快装式共享移动注汽布站模式研究

快装式共享移动注汽布站模式研究

李扬

克拉玛依红山油田有限责任公司 新疆克拉玛依 834000

摘要：国内油田的稠油及特稠油的开采，多以蒸汽吞吐及蒸汽驱为主要开采方式。随着油藏开发时间延长，油井轮次逐年升高，部分区域用汽需求量逐年降低，由于锅炉无法搬迁灵活使用，造成锅炉运行时率低，常规注汽站负荷率低。本文主要阐述了一种新型快装式共享移动注汽站布站模式，旨在能够进一步降低油田注汽成本，提高注汽质量。

关键词：稠油；注汽；优化

一 引言

国内油田的稠油及特稠油的开采，多以蒸汽吞吐及蒸汽驱为主要开采方式。应用注汽锅炉产生高温高压蒸汽注入油层，以降低稠油粘度，大幅提高稠油的采收率。目前，常见的注汽锅炉以固定式、车载式及撬装式为主。而注汽站以固定式为主，以集中供热的方式向分散井场进行注汽作业。

稠油油藏非均质性强、原油粘度跨度大，油井注采单轮次生产周期短，原油递减率高，可正常转轮井逐年减少。固定锅炉无法搬迁灵活使用，造成了锅炉运行时率低，注汽设备造成浪费。此外，部分单井距离注汽站较远，注汽半径较长，导致蒸汽在长距离集输过程中干度损失及温降较大，锅炉能耗高。故固定锅炉及传统建站模式具有能源消耗大、系统负荷率低、建设周期长、征地及建设费用高等问题。目前国内油田的注汽模式均为固定式锅炉注汽或活动式锅炉固定式外配套方式，外配套不能随移动式撬装锅炉搬迁使用。该方式待锅炉搬迁后易造成设备设施浪费。为实现精细化用汽，提高蒸汽的有效利用率，有效改善稠油开发效果，我们需要进一步在满足稠油注汽的工艺基础上，不断优化锅炉及注汽站的建站方式。本文主要阐述了一种新型注汽布站模式，旨在能够进一步降低油田注汽成本，提高注汽质量。

二 快装式共享移动注汽布站模式关键技术

（一）应用快装式活动注汽管线

常规注汽站配套注汽管线，介质温度353℃，压力17.2MPa。管道的敷设方式多为地埋敷设，主要采用混凝土支墩与高温隔热管托结合的安装形式埋地敷设。主要有以下三个特点：（１）低合金壁厚管道材料对比普通钢管材料更加昂贵；（２）此参数蒸汽管线系统安全级别高，安装、焊接质量要求高；（３）高温蒸汽管线的热损耗较大。可在项目施工中采取以下措施：一是合理安排钢管切割，降低材料耗损，减少焊接接头数量；二是利用工厂化预制措施减少野外焊接施工，确保施工质量；三是优化保温工艺，有效控制系统沿线温降，达到设计要求。

针对以上三点措施，特设计了一体式活动注汽管线，管材为13CrMo44，主要由密封钢圈、挡板、管体、隔热材料等构成。保温采用气凝胶+硅酸铝毡+玻璃丝布+镀锌铁皮的方式。每根管线长度9米，管线间用卡箍连接。卡箍的耐压为25MPa，耐温为370℃，保温方式为硅酸盐毡+玻璃丝布。管线之间根据需求可安装V型补偿器，受热膨胀时转动轴在密封填料室中转动，引导管线角度变小，避免管线变形，具有结构简单、密封性好、安装便捷等特点。此外，还使用了快装式支墩，该支墩无需在钢制管线本体上设置连接件，可直接将已完成保温的管线固定在支墩凹槽上，可大幅缩短施工周期。

以上论述的一体式活动注汽管线、卡箍、V型补偿器、快装式支墩均可在工厂提前预制。管线预制实施步骤如下：

（1）材料进场验收：根据物资采购计划结合送货清单清点各材料数量，采用超声波壁厚测量仪测量钢管及管道附件壁厚，采用水平尺及量角器测量管件角度。经数量、尺寸、角度检查合格后，核对材料质保书以及合格证。

（2）材料进场复验：按照《火力发电厂金属技术监督规程》（ＤＬＡＴ４３８－２０１６）的要求进行进场材料复验，待第三方检验机构确认合格后，办理材料入库。

（3）材料分类入库：材料规格分类，入库整齐堆放。

（4）模块化预制准备：利用软件导出的各模块钢管长度及各管道附件数量，结合现场施工安排预制厂预制加工计划，发送指令到预制厂进行钢管下料切割、坡口加工，再进行指定的模块预制加工。 （5）模块化预制加工：利用特定模块数据在预制厂内进行焊口组对，组对后检查组对焊接口间隙是否符合规范要求，是否存在组对错边。对口检查合格后，依次进行焊前热处理、焊接、焊后热处理。待冷却24h后进行检测，无损检测之后进行理化检测，若以上检测均合格之后才能够进行出库申请，运送至现场模块指定位置再进行此模块的现场安装。

（二）设计便携活动式外配套工艺及设施

（1）供气外配套：连接锅炉天然气进口和天然气过滤器，采用金属软管，金属软管两端自带不锈钢法兰。水平DN80金属管线，顺次安装压力表阀、压力表、天然气过滤器，架空1.0m安装。提前预留立管安装法兰连接球阀一个。天然气管线采用D114×4/20#无缝钢管，耐压1.6MPa，耐温150℃，使用法兰连接，便于装卸。

（2）供水外配套：连接锅炉供水进口和过滤器，采用DN80高压软胶管，软管两端自带不锈钢法兰。水平DN80金属管线，顺次安装压力表阀、压力表、直通篮式过滤器，架空1.0m安装。提前预留立管安装法兰连接球阀一个，阀门中心高度0.2m-0.4m。

（3）排污外配套：锅炉出口排污管线上需设置四级减压孔板，将锅炉出口压力由13MPa减压至1.6MPa，尺寸分别为65mm、80mm、100mm、125mm。需在锅炉出口处设置一个排污池，埋6深-1.3m，储水罐上表面高出地表0.2m。排污池进口管线为D168×7钢制管线，管线每隔五米需设置水泥支墩及支架。

（4）自动化外配套：与常规注汽站不同，移动注汽站将锅炉数据、监控、无线网桥集合为活动杆柱，可远程调控水量及气量，实现一人监控，运行多台锅炉。此外，以“以太网”结合的通讯方式进行数据双向传输，更好的实现数据实时监测。

三 结束语

本文描述的快装式共享移动子站实现了“多站、多区域共用”，依据需求灵活注汽，缩短边远井注汽半径，提高注汽品质，仅需7天即可完成建设，提高了建设效率。且提高了锅炉运行时率，解决平面供汽矛盾。采用标准化、撬装化建设模式，缩短了注汽半径，减少了用地面积，减少建设对土壤、植被等自然环境破坏。稠油开采成本高，而注汽成本在开采成本中占比很大。因此，在低油价的严峻形势下，我们需要不断深入研究，进一步借鉴国内外先进的经验，研究出适合我国稠油特征的、低成本高质量的注汽工艺。

参考文献：

[1]苏海鹏等.国内油田注汽锅炉发展现状与分析[J].工业锅炉，2019（05）.

[2]周书斌等.浅谈长输高温高压蒸汽管线施工关键技术[B].容器与管道，2020.

[3]黄敏.热工与流体力学基础[M].北京:机械工业出版社,2009.

[4]宋贵良.锅炉计算手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1999.

[5]王树众，王玉庆，张振军，等．车载、移动撬装式烟气三回程注汽锅炉［Ｐ］．山东：ＣＮ２０１７４８３９２Ｕ．２０１１－０２－１６．

[6]高宗仁．常用钢材选用手册［Ｍ］．太原：山西科学技术出版社2003.

[7]蒋智翔，王霄飞．锅炉及压力容器受压元件强度［Ｍ］．北京：机械工业出版社，1999.

[8]林树才．超临界注汽锅炉的应用［Ｊ］．今日科苑，2008（12）：６４．

[9]马防修，周希领，张立新，等．超临界注汽锅炉在内蒙探区毛８块 稠油热采中的应用［Ｊ］．辽宁化工，2013.42（9）：1100-1103

[10]丁厚东，徐宏国，尹晓天．２６ＭＰａ超临界油田注汽锅炉的开发与应用［Ｊ］．工业锅炉，２０１４（３）：２２－２５．