天然氣輸氣管線積液緩解措施效果評(píng)價(jià)

孫思 楊宏雙 黃翔璘 水婷婷 史昊鑫 王寧 蘆銳 張鵬

摘要：管線積液會(huì)造成管線輸氣效率降低，系統(tǒng)壓力升高，尤其在冬季容易造成管線凍堵，管線長期積液不僅會(huì)加重管線腐蝕情況，更會(huì)造成穿孔，導(dǎo)致管道內(nèi)油、氣、水等泄漏問題，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。尤其是在冬季，很容易造成輸氣管的凍堵，如果輸氣管中長期出現(xiàn)積液現(xiàn)象，不僅會(huì)加重管線的腐蝕，還會(huì)造成管道的穿孔，甚至油、氣、煤泄漏等問題，從而給人們?cè)斐芍卮蟮膿p失，為了有效的避免這一問題的發(fā)生，需要找到科學(xué)合理的緩解措施，使天然氣輸氣管線積液正常的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：天然氣;輸氣管線;積液緩解

集輸管線積液會(huì)導(dǎo)致管線的不穩(wěn)定性，進(jìn)而誘發(fā)安全事故。若管線出現(xiàn)陣發(fā)性出水很可能會(huì)影響輕賤設(shè)備與場站安全，需求嚴(yán)厲防備。集輸管線積液原因較為簡略，且影響要素也僅僅是設(shè)備、操作、消泡等方面影響，需求相關(guān)作業(yè)人員做好日常防備作業(yè)。

1管線積液原因及影響

1.1 管線積液的原因

剛從井中開采出的天然氣含有很多成分，例如大量的水分，天然氣在運(yùn)輸中，在氣體能量和管線溫度影響下，輸氣管會(huì)出現(xiàn)很多積液，這是提起攜帶的水分雖凝結(jié)出的，在一定程度上，會(huì)造成天然氣管線積液的現(xiàn)象。即使天然氣所使用的是單相天然氣運(yùn)輸，凝結(jié)液也會(huì)因?yàn)闅怏w壓力的變化析出液體，但是造成天然氣運(yùn)輸管線積液的主要因素是氣體的多項(xiàng)流動(dòng)，在管線積液中，可以根據(jù)多項(xiàng)流動(dòng)的特點(diǎn)預(yù)測管線積液。

1.2 氣液兩相流動(dòng)參數(shù)

天然氣在運(yùn)輸中，由于多項(xiàng)流動(dòng)，在相界面和截面分布的不均勻，會(huì)引起氣液體積顆粒的分散，在一定程度上，改變流動(dòng)的結(jié)構(gòu)，從而引起流體性質(zhì)的變化，各相物理性質(zhì)及兩相間界面的表面現(xiàn)象影響多相流態(tài)，兩相之間存在熱力學(xué)不平衡和水動(dòng)力學(xué)不平衡，氣液之間的傳熱和化學(xué)反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致界面形狀的變。

2 天然氣輸氣管線積液緩解措施

2.1 自動(dòng)排污閥故障排除

自動(dòng)排污閥故障排除不僅需要排查輸氣管線，還需要排查氣動(dòng)排污閥。一方面，對(duì)排污系統(tǒng)進(jìn)行排查，為了有效的控制自動(dòng)連鎖和遠(yuǎn)程服務(wù)，需要對(duì)不同的廠家進(jìn)行排污，排除執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障，另一方面，排查氣動(dòng)排污閥，需要改進(jìn)系統(tǒng)的控制能力，再進(jìn)行故障排除，為了保證輸氣管線積液的正確，以及工作穩(wěn)定，一般采用防凍隔離和用電加熱。

2.2 起消泡劑的加注

天然管的起消泡劑加注主要利用數(shù)字化系統(tǒng)，以監(jiān)控氣井的生產(chǎn)狀態(tài)，還需要全面了解每一口井的特點(diǎn)，這樣才能確定井水的特征，將加注時(shí)間和加注時(shí)長有機(jī)的結(jié)合在一起，這樣才能充分地發(fā)揮消泡作用。除此之外，需要優(yōu)化消泡劑的工藝流程，為了達(dá)到小型集輸站，需要安裝消泡裝置，這樣不僅可以發(fā)揮消泡劑的消泡效果，還可以對(duì)天然氣進(jìn)行二次消泡，以達(dá)到徹底消泡的目的。

2.3 清管合理操作方式

清管的操作需要采用清管裝置進(jìn)行清管，以此確定清管的周期。清管作業(yè)前，需要分析管內(nèi)的產(chǎn)量水，保證管內(nèi)的水小于5m3，這樣才能準(zhǔn)確的保證清管的周期。清管作業(yè)可以采用單一的雙向清管器，清管作業(yè)在運(yùn)行中，需要徹底的清除管內(nèi)懸停的雜質(zhì)，可以采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙向管進(jìn)行清管操作，利用泡沫清管器清除管線的積水，這樣才能保證清管的干凈整潔。

2.4單井管線、采氣干管排液方法

1.加注泡排劑排液。通過對(duì)產(chǎn)液氣井、泡排措施井分布分析，對(duì)所轄產(chǎn)液井多，且輸氣量達(dá)不到其臨界攜液流量的干管，開展加注泡排劑的方式進(jìn)行排液，通過計(jì)算管線輸差，摸索泡排劑加注的合理頻次，以達(dá)到最好的排液效果。

2.開展管線激動(dòng)排液。因單井管網(wǎng)的串接連接方式，干管無法清管，為解決干管積液嚴(yán)重問題。近年來，主要采取站內(nèi)激動(dòng)排液等方式對(duì)干管進(jìn)行排液，以達(dá)到減少集氣壓差、提高管輸效率、防止管網(wǎng)水合物生成等目的。（1）集氣站干管。①集氣站干管激動(dòng)排液采用進(jìn)站閘閥控制的方式，對(duì)需要進(jìn)行激動(dòng)排液干管關(guān)閉進(jìn)站閘閥開始憋壓，密切關(guān)注進(jìn)站及井口壓力，盡量將末端井和進(jìn)站壓差控制在2Mpa以上，井口壓力不得超過4.5MPa（井口壓力必須小于井口截?cái)嚅y起跳壓力0.5MPa，目前上古氣井大部分截?cái)嚅y起跳壓力為5MPa）。②干管憋壓完成后，開啟進(jìn)站閘閥開度直至全開，控制分離器進(jìn)口壓力小于3.6MPa，密切關(guān)注站內(nèi)運(yùn)行情況，特別是壓縮機(jī)運(yùn)行情況，及時(shí)排液，確保運(yùn)行平穩(wěn)。③該干管激動(dòng)排液完成后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，摸索干管排液規(guī)律。

3.定期啟停壓縮機(jī)提高管線攜液能力。由于季節(jié)性限產(chǎn)，需要關(guān)很多氣井，集輸管線氣量遠(yuǎn)小于管線攜液流量，加之夏季氣井泡排工作量大，產(chǎn)液量高，集輸管轄積液情況嚴(yán)重。通過定期啟動(dòng)壓縮機(jī)抽吸，可有效降低管線壓力，增大壓差及管線內(nèi)天然氣流速，以達(dá)到管線排液目的。若再以輔助管線加注泡排劑，管線排液效果更佳明顯。

2.5集輸支干線排液方法

（1）開展支干線清管。目前對(duì)于集輸支干線采取最多最有效的排液方法為清管作業(yè)，根據(jù)生產(chǎn)情況每年分別在入冬前（每年10分份）清管和春季清管（每年4月底），若在運(yùn)行過程中，由于某種原因?qū)е麓罅慨a(chǎn)出液進(jìn)入支干線，影響支干線運(yùn)行，可根據(jù)生產(chǎn)情況安排清管作業(yè)，保障支干線運(yùn)行平穩(wěn)。開展支線清管作業(yè)，可對(duì)管線內(nèi)的積液進(jìn)收集處理，防止積液進(jìn)入下游干線，可以保障干線的正常運(yùn)行。（2）加注泡排劑排液。當(dāng)支線少量積液或者無法開展清管作業(yè)時(shí)，可進(jìn)行加注泡排劑進(jìn)行支線排液，根據(jù)目前的集輸工藝，支線加注泡排劑后，不能對(duì)積液進(jìn)行收集，積液將隨氣量進(jìn)入下游干線。

2.6日常管道積液緩解措施

①通過提高管線溫度和壓力，補(bǔ)充天然氣氣體能量，從而減緩液體析出，達(dá)到減少積液的辦法。②建立管線積液變化數(shù)據(jù)庫，分析管線持液量變化規(guī)律，為后期上游處理工藝適應(yīng)性分析、清管效果、腐蝕研究等提供理論依據(jù)。③電伴熱技術(shù)就是防止采氣管道封堵的一種工藝，該技術(shù)通過補(bǔ)充管道、管體及設(shè)備上的熱量損失來預(yù)防管道堵塞。④定期清管制度，根據(jù)管線流型、壓力溫度、管徑、管線長度、氣體組分等不同，建立合理的清管周期;核算天然氣管線輸送效率評(píng)價(jià)管道內(nèi)部積液程度，確定清管時(shí)間和清管效果。

結(jié)語

綜上所述，天然氣在輸氣中，往往會(huì)出現(xiàn)管線積液，管線積液會(huì)影響管線輸氣效率，一旦輸氣效率降低，就會(huì)引起系統(tǒng)壓力升高，從而出現(xiàn)管線積液的現(xiàn)象。自動(dòng)排污閥故障排除，起消泡劑的加注，清管合理操作方式，其它清管的執(zhí)行措施等可以有效的避免這一問題的出現(xiàn)，不僅使天然氣輸送管的正常運(yùn)行，還可以提高經(jīng)濟(jì)效益。

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