1、储运工程系储运工程系 曹学文曹学文第一节第一节 天然气集输工程发展概况及技术发展展望天然气集输工程发展概况及技术发展展望第二节第二节 天然气集输的内容和特点天然气集输的内容和特点第三节第三节 天然气集输工艺流程天然气集输工艺流程 第四节第四节 集输管线集输管线第五节第五节 气田天然气矿场分离、井口防冻和污水处理气田天然气矿场分离、井口防冻和污水处理第六节第六节 集输工艺设备集输工艺设备第七节第七节 工程案例分析工程案例分析第八节第八节 凝析气田集输工艺凝析气田集输工艺11/10/20221储运工程系储运工程系 曹学文曹学文一、我国天然气矿场集输工程发展概况一、我国天然气矿场集输工程发展概况 天
2、然气集输技术的发展，经历了一个较长的时间，由以单个天然气集输技术的发展，经历了一个较长的时间，由以单个气田为集输单元发展到多气田集输系统组合，进而形成大型集输气田为集输单元发展到多气田集输系统组合，进而形成大型集输系统。系统。发展过程大致课分为以下几个阶段：发展过程大致课分为以下几个阶段：11/10/20222储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 50年代到年代到60年代中期年代中期属气田集输集输发展的初级阶段。天属气田集输集输发展的初级阶段。天然气的集输主要采用单井集气流程。然气的集输主要采用单井集气流程。从从60年代到年代到70年代中期年代中期，新气田相继开发，生产井与日俱，新气田相继开发，
3、生产井与日俱增，气田集输技术也随之迅速发展。这个时期是四川气田建设增，气田集输技术也随之迅速发展。这个时期是四川气田建设过程中集输技术发展的关键阶段。过程中集输技术发展的关键阶段。70年代后期到年代后期到80年代中期年代中期，四川气田建设规模迅速扩大，四川气田建设规模迅速扩大，气田集输技术水平得到不断发展和提高，建设规模由十多个，气田集输技术水平得到不断发展和提高，建设规模由十多个气田扩展到几十个气田，建成了区域性管网，开发高压、高含气田扩展到几十个气田，建成了区域性管网，开发高压、高含硫、凝析油含量较高的气田集输技术日趋成熟。硫、凝析油含量较高的气田集输技术日趋成熟。11/10/20223储
4、运工程系储运工程系 曹学文曹学文二、我国天然气矿场集输工程技术发展展望二、我国天然气矿场集输工程技术发展展望1.提高气田集输工艺技术水平提高气田集输工艺技术水平 (1)井口防冻井口防冻 加热法；加热法；喷注防冻抑制剂法喷注防冻抑制剂法 (2)低压气的采输低压气的采输 离心式压缩机：排量大，单级压比小；离心式压缩机：排量大，单级压比小；往复式压缩机：效率高，流量和压力可以在较大的范围内往复式压缩机：效率高，流量和压力可以在较大的范围内变化，并联时工作稳定，适用于气田中、后期增压。变化，并联时工作稳定，适用于气田中、后期增压。11/10/20224储运工程系储运工程系 曹学文曹学文(3)分离器分离
5、器目前国外常用的几种高效分离器有目前国外常用的几种高效分离器有:加拿大波塔加拿大波塔特斯特公司生产的特斯特公司生产的再循环分离器再循环分离器，用于，用于天然气净化和液体的回收，其性能可靠，效率高，内部结构天然气净化和液体的回收，其性能可靠，效率高，内部结构坚固。坚固。它分为轴流卧式再循环分离器和向心流动立式再循环它分为轴流卧式再循环分离器和向心流动立式再循环分离器分离器，后者可以脱除气体中，后者可以脱除气体中99.5%的的525m以上的液滴以上的液滴。天然气过滤器分为干式过滤器和过滤分离器。天然气过滤器分为干式过滤器和过滤分离器。干式过干式过滤器可完全脱除滤器可完全脱除1m以上的固体杂质。以上
6、的固体杂质。11/10/20225储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 国外各类分离器能够达到高效分离，主要是通过开发新国外各类分离器能够达到高效分离，主要是通过开发新型的高效分离元件。分离元件形式多样，平行挡板、碟形转型的高效分离元件。分离元件形式多样，平行挡板、碟形转向向挡板系统、雾沫捕集构件、金属筛网、蜂窝状斜板等。挡板系统、雾沫捕集构件、金属筛网、蜂窝状斜板等。国外分离器的发展趋势国外分离器的发展趋势：提高油气水页面控制及检测手：提高油气水页面控制及检测手段，实现无人操作，采用高效分离元件，提高分离效率，缩段，实现无人操作，采用高效分离元件，提高分离效率，缩小体积，减轻重量。小体积，减轻
7、重量。11/10/20226储运工程系储运工程系 曹学文曹学文(4)节能与减少漏损节能与减少漏损 气田集输能耗，主要是从井口流动压力节流、气体在管道气田集输能耗，主要是从井口流动压力节流、气体在管道、设备阀中流动压损以及为防止水合物生成，对气体加热的、设备阀中流动压损以及为防止水合物生成，对气体加热的热量消耗和低压气集输动力消耗等。节能的方法与气田集工热量消耗和低压气集输动力消耗等。节能的方法与气田集工艺、生产操作、管理等有密切关系。要减少能耗必须大力开艺、生产操作、管理等有密切关系。要减少能耗必须大力开发新技术，研制新流程、新方法，选用效率高、性能好的设发新技术，研制新流程、新方法，选用效率
8、高、性能好的设备。备。11/10/20227储运工程系储运工程系 曹学文曹学文2.提高气田自动化管理水平提高气田自动化管理水平先进的计算机集输的应用先进的计算机集输的应用气田自动控制系统气田自动控制系统SCADA系统系统高度自动化管理高度自动化管理811/10/202211/10/20228储运工程系储运工程系 曹学文曹学文目前我国气田自动化控制的整体水平较低，为了满足生产发展目前我国气田自动化控制的整体水平较低，为了满足生产发展的需要，必须提高我国气田集输的自动化管理水平。自动化方案的需要，必须提高我国气田集输的自动化管理水平。自动化方案的制定要因地制宜，结合工程具体情况，要以确保生产安全可
9、靠的制定要因地制宜，结合工程具体情况，要以确保生产安全可靠，技术经济合理为准则。，技术经济合理为准则。对中、后期及边远油气田集输系统改造对中、后期及边远油气田集输系统改造原则上要以提高设备使原则上要以提高设备使用的安全可靠性，提高生产效率，减轻劳动强度为主，改造更新用的安全可靠性，提高生产效率，减轻劳动强度为主，改造更新设备仪表；设备仪表；老气田改造老气田改造要以实现就地自动控制，实现井口无人值要以实现就地自动控制，实现井口无人值守为目标；守为目标；对新建工程，特别是生产条件艰苦的边远山区、沙漠对新建工程，特别是生产条件艰苦的边远山区、沙漠等地区等地区，应建立自动化程度较高的控制系统。，应建立
10、自动化程度较高的控制系统。911/10/202211/10/20229储运工程系储运工程系 曹学文曹学文3.含硫气田集输工程防腐蚀含硫气田集输工程防腐蚀(1)选用抗硫材质选用抗硫材质(2)缓蚀剂防腐缓蚀剂防腐(3)管道内壁防腐涂层技术管道内壁防腐涂层技术1011/10/202211/10/202210储运工程系储运工程系 曹学文曹学文4.提高气田集输工程的整体组装水平提高气田集输工程的整体组装水平提高气田集输设备的整体组装施工技术水平是指实现设计定型提高气田集输设备的整体组装施工技术水平是指实现设计定型化、模块化、设备组装工厂预制化和现场装配化。化、模块化、设备组装工厂预制化和现场装配化。今后
11、组装技术发展的主要趋势：今后组装技术发展的主要趋势：向大型化、工艺组件微型化、向大型化、工艺组件微型化、整体预制化、高度自动化、露天和易运的方向发展整体预制化、高度自动化、露天和易运的方向发展。1111/10/202211/10/202211储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 天然气集输天然气集输是继气田勘探、开发和开采之后的一个是继气田勘探、开发和开采之后的一个非常重要的生产过程，广义而言，它包括非常重要的生产过程，广义而言，它包括从井口开始，将天从井口开始，将天然气通过管网收集起来，经过预处理和其后的气体净化，最然气通过管网收集起来，经过预处理和其后的气体净化，最后成为合格的商品天然气，并
12、外输至用户的整个生产过程。后成为合格的商品天然气，并外输至用户的整个生产过程。天然气集输的过程如天然气集输的过程如图图3-1所示。所示。1211/10/202211/10/202212图图3-1 天然气集输系统示意图天然气集输系统示意图1-井场；井场；2-集气站；集气站；3-天然气净化厂和压气站；天然气净化厂和压气站；4-到配气站的出口；到配气站的出口；5、6-铁路与公路穿越；铁路与公路穿越；7-中间压气站；中间压气站；8-河流穿越；河流穿越；9-沟谷跨越；沟谷跨越；10-地下储气库；地下储气库；11-阴极保护站；阴极保护站；12-终点配气站终点配气站1311/10/202211/10/202
13、213储运工程系储运工程系 曹学文曹学文（1）井场）井场 一般在气井所在地设置井场装置，简单的井场只一般在气井所在地设置井场装置，简单的井场只有采气树装置。当需要对单井进行处理时，常在井场设置一有采气树装置。当需要对单井进行处理时，常在井场设置一套调压、分离、计量等设备，使从气井出来的天然气经节流套调压、分离、计量等设备，使从气井出来的天然气经节流降压后，在分离器中脱除游离水、凝析油及机械杂志，经计降压后，在分离器中脱除游离水、凝析油及机械杂志，经计量后输入集气管线。量后输入集气管线。（2）集气站）集气站 一般将两口以上的气井用管线接至集气站，在一般将两口以上的气井用管线接至集气站，在集气站对
14、气体进行节流降压、分离（油、水、机械杂质）、集气站对气体进行节流降压、分离（油、水、机械杂质）、计量，然手输入集气管线。根据天然气中是否需要回收凝析计量，然手输入集气管线。根据天然气中是否需要回收凝析油，将集气站分为常温集气站和低温集气站两种形式，其中油，将集气站分为常温集气站和低温集气站两种形式，其中低温集气站较常温集气站复杂很多低温集气站较常温集气站复杂很多。1411/10/202211/10/202214储运工程系储运工程系 曹学文曹学文（3）天然气处理厂）天然气处理厂 对于含有对于含有H2S等杂质和凝析油的天然气，等杂质和凝析油的天然气，经集气站汇集预处理后，还需进入天然气处理厂，在天
15、然气经集气站汇集预处理后，还需进入天然气处理厂，在天然气处理厂进行脱硫化氢、二氧化碳、凝析油和水，使气体质量处理厂进行脱硫化氢、二氧化碳、凝析油和水，使气体质量达到管输和商品天然气的质量标准。达到管输和商品天然气的质量标准。（4）压气站）压气站 压气站分为矿场压气站和输气干线压气站两种。压气站分为矿场压气站和输气干线压气站两种。在气田开发后期（或低压气田），当气井井口压力不能满足在气田开发后期（或低压气田），当气井井口压力不能满足生产和输送所要求的压力时，就得设置矿场压气站，将气体生产和输送所要求的压力时，就得设置矿场压气站，将气体增压，然后再输送到天然气处理厂活输气干线。此外，天然增压，然后
16、再输送到天然气处理厂活输气干线。此外，天然气在输气干线中流动时，压力不断下降，要保证管输能力不气在输气干线中流动时，压力不断下降，要保证管输能力不下降就必须在输气干线上一定位置设置压气站，将气体压缩下降就必须在输气干线上一定位置设置压气站，将气体压缩到所需的压力。到所需的压力。11/10/202215储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 压气站设在输气干线起点的叫起点压气站或首站，压气站设在输气干线起点的叫起点压气站或首站，其任其任务务是将处理厂来的天然气，经除尘、计量、增压后输送到下是将处理厂来的天然气，经除尘、计量、增压后输送到下一站。而压气站设在输气干线中间一定位置的叫中间压气站一站。而压
17、气站设在输气干线中间一定位置的叫中间压气站，其任务是将压力下降了的天然气进行增压，继续往下一站，其任务是将压力下降了的天然气进行增压，继续往下一站输送。中间压气站可以有好几个输送。中间压气站可以有好几个（5）调压计量站（配气站）。）调压计量站（配气站）。一般设置在输气支线的起点一般设置在输气支线的起点或输气干线的终点，也可以设置在输气干线中途某个位置，或输气干线的终点，也可以设置在输气干线中途某个位置，它可以有很多个。其任务是将气体分配给用户。它可以有很多个。其任务是将气体分配给用户。1611/10/202211/10/202216储运工程系储运工程系 曹学文曹学文（6）集气管网和输气干线）集
18、气管网和输气干线 在矿场内部，将各气井的天然气在矿场内部，将各气井的天然气输送到集气站和各集气站的天然气送往气体净化厂的输气管输送到集气站和各集气站的天然气送往气体净化厂的输气管道统称为集气管网。从气体净化厂将处理好的天然气输送到道统称为集气管网。从气体净化厂将处理好的天然气输送到远处用户的输气管道叫输气干线。输气干线在经过铁路、公远处用户的输气管道叫输气干线。输气干线在经过铁路、公路、河流、沟谷时，有穿跨越工程。路、河流、沟谷时，有穿跨越工程。（7）清管站）清管站 为清除管道内的积液和污物以提高管线的输送为清除管道内的积液和污物以提高管线的输送能力，常在输气干线和集气干线上设置清管站。能力，
19、常在输气干线和集气干线上设置清管站。（8）阴极保护）阴极保护 为防止和延缓埋在土壤内的输气干线的电化为防止和延缓埋在土壤内的输气干线的电化学腐蚀，在输气干线上每隔一定距离就设置一个阴极保护站学腐蚀，在输气干线上每隔一定距离就设置一个阴极保护站。1711/10/202211/10/202217储运工程系储运工程系 曹学文曹学文一、气井产物一、气井产物 从气井产出的物质，从气井产出的物质，天然气天然气+液体固体物质液体固体物质。液体液体包括包括液烃和气田水液烃和气田水。液烃液烃也是由于天然气被采出后，随着气也是由于天然气被采出后，随着气液相态平衡条件的变化，一部液相态平衡条件的变化，一部分较重的烃
20、也凝结为液体被析出。但对组成属于干气范围的天然气，从气井分较重的烃也凝结为液体被析出。但对组成属于干气范围的天然气，从气井采出后不析出液烃。采出后不析出液烃。气田水气田水又包含又包含游离水和凝结水游离水和凝结水两种。气田开采初期，一般不出现两种。气田开采初期，一般不出现游离水游离水，但少数气田在开采初期也有游离水随着天然气从气井采出。，但少数气田在开采初期也有游离水随着天然气从气井采出。凝结水是天然凝结水是天然气在高压、高温的地层中所含有的饱和水汽气在高压、高温的地层中所含有的饱和水汽，当天然气被采出后，由于压力，当天然气被采出后，由于压力和温度降低，在天然气中的饱和水汽，随着温度和压力的变化
21、而凝结为液体和温度降低，在天然气中的饱和水汽，随着温度和压力的变化而凝结为液体被游离出来。被游离出来。机械杂质机械杂质:固体物质包括岩屑、砂、酸化处理后的残存物等固体物质包括岩屑、砂、酸化处理后的残存物等 。11/10/202218储运工程系储运工程系 曹学文曹学文气田水气田水分为分为底水底水(或边水或边水)和束缚水和束缚水两类。两类。气田水：气田水：气藏里与天然气同时存在的水。气藏里与天然气同时存在的水。边水或底水：边水或底水：存在于气藏边缘和衬托在天然气底部的气层水。存在于气藏边缘和衬托在天然气底部的气层水。束缚水：束缚水：一部分水因受气层岩粒的附着力或超毛细孔隙作用力一部分水因受气层岩粒
22、的附着力或超毛细孔隙作用力的作用，在采气过程中不随气流流动的水。的作用，在采气过程中不随气流流动的水。气田水气田水通常有较高的矿化度，一般在通常有较高的矿化度，一般在10g10gL L以上。以上。11/10/202219储运工程系储运工程系 曹学文曹学文二、气田集输系统的工作范围和工作内容二、气田集输系统的工作范围和工作内容 天然气从气井采出，经过降压并进行分离除尘除液处理之天然气从气井采出，经过降压并进行分离除尘除液处理之后，再由集气支线、集气干线输送至天然气处理厂或长输管道后，再由集气支线、集气干线输送至天然气处理厂或长输管道首站，称为首站，称为气田集输系统气田集输系统。当天然气中含有。当
23、天然气中含有H2S、H2O时，即需时，即需经过天然气处理厂进行脱硫、脱水处理，然后输至长输管道首经过天然气处理厂进行脱硫、脱水处理，然后输至长输管道首站。站。气田集输系统的工作气田集输系统的工作：收集天然气，并经过降压、分离、：收集天然气，并经过降压、分离、净化使天然气达到符合管输要求的条件，然后输往长输管道。净化使天然气达到符合管输要求的条件，然后输往长输管道。11/10/202220储运工程系储运工程系 曹学文曹学文三、气田井场流程三、气田井场流程 气田集输流程气田集输流程是表达天然气的流向和处理天然气的工艺方法。是表达天然气的流向和处理天然气的工艺方法。气田集输流程分为气田集输流程分为井
24、场流程井场流程和和气田集气站流程气田集气站流程。在井场里，最主要的装置是采气树，它是由闸阀、四通（或三通在井场里，最主要的装置是采气树，它是由闸阀、四通（或三通）等部件构成的一套管汇。还有节流阀，压力、温度检测仪表及加热）等部件构成的一套管汇。还有节流阀，压力、温度检测仪表及加热或注醇设备等。或注醇设备等。井场装置具有三种功能：井场装置具有三种功能：(1)(1)调控气井的产量；调控气井的产量；(2)(2)调控天然气的输送压力；调控天然气的输送压力；(3)(3)防止天然气生成水合物。防止天然气生成水合物。11/10/202221储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 比较比较典型的井场装置流程典型的
25、井场装置流程，也是目前现场通常采用的有两，也是目前现场通常采用的有两种类型。种类型。一种是一种是加热天然气防止生成水合物的流程加热天然气防止生成水合物的流程,如如 图图3-1；另一种是另一种是向天然气中注入抑制剂防止生成水合物的流程向天然气中注入抑制剂防止生成水合物的流程，如，如 图图3-2。11/10/2022221-气井；气井；2-采气树针形阀；采气树针形阀；3-加热炉；加热炉；4-气井产量调控节流阀；气井产量调控节流阀；5-加热炉；加热炉；6-气体输压调控节流阀气体输压调控节流阀 11/10/202223储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 图图3-1 所示，天然气从针形阀出来后进入井场装
26、置，首先通过所示，天然气从针形阀出来后进入井场装置，首先通过加热炉加热炉3进行加热升温，然后经过第一级节流阀进行加热升温，然后经过第一级节流阀(气井产量调控气井产量调控节流阀节流阀)4进行气量调控和降压，天然气再次通过加热器进行气量调控和降压，天然气再次通过加热器5进行加进行加热升温，和第二级节流阀热升温，和第二级节流阀(气体输压调控节流阀气体输压调控节流阀)6进行降压以满进行降压以满足采气管线起点压力的要求。足采气管线起点压力的要求。11/10/2022241-抑制剂注入器；抑制剂注入器；11/10/202225储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 图图3-2 所示，流程图中的抑制剂注入器所示
27、，流程图中的抑制剂注入器1替换了替换了 图图3-1 中的加中的加热炉热炉 3 和和 5，流经注入器的天然气与抑制剂相混合，一部分饱，流经注入器的天然气与抑制剂相混合，一部分饱和水汽被吸收下来，天然气的水露点随之降低。经过第一级节和水汽被吸收下来，天然气的水露点随之降低。经过第一级节流阀流阀(气井产量调控阀气井产量调控阀)进行气量控制和降压。再经第二级节流进行气量控制和降压。再经第二级节流阀阀(气体输压调控阀气体输压调控阀)进行降压以满足采气管线起点压力的要求进行降压以满足采气管线起点压力的要求。11/10/202226储运工程系储运工程系 曹学文曹学文四、气田集输站场工艺流程四、气田集输站场工
28、艺流程 气田集输站场工艺流程是表达各种站场的工艺方法和工艺过程。所表达气田集输站场工艺流程是表达各种站场的工艺方法和工艺过程。所表达的内容包括物料平衡量、设备种类和生产能力、操作参数，以及控制操作条的内容包括物料平衡量、设备种类和生产能力、操作参数，以及控制操作条件的方法和仪表设备等。件的方法和仪表设备等。气田集气站气田集气站工艺流程工艺流程分为分为单井集输流程单井集输流程和和多井集输流程多井集输流程。按其天然气分离时的温度条件，可分为按其天然气分离时的温度条件，可分为常温分离工艺流程常温分离工艺流程和和低温分离工低温分离工艺流程艺流程。储气构造、地形地物条件、自然条件、气井压力温度、天然气组
29、成以及储气构造、地形地物条件、自然条件、气井压力温度、天然气组成以及含油含水情况等因素是千变万化的，而适应这些因素的气田天然气集输流程含油含水情况等因素是千变万化的，而适应这些因素的气田天然气集输流程也是多种多样的。这里仅对较为典型和常见的流程加以描述。也是多种多样的。这里仅对较为典型和常见的流程加以描述。11/10/202227储运工程系储运工程系 曹学文曹学文1、常温分离集气站常温分离集气站功能功能：收集气井的天然气；对收集的天然气在站内进行气液分：收集气井的天然气；对收集的天然气在站内进行气液分离处理；对处理后的天然气进行压力控制，使之满足集气管线离处理；对处理后的天然气进行压力控制，使
30、之满足集气管线输压要求。输压要求。我国目前常用的常温分离集气站流程有以下几种：我国目前常用的常温分离集气站流程有以下几种：(1)常温分离单井集气站流程常温分离单井集气站流程 11/10/2022281-1-从井场装置来的采气管线；从井场装置来的采气管线；2-2-天然气进站截断阀；天然气进站截断阀；3-3-天然气加热炉；天然气加热炉；4-4-分离器压力调控节流阀分离器压力调控节流阀;5-;5-气、油、水三相分离器；气、油、水三相分离器；6-6-天然气孔板计量装置；天然气孔板计量装置；7-7-天然气出站截断阀天然气出站截断阀;8-;8-集气管线；集气管线；9-9-液烃液烃(或水或水)液位控制自动放
31、液阀；液位控制自动放液阀；10-10-液烃液烃(或水或水)的流量计的流量计;11-11-液烃液烃(或水或水)出站截断阀；出站截断阀；12-12-放液烃管线；放液烃管线；13-13-水液位控制自动放液阀；水液位控制自动放液阀；14-14-水流量计；水流量计；15-15-水出站截断阀；水出站截断阀；16-16-放水管线。放水管线。11/10/2022291-1-从井场装置来的采气管线；从井场装置来的采气管线；2-2-天然气进站截断阀；天然气进站截断阀；3-3-天然气加热炉；天然气加热炉；4-4-分离器压力调控节流阀分离器压力调控节流阀;5-5-气、油、水三相分离器；气、油、水三相分离器；6-6-天
32、然气孔板计量装置；天然气孔板计量装置；7-7-天然气出站截断阀天然气出站截断阀;8-;8-集气管线；集气管线；9-9-液烃或水的液位控制自动排放阀；液烃或水的液位控制自动排放阀；10-10-液烃或水的流量计；液烃或水的流量计；11-11-液烃或水出站截断阀；液烃或水出站截断阀；12-12-放液烃或放水管线。放液烃或放水管线。11/10/202230储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 常温分离单井集气站分离出来的液烃或水，根据量的多少，采用常温分离单井集气站分离出来的液烃或水，根据量的多少，采用车运或管输方式，送至液烃加工厂或气田水处理厂进行统一处理。车运或管输方式，送至液烃加工厂或气田水处理厂
33、进行统一处理。常温分离单井集气站通常是设置在气井井场。两种流程不同之处常温分离单井集气站通常是设置在气井井场。两种流程不同之处在于分离设备的选型不同，前者为三相分离器，后者为气液分离器，在于分离设备的选型不同，前者为三相分离器，后者为气液分离器，因此其使用条件各不相同。前者适用于天然气中液烃和水含量均较高因此其使用条件各不相同。前者适用于天然气中液烃和水含量均较高的气井，后者适用于天然气中只含水或液烃较多和微量水的气井。的气井，后者适用于天然气中只含水或液烃较多和微量水的气井。(2)常温分离多井集气站流程常温分离多井集气站流程 11/10/20223111/10/20223211/10/202
34、233储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 常温分离多井集气站一般有两种类型，如常温分离多井集气站一般有两种类型，如图图3-5和图和图3-6所示。所示。两种流程的不同点在于前者的分离设备是三相分离器，后者的分两种流程的不同点在于前者的分离设备是三相分离器，后者的分离设备是气液分离器。两者的适用条件不同。前者适用于天然气离设备是气液分离器。两者的适用条件不同。前者适用于天然气中油和水的含量均较高的气田，后者适用于天然气中只有较多的中油和水的含量均较高的气田，后者适用于天然气中只有较多的水或较多的液烃的气田。水或较多的液烃的气田。图图3-5和图和图3-6所示仅为所示仅为两口气井的常温分离多井集气站两
35、口气井的常温分离多井集气站。多。多井集气站的井数取决于气田井网布置的密度，一般采气管线的长井集气站的井数取决于气田井网布置的密度，一般采气管线的长度不超过度不超过5km，井数不受限制。以集气站为中心，井数不受限制。以集气站为中心，5km为半径的面为半径的面积内，所有气井的天然气处理均可集于集气站内。积内，所有气井的天然气处理均可集于集气站内。图图 3-5 中管线和设备与图中管线和设备与图 3-3 相同，相同，图图 3-6 中管线和设备与图中管线和设备与图 3-4 相同。相同。11/10/202234储运工程系储运工程系 曹学文曹学文2、低温分离集气站流程、低温分离集气站流程低温分离集气站的低温
36、分离集气站的功能功能：(1)收集气井的天然气；收集气井的天然气；(2)对收集的天然气在站内进行低温分离以回收液烃；对收集的天然气在站内进行低温分离以回收液烃；(3)对处理后的天然气进行压力调控以满足集气管线输压要求；对处理后的天然气进行压力调控以满足集气管线输压要求；(4)计量。计量。11/10/202235储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 低温分离低温分离：分离器的操作温度在：分离器的操作温度在0以下，通常为以下，通常为-4-20。天然气通过低温分离可回收更多的液烃。天然气通过低温分离可回收更多的液烃。为了要取得分离器的低温操作条件，同时又要防止在为了要取得分离器的低温操作条件，同时又要防
37、止在大差压节流降压过程中天然气生成水合物，因此不能采用大差压节流降压过程中天然气生成水合物，因此不能采用加热防冻法，而必须采用加热防冻法，而必须采用注抑制剂防冻注抑制剂防冻法以防止生成水合法以防止生成水合物。物。天然气在进入抑制剂注入器之前，先使其通过一个脱天然气在进入抑制剂注入器之前，先使其通过一个脱液分离器液分离器(因在高压条件下操作，又称高压分离器因在高压条件下操作，又称高压分离器)，使存，使存在于天然气中的游离水先行分离出去。在于天然气中的游离水先行分离出去。11/10/202236储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 为了使分离器的操作温度达到更低的程度，故使天然气在为了使分离器的操作
38、温度达到更低的程度，故使天然气在大差压节流降压前进行大差压节流降压前进行预冷预冷，预冷的方法预冷的方法是将低温分离器顶部是将低温分离器顶部出来的低温天然气通过换热器，与分离器的进料天然气换热，出来的低温天然气通过换热器，与分离器的进料天然气换热，使进料天然气的温度先行下降。使进料天然气的温度先行下降。因闪蒸分离器顶部出来的气体中，带有一部分较重烃类，因闪蒸分离器顶部出来的气体中，带有一部分较重烃类，故使之随低温进料天然气进入低温分离器，使这一部分重烃能故使之随低温进料天然气进入低温分离器，使这一部分重烃能得到回收。得到回收。11/10/202237储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 比较典型的
39、两种低温分离集气站流程分别如图比较典型的两种低温分离集气站流程分别如图 3-7 和图和图3-8 所示。所示。图图3-7流程图的特点：流程图的特点：低温分离器底部出来的低温分离器底部出来的液烃和抑制剂液烃和抑制剂富液混合物富液混合物在站内在站内未进行未进行分离分离；以混合液直接送到液烃稳定装以混合液直接送到液烃稳定装置去处理置去处理 图图3-8流程图的特点：流程图的特点：低温分离器底部出来的低温分离器底部出来的混合液混合液在站内在站内进行进行分离；将液烃和抑制剂富液分别送到液烃稳定装置和富液分离；将液烃和抑制剂富液分别送到液烃稳定装置和富液再生装置去处理再生装置去处理。11/10/2022381
40、-采气管线采气管线 2-进站截断阀进站截断阀 3-节流阀节流阀 4-高压分离器高压分离器 5-孔板计量装置孔板计量装置 6-装置截断阀装置截断阀 7-抑制剂注入器抑制剂注入器 8-气气气换热器气换热器 9-低温分离器低温分离器 10-孔板计量装置孔板计量装置 11-液位调节阀液位调节阀 12-装置截断阀装置截断阀 13-闪蒸分离器闪蒸分离器 14-压力调节阀压力调节阀 15-液位控制阀液位控制阀 16-液位控制阀液位控制阀 17-流量计流量计11/10/202239储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 图图3-7流程图所示：流程图所示：井场装置通过采气管线井场装置通过采气管线1输来气体经过进输来
41、气体经过进站截断阀站截断阀2进入低温站。天然气经过节流阀进入低温站。天然气经过节流阀3进行压力调节以符进行压力调节以符合高压分离器合高压分离器4的操作压力要求。脱除液体的天然气经过孔板计的操作压力要求。脱除液体的天然气经过孔板计量装置量装置5进行计量后，再通过装置截断阀进行计量后，再通过装置截断阀6进入汇气管。各气井进入汇气管。各气井的天然气汇集后进人抑制剂注入器的天然气汇集后进人抑制剂注入器7，与注入的雾状抑制剂相混，与注入的雾状抑制剂相混合，部分水汽被吸收，使天然气水露点降低，然后进入气一气合，部分水汽被吸收，使天然气水露点降低，然后进入气一气换热器换热器8使天然气预冷。降温后的天然气通过
42、节流阀进行大差压使天然气预冷。降温后的天然气通过节流阀进行大差压节流降压，使其温度降到低温分离器所要求的温度。从分离器节流降压，使其温度降到低温分离器所要求的温度。从分离器顶部出来的冷天然气通过换热器顶部出来的冷天然气通过换热器8后温度上升至后温度上升至0以上，经过以上，经过孔板计量装置孔板计量装置10计量后进入集气管线。计量后进入集气管线。11/10/202240储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 从高压分离器从高压分离器4的底部出来的游离水和少量液烃通过液位调节的底部出来的游离水和少量液烃通过液位调节阀阀11进行液位控制，流出的液体混合物计量后经装置截断阀进行液位控制，流出的液体混合物计量
43、后经装置截断阀12进入汇液管。汇集的液体进入闪蒸分离器进入汇液管。汇集的液体进入闪蒸分离器13，闪蒸出来的气体，闪蒸出来的气体经过压力调节阀经过压力调节阀14后进入低温分离器后进入低温分离器9的气相段。闪蒸分离器底的气相段。闪蒸分离器底部出来的液体再经液位控制阀部出来的液体再经液位控制阀15，然后进入低温分离器底部液，然后进入低温分离器底部液相段。从低温分离器底部出来的液烃和抑制剂富液混合液经液相段。从低温分离器底部出来的液烃和抑制剂富液混合液经液位控制阀位控制阀16再经流量计再经流量计17，然后通过出站截断阀进入混合液输，然后通过出站截断阀进入混合液输送管线送至液烃稳定装置。送管线送至液烃稳
44、定装置。11/10/2022411-加热器加热器 2-三相分离器三相分离器 3-液位控制阀液位控制阀 4-流量计流量计5-气气-液换热器液换热器 6-液位控制阀液位控制阀 7-流量计流量计 11/10/202242储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 图图3-8流程图与图流程图与图3-7流程图所不同之处是流程图所不同之处是：从低温分离器底：从低温分离器底部出来的混合液，不直接送到液烃稳定装置去，而是经过加热部出来的混合液，不直接送到液烃稳定装置去，而是经过加热器器1加热升温后进入三相分离器加热升温后进入三相分离器2进行液烃和抑制剂分离。液烃进行液烃和抑制剂分离。液烃从三相分离器左端底部出来，经过
45、液位控制阀从三相分离器左端底部出来，经过液位控制阀3再经流量计再经流量计4然然后通过气后通过气液换热器液换热器5与低温分离器顶部引来的冷天然气换热被与低温分离器顶部引来的冷天然气换热被冷却，降温到冷却，降温到0左右。最后，液烃通过出站截断阀，由管线送左右。最后，液烃通过出站截断阀，由管线送至稳定装置。从三相分离器右端底部出来的抑制剂富液经液位至稳定装置。从三相分离器右端底部出来的抑制剂富液经液位控制阀控制阀6再经流量计再经流量计7后，通过出站截断阀送至抑制剂再生装置后，通过出站截断阀送至抑制剂再生装置。11/10/202243储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 因为因为低温分离器的低温低温分离
46、器的低温是由是由天然气大差压节流降压所产生天然气大差压节流降压所产生的节流效应的节流效应所获得。故所获得。故高压分离器的操作压力高压分离器的操作压力是根据是根据低温分离低温分离器的操作温度器的操作温度来确定的。操作温度随气井温度和采气管线的输来确定的。操作温度随气井温度和采气管线的输送温度来决定，通常按常温考虑。送温度来决定，通常按常温考虑。闪蒸分离器的操作压力闪蒸分离器的操作压力随随低温分离器的操作压力低温分离器的操作压力而定；而定；操操作温度作温度则随则随高压分离器的操作温度高压分离器的操作温度而定。而定。三相分离器的操作压力三相分离器的操作压力根据根据稳定塔的操作压力稳定塔的操作压力来确
47、定；来确定；操操作温度作温度则根据则根据稳定塔的液相沸点和最高进料温度稳定塔的液相沸点和最高进料温度来确定。来确定。11/10/202244储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 图图 3-7 和图和图 3-8 两种两种低温分离流程低温分离流程的选取，取决于的选取，取决于天然气天然气的组成、低温分离器的操作温度、稳定装置和提浓再生装置的的组成、低温分离器的操作温度、稳定装置和提浓再生装置的流程设计要求流程设计要求。低温低温分离器操作温度越低，轻组分溶入液烃的分离器操作温度越低，轻组分溶入液烃的量越多。此种情况以量越多。此种情况以采用采用 图图3-7 低温分离流程为宜低温分离流程为宜。11/10/2
48、02245储运工程系储运工程系 曹学文曹学文五、气田集输流程的制定五、气田集输流程的制定1制定集输流程的技术依据制定集输流程的技术依据(1)气田开发方案；气田开发方案；(2)近期收集的有代表性的气井动态资料。近期收集的有代表性的气井动态资料。11/10/202246储运工程系储运工程系 曹学文曹学文 上述上述两方面两方面的资料中，以下各种资料和数据对于制订气田的资料中，以下各种资料和数据对于制订气田集输流程有重要关系：集输流程有重要关系：(1)气井产物。气井产物。井口条件下天然气取样分析资料，油的分析和评井口条件下天然气取样分析资料，油的分析和评价资料，水分析资料等。价资料，水分析资料等。(2
49、)构造储层特征，构造储层特征，气田可采储量、开采速度、开采年限，逐年气田可采储量、开采速度、开采年限，逐年生产规模，各生产区单井平均产量、生产井井网布置图、生产生产规模，各生产区单井平均产量、生产井井网布置图、生产井数等。井数等。(3)气层压力和温度气层压力和温度，生产条件下的井口压力和温度，气田压力生产条件下的井口压力和温度，气田压力递减率递减率。11/10/202247储运工程系储运工程系 曹学文曹学文2制定集输流程应遵循的技术准则制定集输流程应遵循的技术准则(1)国家各种技术政策和安全法规；国家各种技术政策和安全法规；(2)各种技术标准和产品标准，各种规程、规范和规定；各种技术标准和产品
50、标准，各种规程、规范和规定；(3)环保、卫生规范和规定。环保、卫生规范和规定。11/10/202248储运工程系储运工程系 曹学文曹学文3集输系统集输系统(包括管网和站场包括管网和站场)的布局的布局(1)在气田开发方案和井网布置的基础上，集输管网和站场应统在气田开发方案和井网布置的基础上，集输管网和站场应统一考虑综合规划分步实施，应做到既满足工艺技术要求又符合一考虑综合规划分步实施，应做到既满足工艺技术要求又符合生产管理集中简化和方便生活；生产管理集中简化和方便生活；(2)产品应符合销售流向要求；产品应符合销售流向要求；(3)三废处理和流向应符合环保要求；三废处理和流向应符合环保要求；(4)集
