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摘 要：该工程在设计中进行了多方案对比论证，简化、优化了3座接转站、1座联合站的工艺流程，解决了长期以来因生产能力过剩、资源浪费严重、生产成本居高不下、困扰油田稳定发展的问题，使存在多年的“三高一低”（即生产费用高、管理费用高、维护费用高、系统效率低）的问题得到了彻底的解决。
关键词：老油田；简化优化；调整改造
中图分类号：TE41 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0008－03
1 概述
留北油田位于河北省河间县、献县、肃宁县境内。目前有开发井80口，其中采油井72口，注水井8口。有联合站1座，转油站3座（路三站、路27站、留三站），计量站7座，注水站1座，污水处理站1座，配水站1座。
2 系统运行状况及设计优化
2.1 系统运行状况
（1）油田进入开发后期，产量不断下降，系统存在浪费现象严重。工艺流程运行能耗大，增加了费用，有必要进行改造。
（2）站内、站外管线运行时间长、腐蚀穿孔严重，影响了正常、安全生产。
（3）站场布局不合理，现场管理工作强度大、管理相对繁琐。
（4）站目前大部分存在设备陈旧、老化、运行效率低、管线腐蚀穿孔等现象威胁着生产安全，急需改造。
（5）站内消防道路不畅，工艺流程不合理，存在安全隐患。
（6）站内防雷、防静电设施老化，安全性能低。
2.2 设计优化
2.2.1 针对生产运行状况，优化设计
设计中，我们深入分析、研究，结合生产实际，对生产工艺进行技术、经济对比，确定运行参数，优选出的工艺方案使用性强，既经济合理又成熟可靠。在设计中，对站内工艺流程、平面布置、设备选型等进行优化，进行多方案的技术经济对比，并充分利用现有设施，确定出的工艺流程先进适用，灵活可靠，平面布置合理紧凑，设备选型先进、高效、安全。
2.2.2 设计与现场实际紧密结合
本工程在设计各阶段充分与现场实际结合，与有关部门一起，进行现场勘测、调研，与现场负责人进行详细的技术交流，了解现场操作运行情况。对已建设施的可行性进行选型计算复核的同时，听取现场人员在操作中的实际经验，综合评价，做出结论。
在设计方案过程中，就细节问题进行详细讨论，增加设计方案的可操作性。通过各职能部门参加的方案评审会，对方案进行审查，就审查意见进行讨论，对设计方案进行适当调整。
2.2.3 本工程采用先进、适用、可靠的工艺技术
（1）管网采用管架架空敷设，安全方便操作，减少腐蚀维修费用。
（2）外输油采用换热器加热输送，去掉了外输加热炉，减少工程费用，生产运行安全。
（3）采用水源井供应清水，解决了利用外站管线调水、补充及时地问题，节省管线运行维护费用。
（4）优化、简化工艺流程，拆除了废弃设施，布局紧凑美观，方便生产操作，安全可靠。
（5）采用了真空加热炉，节能高效，操作安全。
3 工艺技术与流程
3.1 路27站工艺技术与流程
3.1.1 原油集输部分
（1）计量站及单井集油工艺技术及流程。计量站及单井均采用三管伴热流程集油工艺，计量站的主要工艺流程：单井来油进计量总机关，经计量，然后进集油干线进路27接转站。
（2）路27站改造后工艺技术及流程。计量站来液进站后，先进立式储油罐，稳定后的原油进外输泵，再经换热器升温后经外输干线输至留一联，路27站改造后工艺流程如下：生产汇管来液→储罐（500 m3）→外输油泵→计量→换热器→外输至留一联。
（3）设计特点。该工艺流程的特点是：计量站及单井均采用三管伴热流程，防止高凝原油管线的堵塞，解决了管线结蜡问题。单井产量采用计量站总机关集中计量，既计量准确，又便于管理，确保了原油集输工艺的安全生产。接转站应用高效节能真空加热炉，既能加热循环水，又通过换热器加热原油，减少了外输油加热炉的工程投资及燃油运行费用，保证了原油集输工艺的正常生产，主要体现在以下几个方面：①在管线走向设计中，根据井站的相对位置，设计站外管线尽量直线铺设，节省投资，便于维修管理。②多专业管架共架设技术，将油、水、热、电、暖、仪、表等专业的管线和电缆共同敷设在油专业管线管架上，节省了占地，减少了腐蚀，使站区更加美观。③采用了换热器，以水为热媒的加热系统，取代了原油加热炉，解决了原油加热炉易结焦存在安全隐患的问题。
3.1.2 供水部分
（1）路27站建水源井1口，水源井来水经潜水泵直接进入清水管线，由清水管线输至热回水罐。补充热水循环损失。热水由热水计量后经热水泵输送到热水炉，热水加热炉将水加热后分配到热水阀组，阀组分配控制热水循环。
供水工艺流程如下：水源井来水→潜水泵→回水罐→热水泵→加热炉→水阀组（站内站外热水循环）。
（2）设计特点。站内建设水源井，清水由水源井潜水泵供给，保证了水质及水量。停用了留一联至路27站的供清水管线，减轻了留一联的清水供应压力，减少了清水的损失，消除了地方不法分子从管线调清水的可能，节约了清水管线的运行维修费用，站内增设了热水阀组，由热水阀组分配站内热水及各计量站热水循环，保证了热水循环的合理应用。
热水炉采用了高效节能加热炉，真空加热炉采用相变换热技术，燃烧器将燃料充分燃烧，通过辐射、传导将热量传递给锅壳内的中间介质——水，水受热沸腾产生蒸汽，蒸汽与低温的盘管壁换热，冷凝成水，将热量传递给盘管换热器内流动的介质。凝结后的水继续被加热汽化，如此循环往复，实现加热炉的换热。在设计上保证了加热炉壳体内压力低于大气压力，没有爆炸的危险，使用较为安全。炉内热媒介质在炉体内运行，正常情况下不会有散失，所以避免了水垢的产生，能够延长加热炉的使用寿命，由于使用蒸汽与盘管中的待加热介质进行热量交换，换热效率较高。
3.1.3 平面及竖向布置特点
站内平面布置与工艺流程相适应，根据不同生产功能和特点分别相对集中布置，结构合理，做到了管网短、流程顺，便于生产管理和操作维修，节省占地，节约投资。增建了消防道路及消防大门，畅通了消防通道，消除了安全隐患。
接转站所处地形基本平坦，根据场区地势的不同特点，室内地坪±0.00 m，道路－0.2 m，场区－0.3 m，道路雨水沿道路纵坡方向排出站外，站场四周的雨水由围墙直接排出站场，站场道路标高衔接得当，站场整平坡度0.3%，站场做适当的填方，以保证站场不受高坡段处雨水冲刷，坡向排至场区外。
3.2 留三站工艺技术与流程
设计建设输油系统和配套的燃油系统、供热系统、供注水系统、变配电照明系统，还有采暖、仪表、通讯、道路、土建等工程。
改造后的原油工艺流程：生产汇管来液→储罐（275 m3）→外输油泵→加热炉→计量→外输到留一联。
平面布置：本次平面布置图改造只是拆除两台原油炉和分离缓冲罐、分离器等，将三台换热器布置在炉子和外输泵房之间的空地上。
4 设计采用新技术、新工艺、新设备、新材料
设计，采用了多项先进技术，创多项新水平，取得了较好的经济和社会效益，采用的主要新技术、新工艺、新设备、新材料如下：
（1）总机关改造，计量间管线全部抬至地面，热回水管线架空敷设，单井来油管线安装单流阀，原值班室与计量间隔离墙拆除，工艺布局合理美观，便于管理，安全卫生。
（2）拆除了废旧设施及构筑物，减少管理费用，简化优化工艺流程，布局紧凑，方便生产操作，安全可靠。
（3）站内管网由地下和低管墩敷设改为高管架敷设，多专业管架共架设，节约占地，节省投资。
（4）输油泵、热水泵工艺管线改到地面，便于防腐蚀管理。
（5）尽量利用原有设施和设备，将留一联旧水罐改造成20 m3热水罐，节约建设投资。
（6）旧燃油箱与新建加热炉安全距离不够，且旧18 m3燃油箱容积大，燃油损耗大，安装9 m3燃油箱及燃油泵和工艺管线，节能安全。
（7）设计中采用高效真空加热炉，它具有锅壳在微负压下运行，安全高效节能等诸多优点，加热炉采用了高效燃烧器，燃油物化好，燃烧充分。
（8）设计中采用了板式换热器，板式换热器传热率高，流体流动阻力小，结构紧凑，流程组合方便，使用安全。
（9）燃油泵房、油泵房、计量总机关设计可燃气体报警仪，自动监控生产环境。
（10）采用了换热器，以水为热媒的加热系统，取代了原油加热炉，解决了原油加热炉易结焦的问题，安全高效节能。
（11）燃油箱安装了阻火器及呼吸法，卸油口采取防静电设计。燃油箱安装顶装液位计，方便计量和管理。
（12）留三站设计加药装置对外输原油加药，降低了原油黏度，减小了外输压力。
（13）留三站外输泵安装了变频器，节能高效。
5 经济效益和社会效益分析
5.1 地面建设投资
工程概算总投资：1 068.48万元。
竣工决算总投资：1 011.21万元。
5.2 经济效益
（1）停运外输加热炉4台，年节省燃料油：0.3×4×365＝438 t，燃料油价格按3 717元/t计，年节省费用：438×3 717＝162.804 6（万元）。
（2）停运外输加热炉4台，停运污油泵2台，停运路27－3计热水增压泵1台，年节约用电475 200 kW•h，电费价格按0.58元/kW•h计算，年节省费用：17×24×365×0.58＝86.373 6万元。
（3）减少岗位工人8人，1人年费用：30 000元，年节省费用：8×30 000＝24.000万元。
（4）燃油泵，20 m3回水罐利旧，节省工程投资9万元。
（5）车库利用旧污油泵房改建，库房利用旧燃油泵房改建，节省工程投资6万元。
（6）停运留一联至路27站清水管线年节约运行维修费2万元。
（7）采用高效节能真空加热炉及高性能燃烧器，炉效由50%提高至80%，节省燃油，年节省燃料油40 t，燃料油价格按3 717元/t计，年节省费用：40×3 717＝14.868 0万元。
（8）将旧18 m3燃油箱减小为9 m3燃油箱，年节省油气损耗5万元。
（9）采用板式换热器，取代了原油加热炉，节省设备费40万元。
（10）留三站热水炉利旧1台，节省投资50万元。
共实现经济效益：162.804 6＋86.373 6＋24＋9＋6＋2＋14.868 0＋5＋40＋50＝400.046 2万元。
5.3 社会效益
（1）优化简化流程，方便操作，减轻了工人的劳动强度，安全生产。
（2）合理利用其他油田设施及流程，节约改造费用，减少油气挥发及原油消耗，有利于环境保护。
（3）老油田地面工艺系统重新优化，减少了浪费，地面工艺系统调整改造，改善了整个油田的运行环境，减少了热能、电能损失。有助于油田精细管理，提高油田管理水平。
（4）调整改造后，减小了管理幅度。
（5）减少了设备、房屋、材料的维修、更换、运行费用，减少了岗位操作人员，减轻了工人的劳动强度。
（6）调整改造后，消除了安全隐患。
5.4 经济指标分析
设计中通过优化工艺流程及参数，采用高效、节能设备等措施，达到了节能降耗的目的，各类消耗指标与同类工程相比，达到国内先进水平。
参考文献
1 苗承武、江士昂.油田油气集输设计技术手册［M］.北京：石油工业出版社，1995
2 《石油天然气工程初步设计内容规范》（SY/T 0082.1－2006）
3 《油气集输设计规范》（GB50350－2005）
4 《石油天然气工程设计放火规范》（GB50183－2004）
Simplification and Optimization Process and Design
for Rebuilding of united Station in Liu Bei Oil Field
Wang Junling, Liu Huimin, Liu Jifei
Abstract: This project compared and analyzed the multiple plans during the designing stage. It simplified and optimized the process of three transferred stations and one united station. It solved the problem of production excess, energy wasting, high producing cost and disturbing stable development of oil field. And solved the problem of there－high－one－low completely（high cost, high management fees, high maintaining fees and low efficiency）.
Key words: old oil field; simplification and optimization; adjustment and rebuild
关键词：老油田；简化优化；调整改造
中图分类号：TE41 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0008－03
1 概述
留北油田位于河北省河间县、献县、肃宁县境内。目前有开发井80口，其中采油井72口，注水井8口。有联合站1座，转油站3座（路三站、路27站、留三站），计量站7座，注水站1座，污水处理站1座，配水站1座。
2 系统运行状况及设计优化
2.1 系统运行状况
（1）油田进入开发后期，产量不断下降，系统存在浪费现象严重。工艺流程运行能耗大，增加了费用，有必要进行改造。
（2）站内、站外管线运行时间长、腐蚀穿孔严重，影响了正常、安全生产。
（3）站场布局不合理，现场管理工作强度大、管理相对繁琐。
（4）站目前大部分存在设备陈旧、老化、运行效率低、管线腐蚀穿孔等现象威胁着生产安全，急需改造。
（5）站内消防道路不畅，工艺流程不合理，存在安全隐患。
（6）站内防雷、防静电设施老化，安全性能低。
2.2 设计优化
2.2.1 针对生产运行状况，优化设计
设计中，我们深入分析、研究，结合生产实际，对生产工艺进行技术、经济对比，确定运行参数，优选出的工艺方案使用性强，既经济合理又成熟可靠。在设计中，对站内工艺流程、平面布置、设备选型等进行优化，进行多方案的技术经济对比，并充分利用现有设施，确定出的工艺流程先进适用，灵活可靠，平面布置合理紧凑，设备选型先进、高效、安全。
2.2.2 设计与现场实际紧密结合
本工程在设计各阶段充分与现场实际结合，与有关部门一起，进行现场勘测、调研，与现场负责人进行详细的技术交流，了解现场操作运行情况。对已建设施的可行性进行选型计算复核的同时，听取现场人员在操作中的实际经验，综合评价，做出结论。
在设计方案过程中，就细节问题进行详细讨论，增加设计方案的可操作性。通过各职能部门参加的方案评审会，对方案进行审查，就审查意见进行讨论，对设计方案进行适当调整。
2.2.3 本工程采用先进、适用、可靠的工艺技术
（1）管网采用管架架空敷设，安全方便操作，减少腐蚀维修费用。
（2）外输油采用换热器加热输送，去掉了外输加热炉，减少工程费用，生产运行安全。
（3）采用水源井供应清水，解决了利用外站管线调水、补充及时地问题，节省管线运行维护费用。
（4）优化、简化工艺流程，拆除了废弃设施，布局紧凑美观，方便生产操作，安全可靠。
（5）采用了真空加热炉，节能高效，操作安全。
3 工艺技术与流程
3.1 路27站工艺技术与流程
3.1.1 原油集输部分
（1）计量站及单井集油工艺技术及流程。计量站及单井均采用三管伴热流程集油工艺，计量站的主要工艺流程：单井来油进计量总机关，经计量，然后进集油干线进路27接转站。
（2）路27站改造后工艺技术及流程。计量站来液进站后，先进立式储油罐，稳定后的原油进外输泵，再经换热器升温后经外输干线输至留一联，路27站改造后工艺流程如下：生产汇管来液→储罐（500 m3）→外输油泵→计量→换热器→外输至留一联。
（3）设计特点。该工艺流程的特点是：计量站及单井均采用三管伴热流程，防止高凝原油管线的堵塞，解决了管线结蜡问题。单井产量采用计量站总机关集中计量，既计量准确，又便于管理，确保了原油集输工艺的安全生产。接转站应用高效节能真空加热炉，既能加热循环水，又通过换热器加热原油，减少了外输油加热炉的工程投资及燃油运行费用，保证了原油集输工艺的正常生产，主要体现在以下几个方面：①在管线走向设计中，根据井站的相对位置，设计站外管线尽量直线铺设，节省投资，便于维修管理。②多专业管架共架设技术，将油、水、热、电、暖、仪、表等专业的管线和电缆共同敷设在油专业管线管架上，节省了占地，减少了腐蚀，使站区更加美观。③采用了换热器，以水为热媒的加热系统，取代了原油加热炉，解决了原油加热炉易结焦存在安全隐患的问题。
3.1.2 供水部分
（1）路27站建水源井1口，水源井来水经潜水泵直接进入清水管线，由清水管线输至热回水罐。补充热水循环损失。热水由热水计量后经热水泵输送到热水炉，热水加热炉将水加热后分配到热水阀组，阀组分配控制热水循环。
供水工艺流程如下：水源井来水→潜水泵→回水罐→热水泵→加热炉→水阀组（站内站外热水循环）。
（2）设计特点。站内建设水源井，清水由水源井潜水泵供给，保证了水质及水量。停用了留一联至路27站的供清水管线，减轻了留一联的清水供应压力，减少了清水的损失，消除了地方不法分子从管线调清水的可能，节约了清水管线的运行维修费用，站内增设了热水阀组，由热水阀组分配站内热水及各计量站热水循环，保证了热水循环的合理应用。
热水炉采用了高效节能加热炉，真空加热炉采用相变换热技术，燃烧器将燃料充分燃烧，通过辐射、传导将热量传递给锅壳内的中间介质——水，水受热沸腾产生蒸汽，蒸汽与低温的盘管壁换热，冷凝成水，将热量传递给盘管换热器内流动的介质。凝结后的水继续被加热汽化，如此循环往复，实现加热炉的换热。在设计上保证了加热炉壳体内压力低于大气压力，没有爆炸的危险，使用较为安全。炉内热媒介质在炉体内运行，正常情况下不会有散失，所以避免了水垢的产生，能够延长加热炉的使用寿命，由于使用蒸汽与盘管中的待加热介质进行热量交换，换热效率较高。
3.1.3 平面及竖向布置特点
站内平面布置与工艺流程相适应，根据不同生产功能和特点分别相对集中布置，结构合理，做到了管网短、流程顺，便于生产管理和操作维修，节省占地，节约投资。增建了消防道路及消防大门，畅通了消防通道，消除了安全隐患。
接转站所处地形基本平坦，根据场区地势的不同特点，室内地坪±0.00 m，道路－0.2 m，场区－0.3 m，道路雨水沿道路纵坡方向排出站外，站场四周的雨水由围墙直接排出站场，站场道路标高衔接得当，站场整平坡度0.3%，站场做适当的填方，以保证站场不受高坡段处雨水冲刷，坡向排至场区外。
3.2 留三站工艺技术与流程
设计建设输油系统和配套的燃油系统、供热系统、供注水系统、变配电照明系统，还有采暖、仪表、通讯、道路、土建等工程。
改造后的原油工艺流程：生产汇管来液→储罐（275 m3）→外输油泵→加热炉→计量→外输到留一联。
平面布置：本次平面布置图改造只是拆除两台原油炉和分离缓冲罐、分离器等，将三台换热器布置在炉子和外输泵房之间的空地上。
4 设计采用新技术、新工艺、新设备、新材料
设计，采用了多项先进技术，创多项新水平，取得了较好的经济和社会效益，采用的主要新技术、新工艺、新设备、新材料如下：
（1）总机关改造，计量间管线全部抬至地面，热回水管线架空敷设，单井来油管线安装单流阀，原值班室与计量间隔离墙拆除，工艺布局合理美观，便于管理，安全卫生。
（2）拆除了废旧设施及构筑物，减少管理费用，简化优化工艺流程，布局紧凑，方便生产操作，安全可靠。
（3）站内管网由地下和低管墩敷设改为高管架敷设，多专业管架共架设，节约占地，节省投资。
（4）输油泵、热水泵工艺管线改到地面，便于防腐蚀管理。
（5）尽量利用原有设施和设备，将留一联旧水罐改造成20 m3热水罐，节约建设投资。
（6）旧燃油箱与新建加热炉安全距离不够，且旧18 m3燃油箱容积大，燃油损耗大，安装9 m3燃油箱及燃油泵和工艺管线，节能安全。
（7）设计中采用高效真空加热炉，它具有锅壳在微负压下运行，安全高效节能等诸多优点，加热炉采用了高效燃烧器，燃油物化好，燃烧充分。
（8）设计中采用了板式换热器，板式换热器传热率高，流体流动阻力小，结构紧凑，流程组合方便，使用安全。
（9）燃油泵房、油泵房、计量总机关设计可燃气体报警仪，自动监控生产环境。
（10）采用了换热器，以水为热媒的加热系统，取代了原油加热炉，解决了原油加热炉易结焦的问题，安全高效节能。
（11）燃油箱安装了阻火器及呼吸法，卸油口采取防静电设计。燃油箱安装顶装液位计，方便计量和管理。
（12）留三站设计加药装置对外输原油加药，降低了原油黏度，减小了外输压力。
（13）留三站外输泵安装了变频器，节能高效。
5 经济效益和社会效益分析
5.1 地面建设投资
工程概算总投资：1 068.48万元。
竣工决算总投资：1 011.21万元。
5.2 经济效益
（1）停运外输加热炉4台，年节省燃料油：0.3×4×365＝438 t，燃料油价格按3 717元/t计，年节省费用：438×3 717＝162.804 6（万元）。
（2）停运外输加热炉4台，停运污油泵2台，停运路27－3计热水增压泵1台，年节约用电475 200 kW•h，电费价格按0.58元/kW•h计算，年节省费用：17×24×365×0.58＝86.373 6万元。
（3）减少岗位工人8人，1人年费用：30 000元，年节省费用：8×30 000＝24.000万元。
（4）燃油泵，20 m3回水罐利旧，节省工程投资9万元。
（5）车库利用旧污油泵房改建，库房利用旧燃油泵房改建，节省工程投资6万元。
（6）停运留一联至路27站清水管线年节约运行维修费2万元。
（7）采用高效节能真空加热炉及高性能燃烧器，炉效由50%提高至80%，节省燃油，年节省燃料油40 t，燃料油价格按3 717元/t计，年节省费用：40×3 717＝14.868 0万元。
（8）将旧18 m3燃油箱减小为9 m3燃油箱，年节省油气损耗5万元。
（9）采用板式换热器，取代了原油加热炉，节省设备费40万元。
（10）留三站热水炉利旧1台，节省投资50万元。
共实现经济效益：162.804 6＋86.373 6＋24＋9＋6＋2＋14.868 0＋5＋40＋50＝400.046 2万元。
5.3 社会效益
（1）优化简化流程，方便操作，减轻了工人的劳动强度，安全生产。
（2）合理利用其他油田设施及流程，节约改造费用，减少油气挥发及原油消耗，有利于环境保护。
（3）老油田地面工艺系统重新优化，减少了浪费，地面工艺系统调整改造，改善了整个油田的运行环境，减少了热能、电能损失。有助于油田精细管理，提高油田管理水平。
（4）调整改造后，减小了管理幅度。
（5）减少了设备、房屋、材料的维修、更换、运行费用，减少了岗位操作人员，减轻了工人的劳动强度。
（6）调整改造后，消除了安全隐患。
5.4 经济指标分析
设计中通过优化工艺流程及参数，采用高效、节能设备等措施，达到了节能降耗的目的，各类消耗指标与同类工程相比，达到国内先进水平。
参考文献
1 苗承武、江士昂.油田油气集输设计技术手册［M］.北京：石油工业出版社，1995
2 《石油天然气工程初步设计内容规范》（SY/T 0082.1－2006）
3 《油气集输设计规范》（GB50350－2005）
4 《石油天然气工程设计放火规范》（GB50183－2004）
Simplification and Optimization Process and Design
for Rebuilding of united Station in Liu Bei Oil Field
Wang Junling, Liu Huimin, Liu Jifei
Abstract: This project compared and analyzed the multiple plans during the designing stage. It simplified and optimized the process of three transferred stations and one united station. It solved the problem of production excess, energy wasting, high producing cost and disturbing stable development of oil field. And solved the problem of there－high－one－low completely（high cost, high management fees, high maintaining fees and low efficiency）.
Key words: old oil field; simplification and optimization; adjustment and rebuild