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摘要：油田产能释放项目中增加一套紧凑型脱水装置，是为了解决海管输送能力与换大泵提液增产。闭排系统作为整套生产工艺处理系统的一个重要组成部分，如何解决闭排系统运行中出现的各种问题，便之平稳高效运转，是直接影响脱水系统及油田生产时效的关键因素。
关键词：脱水系统;闭排系统;故障处理;冲砂管;水力旋流器扩容
一、現状及问题分析
油田的井口平台产能释放项目中脱水系统，是一套采用管柱状旋流气液分离器、三级水力旋流器分离技术与加气浮选装置进行脱油的工艺处理系统，实现生产水合格排放。其中二、三级水力旋流器与加气浮选处理后的含油污水连续进入闭排罐，经闭排泵外输。因井口平台闭排系统的初始设计与后期生产情况匹配存在一定问题，再加上闭排泵的效率问题，自产能释放项目投产以来，闭排系统的各种问题一直困扰现场，主要有以下几点：
1.系统原因：井口平台闭排系统初始设计与现在生产情况不匹配的问题。平台闭排系统并没有考虑到以后新增项目接入，闭排罐容积设计比较小，只有6.5方，除去高、低液位与泵的安装等因素，实际可以操作的空间比较小。随着上、下游油田的不断开发与换大泵提液增产，海管输送链路压力迅速上涨，海管运行压力已经接近设计操作压力的临界值，操作压力空间非常小。
2.闭排泵的原因：脱水系统投用后，闭排泵运行方式从原来间隙运行改为连续运行。新闭排泵选型不匹配，以水介质为对象的设计导向在海管高背压、轻质低密度原油、高温度等环境下效率也不理想。另泵的汽蚀余量，泵的故障率很高。
3.生产状态变化：经过多少提泵提液后，海管压力大幅度增加，脱水系统的处理量已经接近设计最大值，处理效果变差，进入闭排罐的含油量成倍增加，闭排泵运行不稳定。
二、深入发现问题
随着生产进行，闭排系统的问题越来越突出。因维修作业退出脱水系统后，再次投用时，需要降低闭排罐液位，作为启动缓冲空间，达到更好的脱水处理效果。总结以往投用脱水与闭排系统经验，从以下几个方面开展论述与分析：
1.闭排罐中的油水混合物比例发生变化。闭排泵正常运转期间从闭排罐取混合液样，油水混合比例小，泵吸入大量的生产水并“混合”着少量的原油一起外输，这样的情况适合闭排泵运行的工况;但是在维修期间长时间静置，油水分离，密度较轻的原油，在实际环境下，离心闭排泵效率非常差。通过取样对比、分析闭排泵出口压力曲线、电流曲线可以得出，随着闭排罐中液体油的比率上升，离心泵效率大幅度下降，最终欠载或是压力低停泵。
2.闭排泵前置滤器清洗后只使用了几天后，就发现前置滤器有较多杂质，经对杂质分析判断，杂质来源是修井作业时与作业后地层返排导致，滤器堵塞后，闭排泵效能必然受影响。
3.生产井换大泵增产后，脱水系统的处理量已经接近设计临界值，一级油水分离旋流器处理能力超标，油水分离效果变差，水出口含油比较以前大幅度上升。经二、三级水力旋流器进入闭排罐的含油量也大幅度增加，最终闭排罐内积累大量轻质原油。在当前生产工况下，离心闭排泵外输轻质原油，效率非常差。
4.生产水结垢的问题，在清洗闭排泵前置滤器时发现有明显的结垢现象。之前对闭排泵的拆检泵作业，在叶轮中也发现了结垢现象。生产水在泵内部结垢，导致叶轮流道变窄，加上磨损导致的口环间隙变大，最终导致泵效会逐渐下降，泵的出口压力下降。
三、解决方案
通过对运行环境、生产工况及遇到的各种情况，通过实验与摸索，现场开展了以下措施，调整或是优化各种运行条件，使闭排系统正常、平稳、高效运行。
1.对闭排罐进行清罐作业。主要目的是清除罐内积存的杂质与油，解决闭排泵进口滤器堵塞的问题与闭排泵运行压力异常的问题。
2.对闭排罐冲砂管进行改造。为了尽量满足闭排泵有必要的汽蚀余量，需要抬高闭排罐运行液位，高液位必然会导致闭排罐内油水混合物产生分离，油水严重分层，水被抽走，原油大量积存在罐的上部份。通过把冲砂管抬高80-90厘米，通过从冲砂管取样，检查罐内存积油情况，并排放聚集罐上部的原油，以保证闭排泵的平稳运行。
3.对脱水系统进行清洗。脱水系统投用后，不能在线进行清洗与维修，只有油田停产大修或是退出脱水系统时，才能对整套系统进行清洗。经过对水力旋流管与容器内进行清洗，疏通了部份堵塞旋流管与清除容器积存的油泥，恢复水力旋流器处理效果。
4.油水分离旋流器处理量扩容。在脱水系统投产初期，因油田产能配产与脱水系统处理量的原因，油水分离旋流器装有14根水力旋管盲管，在清洗作业后，更换了这14根盲管，进行处理量的扩容，改善了处理效果，从设备上改变大量原油进入闭排罐的问题。
5.加注阻垢剂。针对生产水结垢的问题，在脱水系统进行阻垢剂加注，降低、减缓水垢生成对泵及管线的影响。经过实际验证，阻垢剂在脱水系统水出口注入比在进入脱水系统前注入更加有效，并减少原油对阻垢剂的影响。
6.控制产量。严格控制总产液量，优化各井配产结构，使各个系统运行在设计工况范围内，使生产做到稳定、高效。
7.减少闭排罐内液体产生静置分离改造（设想）。改造脱水系统进入闭排罐的管线，在罐内入口处加长引至罐出口上方20公分处，使进入闭排罐内含油约0.2%的生产水在不分离情况下，就被闭排泵吸入并外输，最大限度降低生产水在闭排罐内油水静置分离，同时又不影响泵效。
8.闭排罐出口与闭排泵之间增加1台管道泵，增加闭排泵进口压力，解决闭排泵厂家技术文件中，现场需要提供必须汽蚀余量为1米的问题。针对高温对闭排泵机械性能的影响，提出增加冷却器，对进入闭排的液体进行降温，降低闭排泵零件的磨损，节约维修成本。
四、效果评价
经改造施工作业、调试、投用，证明了上述问题分析与作业实践在海上井口采油平台收到良好的效果。对类似海上井口采油平台，后期以增加紧凑式脱水系统作为产能释放措施，在解决闭排系统运行中的遇到类似问题，有成熟可行的指导方案与借鉴意义。
作者简介：梁云，1980-5-25，男，汉，广东茂名，中海石油（中国）有限公司湛江分公司，采油工程中级工程师，采油工艺
关键词：脱水系统;闭排系统;故障处理;冲砂管;水力旋流器扩容
一、現状及问题分析
油田的井口平台产能释放项目中脱水系统，是一套采用管柱状旋流气液分离器、三级水力旋流器分离技术与加气浮选装置进行脱油的工艺处理系统，实现生产水合格排放。其中二、三级水力旋流器与加气浮选处理后的含油污水连续进入闭排罐，经闭排泵外输。因井口平台闭排系统的初始设计与后期生产情况匹配存在一定问题，再加上闭排泵的效率问题，自产能释放项目投产以来，闭排系统的各种问题一直困扰现场，主要有以下几点：
1.系统原因：井口平台闭排系统初始设计与现在生产情况不匹配的问题。平台闭排系统并没有考虑到以后新增项目接入，闭排罐容积设计比较小，只有6.5方，除去高、低液位与泵的安装等因素，实际可以操作的空间比较小。随着上、下游油田的不断开发与换大泵提液增产，海管输送链路压力迅速上涨，海管运行压力已经接近设计操作压力的临界值，操作压力空间非常小。
2.闭排泵的原因：脱水系统投用后，闭排泵运行方式从原来间隙运行改为连续运行。新闭排泵选型不匹配，以水介质为对象的设计导向在海管高背压、轻质低密度原油、高温度等环境下效率也不理想。另泵的汽蚀余量，泵的故障率很高。
3.生产状态变化：经过多少提泵提液后，海管压力大幅度增加，脱水系统的处理量已经接近设计最大值，处理效果变差，进入闭排罐的含油量成倍增加，闭排泵运行不稳定。
二、深入发现问题
随着生产进行，闭排系统的问题越来越突出。因维修作业退出脱水系统后，再次投用时，需要降低闭排罐液位，作为启动缓冲空间，达到更好的脱水处理效果。总结以往投用脱水与闭排系统经验，从以下几个方面开展论述与分析：
1.闭排罐中的油水混合物比例发生变化。闭排泵正常运转期间从闭排罐取混合液样，油水混合比例小，泵吸入大量的生产水并“混合”着少量的原油一起外输，这样的情况适合闭排泵运行的工况;但是在维修期间长时间静置，油水分离，密度较轻的原油，在实际环境下，离心闭排泵效率非常差。通过取样对比、分析闭排泵出口压力曲线、电流曲线可以得出，随着闭排罐中液体油的比率上升，离心泵效率大幅度下降，最终欠载或是压力低停泵。
2.闭排泵前置滤器清洗后只使用了几天后，就发现前置滤器有较多杂质，经对杂质分析判断，杂质来源是修井作业时与作业后地层返排导致，滤器堵塞后，闭排泵效能必然受影响。
3.生产井换大泵增产后，脱水系统的处理量已经接近设计临界值，一级油水分离旋流器处理能力超标，油水分离效果变差，水出口含油比较以前大幅度上升。经二、三级水力旋流器进入闭排罐的含油量也大幅度增加，最终闭排罐内积累大量轻质原油。在当前生产工况下，离心闭排泵外输轻质原油，效率非常差。
4.生产水结垢的问题，在清洗闭排泵前置滤器时发现有明显的结垢现象。之前对闭排泵的拆检泵作业，在叶轮中也发现了结垢现象。生产水在泵内部结垢，导致叶轮流道变窄，加上磨损导致的口环间隙变大，最终导致泵效会逐渐下降，泵的出口压力下降。
三、解决方案
通过对运行环境、生产工况及遇到的各种情况，通过实验与摸索，现场开展了以下措施，调整或是优化各种运行条件，使闭排系统正常、平稳、高效运行。
1.对闭排罐进行清罐作业。主要目的是清除罐内积存的杂质与油，解决闭排泵进口滤器堵塞的问题与闭排泵运行压力异常的问题。
2.对闭排罐冲砂管进行改造。为了尽量满足闭排泵有必要的汽蚀余量，需要抬高闭排罐运行液位，高液位必然会导致闭排罐内油水混合物产生分离，油水严重分层，水被抽走，原油大量积存在罐的上部份。通过把冲砂管抬高80-90厘米，通过从冲砂管取样，检查罐内存积油情况，并排放聚集罐上部的原油，以保证闭排泵的平稳运行。
3.对脱水系统进行清洗。脱水系统投用后，不能在线进行清洗与维修，只有油田停产大修或是退出脱水系统时，才能对整套系统进行清洗。经过对水力旋流管与容器内进行清洗，疏通了部份堵塞旋流管与清除容器积存的油泥，恢复水力旋流器处理效果。
4.油水分离旋流器处理量扩容。在脱水系统投产初期，因油田产能配产与脱水系统处理量的原因，油水分离旋流器装有14根水力旋管盲管，在清洗作业后，更换了这14根盲管，进行处理量的扩容，改善了处理效果，从设备上改变大量原油进入闭排罐的问题。
5.加注阻垢剂。针对生产水结垢的问题，在脱水系统进行阻垢剂加注，降低、减缓水垢生成对泵及管线的影响。经过实际验证，阻垢剂在脱水系统水出口注入比在进入脱水系统前注入更加有效，并减少原油对阻垢剂的影响。
6.控制产量。严格控制总产液量，优化各井配产结构，使各个系统运行在设计工况范围内，使生产做到稳定、高效。
7.减少闭排罐内液体产生静置分离改造（设想）。改造脱水系统进入闭排罐的管线，在罐内入口处加长引至罐出口上方20公分处，使进入闭排罐内含油约0.2%的生产水在不分离情况下，就被闭排泵吸入并外输，最大限度降低生产水在闭排罐内油水静置分离，同时又不影响泵效。
8.闭排罐出口与闭排泵之间增加1台管道泵，增加闭排泵进口压力，解决闭排泵厂家技术文件中，现场需要提供必须汽蚀余量为1米的问题。针对高温对闭排泵机械性能的影响，提出增加冷却器，对进入闭排的液体进行降温，降低闭排泵零件的磨损，节约维修成本。
四、效果评价
经改造施工作业、调试、投用，证明了上述问题分析与作业实践在海上井口采油平台收到良好的效果。对类似海上井口采油平台，后期以增加紧凑式脱水系统作为产能释放措施，在解决闭排系统运行中的遇到类似问题，有成熟可行的指导方案与借鉴意义。
作者简介：梁云，1980-5-25，男，汉，广东茂名，中海石油（中国）有限公司湛江分公司，采油工程中级工程师，采油工艺