天然氣開采地面集輸ppt課件

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1天然氣礦場(chǎng)集輸

1主要內(nèi)容介紹第一章概論第一節(jié)天然氣礦場(chǎng)集輸及處理及其在氣田開發(fā)中的作用第二節(jié)礦場(chǎng)集輸及處理工程建設(shè)的特點(diǎn)和一般要求第三節(jié)礦場(chǎng)集輸及處理技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)第二章礦場(chǎng)集輸管網(wǎng)第一節(jié)管網(wǎng)的構(gòu)成、設(shè)置原則和優(yōu)化第三章礦場(chǎng)集輸站第一節(jié)種類、作用和一般要求第二節(jié)集氣站和井站第三節(jié)礦場(chǎng)脫水站第四節(jié)清管站第五節(jié)閥室第四章H2S、CO2腐蝕與防護(hù)2

2第一章概論3第一節(jié)天然氣礦場(chǎng)集輸及處理及其在氣田開發(fā)中的作用一、礦場(chǎng)集輸及處理生產(chǎn)的目的、主要工作內(nèi)容和集輸及處理用生產(chǎn)設(shè)施。1、目的和主要工作為內(nèi)容。1）目的在符合安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)要求和能夠充分利用隨天然氣采出地面的各種有用資源的情況下，按照合理的天然氣總體流向，把氣田或一定產(chǎn)氣區(qū)域內(nèi)各氣井產(chǎn)出的天然氣匯集到集中設(shè)置的天然氣凈化廠，并通過最終的凈化處理將礦場(chǎng)形態(tài)的天然氣轉(zhuǎn)化為滿足用戶使用和管道輸送要求的商品天然氣。

32）礦場(chǎng)集輸及處理生產(chǎn)的主要工作內(nèi)容（1）采集和輸送（2）礦場(chǎng)預(yù)處理（3）天然氣凈化2、主要的礦場(chǎng)集輸及處理生產(chǎn)設(shè)施1）集輸管網(wǎng)2）集輸場(chǎng)站3）天然氣凈化廠4）自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4

45二、礦場(chǎng)集輸及處理工程建設(shè)在氣田開發(fā)工作中的作用1、形成要求的天然氣地面配套生產(chǎn)能力2、體現(xiàn)和提高氣田開發(fā)工作的總體經(jīng)濟(jì)效益1）直接體現(xiàn)氣田開發(fā)工作的經(jīng)濟(jì)效益。2）集輸及處理生產(chǎn)費(fèi)用是影響天然氣生產(chǎn)成本和天然氣在能源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的主要因素。第二節(jié)礦場(chǎng)集輸及處理工程建設(shè)的特點(diǎn)和一般要求一、特點(diǎn)1、生產(chǎn)工作條件比較苛刻1）工作介質(zhì)中含有腐蝕性物質(zhì)和有毒物質(zhì)2）集輸及處理過程中的天然氣通常處于被水飽和的濕狀態(tài)，為腐蝕作用的發(fā)生提供了條件。

53）天然氣易燃易爆4）工作壓力高氣井的井口壓力比油井的井口壓力高得多，一般為數(shù)十兆帕、國內(nèi)個(gè)別氣井的井口壓力甚至高達(dá)100Mpa以上。2、生產(chǎn)的分散性強(qiáng)、工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行管理涉及的地域范圍大，而且不同生產(chǎn)設(shè)施之間在工作狀態(tài)、工作參數(shù)上相互緊密相關(guān)。1）集輸管網(wǎng)覆蓋整個(gè)產(chǎn)氣區(qū)域，各種集輸站場(chǎng)在管網(wǎng)的有關(guān)節(jié)點(diǎn)上分散設(shè)置2）不同生產(chǎn)過程之間緊密相關(guān)和相互影響，要求生產(chǎn)過程中各部分間協(xié)調(diào)和一致。6

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8（3）根據(jù)氣質(zhì)條件確定適宜的集輸及處理工藝技術(shù)和安排生產(chǎn)流程。2）使集輸管網(wǎng)布局與氣田自身的產(chǎn)氣特點(diǎn)和氣田所在地的自然環(huán)境條件相適應(yīng)。（1）集輸管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和集輸場(chǎng)站的布局與氣井的單井產(chǎn)量、井?dāng)?shù)、井間距和氣井的地面分布狀況相一致。（2）與氣田氣所在地的自然和地理?xiàng)l件以及當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相一致。3、統(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施。1）統(tǒng)一規(guī)劃有利于不同生產(chǎn)設(shè)施在使用功能和生產(chǎn)能力上的完善和合理配套。2）根據(jù)用戶在不同時(shí)期時(shí)對(duì)用氣量的不同需要，分階段形成的不同的天然氣生產(chǎn)能力，縮短對(duì)工程建設(shè)資金的占用期。9

94、有關(guān)安全生產(chǎn)、職業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)的要求符合國家的有關(guān)規(guī)定。1）這些要求的強(qiáng)制行性。2）對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的主要要求。3）對(duì)安全生產(chǎn)的要求4）職業(yè)衛(wèi)生要求5、提高集輸及處理工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。1）降低工程建設(shè)投資額，縮短對(duì)建設(shè)資金的占用期。2）降低集輸及處理生產(chǎn)過程中的操作費(fèi)用。（1）優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，為降低操作費(fèi)用創(chuàng)造條件。（2）不斷改進(jìn)和完善生產(chǎn)管理機(jī)制，通過提高生產(chǎn)的運(yùn)行管理水平來降低物料、能量消耗和人工費(fèi)用。10

103）防止生產(chǎn)事故發(fā)生和延長生產(chǎn)設(shè)施的使用壽命。（1）避免因生產(chǎn)事故造成各種經(jīng)濟(jì)損失。（2）使生產(chǎn)設(shè)施達(dá)到或超過合理的預(yù)期使用壽命，避免因提前更換生產(chǎn)設(shè)施增大生產(chǎn)費(fèi)用。4）充分利用隨天然氣采出地面的各種有用資源，增大氣田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。5）使集輸及處理生產(chǎn)設(shè)施長周期滿負(fù)荷工作和減少生產(chǎn)過程中的天然氣損耗，提高天然氣的年集輸及處理量和天然氣的商品率。11

11第三節(jié)礦場(chǎng)集輸及處理技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)一、技術(shù)現(xiàn)狀1、國內(nèi)已形成了一整套符合我國氣田開發(fā)實(shí)際情況，能滿足集輸及處理生產(chǎn)需要的天然氣礦場(chǎng)集輸及處理生產(chǎn)工藝技術(shù)。1）現(xiàn)有的腐蝕防護(hù)技術(shù)已能基本適應(yīng)酸性氣田開發(fā)中腐蝕防護(hù)工作的需要⑴酸性氣體環(huán)境中的電化學(xué)腐蝕防護(hù)技術(shù)。在濕狀態(tài)下集輸及處理含有酸性氣體的天然氣時(shí)，H2S、CO2、元素硫和隨天然產(chǎn)出地面的氣田水中的Cl-是電化學(xué)腐蝕防護(hù)中需要考慮的主要因素。12

12注入緩蝕劑和涂刷防護(hù)涂層是目前用來減緩金屬材料受電化學(xué)腐蝕速度的兩種主要作法，前者廣泛應(yīng)用于管道、設(shè)備，后者多只用于含鹽量高的氣田水輸送管道和儲(chǔ)罐的內(nèi)表面。⑵防止金屬材料在濕H2S環(huán)境中開裂導(dǎo)致管道、設(shè)備低應(yīng)力脆性斷裂的技術(shù)。事前評(píng)定金屬材料的抗硫能力、選擇合適的材料來制作濕H2S環(huán)境下工作的管道和設(shè)備，這是防止H2S作用引起管道、設(shè)備在允許的工作壓力下發(fā)生爆破的根本措施。13

13⑶通過干燥使天然氣中的腐蝕性物質(zhì)失去發(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件，不再對(duì)金屬材料產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕作用。這是天然氣礦場(chǎng)集輸中最為徹底的腐蝕控制方式，但需要為干燥花費(fèi)比較多的工程建設(shè)投資和日常操作費(fèi)用。國內(nèi)在礦場(chǎng)集輸酸性氣體含量很高的天然氣時(shí)常采用干燥方法來防止腐蝕。除腐蝕防護(hù)效果最可靠外，免去了輸送過程中為防止水合物生成所需花費(fèi)的費(fèi)用；使管道低點(diǎn)積液的問題自然得到解決；降低或取消管道的腐蝕裕量，并提高管道的輸送效率和使用壽命。當(dāng)集輸管道所在地區(qū)的地形起伏特別大、氣溫比較低時(shí)，采用干燥方法防止高酸性氣體的腐蝕常常是適宜的。14

14⑷埋地集輸管道外表面土壤腐蝕防護(hù)技術(shù)。在埋地管道外表面包復(fù)使土壤與管道金屬隔離開來的保護(hù)層、再用陰極保護(hù)或犧牲陽極的方法對(duì)金屬材料進(jìn)行電法保護(hù)，這是當(dāng)前對(duì)埋地集輸管道進(jìn)行土壤腐蝕防護(hù)的通行作法。目前普遍采用兩層或三層的擠壓聚乙烯或熔結(jié)環(huán)氧涂層作為防腐絕緣材料，有時(shí)也采用聚乙烯膠粘帶。15

152）天然氣的采集、輸送和礦場(chǎng)預(yù)處理技術(shù)能夠滿足生產(chǎn)的需要。集氣過程可以在高壓或中低壓條件下進(jìn)行；集氣過程中的天然氣氣液分離可以在常溫或低溫下實(shí)現(xiàn)；現(xiàn)有的加熱、注入水合物抑制劑和對(duì)天然氣作干燥處理的技術(shù)可以用來防止天然氣水合物的生成、保證集輸過程的連續(xù)進(jìn)行。凈化廠的原料氣輸送方式目前有濕氣輸送和干氣輸送兩種，使天然氣進(jìn)入和在輸送中保持干燥的技術(shù)；在濕氣輸送中定期清除管內(nèi)積液和腐蝕產(chǎn)物的清管技術(shù)，均處在能成熟應(yīng)用的階段。16

163）現(xiàn)有的天然氣凈化技術(shù)能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)商品天然氣的氣質(zhì)要求（1）已有的酸性氣體脫除技術(shù)可使天然氣中酸性氣體的殘余含量降低到符合要求的程度。用胺類物質(zhì)的水溶液在吸收天然氣中的酸性氣體；⑵現(xiàn)有的天然氣干燥技術(shù)可以使商品天然氣對(duì)水露點(diǎn)的要求得到滿足。露點(diǎn)降的要求不太高時(shí)一般都用液體脫水劑（通常是三甘醇）吸收天然氣中的水分。當(dāng)天然氣需要在低氣溫地區(qū)作長距離輸送、對(duì)露點(diǎn)降有更高要求時(shí)才使用脫水深度更深的分子篩脫水方法。17

174）礦場(chǎng)集輸及處理生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制技術(shù)已達(dá)到比較高的水平。運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和信息傳輸技術(shù)建立和發(fā)展起來的數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲(chǔ)存和處理技術(shù)，近年來在集輸及處理生產(chǎn)的自動(dòng)控制中得到廣泛應(yīng)用。由主控計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程控制終端（RTU）、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施、各種控制機(jī)構(gòu)以及相應(yīng)的軟件所構(gòu)成的監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)在使用上具有管轄地域范圍大；全面采集、交換、儲(chǔ)存和處理各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)的功能強(qiáng)；能夠?qū)Ψ稚⒍群芨叩亩鄠€(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)一的全面監(jiān)視和實(shí)時(shí)控制的優(yōu)點(diǎn)。RTU可以在任意的、包括環(huán)境條件惡劣的地區(qū)以無人值守的方式設(shè)置、自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、就地控制、向控制中心傳遞信息、接受和執(zhí)行來自控制中心的各種控制指令。18

18這種控制方式特別適用于控制回路數(shù)不多、生產(chǎn)設(shè)施高度分散而各部分間又緊密相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)過程，它把自動(dòng)控制和日常性的生產(chǎn)管理工作緊密結(jié)合起來，保證生產(chǎn)過程的安全連續(xù)進(jìn)行、自動(dòng)完成各種生產(chǎn)報(bào)表的編制，并為生產(chǎn)的運(yùn)行優(yōu)化提供技術(shù)支持。目前新建的礦場(chǎng)集輸及處理工程建設(shè)大多采用這種自動(dòng)控制方式，原有工程進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)也大多改用這樣的控制方式。19

195）礦場(chǎng)集輸及處理生產(chǎn)中，安全生產(chǎn)、職業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀⑴生產(chǎn)設(shè)施的安全和生產(chǎn)中的人身安全控制腐蝕以防止管道、設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重泄露、爆破事故以及由此引起的燃燒、著火爆炸、人體H2S急性中毒等后續(xù)事故的發(fā)生；對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域空氣中的天然氣濃度和H2S含量作監(jiān)測(cè)并設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警裝置；在氣井井口處設(shè)置高低壓安全截?cái)嘌b置和在管道、生產(chǎn)裝置區(qū)分段或分區(qū)設(shè)置事故緊急截?cái)嚅y，將事故中的天然氣自然泄放量和其中的有毒物質(zhì)絕對(duì)外泄量都限制在規(guī)定值以內(nèi)；20

20⑵職業(yè)衛(wèi)生技術(shù)現(xiàn)狀在集輸和處理含硫天然氣時(shí)，工作環(huán)境空氣中的H2S和SO2含量；地面管道和機(jī)器工作時(shí)的噪聲；凈化廠液硫固化成型、包裝和運(yùn)輸中產(chǎn)生的硫磺粉塵，是影響工作環(huán)境職業(yè)衛(wèi)生的主要因素。目前常把控制工作環(huán)境空氣中有毒物質(zhì)含量的措施與防天然氣燃燒和著火爆炸的安全生產(chǎn)措施結(jié)合起來，同時(shí)滿足這兩方面的要求，再對(duì)噪聲和粉塵采取防治措施。21

21（3）與礦場(chǎng)集輸及處理生產(chǎn)有關(guān)的環(huán)境保護(hù)技術(shù)天然氣通過泄露或事故中的自然泄放進(jìn)入空氣中；排放的生產(chǎn)污水中所帶有的水污染物和天然氣凈化廠排放的含硫尾氣中的SO2，是影響環(huán)境保護(hù)的主要因素。目前普遍采用物理和生物化學(xué)處理相結(jié)合的方法來處理含醇和含胺這兩類生產(chǎn)污水，可以將生產(chǎn)污水中的水污染物含量降低到排放標(biāo)準(zhǔn)允許的限度以內(nèi)，已采出地面的氣田水則盡可能在保持密閉的情況下回注地層。近年來國外的硫回收技術(shù)有了很大提高，國內(nèi)新引進(jìn)硫回收裝置的設(shè)計(jì)收率為99.2%、實(shí)際運(yùn)行中達(dá)到99.5%。22

22二、礦場(chǎng)集輸及處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.與集輸及處理生產(chǎn)相關(guān)的安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)技術(shù)受到越來越多的重視。1）原因。以人為本、依靠技術(shù)進(jìn)步滿足安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)要求。2）針對(duì)影響生產(chǎn)安全的主要因素提高安全生產(chǎn)的可靠性，是當(dāng)前安全生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的方向⑴腐蝕防護(hù)技術(shù)正在向適應(yīng)高酸性氣田開發(fā)對(duì)腐蝕防護(hù)技術(shù)的需要，增強(qiáng)現(xiàn)有防護(hù)技術(shù)的效果和降低防護(hù)費(fèi)用的方向發(fā)展。⑵改進(jìn)集輸管道壓力試驗(yàn)中的強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)方法，提高管道在生產(chǎn)運(yùn)行中的安全可靠性。23

23⑶集輸管道運(yùn)行中的安全監(jiān)測(cè)技術(shù)，以連續(xù)或間斷的方式對(duì)集輸管道進(jìn)行安全檢測(cè)的技術(shù)發(fā)展的比較快，檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠程度是技術(shù)的關(guān)鍵。監(jiān)測(cè)既有利于即時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患和保證管道的運(yùn)行安全，又為評(píng)價(jià)管道經(jīng)長期使用后的承壓能力和剩余使用壽命提供科學(xué)的依據(jù)。目前的連續(xù)安全檢測(cè)主要針對(duì)管道各部位的壓力、腐蝕速度和天然氣所處的干、濕狀態(tài)；間斷檢測(cè)的項(xiàng)目則是管道的壁厚變化、管壁缺欠和管道在徑向上的幾何形狀變化，間斷檢測(cè)可以人為擇點(diǎn)進(jìn)行人工檢測(cè)或以智能清管的方式來實(shí)現(xiàn)。24

24⑷提高含硫天然氣集輸及處理生產(chǎn)中的人身安全技術(shù)提高管道、設(shè)備的制作和安裝質(zhì)量以提高它們的安全可靠性；設(shè)置分段或分區(qū)的事故緊急截?cái)嘌b置以限制事故中的H2S外泄量；為處理事故的工作人員提供與外界環(huán)境隔絕的自攜式清潔空氣呼吸裝置，是防中毒技術(shù)發(fā)展中正在力求完善的三項(xiàng)主要技術(shù)。25

253）與集輸及處理生產(chǎn)有關(guān)的環(huán)境保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向減少集輸及處理生產(chǎn)中以各種方式進(jìn)入大氣的天然氣量；將生產(chǎn)中排放的含硫尾氣和生產(chǎn)污水中的大氣污染物、水污染物治理到符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求的程度并以此為前提盡可能降低用于環(huán)境保護(hù)的費(fèi)用，是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)技術(shù)進(jìn)步的主要著眼點(diǎn)。26

262.繼續(xù)提高集輸及處理生產(chǎn)裝備的技術(shù)性能、制作和安裝技術(shù)水平1）高強(qiáng)度、高質(zhì)量管材的應(yīng)用。目前已具備Ⅹ60甚至更高鋼級(jí)的抗硫低合金鋼管，其常溫屈服極限值是20號(hào)鋼管的1.72倍。這種趨勢(shì)還將繼續(xù)得到保持。2）石油天然氣工業(yè)輸送鋼管標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施促使鋼管質(zhì)量不斷提高。美國石油學(xué)會(huì)在多年以前就為這類用管制定了專門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（APISPEC5L）、并隨使用經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和制管技術(shù)的進(jìn)步不斷更新這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的版本。1980年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）又在API標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上發(fā)布了ISO3183.1～3183.3《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件》，按使用環(huán)境、質(zhì)量和試驗(yàn)要求的不同將這類鋼管分為A、B、C三級(jí)。27

27A級(jí)鋼管屬具有基本的質(zhì)量和試驗(yàn)要求的鋼管；B級(jí)鋼管屬質(zhì)量和試驗(yàn)要求總體上高于A級(jí)的鋼管；C級(jí)鋼管屬對(duì)質(zhì)量和試驗(yàn)要求非常嚴(yán)格的鋼管，分別適用于工作條件苛刻程度不同的三種使用場(chǎng)合。在國內(nèi)冶金和制管技術(shù)都已具備條件的情況下，國家從1998年開始陸續(xù)以等效采用ISO3183的方式發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9711.1～3《石油天然氣輸送鋼管交貨技術(shù)條件第1～3部分》，將我國石油天然氣輸送鋼管的技術(shù)水平提高到了與國際水平相當(dāng)?shù)母叨?。天然氣輸送用管的專用化和?biāo)準(zhǔn)化正在使鋼管質(zhì)量的提高進(jìn)入良性循環(huán)，隨使用經(jīng)驗(yàn)的積累，冶金、制管技術(shù)的提高不斷更新標(biāo)準(zhǔn)的版本和提高鋼管的質(zhì)量。28

283）縮小分離設(shè)備的尺寸和提高天然氣氣液分離和過濾的效果氣液分離是天然氣礦場(chǎng)集輸及處理的必經(jīng)生產(chǎn)過程之一，各種形式的分離設(shè)備的用量很大。4）生產(chǎn)裝置的工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)組裝技術(shù)發(fā)展迅速。它降低集輸及處理生產(chǎn)設(shè)施的制作費(fèi)用、有利于零件的互換和備品備件的準(zhǔn)備。模塊化則是標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)一步深化，按不同的使用功能將集輸及處理生產(chǎn)裝置分解為若干能組合應(yīng)用的模塊，再按組成不同生產(chǎn)規(guī)模的要求使每一種模塊的尺寸系列化。29

293.集輸及處理生產(chǎn)過程自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向。1）應(yīng)用有關(guān)過程控制的各種最新技術(shù)成果，繼續(xù)擴(kuò)大集輸及處理生產(chǎn)自動(dòng)控制的工作范圍和增強(qiáng)控制效果。2）為集輸及處理工藝技術(shù)進(jìn)步提供技術(shù)支持。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)步常常要求提供新的檢測(cè)和控制技術(shù)手段或提高原有過程控制技術(shù)所能達(dá)到的控制精確程度，盡快滿足新生產(chǎn)工藝應(yīng)用中對(duì)檢測(cè)控制技術(shù)的要求，就能對(duì)新生產(chǎn)工藝的形成和應(yīng)用起到技術(shù)支持作用。30

30313）使自動(dòng)控制在實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮更多的作用4）提高生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制水平，減少生產(chǎn)操作和管理人員的人數(shù)。

3132第二章礦場(chǎng)集輸管網(wǎng)第一節(jié)管網(wǎng)的構(gòu)成、設(shè)置原則和優(yōu)化一、礦場(chǎng)集輸管網(wǎng)的構(gòu)成集輸管網(wǎng)是由不同管徑、壁厚的金屬管道構(gòu)成的大面積網(wǎng)狀管道結(jié)構(gòu)。它覆蓋產(chǎn)氣區(qū)域的所有的產(chǎn)氣井，為氣井產(chǎn)出的天然氣提供通向各類集輸場(chǎng)站和最終通向天然氣凈化廠的流動(dòng)通道，是天然氣礦場(chǎng)集輸及處理生產(chǎn)中不可缺少的主要生產(chǎn)設(shè)施。按具體用途和輸送條件的不同，其中的管道可分為如下三種：1、集氣管道2、集氣支管道3、集氣干管道

3233三、集輸管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式1、樹枝狀結(jié)構(gòu)圖2—1樹枝狀管道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

33342、放射狀結(jié)構(gòu)圖2—2放射狀管網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

343、環(huán)狀結(jié)構(gòu)35圖2—3環(huán)狀管網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

35364、組合式結(jié)構(gòu)各種管網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的具體使用場(chǎng)合。大部分集輸管網(wǎng)都只能采用包括樹枝狀、放射狀和環(huán)狀結(jié)構(gòu)在內(nèi)的混合結(jié)構(gòu)形式，尤以前兩種結(jié)構(gòu)的組合應(yīng)用最為常見。環(huán)形管道在運(yùn)行中各點(diǎn)處壓力的均衡一致性和可以正及流動(dòng)的特有優(yōu)點(diǎn)，使它在城市商品天然氣供應(yīng)管網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，提高不同供氣區(qū)域供氣壓力的一致性。但在礦場(chǎng)集輸管網(wǎng)中應(yīng)用得并不多，只有當(dāng)產(chǎn)氣區(qū)域的大小和氣井分布狀況適合、對(duì)集氣干管道各進(jìn)氣點(diǎn)的進(jìn)氣壓力均衡性有效高的要求時(shí)才使用。

36四、集輸管網(wǎng)設(shè)置原則1、以氣田開發(fā)方案中提出的產(chǎn)氣數(shù)據(jù)、市場(chǎng)需求和規(guī)定的氣田開發(fā)目標(biāo)為依據(jù)1）產(chǎn)氣數(shù)據(jù)產(chǎn)氣區(qū)域、層位、可采儲(chǔ)量；開發(fā)井的井?dāng)?shù)、井位；氣井井底和井口的壓力和溫度（包括井口的流動(dòng)壓力和流動(dòng)溫度）；各井的天然氣組分構(gòu)成和開采中的平均組分構(gòu)成；氣井凝液和氣田水的攜帶量和液相物的組成。2）開發(fā)目標(biāo)和開發(fā)計(jì)劃采氣速度、總采出量、開采期；各氣井的日定產(chǎn)量、年度采氣計(jì)劃、開采期間氣井井底井口參數(shù)和液相產(chǎn)出物的變化。37

37382、滿足集輸及處理生產(chǎn)工藝以及天然氣凈化廠對(duì)入廠原料天然氣的流動(dòng)參數(shù)要求1）集氣生產(chǎn)工藝對(duì)集輸管網(wǎng)設(shè)置的要求。天然氣的分離、過濾、調(diào)壓、計(jì)量等礦場(chǎng)處理是以分散的方式在井站進(jìn)行還是以相對(duì)集中的方式在集氣站進(jìn)行；天然氣的氣液分離在常溫還是在低溫下進(jìn)行；集氣系統(tǒng)的壓力等級(jí)；節(jié)流降壓的級(jí)數(shù)、場(chǎng)所和防止集氣過程天然氣水合物生成的工藝方法；集氣過程中管道內(nèi)壁的腐蝕防護(hù)作法，這是影響集輸管網(wǎng)設(shè)置的的主要集氣工藝因素。

382）經(jīng)礦場(chǎng)預(yù)處理后的天然氣的輸送工藝對(duì)集輸管網(wǎng)設(shè)置的要求要求輸送中防止天然氣水合物生成的工藝方法；輸送中是否需要時(shí)天然氣增壓；輸送中的天然氣是否已根據(jù)腐蝕防護(hù)需要時(shí)天然氣進(jìn)行了干燥處理以使天然氣保持干燥的條件，影響到集輸管網(wǎng)的設(shè)置。3）管道軸向各點(diǎn)處的流通能力和承壓能力滿足集輸及處理生產(chǎn)工藝和最大集輸及處理生產(chǎn)能力的要求。生產(chǎn)運(yùn)行中各點(diǎn)處的天然氣流量、壓力能達(dá)到要求的數(shù)值。39

393、管網(wǎng)內(nèi)的天然氣總體流向與產(chǎn)氣區(qū)到凈化廠（商品天然氣外輸?shù)钠瘘c(diǎn)）的方向相一致，管網(wǎng)的整體布局與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件和人文條件相適應(yīng)。4、當(dāng)?shù)V場(chǎng)集輸及處理生產(chǎn)需要在比較長的時(shí)間內(nèi)分階段形成不同的生產(chǎn)能力時(shí)，集輸管網(wǎng)建設(shè)應(yīng)在統(tǒng)一的事前規(guī)劃的指導(dǎo)下分期分階段實(shí)施。5、采取措施保證生產(chǎn)、公共環(huán)境安全，保護(hù)環(huán)境40

40五、集輸管網(wǎng)的優(yōu)化1、優(yōu)化的目標(biāo)和影響集輸管網(wǎng)優(yōu)化的主要因素1）目標(biāo)在滿足使用功能和安全生產(chǎn)要求的前提下，將集輸管網(wǎng)建設(shè)投資和集輸生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用對(duì)天然氣集輸及處理生產(chǎn)總成本的影響降到可能的最限度。41

412）影響集輸管網(wǎng)優(yōu)化的主要因素所采用的集輸工藝和生產(chǎn)流程的技術(shù)先進(jìn)性和應(yīng)用的適宜性；不同腐蝕防護(hù)作法的效果和費(fèi)用；集輸場(chǎng)站布局和集輸管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性；為繞避或通過自然障凝區(qū)所帶來的建設(shè)費(fèi)用增加額，這是影響集輸管網(wǎng)優(yōu)化的主要因素。由于集輸生產(chǎn)中經(jīng)常性的生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用不高，工程建設(shè)投資成為影響集輸生產(chǎn)成本的決定性因素。而縮短管網(wǎng)中管道的總長度和使不同直徑管道的管徑組合比例優(yōu)化以降低管網(wǎng)的鋼材用量又是實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的中心環(huán)節(jié)，因?yàn)楣芫W(wǎng)的鋼材用量大、而且各項(xiàng)工程建設(shè)費(fèi)用都隨鋼材用量的增加而加大。42

422、使集輸管網(wǎng)優(yōu)化的具體作法1）選擇和制定與天然氣氣質(zhì)條件相適應(yīng)、符合集輸及處理生產(chǎn)的最終產(chǎn)品目標(biāo)的集氣生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程：（1）合理確定集氣壓力（2）采取合理的集氣方式（3）合理選擇集氣過程中的天然氣氣液分離溫度。43

43（4）把集氣過程中的水合物生成防止和對(duì)腐蝕防護(hù)作法的選擇結(jié)合進(jìn)來。在節(jié)流降壓前加熱天然氣；向天然氣中注入水合物抑制劑；使天然氣進(jìn)入和干燥狀態(tài)，是目前最常用的三種水合物生成保止方法。方案優(yōu)化中除選擇具體的作法和對(duì)選定作法的各個(gè)工作環(huán)節(jié)作優(yōu)化外，還應(yīng)考慮水合物抑制和不同腐蝕防護(hù)作法之間的關(guān)系。當(dāng)腐蝕防護(hù)采用干燥天然氣的方法來實(shí)現(xiàn)時(shí)，抑制水合物生成的要求已自然得到滿足，干燥方案中天然氣干燥費(fèi)用應(yīng)扣除水合物生成防止費(fèi)用后再與其它腐蝕保護(hù)方案作比較。44

442）使天然氣礦場(chǎng)輸送工藝與天然氣的氣質(zhì)條件、采用的集氣工藝和輸送中的腐蝕控制方法相適應(yīng)。（1）干氣和濕氣輸送工藝的選擇（2）增壓和不增壓輸送工藝的選擇（3）加熱輸送和不加熱輸送工藝的選擇45

453）集輸管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和布局的優(yōu)化（1）管道材質(zhì)的選擇和對(duì)制管方式的要求鋼管材質(zhì)應(yīng)與天然氣的氣質(zhì)條件、已選定的腐蝕防護(hù)作法對(duì)管材的要求和管道在當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁貢r(shí)可能達(dá)到的金屬最低工作溫度相適應(yīng)。其強(qiáng)度由管道的計(jì)算壁厚與鋼管制作工藝所決定的最小管壁厚度之間的關(guān)系來確定，當(dāng)計(jì)算壁厚遠(yuǎn)大于最小壁厚時(shí)適度提高強(qiáng)度水平以降低計(jì)算壁厚；當(dāng)計(jì)算壁厚與最小壁厚相近時(shí)，以最小壁厚為依據(jù)來確定管道金屬材料要求達(dá)到的強(qiáng)度值。管徑不大的集輸管道宜選用無縫鋼管，大直徑集輸管道可以采用焊接鋼管。但目前在濕狀態(tài)下輸送含酸性氣體、尤其是含H2S的天然氣時(shí)，一般不采用螺旋縫埋弧焊和高頻電阻焊（ERW）鋼管。46

46（2）管網(wǎng)布局與集輸場(chǎng)站布局和選址要求相一致場(chǎng)站布局和選址的合理性也是影響集輸生產(chǎn)成本的因素之一，集輸管網(wǎng)的優(yōu)化應(yīng)與場(chǎng)站布局的優(yōu)化相結(jié)合。（3）優(yōu)化管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使管道總長度最短（4）實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的最佳管徑組合管網(wǎng)的最佳管徑組合是指管網(wǎng)中各管段的直徑在滿足流動(dòng)要求的情況下最小、各管段的直徑相互匹配，在管道總長度變化不大的情況下大直徑管道的長度在管道總長度中的分率盡可能小。47

47第三章礦場(chǎng)集輸站天然氣從氣井采出，經(jīng)過一系列的礦場(chǎng)集輸站對(duì)天然氣進(jìn)行降壓并分離除塵除液處理之后，再由集氣支線、集氣干線輸送至天然氣處理廠或長輸管道首站，稱為氣田集輸系統(tǒng)。當(dāng)天然氣中含有CO2、H2S時(shí)，即需經(jīng)過天然氣處理廠進(jìn)行脫硫、脫水處理，然后輸至長輸管道首站。氣田集輸系統(tǒng)的作用通過一系列的礦場(chǎng)集輸站收集天然氣，并經(jīng)過降壓、分離、凈化使天然氣達(dá)到符合管輸要求的條件，然后輸往長輸管道。48

4849第一節(jié)種類、作用和一般要求一、礦場(chǎng)集輸站的種類和作用1．集氣站2．礦場(chǎng)脫水站3.天然氣凝液回收站4．礦場(chǎng)增壓站5．清管站6．其他（1）陰極保護(hù)站：（2）閥室：

49二、礦場(chǎng)集輸站場(chǎng)的一般要求1.滿足氣田開發(fā)對(duì)集輸處理的要求在氣田開發(fā)方案和井網(wǎng)布置的基礎(chǔ)上，集輸管網(wǎng)和站場(chǎng)應(yīng)統(tǒng)一考慮綜合規(guī)劃分步實(shí)施，應(yīng)做到既滿足工藝技術(shù)要求又符合生產(chǎn)管理集中簡(jiǎn)化和方便生活；2.采用先進(jìn)適用的技術(shù)和設(shè)備。3.充分利用井場(chǎng)原有的場(chǎng)地和設(shè)備并與當(dāng)?shù)刈匀粭l件、公路條件相適應(yīng)。4.集輸系統(tǒng)的通過能力應(yīng)協(xié)調(diào)平衡；5.集輸系統(tǒng)的壓力應(yīng)根據(jù)氣田壓能和商品氣外輸首站的壓力要求綜合平衡確定。6.三廢處理和流向應(yīng)符合環(huán)保要求7.產(chǎn)品應(yīng)符合銷售流向要求；50

50第二節(jié)集氣站和井站一、集氣站的作用和類別1．集氣站的作用1）匯集作用：2）預(yù)處理：3）調(diào)壓計(jì)量：4）防止生成水合物：5）防腐：51

512.集氣站的分類1）按過程的溫度和相變分為常溫集氣站和低溫集氣站在集氣站中如果需要控制天然氣中的水露點(diǎn)和烴露點(diǎn)，以及天然氣有足夠的壓差可利用時(shí)，集氣站一般采用低溫集氣站的形式，反之采用常溫集氣站。2）按站轄井?dāng)?shù)分為多井集氣站和單井站集氣站一般管轄的井?dāng)?shù)都在10口井左右，故常稱為多井集氣站。如果只處理一口井的天然氣稱之為單井站。52

52二、集氣站的工藝流程1．常溫多井集氣流程53圖3—1常溫分離單井集氣站流程

5354圖3—2常溫分離多井集氣站原理流程圖（一）

5455圖3—3常溫分離多井集氣站原理流程圖（二）

55563）幾種常溫分離集氣站實(shí)際流程分析

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602．低溫多井集氣站流程1）特點(diǎn)及應(yīng)用情況所謂低溫分離，即分離器的操作溫度在0℃以下，通常為-4～-20℃。天然氣通過低溫分離可回收更多的液烴。低溫分離集氣站的功能有四個(gè)：(1）收集氣井的天然氣；（2）對(duì)收集的天然氣在站內(nèi)進(jìn)行低溫分離以回收液烴；（3）對(duì)處理后的天然氣進(jìn)行壓力調(diào)控以滿足集氣管線輸壓要求；（4）計(jì)量。61

6162圖3—7低溫分離集氣站原理流程圖（一）

6263圖3—8低溫分離集氣站原理流程圖（二）

6364圖3-9節(jié)流膨脹低溫分離原理流程

644）低溫集氣過程中值得關(guān)注的幾個(gè)問題按照提供冷量的制冷系統(tǒng)不同，冷凝分離法可分為冷劑制冷法、直接膨脹制冷法和聯(lián)合制冷法三種。(1)冷劑制冷法冷劑(制冷劑或制冷工質(zhì))可以分別是氨、丙烷及乙烷，也可以是乙烷、丙烷等烴類混合物①適用范圍。在下列情況下可采用冷劑制冷法:a.以控制外輸氣露點(diǎn)為主，并同時(shí)回收部分凝液的裝置。通常，原料氣的冷凍溫度應(yīng)低于外輸氣所要求的露點(diǎn)溫度5℃以上。65

65b.原料氣較富，但其壓力和外輸氣壓力之間沒有足夠壓差可供利用，或?yàn)榛厥漳罕仨殞⒃蠚膺m當(dāng)增壓，所增壓力和外輸氣壓力之間沒有壓差可供利用，而且采用冷劑制冷又可經(jīng)濟(jì)地達(dá)到所要求的凝液收率。②冷劑選用的依據(jù)冷劑選用的主要依據(jù)是原料氣的冷凍溫度和制冷系統(tǒng)單位制冷量所耗的功率，并應(yīng)考慮以下因素:a.氨適用于原料氣冷凍溫度高于-25～-30℃時(shí)的工況。b.丙烷適用于原料氣冷凍溫度高于-35～-40℃時(shí)的工況。66

66c.以乙烷、丙烷為主的混合冷劑適用于原料氣冷凍溫度低于-35～-40℃時(shí)的工況。d.能使用凝液作冷劑的場(chǎng)合應(yīng)優(yōu)先使用凝液。(2)直接膨脹制冷法常用的膨脹制冷設(shè)備有節(jié)流閥(也稱焦耳一湯姆遜閥)、透平膨脹機(jī)及熱分離機(jī)等。1)節(jié)流閥制冷在下述情況下可考慮采用節(jié)流閥制冷:a.壓力很高的氣藏氣(一般在lOMPa或更高)，特別是其壓力會(huì)隨開采過程逐漸遞減時(shí)，應(yīng)首先考慮采用節(jié)流閥制冷。節(jié)流后的壓力應(yīng)滿足外輸氣要求，不再另設(shè)增壓壓縮機(jī)。如氣源壓力不夠高或己遞減到不足以獲得所要求低溫時(shí)，可采用冷劑預(yù)冷。67

67b.氣源壓力較高，或適宜的冷凝分離壓力高于干氣外輸壓力，僅靠節(jié)流閥制冷也能獲得所需的低溫，或氣量較小不適合用膨脹機(jī)制冷時(shí)，可采用節(jié)流閥制冷。如氣體中重?zé)N較多，靠節(jié)流閥制冷不能滿足冷量要求時(shí)，可采用冷劑預(yù)冷。c.原料氣與外輸氣有壓差可供利用，但因原料氣較貧故回收凝液的價(jià)值不大時(shí)，可采用節(jié)流閥制冷，僅控制其水露點(diǎn)及烴露點(diǎn)以滿足管輸要求。若節(jié)流后的溫度不夠低，可采用冷劑預(yù)冷。68

682)熱分離機(jī)制冷在下述情況下可考慮采用熱分離機(jī)制冷:a.原料氣量不大且其壓力高于外輸氣壓力，有壓差可供利用;但靠節(jié)流閥制冷達(dá)不到所需要的溫度時(shí)，可采用熱分離機(jī)制冷。熱分離機(jī)的氣體出口壓力應(yīng)能滿足外輸要求，不應(yīng)再設(shè)增壓壓縮機(jī)。熱分離機(jī)的最佳膨脹比約為5，且不宜超過7。如果氣體中重?zé)N較多，可采用冷劑預(yù)冷。b.適用于氣量較小或氣量不穩(wěn)定的場(chǎng)合，而簡(jiǎn)單可靠的靜止式熱分離機(jī)特別適用于單井或邊遠(yuǎn)井氣藏氣的天然氣液回收。69

693)透平膨脹機(jī)制冷其適用情況如下:a.原料氣量及壓力比較穩(wěn)定。b.原料氣壓力高于外輸氣壓力，有足夠的壓差可供利用。c.氣體較貧及凝液收率要求較高。(3)聯(lián)合制冷法聯(lián)合制冷法又稱為冷劑與直接膨脹聯(lián)合制冷法。顧名思義，此法是冷劑制冷法與直接膨脹制冷法二者的聯(lián)合，即冷量來自兩部分:一部分由膨脹制冷法提供;一部分則由冷劑制冷法提供。當(dāng)原料氣組成較富，或其壓力低于適宜的冷凝分離壓力，為了充分、經(jīng)濟(jì)地回收天然氣液而設(shè)置原料氣壓縮機(jī)時(shí)，應(yīng)采用有冷劑預(yù)冷的聯(lián)合制冷法。70

70三集氣站的分離、過濾原因：保障集輸管網(wǎng)的輸送效率和其它工藝設(shè)備正常工作；降低腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的影響；滿足凈化廠對(duì)原料的需求；溶液污染、起泡?；厥罩械拇呋瘎?。凈化中的能耗?；厥沼袃r(jià)值的輕烴；為氣田的開發(fā)提供氣井產(chǎn)水、產(chǎn)輕烴數(shù)據(jù)；降低集氣站自身的能耗（水合物防止時(shí)的防凍劑量和加熱時(shí)的熱量）71

712．常用的分離、過濾設(shè)備1）重力式氣液兩相分離器2）旋風(fēng)（離心）式氣液兩相分離器3)過濾和過濾分離器4）油氣水三相分離器72

7273立式兩相重力分離器結(jié)構(gòu)圖

7374臥式兩相重力分離器結(jié)構(gòu)圖

7475臥式雙筒兩相重力分離器結(jié)構(gòu)圖

7576旋風(fēng)分離器原理圖1一入口短管；2一分離器圓筒部分；3一氣體出口；4一分離器錐體部分；5一集液部分

7677過濾分離器結(jié)構(gòu)圖

7778三相分離器結(jié)構(gòu)圖

78四、集氣站的調(diào)壓、計(jì)量1．集氣站調(diào)壓、計(jì)量的目的1）調(diào)壓目的（1）使各點(diǎn)壓力符合站內(nèi)工藝的要求和設(shè)備的設(shè)計(jì)要求（2）滿足規(guī)定的出站壓力2）計(jì)量目的氣田開發(fā)的需要為了掌握天然氣的產(chǎn)量，了解氣田的開發(fā)狀態(tài)，在氣田內(nèi)部需要對(duì)天然氣進(jìn)行單井和總產(chǎn)量的計(jì)量。（2）自身經(jīng)營管理的需要（3）采用某些工藝措施的需要是采用常溫集氣站、還是低溫集氣站、防止水合物的方式等等都有較大的影響。79

79五、集氣站對(duì)水合物生成的防止1、水合物的結(jié)構(gòu)和形成條件水合物形成的條件有三：（1）天然氣的含水量處于飽和狀態(tài)（2）壓力和溫度當(dāng)天然氣處于足夠高的壓力和足夠低的溫度時(shí)，水合物才可能形成。（3）流動(dòng)條件突變?cè)诰邆渖鲜鰲l件時(shí)，水合物的形成，還要求有一些輔助條件，如天然氣壓力的波動(dòng)，氣體因流向的突變而產(chǎn)生的攪動(dòng)，以及晶種的存在等。80

802．水合物生成的防止1）限制天然氣在集輸中的溫度降（1）限制節(jié)流時(shí)的節(jié)流程度(2)提高天然氣流動(dòng)溫度，防止水合物生成2)注入抑制劑防止天然氣水合物形成廣泛使用的天然氣水合物抑制劑有甲醇和甘醇類化合物，如甲醇、乙二醇。81

81第三節(jié)礦場(chǎng)脫水站一、天然氣脫水的實(shí)質(zhì)和脫水的作用1．脫水的實(shí)質(zhì)使天然氣從飽和狀態(tài)變?yōu)椴槐凰柡蜖顟B(tài)，達(dá)到天然氣凈化或管輸標(biāo)準(zhǔn)。2．天然氣脫水的作用降低天然氣的露點(diǎn)，防止液相水析出；保證輸氣管道的管輸效率；防止H2S、CO2對(duì)管道造成腐蝕損失；防止水合物的生成。82

82三、天然氣脫水的方法1．冷凍法2．溶劑吸收法脫水溶劑吸收法是目前天然氣工業(yè)中使用較為普遍的脫水方法，雖然有多種溶劑(或溶液)可以選用，但絕大多數(shù)裝置都用甘醇類溶劑，被廣泛采用的甘醇類溶劑是三甘醇。三甘醇法脫水裝置的露點(diǎn)降可達(dá)40℃左右。83

8384

843．固體吸附法脫水天然氣脫水過程使用的吸附劑主要有硅膠、分子篩等。溶劑吸收法脫水具有設(shè)備投資和操作費(fèi)用較低廉的優(yōu)點(diǎn)，較適合大流量高壓天然氣的脫水。但其脫水深度有限，露點(diǎn)降一般不超過45℃，對(duì)于諸如天然氣液化等需要原料氣深度脫水的工藝過程，則必須采用固體吸附法脫水。用這類方法脫水后的干氣，含水量可低于lmL/m3，露點(diǎn)可低于-5O℃，而且裝置對(duì)原料氣的溫度、壓力和流量變化不甚敏感，也不存在嚴(yán)重的腐蝕和發(fā)泡問題。因此，盡管固體吸附法脫水在天然氣工業(yè)上的應(yīng)用不及TEG法那樣廣泛，但在露點(diǎn)降要求超過44℃時(shí)就應(yīng)考慮采用，至少要在TEG法脫水裝置后面串接一個(gè)這樣的設(shè)備。85

8586吸附脫水的原理流程圖

86四、天然氣集輸過程中脫水的應(yīng)用環(huán)節(jié)、作用和對(duì)脫水的深度的不同要求1．應(yīng)用環(huán)節(jié)1）集輸過程中的應(yīng)用在天然氣集輸過程中由于天然氣中始終含有水，當(dāng)在天然氣含有H2S、CO2時(shí)H2S、CO2與水形成具有很強(qiáng)的腐蝕性的酸對(duì)管道造成腐蝕損失；為了解決天然氣在集輸過程中腐蝕問題，因此，在氣田內(nèi)部常常建立天然氣脫水站脫出天然氣中的水，采用干氣輸送，從而避免天然氣在集輸過程中的腐蝕。一般采用溶劑吸收法脫水。87

872）天然氣凝液回收中的應(yīng)用無論是天然氣集輸過程中采用的低溫集氣工藝，還是為了回收天然氣中的凝液（輕烴）而采用的輕烴回收工藝，為了防止水合物的生存，均應(yīng)對(duì)天然氣進(jìn)行脫水處理，使天然氣的露點(diǎn)降到工藝所要求的露點(diǎn)以下。溶劑吸收法脫水較適合大流量高壓天然氣的脫水。但其脫水深度有限，露點(diǎn)降一般不超過45℃，對(duì)于諸如天然氣液化或天然氣輕烴回收中的中深冷等為了防止生成水合物需要原料氣深度脫水的工藝過程，則必須采用固體吸附法脫水。88

883）凈化廠中的應(yīng)用含有H2S、CO2的天然氣經(jīng)凈化廠脫H2S、CO2后，凈化氣就應(yīng)外輸，在輸送前，天然氣應(yīng)達(dá)到管輸天然氣水露點(diǎn)要求，因此，天然氣需要脫水，采用的方法一般都是溶劑吸收法，即三甘醇法。89

892．脫水深度的不同要求1）集輸時(shí)在天然氣集輸過程中的脫水主要是為了解決天然氣中H2S、CO2對(duì)管道的腐蝕問題，因此，天然氣在集輸過程中脫水深度只需要滿足集輸過程中沒有水從天然氣中凝析就可以。一般脫水后天然氣的露點(diǎn)比集輸條件下的最低溫度低5～10℃。2）凝液回收時(shí)由于在凝液回收過程中，為了防止水合物的形成，常常工藝要求天然氣的水露點(diǎn)降超過44℃，天然氣需要深度脫水，一般采用固體吸附法脫水，用這類方法脫水后的干氣中水含量可低于1ppm，露點(diǎn)溫度可達(dá)-70℃以下，而且裝置對(duì)原料氣的溫度、壓力和流量變化不甚敏感，也不存在嚴(yán)重的腐蝕和發(fā)泡問題。90

903）凈化廠中凈化廠中天然氣脫水主要是為了滿足天然氣進(jìn)入長輸管道時(shí)天然氣的水露點(diǎn)要求，我國規(guī)定凈化后的天然氣中的水露點(diǎn)溫度應(yīng)低于長輸管道輸送時(shí)的最低環(huán)境溫度5～10℃，或天然氣在交接時(shí)無液態(tài)水。由此可以看出，凈化廠中天然氣的脫水的露點(diǎn)降要求不大，一般采用三甘醇溶劑吸收法脫水就能滿足要求。91

912．含有H2S時(shí)礦場(chǎng)脫水的問題在含硫氣田的開發(fā)過程中，為防止集輸過程中管線發(fā)生腐蝕，應(yīng)把含硫天然氣先脫水后再集輸。含硫天然氣的TEG法脫水原則上是和一般氣體同樣操作的，但也有其特殊的矛盾，現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹如下。1）富TEG溶液的汽提當(dāng)含硫天然氣與TEG溶液接觸，H2S會(huì)溶解到TEG溶液中，其溶解量隨分壓增加而增加，隨溫度升高而減少。H2S溶解于TEG溶液后，不僅導(dǎo)致溶液pH值下降，而且也會(huì)與TEG反應(yīng)而導(dǎo)致溶液變質(zhì)。鑒此，處理含硫天然氣的裝置，其流程TEG脫水流程有所不同，應(yīng)在富TEG溶液進(jìn)再生塔前的位置上增設(shè)一個(gè)富液汽提塔，以不含硫的天然氣或其它惰性氣汽提。92

922）裝置的防腐TEG脫水裝置本身就存在腐蝕問題，處理含硫天然氣的裝置則腐蝕更為嚴(yán)重，必須充分重視。純凈的TEG溶液本身對(duì)碳鋼基本上不腐蝕，一般認(rèn)為腐蝕的加速是由于存在其它化合物，它們主要來自TEG的熱降解、氧化降解以及與H2S反應(yīng)而產(chǎn)生的化學(xué)降解。甘醇類化合物氧化而生成的有機(jī)酸以及從氣流中吸收H2S和CO2是裝置腐蝕的重要化學(xué)因素。93

93第四節(jié)清管站一、集輸管道的清管1．清管的需要1）管道竣工后，投產(chǎn)前清除管內(nèi)的污物2）管線運(yùn)行一段時(shí)間后清除管內(nèi)的一些污物3）對(duì)任何不能采用的限制條件或管道變形如凹及痕皺折進(jìn)行測(cè)量或勘測(cè)；4）在對(duì)新建管道進(jìn)行水壓測(cè)試后，清除水分；5）對(duì)管道內(nèi)壁的腐蝕狀況和金屬管道的損傷檢測(cè)的需要94

942．清管器的位置95表3-3選擇清管接收器安裝位置指導(dǎo)原則(參見ASME/ANSIB31.8-1993)管道分類建議間隔(km)新建氣體管道100～200新建成品油管道200～300新建石油管道300～500

95二、清管工藝圖3—16為建于首站的清管器發(fā)送裝置工藝流程圖96圖3—16清管器發(fā)送裝置流程圖

9697圖3—17為建于未站的清管器接收裝置工藝流程圖。

97三、清管器裝置的主要安裝構(gòu)件98圖3—18清管器發(fā)送筒或接收筒

98991．清管器發(fā)送筒以及端蓋（盲板）清管器發(fā)送筒如圖3—19至少應(yīng)是清管器長度的1.5倍（清理或清管檢查）。圖3—19典型的清管器發(fā)送筒

99100圖3—20典型清管接收筒

100四、清管器1）清管球101圖3—22清管球結(jié)構(gòu)圖1-氣嘴（拖拉機(jī)內(nèi)胎直氣嘴）；2-固定島（黃筒H62）；3-球體（耐油橡膠）

101第五節(jié)閥室為方便管線的檢修，減小放空損失，限制管線發(fā)生事故后的危害，在集氣管線上，每隔一定的距離要設(shè)置線路截?cái)嚅y室；在集氣干線所經(jīng)地區(qū)，可能有用戶或可能有納入該集氣干線的氣源，則在該集氣干線上選擇適當(dāng)?shù)奈恢茫O(shè)置預(yù)留閥室或閥井，以利于干線在運(yùn)行條件下與支線勾通。線路截?cái)嚅y室的間隔距離一般為20～30km。但應(yīng)根據(jù)管線所處地區(qū)的重要性和發(fā)生事故時(shí)可能產(chǎn)生災(zāi)害及其后果的嚴(yán)重程度，適當(dāng)調(diào)整其間距。當(dāng)管線穿（跨）越河流或鐵路干線時(shí)，在河流和鐵路的兩側(cè)，一般應(yīng)設(shè)置截?cái)嚅y室102

102103圖3—31閥室（井）流程

103截?cái)嚅y關(guān)系重大，但卻長期處于備而不用的狀態(tài)。因此，對(duì)閥本身的質(zhì)量和施工質(zhì)量要有嚴(yán)格的要求：1）良好的嚴(yán)密性。閥室無人值守，截?cái)嚅y如果漏氣，不易于發(fā)現(xiàn)，這樣不僅造成大量天然氣的損失、污染環(huán)境，還可能發(fā)生火災(zāi)。2）強(qiáng)度的可靠性。截?cái)嚅y除承受與管道相同的試驗(yàn)壓力和工作壓力外，還要承受安裝條件下溫度應(yīng)力、機(jī)械震動(dòng)和自然災(zāi)害等各種復(fù)雜的應(yīng)力。因此，要求截?cái)嚅y的強(qiáng)度必須可靠。3）截?cái)嚅y的易損件有較長的壽命。管線投產(chǎn)后，截?cái)嚅y和線路放空閥只有待管線停止輸送和排空時(shí)，才有進(jìn)行檢修的機(jī)會(huì)。若在管道運(yùn)行期間，易損件發(fā)生破壞，生產(chǎn)安全就會(huì)受到很大的威脅。4）對(duì)于處于酸性環(huán)境中的截?cái)嚅y的零部件，必須采用抗硫的材質(zhì)。對(duì)于要進(jìn)行清管工藝的管線，其截?cái)嚅y須采用與管線等直徑的直通球閥或平板閥。104

104105