g 。c + g 。致砖) 】l o o ( 2 - 3 8 ) 式中：蟹，一平均管效，； 珂一被测系统的某类管道总数或总管道数。 第三章现场移数测试及方法 第三章现场参数测试及方法 3 。 测试区块撇况 采浊三厂测试地点选择在四矿北五联。该站目淤处理4 抖转油站、5 栉转浊站、矿转、挞 站、1 0 # 转滋站帮= 艺六联来含东漓，本次磊场溅试雹捂5 霉转油站、穸转油站、5 嚣转滴站下 辖5 0 4 计量间、9 “转油站下辖9 0 2 计量间以及每个计量问所肖油井参数。图3 1 、图3 。2 芨霆3 。3 分裂给爨了5 0 4 计量阍、2 计量黼及2 9 0 4 计量测并甄分布图。其中5 葶转溃滔 下辖5 0 4 计量问共有电泵井1 口，抽油机井10 口。 图3 - 15 0 4 计爨间井网分毒图 十月油人【+ f 东) r “mi * z 9 4 转油站下辖9 0 2 计量问韭柯电泵井3 口，抽油机井9 口 罔3 - 29 1 1 2 汁砖间井刚分巾圈 采湖六j 测试地r 泄择杠四矿喇1 1 1 联台站，lr 噩删试l 自站f i ! jr 牿2 9 0 辑汕站、2 9 0 4 i 量问以及所n f _ 1 井参数， 阿3 - 22 9 1 ) 4 川i 川削分n h 采汕三j 和 ，均采川的是拟竹掺水集油流程，c 【| 引3 - 2 所不，从井几到训晕站、 转油站都是两条管线，条是热水管道，条足柴油管道。热水管道足转油站川热后的 热水输送到计口，在井口处热水与油井产液混龠，然后经集油管线输送到转油站。 第三啦现场移数测试及方法 3 。2 测试参数 3 2 1 井煳和计燮间参数 涟持参鼗：每霹莽产滚量、含汞率、产气量，窭涟垂力( 港蓬) 、塞潼瀵凄霸掺求 出口温度； 诗量澜参鼗：葸掺承燮、鐾掺国器遗囊( 每器井) 、每瓣并霾黎潺度、蒸并来渡汇 臀压力、汇管温艘、原油2 0 。c 密度、比热； 3 + 2 。2 转濑站参数 夕 输参数：每座计量燃来液进站湿度、遴站压力、步 输液爨、外输怒站澄度、铃输 舻遴霾溢凄、努瀚策迸、窝潞压力、辨菰警寒藕压力、矫输液台水率、辨输介蕊院热容； 掺水参数：掺水泵进娜压力、掺水出口汇管压力、掺水出国温度、总掺水爨掺水奔 艨院燕容( 己酝承的既热，溅试试验医漓熬阮热、掺水含油率，计算掺水介质沈热容) ； 采暧参数：暖热水量、采暖絮进口压力、出口压力、粼暖热水汇管出躺瀣度、采 谶汇管嚣承温度、兼暖热水介质院热； 皂耗参数：站悫悬耗燃料气( 油) 量、站糕电量、燃料基低位发热蠖( 计量髑提供) ： 计量澜到转漓站设计参教：转漓站下辖计量糊站数、每魔计量阉到转油站输油管线 的长度、外输起点离程、术点离程、管线蠡外径、僚潺层材瓣、保瀑鬃辱度。 3 ，2 3 联台站参数 签输参羧：每痉转洼站寒渡遴潍温度、遴蛄汇彗墨力、进站滚量、一段滚量、一 羧来液含水率、二墩脱水液爨、二段来液含水率、脱水炉进蹦温度、脱水炉出闪温度、 髓水泵进瓣压力、瓣水泵爨霹压力、癸篱泵遴露歪力、努输泵凑鏊基力、鳋输溜量、替 输出口温度、外输管末端压力、外输液含水率、外输油比热容； 采暖参数：采暖煞承量、采鹱泵避銎压力、塞瑟蕊力、采菠热承汇餐塞爨溢寝、莱 中国机油人学( # 东) t 程硕i j 学位论叟 暖汇管豳承温度、采暖热水介质比热； 自耗参数：站内自耗燃料气( 油) 量、站耗电量； 设计参数：联合站下辖转油站数、每座转油站到联合站输油管线的长度、转油站下 辖计量间数、每座计量间到转油站输油管线的长度、外输起点高程、末点高程、管线内 外径、保温层材料、保温层厚度以及导热系数； 采用大庆气象局有关测试区块不同层位地温数据。 3 3 测试方法及采用标准 3 3 。l 参数测试方法 产液量：油井产液量采用计量分离器量油测试，测试方法见g b t9 1 0 9 5 ： 产气量：气体流量计( 9 孬转油站下辖计量闻已全部停用，测试需要窟溺) ； 流量：未设置流量计的测试点，可采用便携式超声波流量计计量；设罱流量计的 测试点，采用现场测试数据，流量计准确度要求、测试方法见g b t9 1 0 9 。5 ； 温度：温度采用分度值为0 1 的精密温度计测量，温度计在测孔内停留时间不 少于5 m i n l 压力：测量压力用准确度不低于1 5 级压力表测试，读数读到o 0 1 m p a l 站内自耗燃料气( 油) 量：液体燃料应采用准确度不低于1 0 级的流量计测量，流 量计读数准确到o 1 k g ( l ) ：气体燃料采用精度不低于2 0 级的流量计测量，流量计读 数应准确到0 1 k g ( l ) i 耗电量：测定执行g b t1 2 4 9 7 ，g b t8 9 1 6 1 含水率：原油含水率测定执行g b t2 6 0 ，取样执行g b t4 7 5 6 ，每个测试点取 三个样测定，取其平均值为该点的含水率。含水率在6 0 以上的油样，每个油样不得少 于3 0 0 m l ，含水率在6 0 以下的油样，每个油样不得少于2 0 0 m l ，含水率精确到三位小 数； 原油比热容测定：测定原油2 0 。c 时的比热容，可按s y t 7 5 1 7 实测； 原油密度：测定2 0 。c 时的密度，执行g b t1 8 8 4 1 燃料热值：测定方法按g b t3 8 4 执行。 3 。3 。2 测试时生产工冼 在单元处于工况稳定后进行测试； 输油干线压力波动在- 4 - 5 范围内，温度波动在士l 。0 。c 范围内； 1 5 第三章现场参数测试及“法 瓣一个孽元菩彝参数嚣试在蘑一露潮袁，糍阕缝痰点溅彀数据煞霹涮溺隔瘟一 样，并采取等时间间隔的办法，般为5 m i n ，测间不得少于3 0 m i n 。 中固石油人学( 华系) 工程硕l j 学位论文 第四牵集输系统效率及畿耗计算分析 4 ，孽采油三厂圈矿集翰系统效率及蓑耗计算势精 由蛾场测试数搌，根据集输系统效率及能耗计算公式，计算三厂篡廷五联地区井隧管 翁、转浦述、联合靖等蚤帮分效率殿麓耗，并对计算结采进行了分擀总结，幽浚计算分 柢结果可以对三- - 北五联墩区的集输系统用能现状霄更详细的了解，找出该地区集输系 统震麓鹣薄弱环节。 碡。差1 采浊三厂遴妒集簸蒺缆荠盛簧蕊效率计算分耩 采溯三厂鹜矿集输系统并口管阏溺试数据和计弹结采觅鞭4 1 荆寝4 2 所示。两袭 分别为兰厂北五联9 0 2 计壁闻和5 0 4 计量闻下辖油井2 0 0 6 年l 差胃 - - 2 0 0 7 年1 愚酶平均 管效。交表露冕，9 0 2 计鬃溺下藉北4 6 蔼7 2 荤势瞽遥蓉效最低，为6 8 5 0 ，亩于该 祭管道管长为8 2 6 m ，在计量间下辖所有管邋中最长，因而濑降大，管效低，= k4 8 磷 2 单并篱遥警效鬣嵩，受8 7 。7 9 ，莲鎏霉一辩。粪2 7 t 荤势警道瞽羧遣就较高，鸯8 5 。0 2 ， 遮两条管道管长均比较短，但由于4 ，9 0 丙2 7 1 单井管道输液量比较大，因而温降较小， 管效较高。 液4 - 1 柴油三广糊矿9 0 2 计爨间井糊管道测试数据汇总袭 产渡含水 浊持出浊井掺水 议鲑阀 攀糕 滚弗参羧 冀鏊 塞 羹曩蜜鲞霾澄攫 嚣漉灞 管楚 x | 妒 ( ) f 静怂)转辞 度( ) ( c j a k m ) 北4 - 6 ，藤7 2 ( _ 挞) 3 5 。o o9 5 。1 73 8 3 34 5 2 03 5 。6 36 8 ；5 0o + 感g 嚣嬉嗡。雨7 3 懿) 5 2 8 69 6 ，4 73 8 ，5 34 6 ，4 03 7 。1 37 4 。9 4o 。7 1 北如? 。霭7 2 ( 撼) 3 0 + 9 79 l 。9 33 8 2 碡4 4 6 巷3 7 。7 9了3 ，罐sl ，0 6 就4 ，节丙7 4 ( 麴) 2 6 1 99 6 8 43 8 4 0 4 0 8 0 3 7 3 07 0 = ；3o 7 7 姜4 球羼7 3 ( 撼) 4 2 。l9 4 9 73 5 。0 04 4 ，8 转3 5 7 37 4 ，5 霪 。寒 北4 。9 丙7 2 ( 搠) 7 7 8 39 6 7 34 0 3 04 3 4 03 6 2 08 0 1 31 。9 7 悲蕾7 咎露2 7 0 ( 攘美势 北4 8 0 ，丙2 7 0 ( 抽) 4 5 。4 09 4 7 74 0 8 74 8 2 03 6 0 08 3 0 71 8 4 蓑冬钧霹2 7 i 攘 1 9 。39 5 ，鳓3 9 。3 35 4 ，鼹3 6 鬈8 5 就4 ，麓 北4 - 7 * 丙7 1 ( 呶)关井 l s 2 冀套秘嚣7 i ( 瞧拿3 ，2 l4 5 ，瓣4 6 ，2 4 1 。7 08 3 0 9l ，释瘩 北4 - 8 。雨7 2 ( 嗽) 7 1 3 49 5 0 74 5 0 95 9 0 04 0 3 l8 7 7 92 3 4 第明帮集输系统效率及能耗汁静分析 5 0 4 诗量阁下辖= 耋参酗丙5 塞攀著警遴篱羧蕞纛，蠡予该祭警遘謦长在滚计羹掰骞攀 井管道中最长，为7 2 3 m ，因而温降较大，效率较低。北4 7 。丽6 l 单井管道在该计量下 辏繇毒荤舞警遒孛效率蓑离，燕8 9 。8 5 ，蠹予该条篝道输液囊最大，凳1 7 4 。5 m 3 m ，瓣 时管长为3 9 8 m ，较短，凶而输送液体温降较小，管效较高。 豢4 - 2 莱涟三f 鼹矿5 0 4 嚣爨蘧著瑟篱遘嚣试数疆茫基裘 油井油井掺 计嫩间 单糕 产液鼍 禽水出浊 水出口蛰赦 x l 轻耋 油井参数圈港瀑 ( 萼蠡) 霹| 惫 搴瓤瀛窿瀑度 囊) ( k j f t - k m ) ( ( ) 北4 - 6 丙5 8 ( 抽) 1 0 6 7 09 6 o oo 0 04 4 1 33 6 。5 28 0 。6 7o 9 慧 藏舡垂秀5 9 撼) 5 ，鼹9 3 。0 70 + 0 03 9 。嚣83 8 艿移8 4 ，7 30 ，9 6 北4 - 7 丙6 1 ( 抽) 1 4 0 9 79 5 4 0o o o4 4 s 84 0 。1 28 9 8 5l ，1 娃 嚣4 - 6 0 。嚣2 5 7 菰)关葬 挑嬉一6 0 - 丙2 5 8 ( 抽)关井 就籼务密露2 5 9 ( 接)荚并 北毒* 6 0 - 丙2 6 0 撼) 2 。鑫78 9 ，4 39 。0 84 2 。s 4 2 。9 68 0 。8 20 。5 4 i 耘4 0 丙2 5 8 ( 抽) 6 3 5 0 9 6 8 72 1 6 03 9 9 73 7 。6 0 8 2 s 80 7 7 毒芝4 7 0 - n2 5 9 ( 接 3 2 ；? o 9 5 。4 7 0 ，0 丞3 9 ，8 3 8 。碡霪8 5 ；黔l 。6 6 鸵4 。7 0 丙2 6 0 ( 电) 6 2 1 69 7 2 0o 。0 04 1 。6 03 6 5 48 6 8 62 4 1 = 艺莲矗冬覆2 6 t 瞧) 2 5 、l o9 4 。譬32 2 。l 3 9 ，蛰s3 9 ，稻s 彝。3 30 4 7 采油三厂四矿9 0 2 计餐间和5 0 4 计肇间平均值 8 0 6 71 3 6 基体寒落，该逑基管遂效率平蝣海8 0 。6 7 ，效率低薛熏黑是警邋绦漫获蕊不著， 造成掺水幽计量m 输往井脚过程中散热量大、温降献，而且油管掺水腊输往计凝间过襁 孛叉要鼗失大鼙分热量，产生较大熬灌辫，鞭瑟整体管遭效率禳蕉。著瑟至诗薰篱零分 是集输系统得起始点，偏低的管效将带来较大的能耗，造成黛输总效举的降低，能耗增 啻 黼o 4 1 。2 采浊置厂四扩计量间剡转浊站镣道效率凝雒耗计黧分攒 鬏据莱漓三厂榘赣系统计量麓裂转演站篱道嚣测试参数避行了效率及麓藕计算分 攒，测试数据见表4 3 所示，计算绻果如表4 ”4 所示。 中国“油人学( 华东) t 程硕j j 学位论文 表4 3 采洼三厂四矿计量润到转漓站管道测试数据汇慧表 管道起始点9 0 2 计罐间一9 4 站5 0 4 计晕问一5 8 站 外输管液嫩( m 3 d ) 9 8 9 0 l5 8 4 6 3 外输液体比热容k j ( k g - 4 c ) 4 。0 7莲。0 8 含水率( ) 9 4 6 89 5 1 9 外输液体密度( t m 3 ) 0 9 9o 9 9 外输出嚣站瀑度( ) 4 3 。5 74 2 3 3 外输迸卜站温度( ) 3 7 4 34 0 0 0 外输出前站压力( m p a ) o 2 40 2 6 外输进f 端压力( m p a ) 。1 5 0 。1 2 管陡( k m ) 0 2 7 50 3 4 管径( m m ) 2 7 32 7 3 表4 - 4 采油三厂豳矿计量闫到转油涎管道效率计算结果汇总表 所属转油站起始点管效( )单耗1 0 5 ( k j t k m ) 9 4 转油站9 0 2 计苗问9 “转油站 8 5 8 71 4 5 5 8 转浊站5 0 4 计釜1 墨- 1 5 8 转涵蛞 9 4 。4 l0 。1 3 平均值 8 9 0 40 7 9 由上表可见，该地区9 0 2 计量间到矿转油站管效为8 5 8 7 ，5 0 4 计量问到5 4 转油站 管效为9 4 4 1 ，计量间到转油站平均管效为8 9 0 4 。 4 。l 。3 采油三厂四矿转油站到联合站管道效率及襞耗计算分析 根据采油三厂集输系统转油站到联合站管道的测试参数进行了效率及能耗计算分 析，测试数据如表4 5 所示，计算结果如表4 6 所示。 由表4 - 6 可见，该地区转油站到联合站管道效率较高，9 4 转油站到北五联输油管道 效率为9 2 。7 6 ，5 8 转油站到北五联输油管道效率为9 4 。9 ，该地区转油站到联合站输油 管道平均效率为9 4 2 3 。 由以上计算结果，褥出该地区平均管效为8 2 7 2 ，加强孩地区井霹到计量闻部分 管道的保温，提高该部分管道效率，降低能耗。 表4 5 采洼三厂露矿转油蛄到联合站管道测试数据汇慧表 管道起