采用管线输油是国内外油田普遍采用的经济高效的原油集中外输工艺，对于采出液含砂量高的油田来说，含砂容易引起管线的堵塞从而缩短管线的正常运行周期，增加油田维护成本，维护难度大，因此，能将原油中的砂有效的分离出来，是含砂原油集输工艺需要解决的一个重要问题。

    目前集输管网中除砂工艺大的可以分为：集中处理时的分离和单井产液进入管线时的分离，以上两种都是通过沉降分离设备实现的砂和产出液的分离，对于集中处理分离在液量大的情况下，因为沉降时间、流速、温度等因素的影响，要求分离设备有足够大的容积，这样分离设备的占地面积较大，不利于维护操作，也使得大多数的分离效果不佳，经常出现分离设备出口被分离除杂质堵塞的现象。所以，改进原油分离方式更能促进油田集输工艺平稳发展。

    七个泉油田原油集输现状

    单井采出液经过集输管线进入中转站，在中转站经过沉降分离，加压后外输至联合站进行进一步处理。

    原油物性包括，原油粘度为20.15mPa•s，原油凝固点为30℃，原始油气比为4m3/t，原油密度为0.86g/ m3 ，矿化度为120,000～220,000ppm、平均160,000ppm，地层水类型为CaCl2 ，采出液目前含水64%。

    七个泉油田中转站外输管线¢159×6，外输管线全长5.4Km，运行压力1.0~1.5MPa。七个泉作业区油井出液含砂量高；高达160,000ppm的高矿化度、含水64%的采出液被提升至地面，温度降低，成垢离子在地面管线内产生结晶体，与沉降在管线内壁的地层砂结合产生坚硬的砂垢堵塞管线。

    该管线在2010年前两个季度发生管线堵塞8次，其中总计更换管线400m，高压清洗管线2Km。其中，结垢严重部分管线缩径为74mm，内径为147mm的管线结垢厚度达到了73mm，油井产液只剩74mm的管径过液；站内螺杆外输泵每三个月泵体定子的橡胶体会由于砂的原因出现橡胶脱落、剥离；加热炉过液盘管正常使用周期为70~90天，之后盘管堵塞，导致泵压升高、过液量降低，导致缓冲罐罐位高居不下，严重影响了正常的原油生产。

    在集输工艺的各个环节都容易引起管线的堵塞。单井依靠井口的压力将原油输送到中转站，在这个过程中由于单井产液量低、管线中原油流速慢，所以在管线中砂很容易就会沉降在管线中，长时间的运行中加上原油中蜡等其它因素的影响，管线中沉降的砂会附着在管壁上形成一种坚硬的垢，从而打断正常的生产；原油进入中转站后此时依然含油大量的砂，原油进入中间站内的缓冲罐、加热炉、外输泵等设备，就会使得设备由于含砂的原因维护周期缩短，影响生产的正常运行，同时也会使得员工的劳动强度增大。原油经过加压设备外输至联合站的过程中，一般管线的距离会比单井至中间站远，加上管线的延程磨阻影响，原油流速会逐渐的降低，从而使得砂在管线中沉降以至于堵塞管线，这样使得整个的集输管网陷入停滞状态。

    沉砂排砂装置
    除砂工艺应用

    该站原油集油、外输流程相对简单，包括原油加热、缓冲罐处理，径螺杆泵加压外输。原油由集油管线进入缓冲罐进行稳流及油气分离，之后，经过油气混输泵加压外输至联合站进行进一步的处理。

    随着油田的发展，该站的弊端就显露出来，由于来液量大缓冲罐稳流效果差，固液分离能力低，导致地层砂进入站内设备及集输管线进而造成设备损坏、管线结垢。要解决这一问题，就要提高固液两相分离的效果，降低进入设备和管线的采出砂。我们对现有流程进行了改造，在油井产液进站之前，首先进入沉砂排砂装置进行固液分离，之后在进入原油处理流程进行处理。

    砂的比重比原油大，在运动过程中会产生相对运动，由于重力、摩擦力、浮力等因素的影响，采出砂会与产出液流分离，所以可用重力沉降法使其分离。由四个单井罐链接而成（根据油田产液量而定），其中1和2互为备用，3和4互为备用，首先单井来液进入装置进行固液分离，然后再进入站内加热炉等设备外输。该设备自投产后，将作业区中转站原有的2个月的正常运行周期延长到半年进行一次管线清洗工作，而且站内设备可以长时间保持正常运转。

    原油进入装置后流速降低，流态稳定，地层砂在容器中的运动距离由于其本身速度的降低而缩短，等于延长了沉降的过程。由于采出砂的形状、质量、尺寸均不会出现大的变化，所以其沉降效率与所处环境的温度有关，温度升高液体的粘度降低，砂沉降过程中所受的阻力降低，整改后在原有流程的基础上，井口产出液分两部分进入流程，一部分经加热炉后在进入流程，一部分液流直接进入沉砂除砂装置中。这样在加上井口加热器的提前作用，井口产出液进入装置后的温度可以达到60℃，沉降分离的效率得到了提高。

    除砂工艺经济效益明显

    该整改流程简单、操作，维护容易，岗位人员对改进后的流程非常认可。该设施在青海油田采油三厂七个泉作业区投运后，将原来的2个月清洗管线的周期延长到了6个月，而且原来清洗过程中，经常因为堵塞过于严重而无法清洗只能更换成新管线，发生费用包括旧管线拆除和新管线安装等。

    2009年~2010年共清洗管线11次，共计清洗¢114×4管线1870米，更换¢114×4管线1360米，因为更换管线而停输26天。这种情况在新的工艺投运后也大为改观，在半年期间只是更换了出口15米的管线。使得在一年管线清洗上的费用节约了50多万元（包括管线维护的人工费用以及更换管材的费用）。而且也使得平稳运行的周期得到了延长。

    四个储罐分别在投入使用后的4个月进行了清理，清理出油泥沙厚15cm，清理费用5,000元左右。由于是集中清理并不影响生产的平稳运行。设备建成后，除砂率达到了90%以上，解决了困扰生产的一大难题。

    七个泉油田含砂原油集输工艺新方法的应用，使得对含砂原油集输工艺有了新的认识和新的解决思路。但还存在以下问题：在青海油田高海拔地区，由于处于室外，储罐的保温工作难度大；处理不彻底，站内一次加热原油加热炉的维护周期得到了延长，即从原来的45天延长到了100天，还是不能彻底的清理原油中的砂成分；自动化程度不高，在投运正常稳定后，安装了自动化液位计并将数据远传到值班室，降低了岗位人员的劳动强度。建议在以后的设计和现场建设中配合应用多种分离技术，相信会取得更好的效果，能更好的为油田生产服务。