東方終端收球工藝設計及風險應對

李攀科（中海石油（中國）有限公司湛江分公司東方終端，海南 東方572600）

在石油化工行業，長距離輸送天然氣管線清管工藝已經比較成熟，但是每個處理裝置在現場實際生產過程中總會遇到各種問題，這些問題往往給整個生產系統平穩運行和外輸質量控制上帶來諸多困擾。本文對東方終端上岸收球工藝問題進行了分析，并針對性地提出工藝風險應對方法。

1 東方終端上岸收球工藝簡介

中海石油（中國）有限公司湛江分公司東方終端（以下簡稱終端）位于海南省羅帶鄉，是中海油湛江分公司東方氣田和樂東氣田的陸上天然氣處理終端。來自東方氣田和樂東氣田的天然氣分別通過各自的海管輸送到東方終端，為提升海管的輸送效率，需要定期對海管進行清管作業，清管操作需要通過終端上岸收球工藝實現。

終端上岸收球工藝簡圖如下：

圖1 終端上岸天然氣收球工藝

圖2 樂東上岸段塞流捕集器

當東方海管清管球進入收球筒后，來自東方海管的3.4MPA 組分50%的天然氣直接進入東方段塞流，分離出的天然氣通過壓力調節閥PV1調壓到3.25MPA后穩定外輸，分理出的凝析油進凝析油處理系統，而當樂東海管清管球進入收球筒后，來自樂東海管的3.4MPA 組分73%的天然氣首先要經過上岸調節閥PV2調壓到3.35MPA后進入樂東段塞流，天然氣經分離后向下游輸送，分離出的凝析油進凝析油處理系統；鑒于東方和樂東天然氣組分不同，各自用戶對組分需求也不同，設計流量調節閥FV工藝實現東方海管氣和樂東海管氣互配。

2 東方和樂東海管天然氣收球工藝分析

圖2是樂東海管天然氣上岸工藝簡圖。收球時液塞進入段塞流前首先經過入口的的一個壓力調節閥。

當液塞進入段塞流捕集器后，會引起液面快速上升，壓力下降，此時通過壓力控制器會調整入口閥門的旁通分數，旁通分數增大，使段塞流捕集器內的壓力上升。

緊隨在液體段塞之后，氣體段將迅速進入段塞流捕集器中。由于伴隨氣泡段進入的液體量很小，因此液面會進一步下降，直至到最低液位，在這個過程中會相應的減小壓力調節閥，以保持壓力段塞流捕集器內壓力平衡。

優點：段塞流捕集器內壓力比較穩定，波動小，組分變化小，對下游氣體處理廠的影響小。

缺點：（1）調整過程中，閥門旁通分數增大，對進入段塞流捕集器內液體流量控制能力差；（2）進入段塞流捕集器內液體流量大于排出流量時，由于下游氣體氣體無節流部件，段塞流捕集器內氣體會越來越少，為了保持壓力恒定，閥門旁通分數會越來越大，液位一直上升，可能導致捕集器溢流。

圖3是東方海管天然氣上岸工藝簡圖。壓力控制閥門安裝在段塞流捕集器的下游。

圖3 東方上岸段塞流捕集器

當液塞進入段塞流捕集器，將會引起段塞流捕集器內較大的壓力波動、液位波動，這種波動可通過壓力與液位控制器調整安裝在捕集器氣體和液體出口管件上的閥門旁通分數來調節氣體和液位的排出流量加以緩解。

優點：（1）由于出口氣體節流，當混輸管道內最大液塞到達段塞流捕集器時，段塞流捕集器可作為液體的臨時儲存器起到緩沖作用，在較長時間內能保證向下游持續供氣；（2）段塞流捕集器內壓力比較穩定，波動小，組分變化小，對下游氣體處理廠影響小。

缺點：當進入段塞流捕集器液體流量持續大于排出流量時，會造成段塞流捕集器內液位不斷上升，壓力增大，壓力增加到設定值，壓力調節閥的旁通分數增大，段塞流捕集器內壓力又降低，壓力低到設定值時，閥門旁通分數又會減小。當段塞過長時，壓力調節閥將反復重復上述過程，最終導致段塞流捕集器全是液體，壓力調節失效，造成溢流風險。

綜上，前者最大的問題在于前置調節閥容易受到阻塞，無段塞流捕集器緩沖作用，易導致輸氣短暫終端給下游造成損失；后者因為有段塞流捕集器有較好的緩沖作用，但是要求在設計上捕集器容量足以應對段塞需求。根據實際工藝，樂東海管基本屬于干氣海管，所以只做好收球小段塞應對即可。東方海管為混輸海管，大量凝析油上岸會導致因段塞流捕集器容量有限而中止外輸。

3 解決方法及效果分析

近年來，隨著東方海管凝析油量的增大，東方段塞流捕集器不足以應對足夠量的凝析油，加之，考慮到樂東海管為干氣輸送海管，于是將終端上岸收球工藝進行了重新設計，見圖4：

圖4 終端上岸天然氣收球工藝

針對東方海管收球：

清管球進入收球筒后，液塞經過LV2 進入原樂東段塞流，當原樂東段塞流液位達到處理能力時，邏輯自動打開LV1，關閉LV2，液塞進入原東方段塞流，當原東方段塞流達到處理量時，邏輯自動關閉LV1，液塞通過新東方段塞流處理。這樣以來，利用三個段塞流的存儲空間和處理能力，應對壓力控制閥安裝在段塞流后液塞過長，壓力調節失效的風險。

針對樂東海管收球：

（1）日常應關注樂東海管來液量，對比樂東裝置產液量，判斷氣量和帶液能力的大致關系，設置合理通球周期，避免終端上岸出現大液塞；

（2）清管期間需保持樂東海管供氣氣量和組分穩定，確定清管球到達時間，做好充分應對準備；

（3）鑒于東方海管和樂東海管氣組份差異較大，通球前通過FV盡量保持樂東向東方較低的配氣量；必要時，樂東氣田需要配合適當減氣以保障樂東海管上岸PV2能夠全開，減小收球液阻的風險；

（4）在樂東海管清管作業前，將樂東海管上岸壓力盡可能的降低一些，保持與工藝系統壓力相當，在清管球到達之前PV2手動全部打開，盡量降低液塞經過壓力調節閥時對下游的影響；

（5）在清管前，要保證凝析油處理容器液位較低，以便及時的處理收到的凝析油，避免短時間內來油超負荷；

（6）在清管前，將東方段塞流的壓力建高，以保證系統出現壓力低時能夠及時補充，避免下游用氣收到影響。

通過做好以上六點措施，可有效應對液塞量大堵塞段塞流捕集器前壓力調節閥和來液緩沖能力弱導致下游用氣中斷的風險。

4 結語

通過對終端東方和樂東兩條海管上岸清管收球工藝進行分析，制定出風險應對措施，使終端應對段塞流操作更加安全，輸氣也更加平穩，在后期的操作應用中取得了良好的效果。