阻截除油技術應用

工程設計實施審查會中海油安全環保分公司安全工程公司2015年1月匯報內容2一、項目概況二、設計基礎數據三、設計方案四、施工方案一、項目概況3中海油能源發展股份有限公司科研項目“海上油田生產水阻截除油技術應用研究”計劃依托JZ25-1CEP平臺進行生產水阻截除油試驗，現有的采油生產水處理工藝為“三相分離器出水→水力旋流器→加氣氣浮罐→泵→核桃殼過濾器→注水精密過濾器→注水緩沖罐”，擬在現有核桃殼過濾器后和核桃殼濾器前使用“阻截油水分離機組”和“保安精濾機組”進行精度除油、除機雜的試驗，系統處理后生產水返回注水緩沖罐，通過試驗確保該平臺回注水達標。受科研項目組委托，安全工程公司負責海上油田生產水阻截分離機組(不含阻截膜)、保安精濾機組、阻截膜清洗模塊、保溫及電伴熱的設計加工制造，以及該整套設備的涂裝、成撬、海上安裝及調試運行。一、項目概況4WHPBCEPWHPA12″85km營口氣終端錦州25-1油田氣管線去JZ20-210″,28km錦州25-1南油田10″，6.6kmCEPWHPA8″&10″，12.8km12″，94km綏中終端12″，59.2km綏中終端12″29.4km12″，42.5km旅大10-1油田金縣1-1油田錦州25-1油田位于渤海遼東灣中部海域，東經121°00′～121°10′，北緯40°15′～40°25′；東北距錦州20-2凝析氣田(中北平臺)28km，距錦州9-3油田(儲油平臺)48km；西南距錦州25-1南油氣田(CEP平臺)約12.8km，距塘沽約322km。油田范圍內平均水深為21.8m，所處的渤海遼東灣海域在冬季有海冰覆蓋。匯報內容5一、項目概況二、設計基礎數據三、設計方案四、施工方案二、設計基礎數據6項目委托書及技術要求；與阻截膜廠家（南京碧盾）技術澄清會議紀要；JZ25-1CEP平臺現場調研報告；JZ25-1CEP平臺現場生產數據；JZ25-1CEP平臺完工資料；JZ25-1CEP平臺改造資料。二、設計基礎數據7系統設計要求：處理量：2500m3/d入口指標要求：含油率≤1000mg/L，懸浮物≤50mg/L，顆粒中值≤10μm3.出口指標要求：含油率≤5mg/L，懸浮物≤3mg/L，顆粒中值≤2μm阻截膜最佳工作條件：設計壓力:≤1MPaG阻截膜正常工作溫度：5~90℃阻截膜入口含油率：

≤1000mg/L阻截膜入口懸浮物要求：15~20mg/L除氣罐水力旋流器浮選器核桃殼過濾器反沖洗污水罐一級和二級分離器生產水約700m3/d（29m3/h）水源井水約1680m3/d（70m3/h）二、設計基礎數據8注水精密過濾器注水緩沖罐二、設計基礎數據9二、設計基礎數據10

流量m3/h溫度℃壓力kPaG設計值實際值設計值實際值設計值實際值除氣罐26510035~6640~503040水力旋流器26510035~6640~5010001000浮選器26510035~6640~501040核桃殼濾器26510035~6640~50400300精密濾器26510035~6640~50250200流量、溫度和壓力滿足科研項目要求二、設計基礎數據11

含油率ppm懸浮物mg/L設計值實際值設計值實際值一級分離器出口≤2000187--27二級分離器出口≤2000139--36除氣罐出口1000~150075>100--水力旋流器出口≤10069>100--浮選器出口≤3059≤4017核桃殼濾器出口≤106≤204.5精密濾器出口≤85≤34.2科研項目要求100050阻截膜濾器入口懸浮物要求小于20mg/L，因此科研項目系統入口流程選擇在浮選器后。實驗過程中通過調節油水界面，提高生產水的含油率和懸浮物含量。匯報內容12一、項目概況二、設計基礎數據三、設計方案四、施工方案三、設計方案13工藝

總體

安全電氣儀控結構三、設計方案14注水精密過濾器注水緩沖罐阻截除油濾器精密保安濾器阻截除油濾器4臺在線1臺反沖洗單臺處理能力：26m3/h精密保安濾器2臺同時工作單臺處理能力：55m3/h三、設計方案15正常過濾流程預留接口三、設計方案16錯流比例流程三、設計方案17自動反沖洗流程時間和壓差兩種觸發方式三、設計方案18平臺水源自動反沖洗流程三、設計方案19手動化學藥劑再生流程三、設計方案20精密保安濾器三、設計方案21系統校核1、濃縮液回流至浮選器濃縮液連續流量≤10.4m3/h，浮選器設計處理能力265m3/h，目前實際處理量100m3/h，滿足要求。2、平臺水源反沖洗單臺阻截膜濾器反沖洗流量60~75m3/h，反沖洗時間3分鐘，單次需要水量5m3，注水緩沖罐容積110m3，反沖洗水泵排量100m3/h，核桃殼濾器反沖洗流量90m3/h，因此阻截膜濾器不能與核桃殼濾器同時利用反沖洗水泵進行清洗作業。3、反沖洗水排放反沖洗污水罐容積90m3，阻截膜濾器機組5個依次反洗總共排放水量25m3，反沖洗污水罐容積滿足要求。序號來自去往位置TIP001核桃殼濾器前阻截膜設備入口TIP001精密濾器前阻截膜設備入口TIP002保安濾器出口注水緩沖罐TIP002TIP001TIP00222三、設計方案序號來自去往位置TIP003阻截膜濃縮水出口浮選器TIP004阻截膜反沖洗水出口反沖洗污水罐TIP004TIP005反沖洗水泵出口阻截膜反沖洗管線入口TIP005TIP003TIP004TIP00523三、設計方案序號來自去往位置TIP006儀表風管線撬塊就近連接TIP007撬塊開排管線就近連接TIP008撬塊閉排管線或反沖洗污水罐入口就近連接24三、設計方案三、設計方案25工藝

總體

安全

電氣儀控結構26三、設計方案下層甲板EL.(+)17000二級分離器核桃殼濾器浮選器注水緩沖罐反沖洗污水罐吊貨甲板6m（L）*2.35m（W）吊機能力20t@20m27三、設計方案

阻截除油濾器A/B阻截除油濾器C/D/E精密保安濾器A/B尺寸2.9m(L)x1.7m(W)x3m(H)4.4m(L)x1.7m(W)x3m(H)2.6m(L)x1.5m(W)x3m(H)干重4t6t3t操作重8t12t5t三、設計方案28工藝

總體

安全

電氣儀控結構三、設計方案三、設計方案三、設計方案設備尺寸噴淋面積(m2)噴淋密度(L/min/m2)噴淋量(m3/h)L(m)W(m)阻截除油濾器A/B2.91.7510.23.1阻截除油濾器C/D/E4.41.77.510.24.7精密濾器A/B2.61.5410.22.5根據以上表格可知總共增加10.3m3/h消防水量，下層甲板原需要消防水量591m3/h，改造后消防水量增加至601.3m3/h，消防泵排量650.3m3/h，滿足要求。三、設計方案32工藝

總體

安全電氣儀控結構新增用電設備1CEP-BF-30XXABACKWASHFILTERA2.2kW2CEP-BF-30XXBBACKWASHFILTERB2.2kW3CEP-BF-30XXCBACKWASHFILTERC2.2kW4CEP-BF-30XXDBACKWASHFILTERD2.2kW5CEP-BF-30XXEBACKWASHFILTERE2.2kW6CEP-CJP-3016ACHEMICALINJECTIONPUMP5.5kW7CEP-CJP-3016BCHEMICALINJECTIONPUMP5.5kW根據以上表格可知電力總負荷為：22kW三、設計方案經過對電氣總單線圖分析可知，共有2臺6.3kV/0.4kV變壓器，即CEP-T-003（2000kVA）/CEP-T-004（3150kVA）。圖號：DWG-CEP-EL-1001OVERALLONELINEDIAGRAMFORCEP；版次：Rev1；三、設計方案BUS-LABUS-LBBUS-LCBUS-LECEP-T-004CEP-T-003三、設計方案TRANSFORMERLOADRATE

(NORMAL)CEP-T-003

(2000kVA)WINTER81%SUMMER64%CEP-T-004

(31500kVA)WINTER70%SUMMER56%WINTERLA1,626.37SUMMER(kVA)1,283.98WINTERLB+LC+LE2,220.42SUMMER(kVA)1,750.85結論：經過以上電力負荷分析改造后電力情況可以滿足要求。三、設計方案單線圖：本次改造需要在撬內增加一本地控制盤，由CEP-LV-001盤柜LB段供電，選用備用饋電50AT/100AF;作為本地控制盤的電源，如右圖：三、設計方案三、設計方案本地控制盤防護等級：由安全區域劃分圖可知，控制盤位于CLASSI

DIVISIONII區，選用IP56ExdIIBT4;15kARMS1S.TAGNO.:CEP-LCP-3020;三、設計方案足夠的電伴熱備用回路如下圖：圖號：DWG-CEP-EL-1012-04備用回路三、設計方案三、設計方案41工藝

總體

安全電氣儀控結構42撬內設置現場控制盤對撬塊進行控制，實現系統狀態顯示、壓力/差壓監測、流量監測、各氣動閥門控制、自動反沖洗、手動反沖洗、系統自動保護等功能。

同時控制系統具備RS485通訊功能，實現與平臺中控系統數據通訊，將撬內所有信號數據傳送給中控，并接受中控系統的控制。

另外，中控ESD系統與撬塊控制盤通過硬線通訊，實現對整個撬塊的緊急關斷。

整個儀控系統，對于平臺的影響：原中控系統需新增1個ESD系統DO點和1個PCS系統RS485通訊端口，中控系統組態邏輯按平臺控制需求進行新增撬塊部分的組態編程。

三、設計方案三、設計方案43工藝

總體

安全電氣

儀控結構44結構校核新增阻截膜設備撬塊和精密濾器撬塊處結構如右圖，新增設備坐落在H900X400X20X38（DH9）主梁處，其余結構梁型號H700X300X13X24(DH7)，H400X200X8X13(DH4)，H440X300X11X18(DHC)，H300X150X6.5X9(DH3)。

三、設計方案45新增載荷新增阻截膜設備撬塊和精密濾器撬塊位于組塊下層甲板EL(+)17000，總重25噸，詳見下表。

編號荷載名稱干重(噸)操作重

(噸

)1阻截膜撬塊10202精密濾器撬塊35荷載總計1325EL(+)17000增加設備載荷25噸，遠遠低于EL(+)17000原設備濕重1427.39噸，增重比例約25/1427=1.8%。根據API規范相關要求，因本次改造增加重量遠小于原平臺載荷的1/10，僅對新增設備處結構進行局部校核。三、設計方案46計算結果***MEMBERGROUPSUMMARY***AISC2005ASD/APIRP2A-WSDMAX.DISTEFFECTIVECMGRUPCRITICALLOADUNITYFROM*APPLIEDSTRESSES****ALLOWABLESTRESSES***CRITLENGTHS*VALUES*IDMEMBERCONDCHECKENDAXIALBEND-YBEND-ZAXIALEULERBEND-YBEND-ZCONDKLYKLZYZMN/MM2N/MM2N/MM2N/MM2N/MM2N/MM2N/MM2MMDH30021-0022WTOP0.932.0-5.23105.18-1.9168.9886.22119.68217.01CM+BN4.04.01.001.00DH40063-0064WTOP0.460.05.80-54.03-10.15140.72163.30137.45215.74TN+BN4.04.01.001.00DH70013-0014WTOP0.524.07.20103.685.54206.59364.43214.91317.43TN+BN4.04.01.001.00DH90037-0038WTOP0.874.071.80141.930.02212.57667.58238.45327.06TN+BN4.04.01.001.00DHC0019-0020WTOP0.374.01.0267.54-17.20206.59409.94216.51314.38TN+BN4.04.01.001.00對新增設備處結構進行局部強度校核，桿件UC值均小于1，結果顯示原結構強度滿足規范要求。三、設計方案47海上吊裝新增阻截膜撬塊吊裝重量10噸，新增精密濾器撬塊吊裝重量3噸。平臺南側吊機能力為20t@20m，平臺北側吊機能力為15t@15米，經核實平臺南側、北側吊機均有吊裝新增設備的能力。三、設計方案匯報內容48一、項目概況二、設計基礎數據三、設計方案四、施工方案四、施工方案491.施工組織及管理實施

1.1組織機構及工程實施依據：

工程實施依據：1.根據科研項目組的施工委托書、技術要求書；2.《海上固定平臺安全規則》；3.《RepairofPressureEquipmentandPiping（壓力設備與管道的維修）》ASMEPCC-2--2011。4.CCS中國船級社：《海上移動平臺施工、改造及檢驗規范》；項目領隊1人操作人員10人安全監督1人四、施工方案1.2崗位職責1.2.1項目領隊職責領隊是施工過程中的決策人和組織者，其主要職責是：調動各方面積極性，保證施工安全、有效、順利的進行；平衡甲方與各協作單位的關系，解決施工過程中出現的問題；對施工中遇到的重大問題做出現場決策；負責對工程質量的回訪；全面負責工程項目實施中的技術管理工作，工程前期負責編制施工技術文件；協調技術問題、安排、調整施工現場作業計劃；負責整理和匯總現場報告，組織對檢測結果的評估；施工現場的技術指導工作；工程完工所有技術文件的整理匯總和完工報告的編制、存檔1.2.2安全監督職責對HSE工作進行監督和指導；對所有參加施工人員進行安全教育與培訓；對所有施工機具、安全用品、消防用品進行安全檢察；負責施工現場的各種不安全因素，及安全事故的調查、登記、上報和處理意見，并負責將整個施工中的安全方面的資料收集、整理；負責施工過程中的登高、熱工作業等高危活動的安全監護工作。1.2.3作業人員嚴格遵守施工方案和安全環保規定進行作業；穿戴符合要求的勞動防護用品；服從項目和平臺的安全管理人員指揮；有權拒絕違章指揮，發現各種隱患及時報告。1.3甲方協調工作本項目由平臺負責提供氣源、電源以及進行機械隔離，鎖定等四、施工方案1.4施工內容1.在平臺中層甲板的梁上焊接吊耳或安裝梁卡

四、施工方案2.使用平臺吊機，將阻截除油機組吊至吊貨區3.使用梁卡和導鏈，將設備移動到指定區域。

新增設備區域四、施工方案4.從核桃殼旁通處連接管線到機組入口處。核桃殼濾器旁通處四、施工方案5.從阻截除油機組出口處連接管線到生產水緩沖罐生產水緩沖罐頂部管口四、施工方案6.從平臺的反沖洗罐連接管線到阻截除油機組，并將機組反洗的污水管線連接到平臺的污水罐。反沖洗水進入污水罐四、施工方案7.連接阻截除油機組的回收管線到平臺的浮選器入口管線8.連接阻截除油機組的化學藥劑管線9.安裝管線的伴熱保溫10.連接電氣設備的電纜到MCC間，儀表電纜到中控四、施工方案1.5施工步驟施工前準備

1.明確職責分工和項目管理方案以實施該項施工任務；

2.確保施工作業人員具有合格的作業證件和資質；

3.準備合格的施工機具，檢查確認并連接完畢，要求所要使用的機具都具有第三方檢驗合格證；

4.準備齊全的施工作業材料（材料準備清單）；所選用的施工材料要有相應的證書要求、技術資料要求，項目負責人和安全員對所用的材料進行嚴格的審查；

5.作業之前對全體施工人員進行技術、安全交底，配齊施工人員的安全勞保防護用品；并留有記錄，做好過程控制；

6.施工前由項目負責人與專業監督取得聯系，進行施工協調，將工程施工中需要平臺協助的事項（如確定施工部位相關設備、生產工藝流程的關閉、放空、隔離、鎖定，水、氣源的接通，落實施工內容和相關安全措施，辦理各種作業手續等）提出請求并協助解決，共同分析作業危害原點及防護措施。四、施工方案施工過程1.組織人員學習施工方案、安全環保措施和作業危害分析表，并將設備和工具吊放到施工現場的指定位置，作業前配合相關人員檢查工具和設備是否符合此次施工作業的要求。2.由平臺操作人員按容器流程隔離操作程序將所有要與阻截機組相連接的設備進行掛牌，鎖定，以防止人員誤操作3.作業前辦理相關作業許可證避免交叉作業，4.為保障施工安全順利進行，將對施工作業所在區域進行警示帶隔離，甲板上的隔離區域為整體撬塊及施工設備外延1.5米范圍內，同時無關人員禁止到施工現場隨意走動。5.在平臺的工字鋼上安裝合適的梁卡6.使用倒鏈將機組移動到制定區域，中間過程中要注意不能平臺的設備管線發生碰撞以及人員受傷問題7.設備移動到位后，開始進行管線連接工作。8.管線焊接工作開始前以及開始后都要進行持續測氣體含量，保證在氣體含量合格的前提下進行工作，含氧不能低于21%,天然氣為0。9.當天工作結束后，現場安全監督保證所有的設備電源已經關閉并遮蓋好，工作現場已經清理完畢，沒有任何雜物四、施工方案1.6施工計劃控制序號施工內容計劃工期12-34-78-1112-1718-2122-2425-3031-401JSA風險分析會、人員設備就位，設備防爆檢查2阻截機組吊裝到指定區域3

從核桃殼旁通處連接管線到機組入口處