1 研究背景 蓬莱油田的油层是一个非胶结砂岩油层，处理平台三级分离器中都设计了内部除砂装置。随着生产进行，该油田分离器积砂问题便开始暴露出来，开罐检查发现只有每个排污口周围的圆锥形区域内是清洁无砂的，分离器平均积砂182吨，积砂占分离器容积平均为15.35%，不仅影响分离器处理效率，同时也对下游设备正常运行造成影响。该处理平台原油系统分为两个序列，各有三个生产分离器，其冲砂流程如图所示，来自生产水分配系统的水进入分离器喷嘴，搅动沉砂，砂被水带出来进入冲砂泵，增压至水力旋流器，经过两级处理，砂被分离出来进入砂处理系统，而生产水中一部分进入水处理系统，另一部重新进入冲砂循环流程，携带砂进入水力旋流器。 2 技术路线 根据面临的问题，通过理论和实验分析，掌握分离器除砂工艺原理，在熟知工艺原理的基础上对现有系统开始设计合理性性分析、参数合理性分析、内部检测、操作程序合理性分析四部分，根据分析结果提出分离器除砂改进新工艺，并对新工艺试运行同时后反馈进行调整，确定新工艺之后之后开展在线智能化设计和组态，实现智能化除砂。 3 分析结果汇总 从理论分析中得出：先流化再除砂，流化是除砂核心，需要先看设计合理性和有效时间；计算已有设备的流化系数F与临界值比较来判定设备合理性，设备是否能实现流化的前提，流化系数F应大于0.001；喷嘴满足良好的冲洗流布置；从砂衰减曲线上得出除砂有效时间，从通用曲线上得出的是3-5分钟。 在对分离器在线除砂系统进行理论分析的基础上，结合油田分离器除砂系统现状，对分离器在线除砂系统进行分析研究，研究发现该分离器除砂系统设计合理，但存在除砂作业程序存在操作性差，操作调整主要靠经验，不同员工操作手法差距较大，对除砂效果影响比较大；除砂作业工作量大、工序复杂，会导致员工操作失误率增加，影响除砂效果。 4 创新成果 （1）提出了分离器在线除砂新方法，要点如下： 1）除砂前系统自循环3分钟，避免系统内积砂对本次除砂影响； 2）除砂排放口打开之前喷嘴冲洗2分钟，保证分离器积砂充分软化； 3）利用分离器除砂分段设计，分段除砂，提高每一段的冲洗效果，避免大水漫灌； 4）每一段除砂结束后，留一个排放阀保持打开2分钟，减小砂循环流程流量波动； 5）每段除砂作业结束前两分钟，提前对下一段除砂开始冲洗，节省总除砂时间； 6）除砂结束后系统空转5分钟后停泵，防止系统内积砂，影响下一次除砂。 （2）设计在线除砂智能化控制方案，在DCS系统中完成组态编程，逻辑框图和实际运行界面如所示。 5 实施效果 目前该工艺已经在蓬莱油田蓬勃号FPSO六个生产分离器应用，2018年7月改进工艺投用之前，月均处理砂5.7吨，投用之后月均处理砂28.7吨，分离器在线除砂系统砂清理能力提升4倍；月均处理砂量曲线波动变大，说明一旦油井出砂，除砂系统能够及时反馈，将砂从分离器清理出来；自动除砂投用之后，现场人员只需在巡检过程中把流程导通，除砂作业中控1人即可完成，而且过程中不用再调节阀门，监控系统即可，有效降低了工作量和工作难度，提高了工作效率和准确性，年可节省1750人工时。