華北油田公司第三采油廠生產(chǎn)區(qū)域跨越河間、肅寧、獻(xiàn)縣、饒陽(yáng)、武強(qiáng)5個(gè)市縣，所轄區(qū)域設(shè)有 7個(gè)采油工區(qū)和 1個(gè)輸油工區(qū)，全廠拉油點(diǎn) 79座，采取汽車(chē)?yán)�運(yùn)、人工操作，卸油揮發(fā)的零散氣未進(jìn)行回收。在這種生產(chǎn)模式下，安全環(huán)保問(wèn)題突出，罐車(chē)到達(dá)卸油點(diǎn)后，常規(guī)的工藝是罐車(chē)直接將原油卸到卸油箱，再由轉(zhuǎn)油泵轉(zhuǎn)輸?shù)较到y(tǒng)中，在卸油過(guò)程中存在大量的油氣揮發(fā)，因此確保卸油過(guò)程的安全環(huán)保十分重要[1]。 1 非密閉卸油工藝非密閉卸油工藝主要采用敞口直接式卸油和半埋式密閉箱體卸油[2]，不能滿(mǎn)足綠色生產(chǎn)要求 （圖 1）。其生產(chǎn)過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：卸油時(shí)卸油口和立式潛油泵桿處有油氣揮發(fā)，無(wú)風(fēng)時(shí)容易造成油氣聚集，可能達(dá)到爆燃極限；卸油區(qū)域油污多，清理工作量大；卸油箱占地面積大，設(shè)計(jì)安全距離要求高。因此結(jié)合油田卸油生產(chǎn)實(shí)際需求與綠色礦山建設(shè)的要求[3]，研究設(shè)計(jì)了一套清潔高效的密閉卸油計(jì)量裝置[4]。

2 密閉卸油計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)與特點(diǎn)

目前密閉卸油技術(shù)主要對(duì)油罐車(chē)進(jìn)行改造，將卸油箱卸油口處進(jìn)行密閉，將拉油罐車(chē)、密閉卸油裝置、儲(chǔ)油罐統(tǒng)一連接成一個(gè)整體，總體流程較長(zhǎng)，操作起來(lái)繁瑣。為確保卸油過(guò)程安全環(huán)保運(yùn)行，充分利用現(xiàn)有技術(shù)并結(jié)合數(shù)字化建設(shè)，進(jìn)行了橇裝密閉卸油工藝技術(shù)和密閉卸油在線含水分析技術(shù)研究。 

 

2.1 橇裝密閉卸油工藝

針對(duì)常規(guī)卸油工藝存在的弊端，將其改為密閉卸油，采用從罐車(chē)直接到泵的工藝，難點(diǎn)在于保障轉(zhuǎn)油泵能直接抽取罐車(chē)內(nèi)原油。 （1） 根據(jù)適用條件，篩選對(duì)比密閉卸油泵。根據(jù)卸油點(diǎn)的油品性質(zhì)及運(yùn)行狀態(tài)，確定了以下選泵原則：①因卸油點(diǎn)來(lái)油比較雜散，原油黏度、含砂量等差異較大，卸油泵必須適應(yīng)不同類(lèi)型的油品，具備良好的抗磨性；②由于卸油過(guò)程不是連續(xù)的，泵進(jìn)口管可能進(jìn)氣，因此卸油泵應(yīng)能氣液混輸；③由于進(jìn)口管線較長(zhǎng)，卸油泵必須具備良好的自吸能力。針對(duì)以上要求，優(yōu)選了多種類(lèi)型的泵，非常終選擇了一種容積式氣液混輸泵。 （2） 研制了快裝懸吊式卸油軟接頭。為確保卸油場(chǎng)地整潔，研制了快裝懸吊式卸油軟接頭，在卸油泵進(jìn)口匯管的非常外側(cè)安裝防靜電輸油軟管，軟管與罐車(chē)之間采用快速接頭連接。軟管在不卸油時(shí)，采用吊葫蘆懸掛，操作方便，放置便捷。 

 

2.2 密閉卸油在線含水分析

在石油化工和油田開(kāi)采中，廣泛存在油氣水三相流，主要測(cè)量方法是采用分離器法，將氣相和液相分離后，單獨(dú)測(cè)量油水兩相流的流量。在此基礎(chǔ)上，科里奧利質(zhì)量流量計(jì)就可以測(cè)量油水兩相混合物的總質(zhì)量流量，而且不需要油田方面再進(jìn)行化驗(yàn)分析液體的含水率，質(zhì)量流量計(jì)在完成油水質(zhì)量流量計(jì)量的同時(shí)，能測(cè)得油水比例，從而獲得油田產(chǎn)油量[5]。

由于科式質(zhì)量流量計(jì)是直接測(cè)量質(zhì)量流量，相對(duì)于傳統(tǒng)的體積表，不需要壓力和溫度的補(bǔ)償，測(cè)量準(zhǔn)確度高，測(cè)量液體準(zhǔn)確度達(dá)到±0.1%，測(cè)量氣體準(zhǔn)確度達(dá)到±0.2%。科式質(zhì)量流量計(jì)可以測(cè)量的介質(zhì)包括液體、氣體、漿液等，測(cè)量管的振動(dòng)幅度小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管路內(nèi)無(wú)阻礙件和活動(dòng)件。對(duì)迎流流速分布不敏感，因而無(wú)上下游直管段要求，雖然理論上質(zhì)量流量計(jì)對(duì)直管段沒(méi)有要求，但是使用過(guò)程中在其前端非常好留出一定的直管段[6-8]。

 

為確保卸油過(guò)程安全環(huán)保，充分利用現(xiàn)有技術(shù)并結(jié)合數(shù)字化建設(shè)，新設(shè)計(jì)的密閉卸油計(jì)量裝置（圖2） 具有以下特點(diǎn)： （1） 采用集約化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省占地。 （2） 主體設(shè)備橇裝化，縮短建設(shè)周期。其中：籃式過(guò)濾器、無(wú)堵塞油氣混輸泵和相應(yīng)的儀表、閥門(mén)組成一個(gè)橇，卸油橇外設(shè)營(yíng)房殼體。營(yíng)房為可移動(dòng)式，單獨(dú)設(shè)置通風(fēng)、照明、保溫及采暖。營(yíng)房單獨(dú)隔出工具間、控制柜間，工具間用于存放檢修用工具、備件，控制間安放控制柜，并開(kāi)便門(mén)方便操作。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警儀，聲光報(bào)警安裝在營(yíng)房頂部，便于被發(fā)現(xiàn)。 （3） 卸油工位、籃式過(guò)濾器和無(wú)堵塞油氣混輸泵一一對(duì)應(yīng)，一用一備，也可同時(shí)運(yùn)行。 （4） 每個(gè)卸油工位對(duì)應(yīng)1臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)，方便監(jiān)測(cè)每臺(tái)車(chē)的載油含水率[9]。 （5） 安全可靠程度高，裝置除實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停外，在卸油現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有人工緊急啟停系統(tǒng)，便于事故應(yīng)急以及手動(dòng)/自動(dòng)操作模式切換，確保裝置運(yùn)行安全可靠。

 

該密閉卸油計(jì)量裝置的應(yīng)用主要實(shí)現(xiàn)卸油密閉化，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳、監(jiān)控，并能存儲(chǔ)回放；依托質(zhì)量流量計(jì)建立卸油數(shù)據(jù)管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)拉油單車(chē)液量、油量實(shí)時(shí)計(jì)量，含水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并形成報(bào)表，油氣混輸泵啟停自動(dòng)報(bào)警[10-11]的功能。

 

 3 密閉卸油流程

（1） 罐車(chē)就位，連接靜電接地，靜置 5 min 以 上。（2） 卸油軟管與油罐車(chē)采用快速接頭連接，連通后，打開(kāi)罐車(chē)卸油閥和裝置前端的進(jìn)油球閥，罐內(nèi)原油依靠重力流入卸油裝置的入口管道。 （3） 啟動(dòng)無(wú)堵塞油氣混輸泵，將原油及管內(nèi)剩余氣體一并輸入原油沉降罐。 （4） 卸油完畢后，先關(guān)停無(wú)堵塞油氣混輸泵，再關(guān)閉罐車(chē)卸油閥和裝置前端的進(jìn)油球閥。 （5） 斷開(kāi)卸油軟管，將管口朝上放置，防止滴油，拆卸罐車(chē)靜電接地。 （6） 卸油完成，罐車(chē)駛出站外。 

 

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

 

自 2017 年開(kāi)展密閉卸油計(jì)量裝置研制工作以來(lái)，在武強(qiáng)工區(qū)強(qiáng)一轉(zhuǎn)油站近一年 1200 左右車(chē)次不同含水率的原油卸油試驗(yàn)證明，該裝置達(dá)到了密閉卸油計(jì)量的技術(shù)要求，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得了成功。如 圖3所示，密閉卸油計(jì)量裝置單車(chē)計(jì)量數(shù)據(jù)與地磅稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)相比平均單車(chē)誤差率小于 1%。2018 年該裝置獲得國(guó)家實(shí)用發(fā)證書(shū)，2019 年在華北油田公司其他采油廠推廣應(yīng)用了4套密閉卸油計(jì)量裝置，2020年將擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

5、結(jié)束語(yǔ)

強(qiáng)一轉(zhuǎn)油站卸油點(diǎn)通過(guò)應(yīng)用密閉卸油計(jì)量裝置，對(duì)卸油時(shí)散發(fā)的油氣進(jìn)行非常大限度的回收利用，避免資源浪費(fèi)及環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用該裝置可實(shí)現(xiàn)卸油密閉化，同時(shí)結(jié)合數(shù)字化儀表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳、監(jiān)控、存儲(chǔ)等功能，并依托質(zhì)量流量計(jì)建立卸油數(shù)據(jù)管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)拉油單車(chē)液量、油量實(shí)時(shí)計(jì)量，含水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并形成報(bào)表。該密閉卸油計(jì)量裝置有效解決了油田卸油作業(yè)中 VOCs （揮發(fā)性有機(jī)物） 排放帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，消除了安全隱患，可在油田同類(lèi)作業(yè)中推廣使用。