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【摘要】本文首先介绍了青海油田花土沟地区供水系统的现状及改造的必要性，其次重点介绍了供水系统改造方案的研究内容与实施情况，并结合工程实际，分析了改造后的效益。
【关键词】供水系统 改善水质 节能 效益
1 供水系统现状及改造的必要性
青海油田经过五十多年的勘探开发，共投入注水开发、滚动勘探开發、试采评价、轮采收油19个油气田。其中注水开发的有尕斯库勒、花土沟、油沙山、跃进2#及七个泉油田，主力油田的开采方式以注水为主。花土沟基地地处柴达木盆地腹地，气候干燥寒冷，属典型的大陆干旱性气候。主要表现特点为：海拔高、气压低，常年干旱少雨、蒸发量大、霜冻期长、昼夜温差大。
青海油田花土沟地区供水系统始建于1979年，现建有切克里克水源站、阿拉尔水源站、油砂山转水站、红柳泉转水站、沟口供水站。这五座供转水站承担着花土沟地区生活用水和油田生产用水的供应任务，供水面积覆盖整个花土沟地区，通过阿拉尔-红柳泉-沟口（供水西线）、切克里克-油砂山-沟口（供水东线）两路供水系统向花土沟地区供水。阿拉尔、切克里克两个水源的水汇集至沟口水站，主要供花土沟基地生活用水，花土沟基地生活用水主要由阿拉尔水源供给，切克里克水源以供应油田生产用水为主，花土沟基地生活用水为辅。
两个水源地产水水质均满足生活饮用水卫生标准，但是切克里克水源地水质较阿拉尔水源地水质更好，总硬度、矿化度含量低，各种金属离子含量也较低，更适合人体饮用。除此之外，目前供水系统自动化控制水平相对较低，严重制约青海油田供水系统的发展。可见彻底改善花土沟基地饮水条件，提高供水系统的自动化水平的改造工程势在必行。
2 供水系统改造方案的研究与实施
2.1 工艺流程改造
改变工艺流程是关系到供水系统安全稳定运行的关键，是供水系统改造的重要内容。为满足基地生活用水全部使用切克里克水源来水，同时不影响油田用水，经过反复计算，决定新建一条油砂山-沟口输水管线，增加红柳泉转水站输给沟口的水量，利用原有的油砂山-沟口输水管线，结合地形的自然高差，将红柳泉来水由沟口水站通过重力自流输送到油砂山供油区注水。为了实现这一目的，还需将油砂山和沟口水站的工艺进行适当的调整。一是将沟口水站的储水罐单独分离出一座用于储存阿拉尔水源的水，供北山联合站，狮子沟油区使用；二是在油砂山水站增加一台转水泵，满足基地生活用水的需求；三是更换基地四条输水管线，保证供水系统的可靠性。
2.2 自动化监控系统改造
青海油田地处青藏高原，自然环境恶劣，工作条件十分艰苦。目前供水系统自动化控制水平相对较低，为了改变供水系统在运行过程中存在供水点分散，管理难度大、生产效率低、系统波动大、运行不经济等现状，我们在油砂山和沟口水站分别装设了PLC控制系统。通过光纤把数据传输至花土沟调度中心控制室，实现系统的集中管理，分散控制的目的。通过不同检测点供水流量的异常变动，就能及早发现管网的漏损并进行处理，减少水资源的浪费。通过使用其自动化终端系统对水源井进行遥控操作，降低职工的劳动强度。
2.3 自压供水改造
随着花土沟地区供水系统改造工程不断完善，切克里克-油砂山-沟口（供水东线）已经实现了自动化控制的条件。为了达到降低供转水单耗的目的，在保证设备的安全运行、保障油田生产、生活用水的平稳性前提下，依据2.2-1斯巴赫-达西公式，通过详细的论证后，提出了利用切克里克与油砂山41米的海拔落差，再加上储水罐7米左右的压力条件，将切克里克大罐进口管线和通往油砂山Φ529主管线进行连接的改造方案，在水站停泵时，开启自压阀门，利用落差实现自压供水，减少水泵运行时间，从而达到节能降耗的目的。
供水管线的水头损失计算公式：
式中：
h——管线沿程摩阻（液柱）（m）；d——管子内径（m）；L——管线长度（m）；υ——管内液体流速（m/s）；λ——水力阻力系数；g——重力加速度；（m2/s）；
3 供水系统改造后的效益分析
花土沟供水系统的改造结束了长期以来花土沟基地居民饮用阿拉尔混合水的状况，改善了基地生活用水水质，保障了饮用水的卫生安全，让花土沟基地职工用上优质、放心水，是一项造福深远的民心工程，对油田公司整体效益提高和乃至在区域经济发展中都会起到较好作用，具有强劲的持续发展能力和发展潜力。同时通过自动化监控系统和自压供水改造的实施，保障了转水站安全、稳定、连续、经济运行，降低了职工的劳动强度，节约了生产成本，效果显著。通过一年的统计，自压供水量平均7000 m3/d，供转水单耗同比降低了38%，离心泵运转时间每天平均减少15小时，平均每年减少检修次数3次，全年可节约费用约200万元。
4 结论
花土沟地区供水系统改造项目的实施，改善了基地生活用水水质，保障了花土沟地区水力系统的安全稳定，降低了供水系统的供转水单耗，延长了设施检修维护周期，又进一步完善了油田的供水设施，切实保证了油田的长期安全生产，达到了“安全运行、科学管理和节约环保”的目的。而且在今后的工作中具有很好的指导性和推广价值。
参考文献
[1] 室外给水设计规范 GB50013-2006
【关键词】供水系统 改善水质 节能 效益
1 供水系统现状及改造的必要性
青海油田经过五十多年的勘探开发，共投入注水开发、滚动勘探开發、试采评价、轮采收油19个油气田。其中注水开发的有尕斯库勒、花土沟、油沙山、跃进2#及七个泉油田，主力油田的开采方式以注水为主。花土沟基地地处柴达木盆地腹地，气候干燥寒冷，属典型的大陆干旱性气候。主要表现特点为：海拔高、气压低，常年干旱少雨、蒸发量大、霜冻期长、昼夜温差大。
青海油田花土沟地区供水系统始建于1979年，现建有切克里克水源站、阿拉尔水源站、油砂山转水站、红柳泉转水站、沟口供水站。这五座供转水站承担着花土沟地区生活用水和油田生产用水的供应任务，供水面积覆盖整个花土沟地区，通过阿拉尔-红柳泉-沟口（供水西线）、切克里克-油砂山-沟口（供水东线）两路供水系统向花土沟地区供水。阿拉尔、切克里克两个水源的水汇集至沟口水站，主要供花土沟基地生活用水，花土沟基地生活用水主要由阿拉尔水源供给，切克里克水源以供应油田生产用水为主，花土沟基地生活用水为辅。
两个水源地产水水质均满足生活饮用水卫生标准，但是切克里克水源地水质较阿拉尔水源地水质更好，总硬度、矿化度含量低，各种金属离子含量也较低，更适合人体饮用。除此之外，目前供水系统自动化控制水平相对较低，严重制约青海油田供水系统的发展。可见彻底改善花土沟基地饮水条件，提高供水系统的自动化水平的改造工程势在必行。
2 供水系统改造方案的研究与实施
2.1 工艺流程改造
改变工艺流程是关系到供水系统安全稳定运行的关键，是供水系统改造的重要内容。为满足基地生活用水全部使用切克里克水源来水，同时不影响油田用水，经过反复计算，决定新建一条油砂山-沟口输水管线，增加红柳泉转水站输给沟口的水量，利用原有的油砂山-沟口输水管线，结合地形的自然高差，将红柳泉来水由沟口水站通过重力自流输送到油砂山供油区注水。为了实现这一目的，还需将油砂山和沟口水站的工艺进行适当的调整。一是将沟口水站的储水罐单独分离出一座用于储存阿拉尔水源的水，供北山联合站，狮子沟油区使用；二是在油砂山水站增加一台转水泵，满足基地生活用水的需求；三是更换基地四条输水管线，保证供水系统的可靠性。
2.2 自动化监控系统改造
青海油田地处青藏高原，自然环境恶劣，工作条件十分艰苦。目前供水系统自动化控制水平相对较低，为了改变供水系统在运行过程中存在供水点分散，管理难度大、生产效率低、系统波动大、运行不经济等现状，我们在油砂山和沟口水站分别装设了PLC控制系统。通过光纤把数据传输至花土沟调度中心控制室，实现系统的集中管理，分散控制的目的。通过不同检测点供水流量的异常变动，就能及早发现管网的漏损并进行处理，减少水资源的浪费。通过使用其自动化终端系统对水源井进行遥控操作，降低职工的劳动强度。
2.3 自压供水改造
随着花土沟地区供水系统改造工程不断完善，切克里克-油砂山-沟口（供水东线）已经实现了自动化控制的条件。为了达到降低供转水单耗的目的，在保证设备的安全运行、保障油田生产、生活用水的平稳性前提下，依据2.2-1斯巴赫-达西公式，通过详细的论证后，提出了利用切克里克与油砂山41米的海拔落差，再加上储水罐7米左右的压力条件，将切克里克大罐进口管线和通往油砂山Φ529主管线进行连接的改造方案，在水站停泵时，开启自压阀门，利用落差实现自压供水，减少水泵运行时间，从而达到节能降耗的目的。
供水管线的水头损失计算公式：
式中：
h——管线沿程摩阻（液柱）（m）；d——管子内径（m）；L——管线长度（m）；υ——管内液体流速（m/s）；λ——水力阻力系数；g——重力加速度；（m2/s）；
3 供水系统改造后的效益分析
花土沟供水系统的改造结束了长期以来花土沟基地居民饮用阿拉尔混合水的状况，改善了基地生活用水水质，保障了饮用水的卫生安全，让花土沟基地职工用上优质、放心水，是一项造福深远的民心工程，对油田公司整体效益提高和乃至在区域经济发展中都会起到较好作用，具有强劲的持续发展能力和发展潜力。同时通过自动化监控系统和自压供水改造的实施，保障了转水站安全、稳定、连续、经济运行，降低了职工的劳动强度，节约了生产成本，效果显著。通过一年的统计，自压供水量平均7000 m3/d，供转水单耗同比降低了38%，离心泵运转时间每天平均减少15小时，平均每年减少检修次数3次，全年可节约费用约200万元。
4 结论
花土沟地区供水系统改造项目的实施，改善了基地生活用水水质，保障了花土沟地区水力系统的安全稳定，降低了供水系统的供转水单耗，延长了设施检修维护周期，又进一步完善了油田的供水设施，切实保证了油田的长期安全生产，达到了“安全运行、科学管理和节约环保”的目的。而且在今后的工作中具有很好的指导性和推广价值。
参考文献
[1] 室外给水设计规范 GB50013-2006