阅读说明：本技术 一种油田地面集输系统与集输方法 (Oil field ground gathering and transferring system and gathering and transferring method ) 是由 薛建强 郑刚 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种油田地面集输系统与集输方法,包括总机关装置、收球筒装置、新能源加热装置、缓存装置、油气混输泵、外输系统和控制系统。总机关装置通过管道与收球筒装置相连,收球筒装置出口通过管道与新能源加热装置相连,在新能源加热装置后设置缓存装置,对流体进行储存,新能源加热装置对流体在加热后经过油气混输泵把流体输入到外输系统,控制系统通过电缆控制收球筒装置、新能源加热装置、缓存装置和油气混输泵。本系统实现站点工艺流程简化,满足油田原油集输和加热需求,降低常规化石能源消耗,油气全密闭混输,安全环保,降低建设投资和后期生产运行成本。(The invention discloses an oil field ground gathering and transporting system and method. The main mechanism device is connected with the ball collecting barrel device through a pipeline, an outlet of the ball collecting barrel device is connected with the new energy heating device through a pipeline, a caching device is arranged behind the new energy heating device and stores fluid, the new energy heating device inputs the fluid into an external transportation system through an oil-gas mixed transportation pump after heating the fluid, and the control system controls the ball collecting barrel device, the new energy heating device, the caching device and the oil-gas mixed transportation pump through cables. The system simplifies the process flow of the site, meets the requirements of crude oil gathering and transportation and heating in the oil field, reduces the consumption of conventional fossil energy, realizes totally-closed mixed transportation of oil gas, is safe and environment-friendly, and reduces construction investment and later-stage production and operation cost.)

一种油田地面集输系统与集输方法

技术领域

本发明属于油田地面集输技术领域，具体涉及一种油田地面集输系统与集输方法。

背景技术

我国有大量的油田原油需要加热与外输，需要将气液分离，液体经加热外输，气体单独外输，增加原油分离缓冲罐，不密闭，站点工艺流程较复杂。同时由于原油温度较低并且随着油田开发延长，油田含水率越来越高，为了满足外输和脱水要求，需要大量原油或天然气给含水原油加热，常规能源消耗量大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种油田地面集输系统与集输方法，实现了油田原油外输加热和简化站内工艺流程的要求。

为达到上述目的，本发明所述一种油田地面集输系统，包括通过管道依次连接的总机关装置、第一新能源加热装置、缓存装置、油气混输泵、第二新能源加热装置和外输系统；

其中，总机关装置用于汇集井组来油管线，将原油汇集于一根油管，第一新能源加热装置包括空气源热泵、太阳能集热器和电磁加热器；第二新能源加热装置和第一新能源加热装置结构相同；外输系统用于连接下游站点，外输系统包括输油管线和设置在输油管线末端的气液两相流量计；第一新能源加热装置、缓存装置、油气混输泵、第二新能源加热装置和外输系统和为油气密闭连续混输。

进一步的，缓存装置中安装有第二压力检测装置，第二压力检测装置用于检测缓存装置的压力，并将缓存装置的压力传递至控制系统，当缓存装置的压力超过设定值时，控制系统控制缓存装置的旁通开关打开，进行泄压；

第一新能源加热装置中安装有第一温度检测装置，第二新能源加热装置中安装有第二温度检测装置，第一温度检测装置和第二温度检测装置均与控制系统连接，将检测到的温度传递至控制系统，控制系统根据接收到的温度调节第一新能源加热装置和第二新能源加热装置的加热功率，使第一新能源加热装置和第二新能源加热装置将其内的气液混合物加热至设定温度范围内。

进一步的，总机关装置和第一新能源加热装置之间设置有收球筒装置，所述收球筒装置用于收集各井组管线清蜡球。

进一步的，收球筒装置中安装有第一压力检测装置，第一压力检测装置用于检测收球筒装置的压力，并将收球筒装置的压力传递至控制系统，当收球筒装置的压力超过设定值时，控制系统控制收球筒装置的旁通开关打开，进行泄压。

一种油田地面集输方法，利用上述的油田地面集输系统，包括以下步骤：

步骤1、井区油气混合物汇总进入总机关装置，经过总机关装置输送至第一新能源加热装置中，由第一新能源加热装置对油气混合物进行加热；

步骤2、加热后的油气混合物通过缓存装置进入油气混输泵进行增压，油气混输泵把油气混合物输入第二新能源加热装置中；

步骤3、第二新能源加热装置对增压后的油气混合物进行加热，得到增压加热的油气混合物，增压加热的油气混合物进入外输系统，通过外输系统输送至下游站点。

进一步的，油气混合物通过第一新能源加热装置加热至30℃-35℃；步骤3中，第二新能源加热装置将油气混合物加热至后到外输系统，当加热后的原油在设定连续时间内温度小于45℃，则提高第二加热装置加热功率，使流入外输系统中的油气混合物的温度大于45℃度。

进一步的，第一新能源加热装置优先选用空气源热泵或/和太阳能集热器对油气混合物进行加热，当第一新能源加热装置的加热温度低于变频控制油气混输泵设定进口温度时，启动第一新能源加热装置的电磁加热器，对原油进行加热。

进一步的，当变频油气混输泵进口处的压力小于0.25MPa时，降低油气混输泵的运行频率；当压力大于0.5MPa时，提高油气混输泵的运行频率。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

本发明所述的系统，通过改变以往油田集输工艺系统，取消分离缓冲装置，采用油气混输泵进行输送，气液不分离，直接油气混输，实现站点工艺流程简化和油气全密闭混输，安全环保；同时应用新能源给原油加热，满足油田原油集输和加热需求，降低常规化石能源消耗，降低建设投资和后期生产运行成本。

本发明的一种油田地面集输方法，满足油田原油集输和加热需求，降低常规化石能源消耗，油气全密闭混输，安全环保，降低建设投资和后期生产运行成本。

进一步的，步骤2中，油气混合物通过第一新能源加热装置加热至30℃-35℃；步骤3中，第二新能源加热装置将油气混合物加热至后到外输系统，当加热后的原油在设定连续时间内温度小于45℃，则提高第二加热装置加热功率，使流入外输系统中的油气混合物的温度大于45℃度。在油气混输设备前油气加热只需要30℃-35℃度，温度过高导致溶解于原油中的伴生气溢出，油气混输泵排量下降，影响油气混输泵效率和使用寿命，因此需要在油气混输泵后面再次加热，保证外输气液到达下游站点不结蜡。

进一步的，当第一新能源加热装置的加热温度低于变频控制油气混输泵设定进口温度时，启动第一新能源加热装置的电磁加热器，对原油进行加热，最大限度的利用新能源进行加热，当新能源的加热量不满足需求时，开启电磁加热器，已保证输送效率。

进一步的，当变频油气混输泵进口处的压力小于0.25MPa时，降低油气混输泵运行频率；当压力大于0.5MPa时，提高油气混输泵运行频率，保证油气连续输送和油气混输泵进口压力恒定。

附图说明

图1为一种油田地面集输系统图示意图；

附图中：1-总机关装置、2-收球筒装置、31-第一新能源加热装置、32-第二新能源加热装置4-缓存装置、5-油气混输泵、6-外输系统、7-控制系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，一种油田地面集输系统包括控制系统7和通过管道依次连接的总机关装置1、收球筒装置2、第一新能源加热装置31、缓存装置4、油气混输泵5、第二新能源加热装置32和外输系统6。其中，总机关装置1通过管道与收球筒装置2相连，收球筒装置2出口通过管道与第一新能源加热装置31相连，在新能源加热装置3后端连接有缓存装置4，缓存装置4用于对流体进行储存，经过油气混输泵5把流体输入第二新能源加热装置32对流体在加热后到外输系统6，控制系统7通过电缆和收球筒装置2、新能源加热装置3、缓存装置4以及油气混输泵5连接。

总机关装置1用于汇集井组来油管线，将原油汇集于一根油管。收球筒装置2用于收集各井组管线清蜡球。第一新能源加热装置31包括空气源热泵、太阳能集热器与电磁加热器。

外输系统6用于计量外输气液两相流量和连接下游站点，包括气液两相流量计和输油管线。气液两相流量计安装在输油管线中。气液两相流量计的测量结果通过线缆传递至控制系统7，控制系统7用于根据气液两相流量计的测量值，控制外输系统6的输油管线的阀门开度。

其中，收球筒装置2中安装有第一压力检测装置，第一压力检测装置用于检测收球筒装置的的压力，并将收球筒装置的压力传递至控制系统7，当收球筒装置的压力超过设定值时，控制系统控制收球筒装置的旁通开关打开，进行泄压；以保证收球筒装置2的安全运行。

其中，缓存装置4中安装有第二压力检测装置，第二压力检测装置用于检测缓存装置4的压力，并将缓存装置4的压力传递至控制系统7，当缓存装置4的压力超过设定值时，控制系统控制缓存装置4的旁通开关打开，进行泄压；以保证收缓存装置4的安全运行。

其中，第一新能源加热装置31和第二新能源加热装置32均为带电磁加热，太阳能与电磁加热联合供热方式。油气混输泵5采用变频就地控制。第一新能源加热装置31中安装有第一温度检测装置，第二新能源加热装置32中安装有第二温度检测装置，第一温度检测装置和第二温度检测装置均与控制系统连接，将检测到的温度传递至控制系统7，控制系统根据接收到的温度信息调节第一新能源加热装置31和第二新能源加热装置32的加热功率。使第一新能源加热装置31和第二新能源加热装置32将其内的气液混合物加热至设定温度范围内。

新能源加热装置3、缓存装置4、油气混输泵5、外输系统6和控制系统7为油气密闭连续混输，系统中无介质排放。

本油田地面集输系统的工作原理如下：

新能源加热过程：原油依次通过总机关装置1和收球筒装置2，进入第一新能源加热装置31，原油通过第一新能源加热装置31加热达30-35℃，在缓存装置4内进行储存，缓存装置的作用是：便于油气充分混合，防止管线超压，再经过变频控制油气混输泵5输送至第二新能源加热装置32升温至45℃后到外输系统6。在油气混输设备前油气加热只需要30-35度，温度过高导致溶解于原油中的伴生气溢出，油气混输泵排量下降，影响油气混输泵效率和使用寿命，因此需要在油气混输泵后面再次加热，保证外输气液到达下游站点不结蜡。

电磁加热联合新能源加热过程：当控制系统7检测到第一新能源加热装置31新能源加热温度低于变频控制油气混输泵5设定进口温度35℃时，控制系统7发出指令启动第一新能源加热装置31的电磁加热器，对原油进行加热。加热后通过变频控制油气混输泵5外输。

变频控制：控制系统7通过安装在变频油气混输泵5进口处的压力变送器监测进口管线上的压力，当压力小于0.25MPa时，根据系统闭环自控调节，降低油气混输泵5运行频率，最低到达10Hz时，保持10Hz运行；当压力大于0.5MPa时，根据站点气液量进行自动调节，提高油气混输泵5运行频率，最高到达50Hz工频状态；从而保证油气连续输送和油气混输泵进口压力恒定。

外输新能源加热过程：原油通过变频控制油气混输泵5加压后进入第二新能源加热装置32，当检测变频油气混输泵启动电流信号时，控制系统启动第二新能源加热装置32，第二新能源加热装置32对原油加热，加热后的原油进入外输系统6，当加热后的原油在设定连续时间内温度小于45℃，则控制系统7控制第二加热装置提高加热功率，使流入外输系统6中的油气混合物的温度大于45度。

利用本工艺系统可实现采暖或加热和原油集输方式：①单独新能源供热、②新能源与电磁加热联合供热；也可实现油气密闭连续混输。

数据传输、远程控制过程：控制系统7与油田数字化管理平台相连，实现数据传输、远程控制，达到无人值守。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。