一次除油罐计算及设计全解

表1 过滤器反冲洗水量计算
名称 核桃壳 过滤器 金刚砂 过滤器
数量 （台） 2 3
直径 (m) Φ3.0 Φ2.8
正常 滤速 (m/h) 7.78 5.96
校核 滤速 (m/h) 15.57 8.94
反冲 洗强度 （L/ m2 · s）
6 12
反冲洗时 间 (min) 10 10
单台反 冲洗水 量(m3) 25.4 44.3
《油田采出水处理设计手册》
2、一次除油罐介绍 一次除油罐的作用
一次除油罐材质的确定
一次除油罐容积的确定 一次除油罐的配管和附件
一、一次除油罐简介
1、一次除油罐的的作用
一次除油罐是指采出水在竖流状态下使水中油、水、悬浮固体靠密度不同而自 然分离的立式沉降罐。 1) 除油、除悬浮物作用：主要去除采出水中原油含量，同时也起到一定去除悬 浮物作用。
5、设计参数 原油密度（20℃） 采出水密度： 0.87g/cm3 1000kg/m3
进水水质：含油量≤500mg/L，悬浮物≤200mg/L 出水水质：含油量≤100mg/L，悬浮物≤160mg/L
目录
一、一次除油罐的简介 二、基础资料 三、一次除油罐设计步骤及计算
四、一次除油罐案例
1）配水管系的计算
采用喇叭口配水管系，罐配水表面积 F=0.785(φ2-φ12)=0.785×(8.9220.82)=61.96m2 取每个配水喇叭口控制面积f=7.5m2,需设 配水喇叭口n=F/f=61.96/7.5=8.26个
Q/12 Q/6 Q 根据实际，配水喇叭口沿罐表面圆圈应均 匀布置，设6根配水支管，1圈共12个喇叭口。 实际每个配水喇叭口控制面积 f=61.96/12=5.16m2。
油槽高为h=0.3m。
三、一次除油罐设计步骤及计算
5、排泥管的计算
三、一次除油罐设计步骤及计算
5、排泥管的计算
② 排泥管的布置 参照配水管系的计算，为增
加排泥效果，排泥喇叭口在罐内
沿周圈布置，每根枝干管接2个 喇叭口，共设12个喇叭口。
Q/12 Q/6
每个喇叭口排泥量为
q=302.35/12=25.20m3/h
三、一次除油罐设计步骤及计算
1、一次除油罐设计步骤及计算 1、进水、配水管系的计算 2、集水、出水管系的计算 3、溢流管管径的计算 4、集油管管径的计算 5、排泥管管径的计算
6、高程设计
三、一次除油罐设计步骤及计算
1、进水、配水管系的计算
Q/6
Q Q/12 Q
Q 进水、配水管计算简图
三、一次除油罐设计步骤及计算
Q
Q/6
Q/6
Q
三、一次除油罐设计步骤及计算
3、溢流管管径的计算
参照除油罐设计规范及油田采出水处理设计手册要求，罐的溢流管管径一般应于进
（出）水管管径相等或大一号。
1）溢流管的选择 本次一次罐的溢流管线与出水管线的管径相同，为DN250。 2) 溢流管的高度 要求一次罐溢流管线高度选择高出单罐运行时最高液位100mm。
1、进水、配水管系的计算
1）进水管的选择 一次除油罐进水管线水力计算表如表2所示。 表2 一次除油罐进水管线水力计算表 序号 名称 进口管线 （一次除油罐来水） 设计水量 (m3/h) 115 公称直径 流速 (m/s) 0.641 水力坡降
1
DN250
0.0029
三、一次除油罐设计步骤及计算
1、进水、配水管系的计算
二、基础资料
4、确定一次除油罐容积 (1)有效容积 根据《油田采出水处理设计规范》GB 50428-2007第5.2.1条中，表5.2.1～3中要求，水 驱采出水一次除油罐有效停留时间为3～4h，经计算，一次除油罐的有效容积： W1=QS×T1=115×(3～4)=(330～440)m3 2)罐体高度(H) H=H1+H2+H3+H4=0.5＋0.8＋5.2＋1.5＝8.0m 式中 H1——保护高度，取H1=0.5m（见设计手册P74设计要点） H2——集油厚度，取H2=0.8m（石油天然气防火规范第6.4.5条，“采用收油槽自动回收污油，顶部积油
Q4——其它排水,可取Q1的 2％~5％,本次取Q1的3％，则Q4＝83.33m3/h×3％＝ 2.5m3/h； QS＝1.1×83.33+20+2.5＝115m3/h
二、基础资料
3、确定除油罐设计计算水量 污水处理规模为2000m3/d，按设计计算水量115m3/h计，按设置两级过滤：一级 核桃壳过滤器，二级金刚砂过滤器。过滤器计算见表1。
一、一次除油罐简介
4、一次除油罐的配管和附件
一次除油罐内部配管包括：进、配水系统，集、出水系统，集油系统、排泥 系统、溢流放空系统。 附件包括：呼吸阀、阻火器、液压安全阀、梯子、平台、栏杆、人孔、清扫 孔与透光孔。
一、一次除油罐简介
进、配水系统
集、出水系统 排泥系统
一、一次除油罐简介
进、配水系统 集油系统
二、基础资料
4、设计条件
500m3一次除油罐的来水为3000m3原油沉降罐，原油沉降罐的来水液位为9.5m，
假设油水液位差为2m。污水通过重力流入2座500m3一次除油罐，本次设计正常情况 2座500m3一次除油罐并联运行，检修其中1座罐时，单罐运行。 流程：3000m3原油沉降罐→2×500m3一次除油罐
三、一次除油罐设计步骤及计算
2、集水、出水管系的计算
Q
Q/6
Q/6
Q
三、一次除油罐设计步骤及计算
2、集水、出水管系的计算
一次除油罐出水管线水力计算表
序号 名称 进口管线 （一次除油罐来 水） 设计水量 (m3/h) 公称直径 流速 (m/s) 水力坡降
1
115
DN250
0.641
0.0029
三、一次除油罐设计步骤及计算
考虑核桃壳过滤器一组2台连续反冲洗，每组过滤器反冲洗间隔4h。则核桃壳过滤器一次 反冲洗水量为25.4×2＝50.8m3，4h的排水强度为50.8/4＝12.7m3/h。 考虑金刚砂过滤器单台反冲洗，每台过滤器反冲洗间隔 2h。则金刚砂过滤器一次反冲洗水 量为44.3m3，2h的排水强度为44.3/2＝22.15m3/h。 取污水回收泵排量为20m3/h。
Q
喇叭口支管流量： q=302.35/6=50.39m3/h， dn=80mm，u=1.25m/s
三、一次除油罐设计步骤及计算
6、高程设计 推荐顺序：
一次除油罐 的液位
溢流管的 高度
配水管 标高
出水管 标高
集油槽 标高
三、一次除油罐设计步骤及计算
6、高程设计
1）一次除油罐的液位 3000m3油罐来水的标高为9.5m，假设油罐与一次除油罐的液位差为2m，则一次除油罐的液位为 9.5-2＝7.5m（具体项目时可根据管网及单体进行详细计算，计算结果加 0.8m的富余量）。
厚度不超过0.8m的沉降罐可不设防火堤。”）
H3——有效分离高度，取H3=5.2m（可试算，选用500m3 罐体，直径为8.92m,H=W1/(0.785φ2)=5.2m） H4——集泥厚度，取H4=1.5m (3)根据有效容积、罐体高度，选用500m3钢制拱顶标准罐，其直径为8.92m，罐壁高度 为8.938m。 校核：单罐有效容积W1=0.785φ2H3=0.785×8.922×6.13＝382m3 单罐有效停留时间T= W1/Q=382/115=3.32h 双罐有效停留时间T=6.64h,能够满足要求。
2、集水、出水管系的计算
集水喇叭口沿罐表面圆圈应 均匀布置，设6根配水支管，1
Q/6
圈共6个喇叭口。
Q/6 Q Q
每个喇叭口配水量为： q=115/6=19.17m3/h 集水支干管流量为：
q=19.17m3/h，DN100，
u=0.615m/s
2、集水、出水管系的计算
三、一次除油罐设计步骤及计算
三、一次除油罐设计步骤及计算
1、进水、配水管系的计算
Q/12
Q/6
Q
Q
Q/12
三、一次除油罐设计步骤及计算
1、进水、配水管系的计算
见《油田采出水处理设计手册》P77。
三、一次除油罐设计步骤及计算
1、进水、配水管系的计算
1、进水、配水管系的计算
三、一次除油罐设计步骤及计算
Q/6
Q/12
Q Q
Q
2) 溢流管的高度
本次一次罐溢流管线高度为单罐运行时（全流量）液位＋最出液位 100mm，并且满足管中心低 于罐壁高度500mm。因此溢流管的高度=除油罐液位标高(半流量)＋（h4＇-h4）＋0.1＋1/2溢流 管径＝7.5＋（0.56-0.41）＋0.1＋0.125=7.875 m。 因此，一次除油罐的溢流管标高确定为： 7.875 m。 3）配水支管的标高计算 根据油田采出水处理设计手册要求，“支管中心标高以控制喇叭口口面在集油层下不超过最大集 油厚度为宜” ，“沉降罐最大集油厚度不宜大于1m”，本次集油厚度取800mm。 因此，配水喇叭口口面标高为7.5m-0.8m=6.7m。 因此，该罐的配水横管实际高度为7.1m。
三、一次除油罐设计步骤及计算
4、集油管的计算
2) 收油管计算 考虑每7d收集一次，收集含水 原油量为1.15×7=8m3，按每次收 油0.2小时计，输油强度40.23m3/h 。选取收油管管径dn=100mm， u=1.29 m/s，i=0.0334。 3) 收油槽做法 设固定式集油槽，集油槽固定 在罐内壁，取槽宽为b=0.3m，收
溢流放空系统
集、出水系统 排泥系统
一、一次除油罐简介
清扫孔
热水口 回水口 收油口 呼吸阀 人孔 透光孔 安全阀 平台 出水口 排泥口 溢流口 放空口 盘梯 罐开口方位及附件图 进水口
目录
一、一次除油罐的简介 二、基础资料 三、一次除油罐设计步骤及计算
四、一次除油罐案例
来自百度文库
二、基础资料
二、基础资料
2、确定除油罐设计计算水量 QS=kQ1+Q2+Q3+Q4
K——时变化系数,1.0～1.15，本次取1.1。
Q1——原油脱水系统排出的水量，Q1＝2000m3/d/24=83.33m3/h Q2——送往采出水处理站的洗井废水；Q2＝0m3/h；
Q3——滤罐反洗排水，经计算，污水回收泵的排量为 20m3/h；
1、采出水处理站设计规模 根据《油田采出水处理设计规范》GB 50284-2007第4.1.1条，采出水处理站设 计规模如下： Q=Q1+Q2 Q——采出水处理站的设计规模， m3/d； Q1——原油脱水系统排出的水量，假设Q1＝2000m3/d； Q2——送往采出水处理站的洗井废水；假设Q2＝0m3/d； 则设计规模为2000m3/d。
三、一次除油罐设计步骤及计算
1、进水、配水管系的计算
1）配水管系的计算
采用喇叭口配水管系，罐配水表面积 F=0.785(φ2-φ12)=0.785×(8.9220.82)=61.96m2 取每个配水喇叭口控制面积f=7.5m2,需设 配水喇叭口n=F/f=61.96/7.5=8.26个
根据实际，配水喇叭口沿罐表面圆圈应均 匀布置，设6根配水支管，1圈共12个喇叭口。 实际每个配水喇叭口控制面积 f=61.96/12=5.16m2。
2) 缓冲作用：接收油站来水，保证污水处理系统平稳运行。
2、一次除油罐材质的确定
一次除油罐一般选用钢罐，近年来随着新材质发展，针对腐蚀性较强采出水， 一次除油罐采用玻璃钢，材质可与甲方结合确定。
一、一次除油罐简介
3、一次除油罐容积的确定
根据《油田采出水 处理设计规范》GB 50428-2007第5.1.2条 规定，调储罐不宜少 于2座。表5.2.1要 求，水驱采出水一次 除油罐有效停留时间 为3～4h。
三、一次除油罐设计步骤及计算
4、集油管的计算
1) 每天收集含水原油量为：(计算公式参照给排水设计手册P84页) W油=Q(C1-C2)×10-6/(1-η)ρo W油：收集含水原油量，m3；
Q：设计流量，m3/d；本次按2000m3/d计算；
C1：处理前采出水含油量，mg/L；本次按500mg/L计算； C1：处理后采出水含油量，mg/L；本次按100mg/L计算； η：原油含水率按40%-70%计；本次按60%计算； ρo：原油密度，t/m3；0.87t/m3； 经计算，每天收集含水原油量为W油=1.15m3
一次除油罐标准化设计 计算及设计
胜利油田森诺胜利工程有限公司 2015年4月
目录
一、一次除油罐的简介 二、基础资料 三、一次除油罐设计步骤及计算
四、一次除油罐案例
一、一次除油罐简介
1、遵循的标准规范
《油田采出水处理设计规范》 《除油罐设计规范》 GB 50284-2007 SY/T 0083-2008