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1、封面马宁油田马宁甲联合站工艺设计摘要：该联合站拟建于陕西省靖边县天赐湾乡境内。联合站可在一块大约是300m200m的区域上优先征用。站址周围无大型企事业单位及大型建（构）筑物，距离矿场油库38公里。该地区地势较平坦开阔，土质为黄土。 本论文进行了马宁甲联合站工艺设计。根据马宁油田的原油物性、天然气物性、气象、水文资料及联合站地形特征，建立一座联合站，使该区块油气集中处理，生产合格的原油、干气、液化气、轻烃。 在设计中，我们首先了解了联合站最基本的生产过程:站外来油经三相分离器、加热炉、稳定塔、增压泵、电脱水器、外输泵、计量等流程后，外输至矿场油库。而后，依据任务书所给数据进行基本参数计算，进而
2、完成站内主要设备数量确定、选型及校核，和管线站内总平面布置。绘制了工艺流程图、平面布置图和阀组间安装图。 进行设计时，由于原油油气比低，采用密闭输送流程，用以减少油气损耗。考虑原油含水量高，采用加热流程和两段脱水工艺。并在原油外输时，对其加热，使其达到外输温度要求。在设计中，考虑到停电和泄露等事故突发性，设计了正常流程和事故流程，来满足油田生产的正常进行。整个联合站设计以油气集输系统为中心，其他辅助系统互相结合，协调发展，使生产正常进行。关键词：联合站；油气集输；原油稳定The Design of Ma Ningjia Central Treating Station In MaNing Oi
3、l Field Abstract: The Central Treating Station of Ma Ningjia will be built on an approximately 300m200m area, Shaanxi Province, about 38 kilometers from the nearest oil depot. This loess area is open and relatively flat, and there are no large-scale enterprises and large-scale buildings (structures)
4、 around. This thesis is on the technological design of Ma Ningjia central treating station in Ma Ning oil field. According to the crude oils and the natural gass physical properties, and the meteorological phenomenon, hydrological data and the topography of the station, to build a central treating s
5、tation to ensure the centralized processing of the associated gas and the production of qualified crude oil, net gas, liquefied natural gas, and light hydrocarbon. In the design, the most essential process of production should be known first. The oil from outside would be transported into the field
6、depot of the mine after having passed through the three-phase separator, the heating furnace, the electrical dehydrator, the booster pump, the stabilization column, out-transportation technological and the measurement in turns. The basic calculations of the parameters should be done on the basis of
7、the job specification. The next is to decide the quantity and types of the major equipment, and calibrate them. The plane layout of the station would be finished, and the flow chart, layout diagram and the values installation diagram as well as be drawn. In the design, because oil-gas ratio is low,
8、it is necessary to make the oil and gas flow in the tight line pumping system to decrease the waste of the oil. Considering high water content of crude oil, it adopts the heating process and two-stage dehydration process, and in the transportation, the crude oil is heated to meet the temperature req
9、uiremet. Taking into account the power failure and leak incidents, it designs the normal procedures and accident procedures to meet the oil fields normal production. The oil-gas gathering and transportation process system, the center of the entire station, works in coordination with other subsidiary
10、 systems to ensure the normalization of production. Key words: Central treating station; Oil-gas gathering and transportation; Crude stabilization目 录1 绪论11.1 联合站设计的目的和意义11.2 国内外研究现状21.3 研究目标和研究内容61.3.1 研究目标61.3.2 研究的主要内容71.4 研究方案72 联合站设计说明书92.1 概述92.1.1 简介92.1.2 联合站工艺系统概述102.2 设计基础数据112.2.1 设计规模和依据1
11、12.2.2 站址布置132.3 流程及流程说明152.3.1 工艺流程设计原则和要求152.3.2 本联合站的工艺流程162.4 设备及其布置安装172.4.1 进站阀组的布置172.4.2 油气水三相分离器的布置安装172.4.3 泵房的布置安装172.4.4 电脱水器的布置安装182.4.5 锅炉房的安装说明182.5 管线的安装说明193 联合站艺计算203.1 基础数据计算203.1.1 设计规模203.1.2 天然气处理能力203.1.3 污水处理能力203.2 油气物性计算203.2.1 原油物性参数计算203.2.2 天然气的物性参数223.2.3 气液相进站流量计算233.3
12、 主要设备的选型计算243.3.1 三相分离器的选取与校核243.3.2 缓冲罐的选取与计算283.3.3 电脱水器的选取与校核283.3.4 加热炉的选取与计算303.3.5 罐的选取与计算313.4 站内工艺管线的选取及水力、热力的计算323.4.1 进站阀到三相分离器汇管计算与选取323.4.2 三相分离器到缓冲罐管线计算与选取353.4.3 缓冲罐到中间增压泵到电脱水器间的管线计算与选取373.4.4 电脱水器到加热炉之间管线的计算与选取403.4.5 加热炉到稳定区之间管线的计算与选取413.4.6 原油稳定塔到净化油罐之间管线的计算与选取433.4.7 净化油罐到加热炉之间管线的计
13、算与选取433.4.8 加热炉到外输泵之间管线的计算与选取443.4.9 事故管线的计算453.4.10 站内污水管线管径的确定483.4.11 站内天然气管径的计算503.4.12 进站阀组间的计算513.4.13 原油外输部分的计算523.5 泵的选型计算543.5.1 中间增压泵（循环泵）的选取553.5.2 外输泵的选取563.5.3 事故泵的选取57结 论58参考文献59致 谢601 绪论1.1 联合站设计的目的和意义联合站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，对他的要求是使其最大限度的满足油田开发和油气开采的要求，做到技术先进、经济合理，生产安全可靠，保证为国家生产符合数量和质量的
14、油田产品。油田联合站的主要作用是接收各转油站来油，对油气水进行分离、净化、加热，将处理合格后的的原油、净化污水、净化天然气向下一级油库输送。所以联合站工艺流程的每一步都关系到是否能有效的利用石油资源、提高能源的开发率和利用率，使联合站能够安全高效的运行。联合站的研究具有重大的现实意义和应用前景。根据联合站的功能和规模，搞好优化设计，不断提高联合站设计水平、争取达到开发方案的优化、油田总体布局优化、工艺流程优化、自动控制系统优化、联合站总图优化、配套系统优化，以合理有效的利用石油能源，提高能源的开发率和利用率，使联合站能够安全高效的生产。 联合站是油田油气集输过程中的重要生产环节，是集油气分离、
15、原油脱水、原油计量、稳定外输、油田注水、污水处理、消防即热力系统等为一体的综合生产过程。功能是：将分散在油田各处的油井产物加以收集；分离成原油、伴生天然气和采出水；进行必要的净化、加工处理、使之成为油田商品、以及这些商品的储存和外输。同时油气集输系统还为油藏工程提供油藏动态的基础信息，如：各油井汽水产量、汽油比、气液比、井油压和回压、井流温度等参数及随生产延续各种参数的变化情况等，使油藏工作者能加深对油藏的认识，适时调整油田开发设计和各油井的生产制度。因而气油集输系统不但将油井生产的原料集中、加工成油田产品，而且还为不断加深对油藏的认识、适时调整油藏开发设计方案、正确经济地开发油藏提供科学依据
16、1。在石油的开采、储运等生产过程中，动态监测是生产管理的重要工作内容，也是保证油田正常、安全、经济运行的重要手段，在西方发达国家自动化数据采集与控制（SCADA）已经成为生产的配套设施。动态监测的主要内容包括泄漏监测、压力超高保护、温度异常、含水超标等。油田被称为“没有围墙的工厂”，油井、集输站、联合站星罗棋布，偏远分散，而石油的整个生产流程又通过管道连接起来，成为一个压力系统，可谓牵一发而动全身，特别是泄漏事故时有发生，给油田造成巨大的经济损失和环境污染。因此，实现油田生产系统的动态监测，对于及时发现泄漏等故障、优化生产运行参数、减少盗油犯罪案件的发生、提高油田的现代化管理水平等具有重要的意
17、义。 本课题的研究目的：选择此课题的目的在于可以多了解一些关于联合站建设方面的知识，通过对联合站建设内容的研究，使我更加了解联合站在油田地面建设中的重要作用，特别是对油气水的三相分离、原油脱水、轻烃回收以及联合站的节能降耗等方面知识得到比较清楚的认识。这也是将四年来所学的知识进行一个系统综合的机会，对于专业知识的理解和消化都有极大的帮助。1.2 国内外研究现状国外对高含水期和特高含水期油田采用的方法和措施：在高含水油田(区块)建立独立的预脱水系统，由大站集中脱水改为在井场分散脱水；在转油站和大站推广使用适用于高含水期油田原油预处理新流程。为此，原苏联各高含水期油田相继研制出了一些矿场原油预处理
18、新流程。全苏石油集输与预处理科学研究所研制出并在各油田推广使用一中新流程，用于高含水期油田的转油站预脱地层水，并使脱出的污水达到回注地层的标准。该流程的技术特点是利用气浮选净化污水的原理，把分离器中分离出的一部分天然气不断地、均匀地引入到排往污水接收罐的管线中，污水和气泡在管线中一起流动时携带污水中悬浮的油滴浮到管道的上部，油滴相互聚结，进入污水接收罐后很快分离。采用该技术后，污水的沉降时间减少了50%60%，及污水在沉降罐中的停留时间不超过1520min；净化水剩余含油量为59mg/L，悬浮固体含量79mg/L；所需的沉降装置数量相应减少，而污水处理量却大大增加。在处理高含水原油的同时收回破
19、乳剂的流程：根据研究结果，可用不含破乳剂的水冲洗脱水原油，将原油中所含破乳剂冲洗到污水中，然后用气浮的方法将破乳剂萃取出来重新加以利用。在实际调查和理论研究的基础上，该局1989年在科图尔-捷别油田推广使用了一中可以回收破乳剂的热化学原油预处理流程。流程的工作原理如下：由加药装置添加破乳剂后的油水乳状液经泵送入加热炉，加热的乳状液进入沉降罐，从沉降罐中排出的含破乳剂的污水进入压力气浮装置，预脱水后的原油在进入沉降罐深度脱水之前，有专门的管线添加新鲜水（淡水）冲洗原油中的破乳剂，含破乳剂的污水汇入污水管线流入压力气浮装置，气浮装置中萃取出的破乳剂（含水部分）重新送入加药装置，净化后的污水排入注水
20、系统。整个萃取污水中和原油中破乳剂浓缩物的过程在这样一个封闭循环中进行。该油田使用以上流程后，在保证原油预处理质量同时，大幅度地减少了破乳剂的投加剂量；提高了破乳剂的利用率；降低了原油处理的费用。为提高原油破乳处理的效率，脱除地层水并实现原有深度脱水，鞑靼石油科学研究所与全苏石油热采工艺研究所和卡腊然巴斯石油热采经济联合体的专家们共同研制并推广使用了一种新工艺流程，解决了卡腊然巴斯油田的高粘原油的预脱水、原有深度处理和除砂问题。国内胜利油田高含水期集输系统配套工艺技术的主要攻关目标是：通过采用高效油气水砂思想分离装置，在进站不加热的条件下达到分离后原油含水20%，污水含油500mg/L；应用高
21、含水原油预分离水旋流器进行不加热预分离，处理后原油含水率80%，污水含油1000mg/L。达到降低高含水原油加热费用，节约能耗，提高效率的目的。采用污水除油水力旋流对含油污水常温除油，简化污水除油工艺，提高除油效率。旋流器进口污水含油1000mg/L时，出口污水含油50mg/L。采用旋液环流式高含水原油除砂期对高含水原油进行除砂，除砂率在80%以上。研制油井两相分离变压控制计量装置，对现用的玻璃管量油分离器进行改造，提高精度和自动化水平2。改造后，在采出液含水90%条件下，计量精度为：油10%，水5%，气10%。结合油田采出水处理后回注地层，处理后水质要求高的特点，水处理采用一级除油，二级过滤
22、的工艺技术，采用了改性纤维球过滤器、重力式粗粒化斜管除油、衬塑铝合金复合管道和玻璃钢管道等新工艺、新设备、新材料，同时在各阶段投加缓蚀剂、混凝剂和杀菌剂等药品。 在污水处理系统中采用的改性纤维球过滤技术，主要以改性纤维球为滤料，利用改性纤维球亲油疏水、亲水疏油的双重性，以达到截污能力强、便于反冲洗的目的，与传统过滤器相比工作效率显著提高。药剂的投加和工艺设计紧密结合，充分保证药剂反应所需的水力条件，在提高药剂效果的同时减少了投药量。使杀菌、絮凝、助凝、缓蚀及阻垢等药剂的投加更加合理有效。处理后污水均用作注水用水。出水水质标准按长庆油田污水回注指标控制标准（修订）渗透率为0.01 m2的类标准控
23、制。污水处理及回注工艺的成功应用，既解决了污水出路，保护了环境，又节省了水资源，使得油田生产废水得到有效利用，取得了较好的经济效益和社会效益3。采用科学新技术、借鉴其他各油田成功经验,今后集输技术主要向以下方向发展:原油集输处理系统工艺简化、流程缩短、能耗低的方向发展。随着高效三相分离器的成功应用, 取消电脱水器不仅成为可能, 而且在部分联合站已经实现, 今后推进工艺流程简化、缩短, 从而降低集输处理能耗是油田在高含水期面临且必须解决的问题之一。防腐技术、除防垢技术及管线泄漏报警定位的技术应用将被大力推广。随着高含水期的到来, 管线腐蚀结垢问题将是困扰和制约油田今后发展的重要因素之一, 防腐技
24、术、除防垢技术、管线泄漏报警定位是今后面临的重要技术课题。地面水驱及聚合物驱两套系统将向着“有分有合、分合结合”的方向发展。随着三次采油技术的应用, 如何解决随之而来的集输处理问题也是今后面临的重要技术课题。集输处理系统将向着数值模拟化及自动化方向发展。为了提高油田生产管理和运行管理效率, 降低管理成本, 提高管理水平, 数字化、自动化油田建设是油田今后的发展方向4。美国海湾石油公司于1954年10月，建成世界上第一套自动监控输送系统(Ledge Automatic Control Transmission system，简称LACT)装置，解决了原油的自动收集、处理、计量和输送问题，到196
25、7年底，美国陆地石油公司己有75%的原油采用LACT装置。在LACT应用的同时，一些原油处理站出现了以闭环控制为特点的就地自动化控制系统。从六十年代末期以后，计算机及PLC技术已开始应用于油田联合站内的部分生产系统中，但此时联合站集输系统还是处于简单常规仪表控制时期。随着集输工艺上计量站的形成和中心处理站(简称联合站)的产生，集散控制系统(Distribute Control System，简称DCS)开始应用于联合站集输系统中代替常规仪表。进入九十年代，DCS的功能越来越强，工作也越来越可靠。如HONEYWELL公司的TDC3000系统、FISHER-ROSEMOUNT公司的PROVOX系统
26、等数十个厂商的DCS都在油气处理站有所应用。随着通信技术的发展，SCADA ( Supervisory Control And DataAcquisition)即监控与数据采集系统越来越多地应用于油田生产控制与管理中。 SCADA系统与在油气开采中的处理设备上的检测仪表和控制设备直接相连接。这样连接能够实时和不断地获取检测仪表所检测到的运行信息。SCADA系统还可以主要是面向操作人员的需要，也可以是多用途的，提供操作、计算、管理和经营等功能。进入90年代以来，一场拉动自动化仪器仪表工业“革命”和仪器仪表产品全面更新换代的技术在国际、国内引起人们广泛的注意和高度重视，其发展的势头已成为世界范围内
27、的自动化技术发展的热点，这就是被产业界人士称为“自动化仪表与控制系统的一次具有深远影响的重大变革”的现场总线技术以及基于现场总线的工业过程智能自动化仪表和基于现场总线的开放自动化系统。在此基础上进一步发展，构成了新一代的自动化仪表与控制系统先进体系，向更高层次的“综合自动化”推进，实现“综合自动化”是当代自动化技术发展的方向5。现场总线智能仪表及其基于现场总线的开放自动化系统将成为实现综合自动化最有效的装备。现场总线控制系统(FCS)的核心是现场总线技术。现场总线技术是计算机技术、通讯技术和控制技术的综合与集成，是过程控制技术、自动化仪表技术、计算机网络技术三大技术发展的交汇点。发展基于现场总
28、线技术的全开放分散控制系统己成为自动化领域广为关注的焦点课题。国际上现场总线的研究开发正在深入开展。国外一些大的自动化公司在九十年代后期都推出了自己的现场总线产品。美国等一些国外油田已经开始应用这些产品6。 目前，国内油田的联合站、实验站、外输油(气)站都安装了PLC(DCS)控制系统及仪表盘，这些控制系统和仪表盘在站内参数监视、流程控制方面的作用已经是人工无法替代的。联合站是对各转油站来液进行集中处理的地方，它主要包括含水原油自然沉降系统(一段脱水)；电脱水系统(二段脱水)；污水处理系统；成品油外输系统；污水回注系统；而联合站中最重要的就是原油集输系统，包括含水原油自然沉降系统(一段脱水)，
29、电脱水系统(二段脱水)，实现联合站脱水系统的良好控制，对于保证联合站平稳运行，确保生产安全与输出油品质量，具有十分重要的意义。联合站计算机控制系统，大都采用的是单回路给定点的PID控制算法PID控制是最早发展起来的控制策略之一，按偏差的比例积分和微分进行控制的调节器称为PID控制器，它是连续系统中技术成熟，应用最广泛的一种调节器但是在实际的工业生产过程中，往往具有非线性，时变不确定性，难以建立精确数字模型，应用常规PID控制器不能达到理想的控制效果。因此，利用神经网络的自学习能力和逼近任意函数的能力，把神经网络与传统的PID控制有机结合寻找一个最佳的PID非线性组合控制规律，将在一定程度上解决
30、传统PID调节器不易在线实时整定参数，难于对一些复杂过程和参数慢时变系统进行有效控制的不足，从而提高控制器对系统与环境的适应能力和控制效果。在采油厂联合站中，各种仪器设备都要处于全年时时刻刻运行的工作状况，而原油生产的油井油站相对分散，但是如果这些仪器设备的原始数据完全由人工来采集，需要投入大量的人力物力，其精度保证率很低，人为因素很多。所以，如何改进和提高原油自动计量、数据自动分析、实时监控，是摆在油田企业急需攻关解决的首要课题。原油计量准确与否，关系到各区块地质开采方案的计算和编制；关系到原油产量的上产；关系到采收率的真实度；关系到勘探开发的部署；关系到企业的效益。因此充分利用网络通讯技术
31、、工业控制、电子技术，革新传统手工操作、分散计量和统计报表的旧生产工艺，从而达到提高原油计量高精度的远程集中化科学管理和实时在线监控；实现流程操作全自动化；根据监控中心提示及时地采取相应的措施，保证生产顺利进行；存储设备运行参数以便分析生产状况，统筹规划。国内油田联合站是原有生产过程中最重要的环节之一，它是集集输、污水处理、注水等多个系统为一体的综合性生产过程。其中集输系统是进行原油脱水、实现油水分离的重要环节，直接关系到成品原油的质量及污水回注的质量，关系到联合站的节能降耗；也决定着联合站生产过程的安全平稳运行及原油生产的平稳运行、保证外输净化油含水、节省能源、减轻工人的劳动强度，具有一定的
32、经济效益和社会效益5。油气集输系统在国民经济中起着重要作用。由于各油田乃至各区所处的环境不同，油藏性质、开发方案、工艺条件、油气井产品构成、油气性质等千差万别，油气集输系统必须在各种生产情况变化的条件下，安全经济地产出合格产品。油气集输系统不仅在石油工业内部是联系产、运、销的纽带，在全国以至国际范围内，夜视能源保障系统得重要一环。石油和天然气是世界各国经济发展和任命生活中不可缺少的重要能源，但全球油气资源的分布却很不均衡，以天然气为例，世界艺坛绵亘的生与储量中，俄罗斯占34%，且高度集中在西西伯利亚的远东地区的巨型气田中。人口占世界不到5%的中东地区占有32%的储量，而人口占世界近60%的亚洲
33、，只有约9%的探明储量。我国的分布不均情况也和世界类同，新疆塔里木盆地的资源量占全国的23%，海域占21%。一方面资源大都分布在远离消费中心的边缘地区，另一方面各国和各地区的需求量又差别很大。据有关部门预测，到2010年我国上海、江苏、浙江三省市的天然气总需求量要比青海、甘肃两省的总需求量高出 10倍以上。不论是国内还是国际，面对这一供需矛盾，都需要一个可靠而庞大的油气集输系统来联系产地和消费中心。油气集输系统的可靠与否不仅影响国家经济建设的可持续发展，也是制约区域经济平衡发展的重要因素。欧美各大石油公司均不惜投入巨资建设油气集输设施，各国政府在油气田地面生产、油气储备、管道安全、输气管网及城
34、市配气的运营等方面均制定了一系列法令、法规，一方面要加强油气供应的保障能力，另一方面又要控制大公司的垄断。向市场经济过渡的我国油气集输系统。长期以来，我国的石油、天然气工业在计划经济体制内，只重视产量，不关心销售，生产出来的油气销售是由上级部门安排的。在整个产运销的流通过程中，销售环节占去了利润的大部分，而销售的通畅与否又是与油气集输设施密不可分。在向市场经济过渡的过程中，人们已逐渐认识到销售环节对整体效益的重要性。随着我国开始实施油气工业国际化经营战略，必须逐步建成一套连接全国且运转灵活的国内油气储运系统，包括油气输送干线网及与其配套相连的储备库、转运枢纽、港口及分配管网等，建设与国际油气市
35、场接轨的跨国油气输送干线的工作步伐也必然会加快。只有这样，才能使我国的油气集输及储运系统真正成为强有力的能源保障系统7。1.3 研究目标和研究内容1.3.1 研究目标本次设计的目标是在根据马宁甲集输站的基础上，结合该站的原油物性，天然气物性，气象、工程地质及水文资料，以设计一个最优联合站为目的，展开该课题的研究工作。1.3.2 研究的主要内容1、计算及说明书部分内容(1)该联合站原油处理能力计算，原油、天然气物性计算； (2)方案设计（确定处理工艺和方框流程）；(3)主要设备选型计算： a. 分离器的台数、尺寸； b. 缓冲罐的大小、台数； c. 脱水器的台数、尺寸； d. 加热炉的台数、热负
36、荷、热效率； e. 泵的规格、型号、类型、功能、台数； f. 储油罐的个数、容量、防火堤等。 (4)根据地形测图确定总平面布置；应考虑的因素包括：平面、竖向、分区、道路、防火间距、消防、风向、周围环境、绿化、油气流向、管线布置等；(5)撰写该联合站总平面布置说明书，完成工程说明书的编制；(6)根据平面布置图和方框流程图确定联合站的工艺流程，撰写流程说明，包括正常操作时的油气水流向、事故（停电）、站内循环时油气流向；(7)进行站内水力、热力计算和设备（如分离器、电脱水器、缓冲罐、加热炉、泵等）的选型计算及数量的确定，完成工艺计算书的编制。2、绘图部分内容(1)联合站总平面布置图；(2)联合站工艺
37、流程图；(3)阀组间安装图。1.4 研究方案1、利用图书馆和互联网的资源，搜集与本设计题目相关的资料和信息，并进行资料的整理和分类；2、调研有关联合站设计方面的研究内容，查阅并翻阅与设计有关的外文文献资料，撰写开题报告；3、完成方案论证，确定处理工艺和方框流程；4、根据任务书要求，进行该联合站设计规模、原油物性和天然气物性的计算；5、进行设备的初选；6、进行站内水力、热力计算和设备（如分离器、电脱水器、加热炉、泵等）的选型计算及数量的确定，完成工艺及算书的编制。根据方框图流程确定总平面布置；7、根据平面布置图和方框流程图确定联合站的工艺流程，完成平面布置图和流程图，撰写流程说明，正常操作时的油
38、气水流向、事故（停电）、站内循环时油气流向；8、完成平面布置图图、工艺流程图图、阀组间安装图；9、完成工艺说明书和工艺计算书的编制。2 联合站设计说明书2.1 概述联合站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，为了使其最大限度地满足油田开发和油气开采的要求，设计时应该做到技术先进，经济合理，生产安全可靠，保证为国家生产符合质量要求的合格油田产品。2.1.1 简介联合站，即集中处理站，是油田地面集输系统中重要组成部分。就油田的生产全局来说，油气集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后的很重要的生产阶段。如果说油藏勘探是寻找原油，油田开发和采油工程是提供原料，那么油气集输则是把分散的原料集中处理，使
39、之成为油田产品的过程。联合站一般建在集输系统压力允许的范围内，为了不影响开发井网以及油田中后期加密井网的布置与调整，应尽量建在油田构造的边部。联合站将来自井口的原油、伴生天然气和其他产品进行集中、运输和必要的处理、初加工，将合格的原油送往长距离输油管线首站外输，或者送往矿场油库经其他运输方式送到炼油厂或转运码头，合格的天然气则集中到输气管线首站。联合站一般包括如下的生产功能：油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、轻油回收、原油储存及向矿场油库输送、污水处理、净化污水回注地层、接收计量输来的油气混合物、变配电、供热及消防等。图2-1-1 联合站工作示意图2.1.2 联合站工艺系统概述1、油
40、气水混合物的收集一个区域中若干油井的井口产物经过计量后，输送到联合站进行集中处理。在收集的过程中对于高粘度、高凝点原油要采取一定措施，使它能够在允许的压力下安全的输送到联合站而不至于凝固在管线内。通常采用的方法有：加热保温法；化学降粘、降凝法；物理降粘、降凝法。2、油气水的初步分离在实际生产工程中，从油井出来的不单是原油，常常含有气、水、砂、盐、泥浆等。为了便于输送、储存、计量和使用，必须对它们进行初步分离。油井产物中常含有水特别在油井生产的中后期，含水量逐渐增多，利用离心重力等机械方法分离成气液两相。有些井出砂量很高，同时还应该除去固体混合物。油气水的初步分离主要在三相分离器中进行，在开式流
41、程中，也在沉降罐中进行。油和机械杂质、盐的分离一般与油水分离同时进行。当含盐、含砂量高时，有的要用热水冲洗和降粘后再沉降分离，连同水、机械杂质和盐一起脱除。3、原油脱水对轻质、中质含水原油，宜采用热沉降、化学沉降法脱水；对中质、重质的高含水原油，先采用热化学沉降法脱水，再用电脱水，对乳化度高的高粘度、高含水原油，应先破乳再沉降脱水。4、原油稳定原油中甲烷、乙烷、丙烷、丁烷（正构）在通常情况下是气体，这些轻烃从原油中挥发出来时会带走大量戊烷、己烷等成分，造成原油的大量损失，为了降低油气集输过程中的原油蒸发损耗，一个有效的方法就是将原油中挥发性强的轻烃比较完全的脱除出来，使原油在常温下的蒸汽压降低
42、，这就是原油稳定。原油稳定所采用的方法可以分为闪蒸法和分馏法两大类。闪蒸法又分为常压闪蒸、负压闪蒸和正压闪蒸。5、轻烃回收从原油中脱除的轻烃，经过回收加工是石油化工的重要原料，也是工业与民用的洁净燃料。随着石油化学工业的飞速发展和世界性能源短缺，天然气回收液烃技术得以迅速发展，轻烃回收给国家创造了更多的财富。轻烃回收工艺基本可以分为三种：吸附法、油吸收法和冷凝分离法。我国油田气轻烃回收都采用冷凝分离法，按冷冻深度不同，冷凝分离可以分为浅冷（-15-25）和深冷（-60-100）两种。6、天然气随油井中原油一起采出的伴生气，直接输送到气体处理厂。7、含油污水的净化原油经过沉降、脱水后放出来的水，
43、还含有一定量的原油、泥砂等物质，必须经过净化才能回注或外排。从污水中回收污油，既节约能源又保护环境，经过处理后的污水一般回注地层，保持油层压力，提高油藏采收率。含油污水处理的常用方法是：重力沉降除油法、混凝沉降法、气体浮选法、斜板除油法和过滤除油法。8、辅助生产系统辅助生产系统包括给排水系统、供热系统、变配电系统、通讯系统、采暖及通风系统、道路系统等。这些系统都是联合站的必要组成部分，是联合站正常工作的保证。2.2 设计基础数据2.2.1 设计规模和依据(1) 设计依据： 根据西安石油大学储运教研室下发的设计任务书： 设计过程中参考相关设计规范：a、油田油气集输设计技术手册；b、油田油气集输设
44、计规范；c、油气分离器规范；d、油田常用阀门选用手册。(2) 设计规模：原油处理能力：100万吨年（纯油）（综合含水按87%计）预留原油接转能力32万吨年，天然气净化能力6万m3/d系统配套工程：变电所一座，设置双路电源供电：锅炉房一座，消防泵房一座, 通讯装置一套，道路。(3) 设计基础数据： 原油物性见表2-1表2-1 原油物性比重粘度(50)11.11凝固点12含胶质含硫气液进站温度30原油出馏点78原油含蜡13.0%含沥青质平均气油比18气液进站压力0.46MPa 天然气物性伴生气组分见表2-2。表2-2 伴生气组分CH484.5%C2H63.81%C3H85.43%C4H103.24
45、%C5H121.17%C6H140.41%C7H160.19%C8H180.18%CO20.14%N21.11% 气象工程地质及水文资料见表2-3表2-3 气象工程地质及水文资料地震等级按VI级烈度设防地耐力7t/m2月平均最高温度38.6月平均最低温度-27.8年平均气温8.9最多风向S月平均风速2.6m/s最大冻土深度130cm 参考设计参数见表2-4表2-4 参考设计参数三相分离器进口温度55三相分离器出口温度55三相分离器控制压力0.5MPa三相分离器出口原油含水40%原油缓冲罐控制压力0.15MPa电脱水器控制压力0.3MPa电脱水器脱水温度55电脱水器出口原油含水0.5%电脱水器出
46、口油污含油0.5%原油稳定温度60原油稳定压力-0.04MPa原油外输温度60油罐储存温度45502.2.2 站址布置(1) 站址的选择该联合站拟建于陕西省靖边县天赐湾乡境内。联合站可在一块大约是300m200m的区域上优先征用。站址周围无大型企事业单位及大型建（构）筑物，距离矿场油库38公里。该地区地势较平坦开阔，土质为黄土。对于站址的选择，从平面上考虑应满足下列要求： 站址应有一定的面积，使站内建筑物之间能留有负载荷防火安全规定的间距离，并给站的扩建和改造留有必要的余地； 所选站址与附近企业、住宅、公用建筑物要保持应有的安全防火距离； 所选站址的交通、供电、供水、电讯等尽量方便，还应靠近允许排污水的低洼带或水塘，或者靠近考虑污水处理设施的地方，以便排除站内的污水，不致损害农田和水源； 所选站址地势较高或具有平缓倾斜，这种地形使站内易于排水，有利于油罐区和泵房的竖向布置，应避免站址选择在低洼沼泽地区或可能浸水的地区； 尽可能不占或者少占用耕地，从工程地质条件来考虑应满足如下要求：地耐力应不小于0.145MPa，腐蚀性较小，沉陷不大且均匀，并且能很快停
