天然氣輸氣管線積液緩解措施效果評價

孫思 楊宏雙 黃翔璘 水婷婷 史昊鑫 王寧 蘆銳 張鵬

摘要：管線積液會造成管線輸氣效率降低，系統壓力升高，尤其在冬季容易造成管線凍堵，管線長期積液不僅會加重管線腐蝕情況，更會造成穿孔，導致管道內油、氣、水等泄漏問題，造成重大經濟損失。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積液現象，不僅會加重管線的腐蝕，還會造成管道的穿孔，甚至油、氣、煤泄漏等問題，從而給人們造成重大的損失，為了有效的避免這一問題的發生，需要找到科學合理的緩解措施，使天然氣輸氣管線積液正常的運行。

關鍵詞：天然氣;輸氣管線;積液緩解

集輸管線積液會導致管線的不穩定性，進而誘發安全事故。若管線出現陣發性出水很可能會影響輕賤設備與場站安全，需求嚴厲防備。集輸管線積液原因較為簡略，且影響要素也僅僅是設備、操作、消泡等方面影響，需求相關作業人員做好日常防備作業。

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，天然氣在運輸中，在氣體能量和管線溫度影響下，輸氣管會出現很多積液，這是提起攜帶的水分雖凝結出的，在一定程度上，會造成天然氣管線積液的現象。即使天然氣所使用的是單相天然氣運輸，凝結液也會因為氣體壓力的變化析出液體，但是造成天然氣運輸管線積液的主要因素是氣體的多項流動，在管線積液中，可以根據多項流動的特點預測管線積液。

1.2 氣液兩相流動參數

天然氣在運輸中，由于多項流動，在相界面和截面分布的不均勻，會引起氣液體積顆粒的分散，在一定程度上，改變流動的結構，從而引起流體性質的變化，各相物理性質及兩相間界面的表面現象影響多相流態，兩相之間存在熱力學不平衡和水動力學不平衡，氣液之間的傳熱和化學反應也會導致界面形狀的變。

2 天然氣輸氣管線積液緩解措施

2.1 自動排污閥故障排除

自動排污閥故障排除不僅需要排查輸氣管線，還需要排查氣動排污閥。一方面，對排污系統進行排查，為了有效的控制自動連鎖和遠程服務，需要對不同的廠家進行排污，排除執行機構的故障，另一方面，排查氣動排污閥，需要改進系統的控制能力，再進行故障排除，為了保證輸氣管線積液的正確，以及工作穩定，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字化系統，以監控氣井的生產狀態，還需要全面了解每一口井的特點，這樣才能確定井水的特征，將加注時間和加注時長有機的結合在一起，這樣才能充分地發揮消泡作用。除此之外，需要優化消泡劑的工藝流程，為了達到小型集輸站，需要安裝消泡裝置，這樣不僅可以發揮消泡劑的消泡效果，還可以對天然氣進行二次消泡，以達到徹底消泡的目的。

2.3 清管合理操作方式

清管的操作需要采用清管裝置進行清管，以此確定清管的周期。清管作業前，需要分析管內的產量水，保證管內的水小于5m3，這樣才能準確的保證清管的周期。清管作業可以采用單一的雙向清管器，清管作業在運行中，需要徹底的清除管內懸停的雜質，可以采用一個標準的雙向管進行清管操作，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。通過對產液氣井、泡排措施井分布分析，對所轄產液井多，且輸氣量達不到其臨界攜液流量的干管，開展加注泡排劑的方式進行排液，通過計算管線輸差，摸索泡排劑加注的合理頻次，以達到最好的排液效果。

2.開展管線激動排液。因單井管網的串接連接方式，干管無法清管，為解決干管積液嚴重問題。近年來，主要采取站內激動排液等方式對干管進行排液，以達到減少集氣壓差、提高管輸效率、防止管網水合物生成等目的。（1）集氣站干管。①集氣站干管激動排液采用進站閘閥控制的方式，對需要進行激動排液干管關閉進站閘閥開始憋壓，密切關注進站及井口壓力，盡量將末端井和進站壓差控制在2Mpa以上，井口壓力不得超過4.5MPa（井口壓力必須小于井口截斷閥起跳壓力0.5MPa，目前上古氣井大部分截斷閥起跳壓力為5MPa）。②干管憋壓完成后，開啟進站閘閥開度直至全開，控制分離器進口壓力小于3.6MPa，密切關注站內運行情況，特別是壓縮機運行情況，及時排液，確保運行平穩。③該干管激動排液完成后對數據進行分析，并對效果進行評價，摸索干管排液規律。

3.定期啟停壓縮機提高管線攜液能力。由于季節性限產，需要關很多氣井，集輸管線氣量遠小于管線攜液流量，加之夏季氣井泡排工作量大，產液量高，集輸管轄積液情況嚴重。通過定期啟動壓縮機抽吸，可有效降低管線壓力，增大壓差及管線內天然氣流速，以達到管線排液目的。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。目前對于集輸支干線采取最多最有效的排液方法為清管作業，根據生產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），若在運行過程中，由于某種原因導致大量產出液進入支干線，影響支干線運行，可根據生產情況安排清管作業，保障支干線運行平穩。開展支線清管作業，可對管線內的積液進收集處理，防止積液進入下游干線，可以保障干線的正常運行。（2）加注泡排劑排液。當支線少量積液或者無法開展清管作業時，可進行加注泡排劑進行支線排液，根據目前的集輸工藝，支線加注泡排劑后，不能對積液進行收集，積液將隨氣量進入下游干線。

2.6日常管道積液緩解措施

①通過提高管線溫度和壓力，補充天然氣氣體能量，從而減緩液體析出，達到減少積液的辦法。②建立管線積液變化數據庫，分析管線持液量變化規律，為后期上游處理工藝適應性分析、清管效果、腐蝕研究等提供理論依據。③電伴熱技術就是防止采氣管道封堵的一種工藝，該技術通過補充管道、管體及設備上的熱量損失來預防管道堵塞。④定期清管制度，根據管線流型、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價管道內部積液程度，確定清管時間和清管效果。

結語

綜上所述，天然氣在輸氣中，往往會出現管線積液，管線積液會影響管線輸氣效率，一旦輸氣效率降低，就會引起系統壓力升高，從而出現管線積液的現象。自動排污閥故障排除，起消泡劑的加注，清管合理操作方式，其它清管的執行措施等可以有效的避免這一問題的出現，不僅使天然氣輸送管的正常運行，還可以提高經濟效益。

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