采用管線輸油是國內外油田普遍采用的經濟高效的原油集中外輸工藝，對于采出液含砂量高的油田來說，含砂容易引起管線的堵塞從而縮短管線的正常運行周期，增加油田維護成本，維護難度大，因此，能將原油中的砂有效的分離出來，是含砂原油集輸工藝需要解決的一個重要問題。
目前集輸管網中除砂工藝大的可以分為：集中處理時的分離和單井產液進入管線時的分離，以上兩種都是通過沉降分離設備實現(xiàn)的砂和產出液的分離，對于集中處理分離在液量大的情況下，因為沉降時間、流速、溫度等因素的影響，要求分離設備有足夠大的容積，這樣分離設備的占地面積較大，不利于維護操作，也使得大多數(shù)的分離效果不佳，經常出現(xiàn)分離設備出口被分離除雜質堵塞的現(xiàn)象。所以，改進原油分離方式更能促進油田集輸工藝平穩(wěn)發(fā)展。
七個泉油田原油集輸現(xiàn)狀
單井采出液經過集輸管線進入中轉站，在中轉站經過沉降分離，加壓后外輸至聯(lián)合站進行進一步處理。
原油物性包括，原油粘度為20.15mPa•s，原油凝固點為30℃，原始油氣比為4m3/t，原油密度為0.86g/ m3 ，礦化度為120,000～220,000ppm、平均160,000ppm，地層水類型為CaCl2 ，采出液目前含水64%。
七個泉油田中轉站外輸管線¢159×6，外輸管線全長5.4Km，運行壓力1.0~1.5MPa。七個泉作業(yè)區(qū)油井出液含砂量高;高達 160,000ppm的高礦化度、含水64%的采出液被提升至地面，溫度降低，成垢離子在地面管線內產生結晶體，與沉降在管線內壁的地層砂結合產生堅硬的砂垢堵塞管線。
該管線在2010年前兩個季度發(fā)生管線堵塞8次，其中總計更換管線400m，高壓清洗管線2Km。其中，結垢嚴重部分管線縮徑為74mm，內徑為 147mm的管線結垢厚度達到了73mm，油井產液只剩74mm的管徑過液;站內螺桿外輸泵每三個月泵體定子的橡膠體會由于砂的原因出現(xiàn)橡膠脫落、剝離;加熱爐過液盤管正常使用周期為70~90天，之后盤管堵塞，導致泵壓升高、過液量降低，導致緩沖罐罐位高居不下，嚴重影響了正常的原油生產。
在集輸工藝的各個環(huán)節(jié)都容易引起管線的堵塞。單井依靠井口的壓力將原油輸送到中轉站，在這個過程中由于單井產液量低、管線中原油流速慢，所以在管線中砂很容易就會沉降在管線中，長時間的運行中加上原油中蠟等其它因素的影響，管線中沉降的砂會附著在管壁上形成一種堅硬的垢，從而打斷正常的生產;原油進入中轉站后此時依然含油大量的砂，原油進入中間站內的緩沖罐、加熱爐、外輸泵等設備，就會使得設備由于含砂的原因維護周期縮短，影響生產的正常運行，同時也會使得員工的勞動強度增大。原油經過加壓設備外輸至聯(lián)合站的過程中，一般管線的距離會比單井至中間站遠，加上管線的延程磨阻影響，原油流速會逐漸的降低，從而使得砂在管線中沉降以至于堵塞管線，這樣使得整個的集輸管網陷入停滯狀態(tài)。
沉砂排砂裝置
除砂工藝應用
該站原油集油、外輸流程相對簡單，包括原油加熱、緩沖罐處理，徑螺桿泵加壓外輸。原油由集油管線進入緩沖罐進行穩(wěn)流及油氣分離，之后，經過油氣混輸泵加壓外輸至聯(lián)合站進行進一步的處理。
隨著油田的發(fā)展，該站的弊端就顯露出來，由于來液量大緩沖罐穩(wěn)流效果差，固液分離能力低，導致地層砂進入站內設備及集輸管線進而造成設備損壞、管線結垢。要解決這一問題，就要提高固液兩相分離的效果，降低進入設備和管線的采出砂。我們對現(xiàn)有流程進行了改造，在油井產液進站之前，首先進入沉砂排砂裝置進行固液分離，之后在進入原油處理流程進行處理。如圖1所示。
砂的比重比原油大，在運動過程中會產生相對運動，由于重力、摩擦力、浮力等因素的影響，采出砂會與產出液流分離，所以可用重力沉降法使其分離。由四個單井罐鏈接而成(根據(jù)油田產液量而定)，其中1和2互為備用，3和4互為備用，首先單井來液進入裝置進行固液分離，然后再進入站內加熱爐等設備外輸。該設備自投產后，將作業(yè)區(qū)中轉站原有的2個月的正常運行周期延長到半年進行一次管線清洗工作，而且站內設備可以長時間保持正常運轉，如圖2。
原油進入裝置后流速降低，流態(tài)穩(wěn)定，地層砂在容器中的運動距離由于其本身速度的降低而縮短，等于延長了沉降的過程。由于采出砂的形狀、質量、尺寸均不會出現(xiàn)大的變化，所以其沉降效率與所處環(huán)境的溫度有關，溫度升高液體的粘度降低，砂沉降過程中所受的阻力降低，整改后在原有流程的基礎上，井口產出液分兩部分進入流程，一部分經加熱爐后在進入流程，一部分液流直接進入沉砂除砂裝置中。這樣在加上井口加熱器的提前作用，井口產出液進入裝置后的溫度可以達到 60℃，沉降分離的效率得到了提高。
除砂工藝經濟效益明顯
該整改流程簡單、操作，維護容易，崗位人員對改進后的流程非常認可。該設施在青海油田采油三廠七個泉作業(yè)區(qū)投運后，將原來的2個月清洗管線的周期延長到了 6個月，而且原來清洗過程中，經常因為堵塞過于嚴重而無法清洗只能更換成新管線，發(fā)生費用包括舊管線拆除和新管線安裝等。
2009年~2010年共清洗管線11次，共計清洗¢114×4管線1870米，更換¢114×4管線1360米，因為更換管線而停輸26天。這種情況在新的工藝投運后也大為改觀，在半年期間只是更換了出口15米的管線。使得在一年管線清洗上的費用節(jié)約了50多萬元(包括管線維護的人工費用以及更換管材的費用)。而且也使得平穩(wěn)運行的周期得到了延長。
四個儲罐分別在投入使用后的4個月進行了清理，清理出油泥沙厚15cm，清理費用5,000元左右。由于是集中清理并不影響生產的平穩(wěn)運行。設備建成后，除砂率達到了90%以上，解決了困擾生產的一大難題。
七個泉油田含砂原油集輸工藝新方法的應用，使得對含砂原油集輸工藝有了新的認識和新的解決思路。但還存在以下問題：在青海油田高海拔地區(qū)，由于處于室外，儲罐的保溫工作難度大;處理不徹底，站內一次加熱原油加熱爐的維護周期得到了延長，即從原來的45天延長到了100天，還是不能徹底的清理原油中的砂成分;自動化程度不高，在投運正常穩(wěn)定后，安裝了自動化液位計并將數(shù)據(jù)遠傳到值班室，降低了崗位人員的勞動強度。建議在以后的設計和現(xiàn)場建設中配合應用多種分離技術，相信會取得更好的效果，能更好的為油田生產服務。
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