加气浮选器除油效率提升与改进措施

裴绍辉(中海石油(中国)有限公司秦皇岛32-6/渤中作业公司，天津 300459)

0 引言

注水开发是油田稳产的基础。当油田开发进入中后期阶段，通过注水开发能继续获取较高的采收率和较大的经济效益。注水实践证明，作为注水开发源头的注水水质是实现油田高效开发的关键。因此，注水工作的关键是注水水质的控制，而水处理设备良好的运行状态是保证水质的基本前提。

近年来，公司开展注水专项治理工作，以水质稳定工作为重点，把油田水处理设备作为注水开发的重中之重来抓。某油田2004年投产，FPSO上水处理系统采用加气浮选器→核桃壳过滤器两级水处理工艺。油田自2020年初出现加气浮选器V-301A/B水处理效果不佳，平均除油率仅27.2%；针对上述情况，我们开展相关问题排查及分析工作，找到设备问题并本着降本增效的目的现场主动采取措施并取得了良好的效果。

1 加气浮选器问题排查及设备改造

1.1 加气浮选器设备介绍

加气浮选器设备于2003年生产，该设备共有两套，采用喷射式诱导气浮，如图1所示，气浮装置内分为气浮区(4个)、稳定区、出水区等几个部分，装有一、二级收油装置，进、出水都装有布水器，详细参数如表1所示。

图1 气浮装置图

表1 加气浮选器设计参数

1.2 水质差原因分析与维修优化方案

在现场排除外部因素影响后，打开气浮选A/B罐顶部一级收油槽观察孔，发现气泡呈翻滚状。随后拆下喷射器，发现喷射器顶部挡板脱落(如图2所示)，导致喷射器内气泡直接由喷射头喷出，气泡变大，由于气泡搅动，一级收油液面不稳定，收油效果变得更差，造成出水水质不稳定。

图2 喷射器顶部挡板脱落图

为了让加气浮选器出水达到设备出水水质标准，减轻核桃壳过滤器及下游设备进水的污染物负荷，根据现场情况和技术人员进行技术交流，对加气浮选器单元做了以下4点优化：

(1)更换加气浮选器喷射器，针对喷射器连接法兰腐蚀严重，可能导致密封失效而漏水，喷射器整体材质更换为不锈钢304，密封垫改为钢垫(原喷射器连接法兰为碳钢材质，密封垫为石棉垫)，喷射器挡板用3个螺栓(M8)固定(原喷射器挡板为3个M6紧固螺栓)，为了防止档板再次脱落，现场施工人员把紧固螺栓焊死，防止因为抖动导致挡板再次脱落；

(2)由于FPSO长期艏倾1.5m左右，在一级收油槽外侧安装可调堰板，保证收油槽与液面平行，提高一级收油效果；

(3)由于FPSO船体受海浪风流的影响船体长期处于晃动状态，为了提高一级收油液面的稳定性，在气浮区上部增加了稳流板，便于设备更平稳的进行收油工作；

(4)在设备出水区增加三级收油槽收集出水区的残油，设备进行三级收油，提高出水水质(如图3所示)。

1.3 加气浮选器维修前后处理效果对比

由表2和图4对比曲线可以看出加气浮选器B优化改造后，效果十分明显，除油效率较整改前提高20%～33%，目前使用效果良好，下一步计划对气浮A罐实施优化。

图3 加气浮选器改造增加的三级收油槽及新增一级收油槽稳流板示意图

表2 加气浮选B罐改造前后除油率对比

图4 气浮B改造前后除油率对比曲线

1.4 加气浮选器日常维护经验

(1)日常做好进出口水质的化验工作，对比除油效率，有异常及早查找原因并处理；

(2)日常根据出水效果，调整好日常收油频率，并按照计划执行好；

(3)定期打开气浮选罐顶观察孔，观察一、二级收油是否稳定，如有异常，及时查找原因并处理；

(4)三级收油槽定期收油，防止出水区油层过厚，影响出水水质；

(5)定期拆开加气浮选器底部喷射器清理罐内残渣，防止残渣堵塞微气泡释放口，影响气泡出气效果。

2 结论及建议

2.1 结论

(1)通过对FPSO上加气浮选器低效原因进行排查，找到了造成设备低效的直接原因，并在随后进行有效的整改，该种整改措施可供其他油田相同设备出现类似问题维修时提供借鉴经验；

(2)改造升级后的加气浮选器水处理效果达到设备正常处理能力，为油田高效注水开发提供了可靠保障；

(3)把水质稳定作为注好水的关键任务，对注水系统水处理设备进行全面排查，确保水系统设备高效、健康运行，对其他油田注水开发具有借鉴意义。

2.2 下步工作建议

(1)加大生产水处理系统日常管理制度建设，即使最先进的水处理工艺技术，如果管理不到位，稳定的合格水质仍然没有保障，需要我们在接下来将目前现行的注水管理体系进行系统的升级，满足日常生产水处理系统的需求；

(2)不怕暴露问题，通过问题的整改，提高现场人员维修、解决设备故障的能力，通过上述设备的故障排查、处理，相关人员判断设备故障、解决设备故障的能力得到提高，同时需要将设备维护的经验好好总结，同时分享给其他人员，为设备日常维护以及类似设备故障提供维修借鉴经验。

3 结语

通过对加气浮选器设备问题排查和改造，及时发现了相应问题，并针对问题产生的原因进行分析，从而优化维修方案。经过一系列的工作之后，加气浮选器水处理效果达到设备正常处理能力，从技术层面上解决了相应问题，也为日后设备维修提供了宝贵经验。在今后的工作中要从管理上和技术上做好双重准备，积极排查故障、发现问题、科学整改，不断完善管理机制，提高维修人员维修能力和责任感，保障设备正常、高效运转生产。