【正文】 P=，T=273+50=323K，則：=計算天然氣在原油中的溶解度計算管路條件下原油中天然氣的溶解度，采用《油氣集輸》式（4165）式中　RS —天然氣在原油中的溶解度，溶解氣油比[m3(氣)/m3(油)]；　　　Δg —工程標準狀態(tài)下天然氣對空氣的相對密度；　　　Δ0 —脫氣原油對水的相對密度；　　　 P—管路壓力(MPa)；　　　 T—管路溫度(℃)。在20℃120℃范圍內(nèi)，原油密度為=當780≤＜860時，860≤≤960時，動力粘度已知某一溫度下原油的粘度值，其他溫度t下原油的粘度值由《油氣集輸》式（444）計算： 式中 ，——分別為溫度是t(℃)和t0(℃)時原油的粘度，mPas；a ，c——系數(shù)。③、穿越建筑物外墻時，在建筑物外部管線的適當位置上；④、兩組補償器的中間位置上。管線跨越道路時，其底管高度要求：。帶壓的油、氣、水、風管線一般采用地上架空敷設；罐區(qū)至泵房的管線采用管墩地面敷設，并做好埋地鋼管的防腐工作。主要的油管線均采用伴熱管線。設備選取表設備名稱型號規(guī)格數(shù)量油氣水三相分離器5臺臥式原油緩沖罐1臺電脫水器3臺微正壓水套式加熱爐HJ800H/4臺鋼制浮頂罐10000m35座循環(huán)泵150Y75B3臺外輸泵250YS15023臺事故泵250YS150C2臺 管線的安裝說明在總平面圖上分區(qū)布置的基礎上，油氣、熱力、供排水管線及電路、電信線路應盡量縮短長度，在滿足水力、熱力要求下，線路布置力求整齊、美觀。電脫水器頂部最高處應設放氣閥，以保證液體能全部充滿容器空間。在電脫水器出油管切斷閥之前應安裝壓力表和取樣閥在排水管切斷之前應安裝全封閉式安全閥、取樣閥和觀察窗。 電脫水器的布置安裝本站采用的電脫水器，采用單排布置，相鄰間距取2米。泵前的主要通道（，不大于2米）；，滿足更換電機或抽芯檢修的要求；原油泵的吸入管應裝過濾器和真空壓力表，出口管應裝止回閥和壓力表。計量用油氣分離器的出氣管上應安裝蓋式流量計，用以計量天然氣的產(chǎn)量；在出油管線出油閥之前最靠近分離器的部位應裝設容積式流量計，用以計量油水混合液體的產(chǎn)量；在出油閥下游應安裝取樣裝置，以便化驗含水量，每臺分離器都應裝設安裝排污管和放空管，對三相分離器加熱在其下面設水套式加熱盤管，使其受熱均勻。分離器的頂部氣體空間應裝彈簧式安全閥，由于安全閥泄放出的天然氣應有組織的匯集排放。 油氣水三相分離器的布置安裝本站所采用的油氣水三相分離器均為臥式分離器，采用單排布置，其操作端部頭蓋應取齊。每臺三相分離器可以分別對來油單獨處理和計量。在工藝流程中采用兩段脫水，先在三相分離器中進行，后在電脫水器中進行。在進行本站的流程設計時，考慮到各種能量的合理利用，并且力求避免流程的繁瑣和管線設備的浪費，對油氣的流向進行了較為合理的布置。輔助工藝流程包括：天然氣流程、蒸汽伴熱和保溫加熱流程、機泵的潤滑冷卻流程、污水處理和回注流程。(3) 凡是不允許液體倒流之處（如離心泵的出口、有壓進罐管線、藥劑線進電脫水器入口等）都裝上了止回閥。程設計中的幾點說明：(1) 各作業(yè)區(qū)，裝置的布置應與平面布置相符，應標明各工藝管線尺寸、安裝高度、介質的流向、管線線型及管件應符合的規(guī)定，尺寸不按比例。 本站工藝流程該站除正常的生產(chǎn)流程外，還有站內(nèi)循環(huán)以滿足原油不需外輸時的要求，還有原油罐區(qū)用以事故（如停電）發(fā)生后儲存油品，等來電后，再進入正常工作，避免因聯(lián)合站或外輸管線的突發(fā)事故而影響油田生產(chǎn)。在原油開采至凈化外輸?shù)娜荛]流程，要比開式流程有多方面的優(yōu)點：一般的開式流程原油損耗約為2~4%，%以下，密閉式流程不僅降低了油氣損耗，而且還提高了產(chǎn)品的質量。 流程設計說明 流程設計原則設計工藝流程應能保證聯(lián)合站處理的油氣產(chǎn)品的質量要求，產(chǎn)量高，經(jīng)濟效益好。行政管理區(qū)設生產(chǎn)綜合辦公樓一座，內(nèi)設調(diào)度室、辦公室、會議室、資料室、總機室等。單臺鍋爐最低熱負荷不宜低于額定熱負荷的30%，一般不設備用鍋爐，但當一臺鍋爐因故停運時，鍋爐房的供熱能力仍不小于最大供熱能力的50%。鍋爐供熱區(qū)油氣集輸系統(tǒng)的站庫采暖，生產(chǎn)及生活熱負荷均由鍋爐房供給。消防車庫不應與汽車庫合建。站內(nèi)的消防設施由消防泵和消防水罐組成。污水處理標準：對于外排的含油污水，必須做到含油不大于10：對于回注的含油污水必須做到含油不大于30。對含油污水進行處理和回注，變有害為有利，提高了水的利用率，保護了地下資源，%～%左右，為節(jié)約原油，必須回收。污水處理區(qū)污水處理在聯(lián)合站內(nèi)占有很重要的地位。雨水排出口應設在堤的內(nèi)側，雨水排出管線上應裝有長閉蝶閥或閘閥。原油罐區(qū)當本站發(fā)生事故時，原油罐區(qū)可以儲存原油。該區(qū)主要設備如下：油氣水三相分離器、緩沖罐、循環(huán)泵、電脫水器、原油穩(wěn)定裝置、加熱爐、流量計等。該區(qū)經(jīng)過三次分離，即在油氣水三相分離器、緩沖罐和原油穩(wěn)定塔進行分離。各區(qū)間應有道路連通，便于安裝和消防工作。沙土層、亞沙土、亞粘土基本上都能滿足上述要求，適宜建站，象粘土層巖石層、雜土層，不宜建站；若在鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者居民區(qū)選址時，應選在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和居民區(qū)的最小風頻的上風向側和靠近公路的位置，這樣當以最大風頻刮風時，聯(lián)合站和居民區(qū)互不影響，沿最小風頻刮風時，聯(lián)合站在居民區(qū)的上風向，避免居民區(qū)可能發(fā)生的明火影響聯(lián)合站正常的運行，聯(lián)合站站址應避免窩風地段，有較好的通風環(huán)境。該地區(qū)地勢較平坦開闊，土質為黃土。原油物性見表223（A）表223（A） 原油物性物性參數(shù)物性參數(shù)比重d420=原油初餾點78℃粘度(50℃)238原油含蠟%凝固點28℃含瀝青質%含膠質%平均氣油比12Nm3/t含硫%氣液進站壓力氣液進站溫度50℃天然氣物性伴生氣組分見表223（B）表223（B） 伴生氣組分組分CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14C7H16C8H18CO2N2含量氣象工程地質及水文資料見表223（C）表223（C） 氣象工程地質及水文資料地震等級按7級烈度設防地耐力8t/m2月平均最高溫度℃月平均最低溫度12℃最小頻率風向冬季N風頻6%最小頻率風向夏季E風頻3%月平均風速最大凍土深度參考設計參數(shù)見表223（D）表223 （D） 參考設計參數(shù)設備項目參數(shù)設備項目參數(shù)三相分離器進口溫度50℃電脫水器出口原油含水＜%三相分離器出口溫度55℃電脫水器出口油污含油＜%三相分離器控制壓力原油穩(wěn)定溫度60℃三相分離器出口原油含水≤40%原油穩(wěn)定壓力原油緩沖罐控制壓力油罐儲存溫度45℃~50℃電脫水器控制壓力電脫水器脫水溫度55℃ 站址選擇及總平面布置 站址選擇該聯(lián)合站擬建于甘肅省境內(nèi)新莊灣地區(qū)，聯(lián)合站在一塊大約的區(qū)域上優(yōu)先征用。 設計基礎數(shù)據(jù)① 根據(jù)西安石油大學儲運教研室下發(fā)的設計任務書② 設計過程中參考相關設計規(guī)范a、《油田油氣集輸設計技術手冊》；b、《油田油氣集輸設計規(guī)范》；c、《油氣分離器規(guī)范》；d、《油田常用閥門選用手冊》。輔助生產(chǎn)系統(tǒng)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括給排水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、采暖及通風系統(tǒng)、道路系統(tǒng)等。從污水中回收污油，既節(jié)約能源又保護環(huán)境，經(jīng)過處理后的污水一般回注地層，保持油層壓力，提高油藏采收率。天然氣隨油井中原油一起采出的伴生氣，直接輸送到氣體處理廠。輕烴回收工藝基本可以分為三種：吸附法、油吸收法和冷凝分離法。輕烴回收從原油中脫除的輕烴，經(jīng)過回收加工是石油化工的重要原料，也是工業(yè)與民用的潔凈燃料。原油穩(wěn)定所采用的方法可以分為閃蒸法和分餾法兩大類。原油脫水對輕質、中質含水原油，宜采用熱沉降、化學沉降法脫水；對中質、重質的高含水原油，先采用熱化學沉降法脫水，再用電脫水，對乳化度高的高粘度、高含水原油，應先破乳再沉降脫水。油和機械雜質、鹽的分離一般與油水分離同時進行。有些井出砂量很高，同時還應該除去固體混合物。為了便于輸送、儲存、計量和使用，必須對它們進行初步分離。通常采用的方法有：加熱保溫法；化學降粘、降凝法；物理降粘、降凝法。圖211 聯(lián)合站工作示意圖 聯(lián)合站工藝系統(tǒng)概述油氣水混合物的收集一個區(qū)域中若干油井的井口產(chǎn)物經(jīng)過計量后，輸送到聯(lián)合站進行集中處理。聯(lián)合站將來自井口的原油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品進行集中、運輸和必要的處理、初加工，將合格的原油送往長距離輸油管線首站外輸，或者送往礦場油庫經(jīng)其他運輸方式送到煉油廠或轉運碼頭，合格的天然氣則集中到輸氣管線首站。如果說油藏勘探是尋找原油，油田開發(fā)和采油工程是提供原料，那么油氣集輸則是把分散的原料集中處理，使之成為油田產(chǎn)品的過程。 簡介聯(lián)合站，即集中處理站，是油田地面集輸系統(tǒng)中重要組成部分。根據(jù)方框圖流程確定總平面布置；根據(jù)平面布置圖和方框流程圖確定聯(lián)合站的工藝流程，完成平面布置圖和流程圖，撰寫流程說明，正常操作時的油氣水流向、事故（停電）、站內(nèi)循環(huán)時油氣流向；完成平面布置圖圖、工藝流程圖圖、閥組間安裝圖；完成工藝說明書和工藝計算書的編制。繪圖部分內(nèi)容(1)聯(lián)合站總平面布置圖；(2)聯(lián)合站工藝流程圖；(3)閥組間安裝圖。 研究的主要內(nèi)容計算及說明書部分內(nèi)容(1)該聯(lián)合站原油處理能力計算，原油、天然氣物性計算； (2)方案設計（確定處理工藝和方框流程）；(3)主要設備選型計算： a. 分離器的臺數(shù)、尺寸； b. 緩沖罐的大小、臺數(shù)； c. 脫水器的臺數(shù)、尺寸； d. 加熱爐的臺數(shù)、熱負荷、熱效率； e. 泵的規(guī)格、型號、類型、功能、臺數(shù)； f. 儲油罐的個數(shù)、容量、防火堤等。只有這樣，才能使我國的油氣集輸及儲運系統(tǒng)真正成為強有力的能源保障系統(tǒng)[7]。在向市場經(jīng)濟過渡的過程中，人們已逐漸認識到銷售環(huán)節(jié)對整體效益的重要性。長期以來，我國的石油、天然氣工業(yè)在計劃經(jīng)濟體制內(nèi)，只重視產(chǎn)量，不關心銷售，生產(chǎn)出來的油氣銷售是由上級部門安排的。歐美各大石油公司均不惜投入巨資建設油氣集輸設施，各國政府在油氣田地面生產(chǎn)、油氣儲備、管道安全、輸氣管網(wǎng)及城市配氣的運營等方面均制定了一系列法令、法規(guī)，一方面要加強油氣供應的保障能力，另一方面又要控制大公司的壟斷。不論是國內(nèi)還是國際，面對這一供需矛盾，都需要一個可靠而龐大的油氣集輸系統(tǒng)來聯(lián)系產(chǎn)地和消費中心。一方面資源大都分布在遠離消費中心的邊緣地區(qū)，另一方面各國和各地區(qū)的需求量又差別很大。人口占世界不到5%的中東地區(qū)占有32%的儲量，而人口占世界近60%的亞洲，只有約9%的探明儲量。油氣集輸系統(tǒng)不僅在石油工業(yè)內(nèi)部是聯(lián)系產(chǎn)、運、銷的紐帶，在全國以至國際范圍內(nèi)，夜視能源保障系統(tǒng)得重要一環(huán)。油氣集輸系統(tǒng)在國民經(jīng)濟中起著重要作用。國內(nèi)油田聯(lián)合站是原有生產(chǎn)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是集集輸、污水處理、注水等多個系統(tǒng)為一體的綜合性生產(chǎn)過程。原油計量準確與否，關系到各區(qū)塊地質開采方案的計算和編制；關系到原油產(chǎn)量的上產(chǎn)；關系到采收率的真實度；關系到勘探開發(fā)的部署；關系到企業(yè)的效益。在采油廠聯(lián)合站中，各種儀器設備都要處于全年時時刻刻運行的工作狀況，而原油生產(chǎn)的油井油站相對分散，但是如果這些儀器設備的原始數(shù)據(jù)完全由人工來采集，需要投入大量的人力物力，其精度保證率很低，人為因素很多。聯(lián)合站計算機控制系統(tǒng)，大都采用的是單回路給定點的PID控制算法PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，按偏差的比例積分和微分進行控制的調(diào)節(jié)器稱為PID控制器，它是連續(xù)系統(tǒng)中技術成熟，應用最廣泛的一種調(diào)節(jié)器但是在實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，往往具有非線性，時變不確定性，難以建立精確數(shù)字模型，應用常規(guī)PID控制器不能達到理想的控制效果。 目前，國內(nèi)油田的聯(lián)合站、實驗站、外輸油(氣)站都安裝了PLC(DCS)控制系統(tǒng)及儀表盤，這些控制系統(tǒng)和儀表盤在站內(nèi)參數(shù)監(jiān)視、流程控制方面的作用已經(jīng)是人工無法替代的。國外一些大的自動化公司在九十年代后期都推出了自己的現(xiàn)場總線產(chǎn)品。發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術的全開放分散控制系統(tǒng)己成為自動化領域廣為關注的焦點課題?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的核心是現(xiàn)場總線技術。在此基礎上進一步發(fā)展，構成了新一代的自動化儀表與控制系統(tǒng)先進體系，向更高層次的“綜合自動化”推進，實現(xiàn)“綜合自動化”是當代自動化技術發(fā)展的方向[5]。SCADA系統(tǒng)還可以主要是面向操作人員的需要，也可以是多用途的，提供操作、計算、管理和經(jīng)營等功能。 SCADA系統(tǒng)與在油氣開采中的處理設備上的檢測儀表和控制設備直接相連接。如HONEYWELL公司的TDC3000系統(tǒng)、FISHERROSEMOUNT公司的PROVOX系統(tǒng)等數(shù)十個廠商的DCS都在油氣處理站有所應用。隨著集輸工藝上計量站的形成和中心處理站(簡稱聯(lián)合站)的產(chǎn)生，集散控制系統(tǒng)(Distribute Control System，簡稱DCS)開始應用于聯(lián)合站集輸系統(tǒng)中代替常規(guī)儀表。在LACT應用的同時，一些原油處理站出現(xiàn)了以閉環(huán)控制為特點的就地自動化控制系統(tǒng)。為了提高油田生產(chǎn)管理和運行管理效率, 降低管理成本, 提高管理水平, 數(shù)字化、自動化油田建設是油田今后的發(fā)展方向[4]。隨著三次采油技術的應用, 如何解決隨之而來的集輸處理問題也是今后面臨的重要技術課題。隨著高含水期的到來, 管線腐蝕結垢問題將