原油集输管线系统运行能量分析-经典
最后更新时间：2024-02-26
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论文导读：
摘 要：原油的集输管线系统是油田地面工程主体部分，原油的集输以及其系统的运行对油田的开发以及建设有着十分重要的作用。较为成熟的原油技术管线系统依旧处于研究当中，通过对原油集输管线运行系统中的能耗分析，明确了原油集输系统各部分的能源消耗，从而为管线系统能源节约和运输效率提高提供了一定的参考。
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：原油；集输管线；系统；运行；能量
16723198（2012）14017901
原油的集输系统是在原油自油井中出产后，通过油井井口的管线到原油的计量站，通过计量后在以集油管线输送到联合站进行脱水以及保证原油性能稳定的一系列处理过程，直至原油各种水含量、饱和蒸汽压等硬性条件符合产品的标准，最终将达到标准的原油输送到原油库的整个过程。原油的集输系统是能源输送的重要设备，同时也是消耗大量能源的设备。在原油的收集到处理的整个过程需要消耗大量的能源，而当前油田中的原油加热设备效率不高，且输油泵的功率无法满足系统的需求，要提高技术系统的运行效率，必须优化原油的集输系统，通过对相应系统的能源消耗分析，为提高系统效率以及节约能源消耗奠定了基础。
1 油气水的分离过程能耗
要使原油产出液的油水分离，那么应提高进站原油的温度。同时随着油田开发的逐渐深入，油田逐渐进入了高含水期，同时由于开采时间较久的油井的集输系统依旧采取高含水原油直接进站加热升温的加工工艺，容易在导致能源的浪费，降低系统运行的能耗。同时，油井的产量减少也在一定程度上导致了外输泵功率与实际的需求不相符合，所消耗的电能较大。由此，在油井的特高含水开发期，大部分油田都通过工艺的改进，采取了有效的措施提高运输设备的效率。可通过利用阶梯式的热化学沉降脱水代替了电化学脱水方式，其主要的原理在于井站来液通过三相分离器进行分离后，而后通过加热炉升温后通过沉降进行脱水，从而使油水分离。
2 集输流程能耗
典型的原油集输系统是通过计量站到中转站最后到联合站等一系列的处理和分离过程实现原油的分离。为了实现输油任务，集输系统要将油井的产液加热到一定的外输温度，系统热量的消耗主要来源于油井产出液含量、含水量以及产液温度和外输温度。同时集输系统通过三极管进行散热，所消耗的热量在一定程度上受到各级管网的长度、介质的温度以及环境的温度影响。系统的站设备散热所消耗的能量受到操作温度、设备的大小以及环境的温度的影响，而对于具体的油田或者系统，就理论上而言，操作温度、设备以及环境温度都是确定的，由此，总体的所消耗的能源也是确定的。这些消耗的能源都来自于设备的加热或者原油的燃烧以及天然气的燃烧所得出来的，就理论上而言也是确定的，若是将原油加热的设备转换成热泵集输系统，那么就应全面考虑集输系统的能源消耗的状况。
3 原油输送过程中的参数以及油泵的能源消耗
在输送容易凝结或者高展油样品的输送过程中，不能直接使用等温输送的方式，是由于油品的粘度较高时，若是使用常温输送，那么在实际工程中难以实现，同时输送中的动力损失的折合费用较高，经济性不强。加热的输送方式是当前对高凝固点的原油输送的最为常用的方式，也就是将高凝固点的原油加热然后输入输送管道，有效提高输送的温度从而有效降低输送的粘度，减少油品由于摩擦而造成的损失，通过消耗热量节约动能。由此减少输送过程中的能源消耗意义重大。
在实际的输送过程中，原油的粘度受到较多因素的影响，油品本身内在的胶质、沥青、石蜡、气体以及水的含量都对粘度造成了一定的影响，同时外部环境中的温度也将对油品的粘度造成了影响。具体的试验表明，压力作用对原油的影响程度很小，基本上可以忽略不计。温度的变化对原油的粘度影响较大，原油的粘度随着温度的升高而下降。而含水量对原油的粘度影响较为复杂，当含水度在10%-20%范围内时，原油的粘度将随着含水量的上升而增大，而当含水量保持在20%-40%时，其粘度是不含水原油的3倍到5倍。而当含水量达到55%-75%时，其粘度是不含水原油的9倍到22倍，粘度达到最大，当含水量超过80%时，相应液体的粘度与水的粘度接近。就实际而言，原油的粘度对输油泵的性能具有较大的影响，当原油粘度提升时，输油泵的排量和扬程都有所降低，而油泵的功率将上升，油泵的能效将下降。
4 总结
综上所述，原油集输系统运行过程中的能量分析，以原油的集输系统运行原理为基础，原油分离过程中由于需要将油井产出液进行加热由此产生了能量的消耗，可以通过使用阶梯式的热化学沉降脱水对原油进行分离，同时原油的集输流程以及输送过程中原油的温度以及含水量、粘度等也将产生能量的消耗，由此在原油的集输系统的运作过程中，应关注原油在输送过程中的参数，为节约输送系统的能源消耗奠定良好的基础。
参考文献
［1］张奎文.原油集输及处理系统节能对策［J］.油气田地面工程,2007,（08）.
［2］龙凤乐,杨肖曦,李松岩. 油气集输系统能量分析［J］.油气储运, 2005,（12）.
［3］张兰双,魏立新,王文秀,刘晓燕. 原油集输系统效率计算与能耗分析软件开发［J］.油气田地面工程, 2005,（11）.
［4］刘扬,刘晓燕,魏立新,张兰双,庄贵涛. 原油集输系统转油站效率及能耗测算［J］.油气储运, 2006,（11）.
［5］刘立君,宛辉,刘晓燕,于振强. 特高含水原油集输转油站效率及能耗研究［J］.油气田地面工程, 2007,（10）.
摘 要：原油的集输管线系统是油田地面工程主体部分，原油的集输以及其系统的运行对油田的开发以及建设有着十分重要的作用。较为成熟的原油技术管线系统依旧处于研究当中，通过对原油集输管线运行系统中的能耗分析，明确了原油集输系统各部分的能源消耗，从而为管线系统能源节约和运输效率提高提供了一定的参考。
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：原油；集输管线；系统；运行；能量
16723198（2012）14017901
原油的集输系统是在原油自油井中出产后，通过油井井口的管线到原油的计量站，通过计量后在以集油管线输送到联合站进行脱水以及保证原油性能稳定的一系列处理过程，直至原油各种水含量、饱和蒸汽压等硬性条件符合产品的标准，最终将达到标准的原油输送到原油库的整个过程。原油的集输系统是能源输送的重要设备，同时也是消耗大量能源的设备。在原油的收集到处理的整个过程需要消耗大量的能源，而当前油田中的原油加热设备效率不高，且输油泵的功率无法满足系统的需求，要提高技术系统的运行效率，必须优化原油的集输系统，通过对相应系统的能源消耗分析，为提高系统效率以及节约能源消耗奠定了基础。
1 油气水的分离过程能耗
要使原油产出液的油水分离，那么应提高进站原油的温度。同时随着油田开发的逐渐深入，油田逐渐进入了高含水期，同时由于开采时间较久的油井的集输系统依旧采取高含水原油直接进站加热升温的加工工艺，容易在导致能源的浪费，降低系统运行的能耗。同时，油井的产量减少也在一定程度上导致了外输泵功率与实际的需求不相符合，所消耗的电能较大。由此，在油井的特高含水开发期，大部分油田都通过工艺的改进，采取了有效的措施提高运输设备的效率。可通过利用阶梯式的热化学沉降脱水代替了电化学脱水方式，其主要的原理在于井站来液通过三相分离器进行分离后，而后通过加热炉升温后通过沉降进行脱水，从而使油水分离。
2 集输流程能耗
典型的原油集输系统是通过计量站到中转站最后到联合站等一系列的处理和分离过程实现原油的分离。为了实现输油任务，集输系统要将油井的产液加热到一定的外输温度，系统热量的消耗主要来源于油井产出液含量、含水量以及产液温度和外输温度。同时集输系统通过三极管进行散热，所消耗的热量在一定程度上受到各级管网的长度、介质的温度以及环境的温度影响。系统的站设备散热所消耗的能量受到操作温度、设备的大小以及环境的温度的影响，而对于具体的油田或者系统，就理论上而言，操作温度、设备以及环境温度都是确定的，由此，总体的所消耗的能源也是确定的。这些消耗的能源都来自于设备的加热或者原油的燃烧以及天然气的燃烧所得出来的，就理论上而言也是确定的，若是将原油加热的设备转换成热泵集输系统，那么就应全面考虑集输系统的能源消耗的状况。
3 原油输送过程中的参数以及油泵的能源消耗
在输送容易凝结或者高展油样品的输送过程中，不能直接使用等温输送的方式，是由于油品的粘度较高时，若是使用常温输送，那么在实际工程中难以实现，同时输送中的动力损失的折合费用较高，经济性不强。加热的输送方式是当前对高凝固点的原油输送的最为常用的方式，也就是将高凝固点的原油加热然后输入输送管道，有效提高输送的温度从而有效降低输送的粘度，减少油品由于摩擦而造成的损失，通过消耗热量节约动能。由此减少输送过程中的能源消耗意义重大。
在实际的输送过程中，原油的粘度受到较多因素的影响，油品本身内在的胶质、沥青、石蜡、气体以及水的含量都对粘度造成了一定的影响，同时外部环境中的温度也将对油品的粘度造成了影响。具体的试验表明，压力作用对原油的影响程度很小，基本上可以忽略不计。温度的变化对原油的粘度影响较大，原油的粘度随着温度的升高而下降。而含水量对原油的粘度影响较为复杂，当含水度在10%-20%范围内时，原油的粘度将随着含水量的上升而增大，而当含水量保持在20%-40%时，其粘度是不含水原油的3倍到5倍。而当含水量达到55%-75%时，其粘度是不含水原油的9倍到22倍，粘度达到最大，当含水量超过80%时，相应液体的粘度与水的粘度接近。就实际而言，原油的粘度对输油泵的性能具有较大的影响，当原油粘度提升时，输油泵的排量和扬程都有所降低，而油泵的功率将上升，油泵的能效将下降。
4 总结
综上所述，原油集输系统运行过程中的能量分析，以原油的集输系统运行原理为基础，原油分离过程中由于需要将油井产出液进行加热由此产生了能量的消耗，可以通过使用阶梯式的热化学沉降脱水对原油进行分离，同时原油的集输流程以及输送过程中原油的温度以及含水量、粘度等也将产生能量的消耗，由此在原油的集输系统的运作过程中，应关注原油在输送过程中的参数，为节约输送系统的能源消耗奠定良好的基础。
参考文献
［1］张奎文.原油集输及处理系统节能对策［J］.油气田地面工程,2007,（08）.
［2］龙凤乐,杨肖曦,李松岩. 油气集输系统能量分析［J］.油气储运, 2005,（12）.
［3］张兰双,魏立新,王文秀,刘晓燕. 原油集输系统效率计算与能耗分析软件开发［J］.油气田地面工程, 2005,（11）.
［4］刘扬,刘晓燕,魏立新,张兰双,庄贵涛. 原油集输系统转油站效率及能耗测算［J］.油气储运, 2006,（11）.
［5］刘立君,宛辉,刘晓燕,于振强. 特高含水原油集输转油站效率及能耗研究［J］.油气田地面工程, 2007,（10）.