SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统及方法
技术领域
本发明涉及SAGD采油地面集输技术领域。更具体地，涉及一种SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统及方法。
背景技术
Steam Assisted Gravity Drainage(简称SAGD)为蒸汽辅助重力泄油技术。SAGD技术在我国的辽河油田、新疆油田等地取得了成功应用。随着SAGD开发的深入，开发效果在持续变好，地面集输系统也相应的发生一系列变化。
以我国辽河的曙光油田SAGD1号接转站为例，首先是进站压力逐步升高，由2008年的1.0兆帕，上升至2017年底的1.5兆帕，进站温度由原来的110度升至170度，外输量由最初的1000吨/天增至4000吨/天，伴生气量由最初的1000方/天增至8000方/天；然而，尽管该接转站采用比较先进的密闭集输方式，自动化程度较高，但就其输油部分而言，仍采用外输泵24小时不间断的输油工艺，由于输送介质为高温高压混合液，且含有硫化氢，日常运行的过程中存在能耗大、设备腐蚀严重、安全环保隐患多、工作环境恶劣等问题。
因此，本发明提供了SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统及方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统；该系统解决了原有的传统的输油工艺的弊端，利用系统前段的压力，通过控制缓冲罐上方的电磁阀压力，使其气顶压力大于对应温度下的饱和压力，并与外输干压形成0.1-0.12兆帕以上的压差，通过对站内流程的简单改造，停用外输泵，实现自然站-联合站间自压输油。
本发明的另一个目的在于提供一种SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统的方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统，包括缓冲罐，外输泵，外输流量计和换热器；其中，
所述缓冲罐的进液口与采油管线连通；
所述外输泵的进液口通过第一管线与所述缓冲罐的出液口连通，所述外输泵的出液口通过第二管线与所述外输流量计的进液口连通；
所述外输流量计的出液口与外输管线连通；
所述换热器的进液口通过第三管线与第二管线连通，所述换热器的出液口通过第四管线与采油管线连通；
所述换热器的出液口通过第五管线与外输管线连通；
所述第五管线上设有第一阀门。
优选地，所述采油管线靠近所述缓冲罐的进液口的一端设有第二阀门。
优选地，所述第一管线靠近所述缓冲罐的出液口的一端设有第三阀门，所述第一管线靠近所述外输泵的进液口的一端设有第四阀门。
优选地，所述第二管线靠近所述外输泵的出液口的一端设有第五阀门，所述第二管线靠近所述外输流量计的进液口的一端设有第六阀门。
优选地，所述第三管线靠近所述第二管线的一端设有第七阀门，所述第三管线靠近所述换热器的进液口的一端设有第八阀门。
优选地，所述第四管线靠近所述换热器的出液口的一端设有第九阀门，所述第四管线靠近所述采油管线的一端设有第十阀门；其中所述第九阀门位于第四管线与第五管线的交点和换热器之间。
优选地，所述外输管线靠近所述外输流量计的出液口的一端设有第十一阀门。
本发明还提供了一种使用上述系统的SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油方法，包括如下步骤：
当系统用于自压输油时，进站液体经采油管线进入缓冲罐，保持缓冲罐气顶压力为0.8～0.9MPa，由缓冲罐经第一管线进入外输泵，关闭外输泵，液体经外输泵的旁路进入外输流量计，由外输流量计经外输管线进入联合站；自压输油需采暖时，由外输泵输出的液体部分经第二管线进入外输流量计，部分经第三管线进入换热器进行热交换，开启第一阀门，换热器输出的液体进入第五管线经第一阀门与外输流量计输出的液体汇合，汇合的液体经外输管线进入联合站；
当系统用于泵输时，进站液体经采油管线进入缓冲罐，由缓冲罐经第一管线进入外输泵，开启外输泵，外输泵输出的液体经第二管线进入外输流量计，由外输流量计经外输管线进入联合站；泵输需采暖时，由外输泵输出的液体部分经第二管线进入外输流量计，部分经第三管线进入换热器进行热交换，外输流量计输出的液体经外输管线进入联合站，换热器输出的液体经第四管线进入采油管线。
优选地，当系统用于自压输油时，开启第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门和第十一阀门，关闭第七阀门，进站液体经采油管线进入缓冲罐，保持缓冲罐气顶压力为0.8～0.9MPa，由缓冲罐经第一管线进入外输泵，外输泵处于关闭状态，由外输泵的旁路经第二管线进入外输流量计，由外输流量计经外输管线进入联合站；需采暖时，开启第一阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门，关闭第十阀门，由外输泵输出的液体部分经第二管线进入外输流量计，部分经第三管线进入换热器进行热交换，换热器输出的液体进入第五管线经第一阀门与外输流量计输出的液体汇合，汇合的液体经外输管线进入联合站。
优选地，当系统用于泵输时，开启第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门和第十一阀门，关闭第七阀门，进站液体经采油管线进入缓冲罐，由缓冲罐经第一管线进入外输泵，外输泵处于开启状态，外输泵输出的液体经第二管线进入外输流量计，由外输流量计经外输管线进入联合站；需采暖时，开启第七阀门、第八阀门、第九阀门和第十阀门，关闭第一阀门，由外输泵输出的液体部分经第二管线进入外输流量计，部分经第三管线进入换热器进行热交换，外输流量计输出的液体经外输管线进入联合站，换热器输出的液体经第四管线进入采油管线。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统将换热器出口移到外输管线上，利用站内缓冲罐系统压力高于外输管线压力的特点，同时将冷输的一套流程闸门逐一倒通，实现了利用缓冲罐气顶压力自压输油这一方法，此时即停用外输泵实现自压输油；此外，本系统无需拆卸外输泵即可实现自压输油和泵输的自由切换，大大节省了人力物力；
本发明提供的SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油方法充分利用SAGD开方式下前段产出液高温高压的优势，通过合理的流程改造，结合必要的参数控制，实现采油站至联合站间的自压输油，按日输4000方液量/天计算，年直接节约成本100万元以上，同时安全环保隐患大大降低，工人劳动强度及工作环境大大改善。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明提供的SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统示意图；
其中，1-缓冲罐，2-外输泵，3-外输流量计，4-换热器，5-采油管线，6-第一管线，7-第二管线，8-外输管线，9-第三管线，10-第四管线，11-第五管线，12-第一阀门，13-第二阀门，14-第三阀门，15-第四阀门，16-第五阀门，17-第六阀门，18-第七阀门，19-第八阀门，20-第九阀门，21-第十阀门，22-第十一阀门。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
现有技术通常在外输流量计前安装一个阀门做为换热器进口，在换热器内完成换热后再流回缓冲罐内，该装置要求计前压力高于缓冲罐内压力，从而实现换热器内热源流动，而实现这一条件的方法就是启动外输泵，然而停泵后现有的流程无法保证冬季采暖循环，本发明提供了一种SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统充分利用SAGD生产压力充足的优势，以缓冲罐压力作为外输原油的动力，停掉外输泵，经过流程改造，可以将该站转为自压输油流程，达到节电、节水、节维修费用的目的。
具体地，结合图1，一种SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油系统包括缓冲罐1，外输泵2，外输流量计3和换热器4；其中，
所述缓冲罐1的进液口与采油管线5连通；
所述外输泵2的进液口通过第一管线6与所述缓冲罐1的出液口连通，所述外输泵2的出液口通过第二管线7与所述外输流量计3的进液口连通；
所述外输流量计3的出液口与外输管线8连通；
所述换热器4的进液口通过第三管线9与第二管线7连通，所述换热器4的出液口通过第四管线10与采油管线5连通；
所述换热器4的出液口通过第五管线11与外输管线8连通；
所述第五管线11上设有第一阀门12。
作为本发明一个优选的实施方式，所述采油管线5靠近所述缓冲罐1的进液口的一端设有第二阀门13。
作为本发明一个优选的实施方式，所述第一管线6靠近所述缓冲罐1的出液口的一端设有第三阀门14，所述第一管线6靠近所述外输泵2的进液口的一端设有第四阀门15。
作为本发明一个优选的实施方式，所述第二管线7靠近所述外输泵2的出液口的一端设有第五阀门16，所述第二管线7靠近所述外输流量计3的进液口的一端设有第六阀门17。
作为本发明一个优选的实施方式，所述第三管线9靠近所述第二管线7的一端设有第七阀门18，所述第三管线9靠近所述换热器4的进液口的一端设有第八阀门19。
作为本发明一个优选的实施方式，所述第四管线10靠近所述换热器4的出液口的一端设有第九阀门20，所述第四管线10靠近所述采油管线5的一端设有第十阀门21；其中所述第九阀门20位于第四管线10与第五管线11的交点和换热器4之间。
作为本发明一个优选的实施方式，所述外输管线8靠近所述外输流量计3的出液口的一端设有第十一阀门22。
本发明还提供了一种使用上述系统的SAGD方式下实现自压与泵输切换的输油方法，同时可实现自压与泵输两种方式下的自由切换。本发明的方法包含两方面，一是正常状态下的自压输油方法；二是因外部其它原因而停用自压输油，恢复泵输(启用外输泵)流程。从而保证自然站在任何情况下均可实现外输功能；具体包括如下步骤：
当系统用于自压输油时，进站液体经采油管线5进入缓冲罐1，保持缓冲罐1气顶压力为0.8～0.9MPa，由缓冲罐1经第一管线6进入外输泵2，关闭外输泵2，缓冲罐1输出的液体由外输泵2的旁路经第二管线7进入外输流量计3，由外输流量计3经外输管线8进入联合站；自压输油需采暖时，由外输泵2输出的液体部分经第二管线7进入外输流量计3，部分经第三管线9进入换热器4进行热交换，开启第一阀门12，换热器4输出的液体进入第五管线11经第一阀门12与外输流量计3输出的液体汇合，汇合的液体经外输管线8进入联合站；
当系统用于泵输时，进站液体经采油管线5进入缓冲罐1，由缓冲罐1经第一管线6进入外输泵2，开启外输泵2，由外输泵2经第二管线7进入外输流量计3，由外输流量计3经外输管线8进入联合站；泵输需采暖时，由外输泵2输出的液体部分经第二管线7进入外输流量计3，部分经第三管线9进入换热器4进行热交换，外输流量计3输出的液体经外输管线8进入联合站，换热器4输出的液体经第四管线10进入采油管线5。
作为本发明一个优选的实施方式，当系统用于自压输油时，开启第二阀门13、第三阀门14、第四阀门15、第五阀门16、第六阀门17和第十一阀门22，关闭第七阀门18，进站液体经采油管线5进入缓冲罐1，保持缓冲罐1气顶压力为0.8～0.9MPa，由缓冲罐1经第一管线6进入外输泵2，外输泵2处于关闭状态，由外输泵2的旁路经第二管线7进入外输流量计3，由外输流量计3经外输管线8进入联合站；需采暖时，开启第一阀门12、第七阀门18、第八阀门19、第九阀门20，关闭第十阀门21，由外输泵2的旁路输出的液体部分经第二管线7进入外输流量计3，部分经第三管线9进入换热器4进行热交换，换热器4输出的液体进入第五管线11经第一阀门12与外输流量计3输出的液体汇合，汇合的液体经外输管线8进入联合站。
作为本发明一个优选的实施方式，当系统用于泵输时，开启第二阀门13、第三阀门14、第四阀门15、第五阀门16、第六阀门17和第十一阀门22，关闭第七阀门18，进站液体经采油管线5进入缓冲罐1，由缓冲罐1经第一管线6进入外输泵2，外输泵2处于开启状态，由外输泵2经第二管线7进入外输流量计3，由外输流量计3经外输管线8进入联合站；需采暖时，开启第七阀门18、第八阀门19、第九阀门20和第十阀门21，关闭第一阀门12，由外输泵2输出的液体部分经第二管线7进入外输流量计3，部分经第三管线9进入换热器4进行热交换，外输流量计3输出的液体经外输管线8进入联合站，换热器4输出的液体经第四管线10进入采油管线5。
总之，通过图1即可实现自压输油，也可以通过流程切换实现常规起泵输油。保证全天候外输任务的顺利完成。
将上述方法用于某采油厂的自压输油，具体包括如下步骤：
开启第二阀门13、第三阀门14、第四阀门15、第五阀门16、第六阀门17和第十一阀门22，关闭第七阀门18，进站油井产出液经采油管线5进入缓冲罐1后，缓冲罐1气顶维持压力在0.8-0.9MPa，由缓冲罐1经第一管线6进入外输泵2，由外输泵2的旁通(此时外输泵处于停用状态)经第二管线7进入外输流量计3，由外输流量计3经外输管线8进入联合站，完全实现站上无动力自压输油；该站进站温度175度，进站压力0.9Mpa，日处理混合气9000-10000方/天，日外输液量3800-4000方；
当冬季采暖时，启用换热器流程时，开启第一阀门12、第七阀门18、第八阀门19、第九阀门20，关闭第十阀门21，由外输泵2输出的液体部分经第二管线7进入外输流量计3，部分经第三管线9进入换热器4进行热交换，换热器4输出的液体进入第五管线11经第一阀门12与外输流量计3输出的液体汇合，汇合的液体经外输管线8进入联合站。
经过一年多的运行，无论是在冬季还是在夏季，站上外输泵全部停用，充分说明了SAGD开发方式下，自然站-联合站自压输油的可行性。经测算年节约电费、水费、维修费、材料费100万元。本发明的方法不仅节省了成本，同时工人劳动强度、工作环境显著改善，深得一线工人肯定。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
