提高化学驱自动化程度降低施工HSE风险

★ 石油化工安全环保技术 ★
油田企业是高风险企业,一般来说具有投资大,易发生火灾、泄漏、中毒等恶性事故的特点,一旦发生事故财产损失大,污染严重[1]。随着我国大部分油田进入了开发中后期,化学驱逐渐成为油田深度开发的重要手段,实施范围越来越广,施工周期也越来越长。与此同时,化学驱施工过程中的HSE 管理也成为整个项目管理的重要组成部分。全面提高施工现场的HSE 管理水平,除了管理手段以外,技术更新也是降低风险的重要 手段之一。
1 化学驱施工的特点及HSE 风险
1.1 化学驱施工的特点
化学驱是一项系统工程,具有项目投资大、施工周期长以及存在中毒污染等危险的特点。纵向来看,长施工周期造成过程管理困难;横向来看,工程涉及到高压注水、多种电气设备和化学药剂,危险点源多,造成细化管理困难。进入新世纪后,基于油藏工程的深部调驱改善水驱配套技术的提出,对化学驱技术提出了更高的要求。化学驱技术将油藏工程技术和分析方法应用到改变水驱的深部液流转向技术中,处理目标
是整个油藏,作业规模大,时间长,涉及井数多[2-3]。目前普遍推广的化学驱一般作为深部调驱的后续接替技术,施工周期短则若干个月,长则达到1年甚至数年,部分区块涉及油水井数占投产总井数
收稿日期:2019-10-19
作者简介:
郭宜民,男,2008年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业,主要从事采油工艺技术研究工作,工程师。电话:************,E-mail: guoym1982@petrochina
提高化学驱自动化程度 降低施工HSE 风险
郭宜民,刘 涛
(中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司,辽宁 沈阳 110206)
摘 要:针对化学驱施工现场存在的HSE 隐患和风险,应用低压新型加药装置、电接点压力表和压力变频器等安全环保性较高的装置,提高了调驱现场施工的自动化程度,减少了人与药剂、高压水和用电器接触的机会,提高了施工安全系数,从本质上降低了HSE 风险,有力保证了化学驱施工安全清洁高效运行。
关键词:化学驱 自动化 HSE 风险的20%以上。
1.2 化学驱施工的HSE 风险
化学驱HSE 风险主要存在于药剂配制、高压用水和用电3个环节。化学驱一般与深部调驱用同一套设备,主要包括配药装置、泵入装置以及电力装置等(见图1),多与深部调驱联合实施,用到的药剂包括树脂、醛类和多价金属离子类等[4],药剂单体中的醛类(如甲醛)和金属离子(如Cr 3+)等均可造成人员中毒。涉及药剂中毒危险、高压水危险以及触电危险。因此,施工过程中若发生药剂泄漏事件,如果不及时按要求进行处理,会造成严重的人身伤害和环境污染。化学驱用水来自联合站注水管网,干线压力可达 15 MPa 左右。注入泵出口压力一般为10~15 MPa (与化学驱井的注入压力有关),设备长期承受高压,同时因工作需要进行的阀门开关和设备启停会产生压力水击,若发生管线泄漏会造成人身伤害和环境污染。施工现场设备用电多为 380 V 交流电,施工过程中若操作不当会造成触电事故。
2 提高化学驱HSE风险控制的措施
辽河油田茨榆坨采油厂结合生产管理实际,通过研制低压自动加药装置,增设压力、变频监测及自动保护系统,引进聚合物流量分配和调整装置等一系列技术革新,施工自动化程度显著提高,增强了化学驱
设备的自动调节和应急保护能力,减少了人与药剂、高压水和用电器直接接触的机会,施工抗风险能力大幅提高。
2.1 研制低压自动加药装置
化学驱所用干粉聚合物为长链分子结构,水溶后为粘稠流体,需用专用设备配制,防止结块。早期采用干粉射流分散器进行药液配制,该装置靠高压水(15 MPa)通过喷嘴改变流速产生负压,吸入干粉聚合物,实现干粉聚合物和水的混合[5]。高压射流分散装置在应用中存在以下问题:1)必须通过高压供水产生负压,加药完成后需通过关阀门控制流量,阀门反复开关产生压力水击易导致注水管线损坏,从而造成人身伤害;2)加药口长期承受负压冲击易产生泄漏,密封性变差,易造成粉末类调驱药剂洒落,不利于人员健康,同时也会造成土壤和井场周围环境污染。
低压自动加药装置是根据Allied Colloids分散装置工作原理设计的聚合物加入和混合装置,由小功率电动机、减速器、加药漏斗、分散器、供水管、混合器等组成(见图2)。使用时平稳打开供水管闸门,启动电机,分散器轴转动,干粉聚合物通过分散器轴上的加药槽落到混合器上,瀑流冲刷混合器表面,带走干粉聚合物,均匀流入搅拌罐中[5]。该装置由小型防爆电机提供动力,消除了加药动力对供水压力的依赖,低压供水条件也可以正常配制药剂。应用该装置避免了因压力高造成注水管线或阀门损坏,消除了配药过程可能发生的管线泄漏和药剂泄漏事件;自动化程度提高,加药辅助工作减少,人员与药剂的接触机会减少,有
利于保护人员身体健康和预防职业病的发生。
图2
低压调驱自动加药图1 调驱站设备流程布置
2.2 增设压力、变频监测及自动保护系统
化学驱施工现场所用的泵为3DP 柱塞泵,额定注入压力20 MPa ,注入流程通过安全阀保护,安全阀整定压力20 MPa 。施工过程中,由于泵况和井况的不断变化,各注入井的瞬时流量也会不断变化,需频繁手动调整频率才能达到配注。由于手动操作精确性较差,难免出现操作不当造成流程憋压。
为了防止设备过载以及流程憋压,同时减少手动操作,增设了电接点压力表和压力变频器(见图3)。为了使注入流量符合设计要求,柱塞泵一般通过变频装置控制其转速。电接点压力表和压力变频器可与调驱泵控制开关协同工作,柱塞泵接受流量变化信号后,压力变频器向变频装置发送控制信号,由变频装置自动调整柱塞泵的转速,从而确定合适的流量。在使用过程中,操作人员无需频繁调整流量分配器和柱塞泵的转速。电接点压力表上限值一般设定为15 MPa ,压力变频器上限值设定为40 Hz ,超过上限值,保护联锁装置动作,柱塞泵自动关停。应用该装置后,在注入压力达到额定压力的75%时即可启动自动保护,大幅提高了人员和设备的安全
性能。
图3 电接点压力表和压力变频器
2.3 引进聚合物分配和调整装置
在化学驱区块,为了实现大面积增油降含水,一般采用多井组共同注入的施工方式。在多井注入过程中,
各井流量分配是较难解决的问题。若用PN20卡瓦闸板阀门控制,其最高承压为20 MPa ,防泄漏性能较差。此外,对于粘度较大的药剂来说,闸板阀门的分流效果较差,需频繁调整才能保证各井配注达标,易造成阀门密封垫加速损坏,从而导致药剂泄漏。
为了提高多井化学驱流程的防泄漏性能,引进了TJK 型聚合物流量分配器(见图4)。该装置最高承压达35 MPa ,自带电磁流量计,分流效果好,注入压力差在4 MPa 以内的多口井可按设计配注量稳定分流,一次设定后可长时间保持稳定注入,避免操作人员频繁开关阀门调整流量,减少了人员在高压管道附近工作的时间。另外,该装置还可以与自动控制装置联用,输入设计流量后,系统通过多转式电磁阀控制流量,使瞬时流量与设计流量一致,实现了化学驱药剂注入流
量的全自动控制。
图4 电磁流量计和聚合物分配器
3 应用效果
2017年以来,茨榆坨采油厂应用低压供水自动加药装置30套,增设压力、变频监控和自动保护系统4套,引进TJK 型聚合物分配器34套。运行2年多以来,未发生药剂泄漏、人员中毒及
环境污染等事故,实现了“零事故、零伤害、零
污染”的生产目标,达到了安全、高效、绿施工的要求。
4 认识及结论
1)低压供水自动加药装置、压力和变频监测及自动保护系统、聚合物流量分配器是新兴的化学驱配套设备,应用后可大幅提高化学驱施工的自动化程度,对防止环境污染,减少人身伤害,保证人员健康具有重大意义。
2)加强化学驱施工现场的HSE管理,技术革新是重要手段之一,可以从本质上保证场地清洁卫生和人员安全健康。
3)随着科技的进步,将自动控制、智能保护装置引入化学驱施工现场,可对安全、高效、绿施工发挥越来越大的作用。参考文献:
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理者,2012(S1):131.
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提高调驱施工安全[J]. 石油化工安全环保技
术,2017,33(5):25-27.
SEI、石科院等共同承担的高掺渣超洁净排放催化裂化技术开发通过鉴定
2020年11月27日,由SEI、石科院和荆门分公司共同承担开发的高掺渣超洁净排放催化裂化技术通过集团公司科技部组织的鉴定,集团公司有关部门、研究设计单位及炼化企业的专家参加了会议。公司副总经理李浩带队,技术部、工艺室、设备室等部室有关人员参加了会议。
该技术内容包括富含晶内介孔Y型分子筛和抗镍基质技术、原料油非均相乳化和高效雾化技术、沉降器防结焦新技术、10兆帕等级蒸汽发生技术、LCO和HCO组分分离及加工技术、吸收稳定综合节能技术、半干法烟气净化技术。集成上述技术,形成了高掺渣超洁净排放催化裂化成套技术。
专家们经过认真讨论,对该技术给予高度评价,一致认为与国内外常规重油催化裂化技术相比,高掺渣超洁净排放催化裂化技术具有重油转化率高、能耗低和污染物排放低等特点,达到国际领先水平,建议尽快推广应用。
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ment and control were implemented. Accurate prevention and control was realized and it has achieved good results. Key words: construction site; early warning and pre -vention and control mechanism of HSE risks; explora -tion and practice
ON NECESSITY OF ENVIRONMENTAL SUPER-VISION IN THE ERA OF EMISSION PERMIT[14]Gao Zhongwei 1, Zhao Jing 1, Xu Wenshi 2.(1. Lianyun-gang Petrochemical Co., Ltd., Lianyungang, Jiangsu, 222002; 2. PetroChina Dushanzi Petrochemical Com-pany, Dushanzi, Xinjiang, 833600)
Abstract: This paper discusses the necessity of environ -mental supervision in such aspects as construction project design, construction process environmental protection, and completion environmental protection acceptance un -der the background of implementing pollution discharge permit management after the revision of Regulations on the Administration of Construction Project Environmental Protection. It puts forward suggestions on the construction projects and development of environmental supervision. The paper comes to the conclusions that the effective implementation of three simultaneous system of environ -mental protection facilities and measures of construction projects is the beginning and foundation of enterprise en-vironmental protection work. Environmental supervision is the key link to ensure the implementation of three si -multaneous system. It can be carri
ed out regardless of the previous forms with more practical results.
Key words: construction project; three simultaneous sys -tem; environmental protection; completion acceptance ON EMERGENCY MANAGEMENT MECHA-NISM OF EMERGENCY IN PETROCHEMICAL SYSTEM[17]
Zhao Dawei 1, Zhu Zhejun 2.(1.SINOPEC Huadong Oil-field Service Corporation, Nanjing, Jiangsu, 210019;2. China HuaYou Group Corporation,Beijing 102206)Abstract: Ensuring safe production in petrochemical en-terprises is the premise and foundation of all work. There-fore, a series of emergency management mechanisms has been established in petrochemical system in order to min -imize the harms caused by various emergencies. Through research on the current situation of emergency manage -ment in petrochemical enterprises, this paper found out the main problems existing in emergency management in petrochemical enterprises, and analyzed the causes of the problems so as to improve the emergency management mechanism of petrochemical enterprises and ensure the safe development of petrochemical enterprises.
Key words: petrochemical safety; emergency; emer -gency management
THE WAY TO CREATE A-LEVEL STANDARD OF WORK SAFETY STANDARDIzATION IN CHEM-IC
AL ENTERPRISES[19]
Ji Bin .(China Chemical Safety Association, Beijing, 100010)Abstract: The A-level work safety standardization of hazardous chemical companies is the highest level of
ABSTRACTS
PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENT AL PROTECTION TECHNOLOGY
Bimonthly. 20 Dec. 2020 V ol. 36 No. 6
·Ⅰ·
PROMOTING THE CONSTRUCTION OF HSE MANAGEMENT SYSTEM TO ENSURE SAFETY IN PRODUCTION [1]
Xin Haitao.(CNPC Xibu Drilling Engineering Company Limited, Mangya, Qinghai, 816499)
Abstract: HSE management system is an important branch of modern management which is involved in the whole safety management. Health, safety and environment are the main tasks of implementing
HSE system in petro -leum industry. Doing a good job in HSE management will bring vast space for the development of enterprises at all times and it’s the only way leading to the good develop -ment of enterprises.Based on the connotation and charac-teristics of HSE management system, this paper discusses the significance of HSE management mode in petroleum and petrochemical enterprises. It analyzes the problems existing in safety management of petroleum enterprises in China and puts forward free opinions in view of the main existing problems. The paper introduces the basic elements of HSE management system and the aim of its construc -tion. It presents some suggestions on constructing a long-term safety mechanism of production process under HSE management mode from five aspects.
Key words: HSE; oil enterprises; safety in production; line responsibility; management level
IMPROVING CHEMICAL FLOODING AUTOMA-TION TO REDUCE HSE RISKS IN CONSTRUC-TION [4]
Guo Yimin, Liu Tao.(PetroChina Liaohe Oilfield Com -pany, Shenyang, Liaoning, 110206)
Abstract: Aiming at the hidden dangers and risks of HSE in chemical flooding construction site, new low-pressure dosing device, electric contact pressure gauge and pressure converter which are of high
er safety and environmental protection were applied. This improved the degree of auto -mation in site construction of chemical flooding, reduced the chances of workers contacting agents, high-pressure water and electrical appliances, and improved the con -struction safety factor. This reduced the risks of HSE es -sentially and ensured the safe, clean and efficient operation of chemical flooding construction effectively.
Key words: chemical flooding; automation; HSE risks EXPLORATION AND PRACTICE OF EARLY WARNING AND PREVENTION MECHANISM OF HSE RISKS IN CONSTRUCTION SITES[8]Wang Wei, He Anming, Yan Junjie, Shi Chaoke, Liu Tong, Feng Lei.(PetroChina Coalbed Methane Compa-ny Limited, Xi’an, Shaanxi, 710000)
Abstract : In view of the HSE risk management and con -trol work of contractors at construction sites, exploration and practice of risk early warning and prevention and control mechanism was promoted actively; quantitative assessment and accurate early warning of the HSE risk management and control status of the contractors at con-struction sites were carried out; the contractors were grad-ed according to their HSE risk management and control abilities and differentiated and targeted HSE risk manage-

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