天然氣一體化裝置在集氣站的應用

崔振 都陽 馬范鑫

摘要：蘇里格氣田是目前我國所發現的陸上最大的整裝性氣田，其具有低壓、低滲、低豐度的特點。然而蘇里格氣田的開發對于我國油氣行業發展起著至關重要的作用。隨著蘇里格氣田持續開發，集氣站的數量日益增加，采用單井來氣匯入集氣站處理的常規集氣方式，集氣站地面建設中存在工藝流程復雜、施工周期長、占地面積大等問題。為了滿足油氣田地面工程建設快速上產和現代化管理地面建設的需要，我們進一步提出了天然氣一體化集成裝置。該裝置的應用進一步提高了生產、管理、建設效率，為蘇里格氣田的高速開發奠定了基礎。

關鍵詞：蘇里格氣田 ?集氣站 天然氣一體化裝置 地面工程

一、天然氣一體化裝置簡介

天然氣一體化集成裝置集遠傳截斷、氣液分離、采出水閃蒸、外輸計量等功能于一體，替代了常規集氣站建設中的進站區、分離區、外輸區等生產單元。該裝置由分離/閃蒸罐、電動三通閥、孔板流量計等主要設備組成，主要功能為進站截斷、氣液分離、流程切換、外輸計量、清管、自用氣供給、閃蒸、放空分液、自動排液。通過機械、動力、數據監測與控制等技術全方位結合，實現“獨立運行、遠程關斷、自動排液、安全放空、動態監測、智能報警”的目的。

二、天然氣一體化裝置與傳統集輸處理裝置對比

與常規設計相比，一體化集氣裝置在設備體積上有較大優勢，為減少設備元件數量，縮小裝置尺寸，需要研發新型高效的設備以達到降低投資、方便拉運、減小占地面積的目的。根據蘇里格氣田天然氣低壓集輸工藝，采用了電動三通球閥、組合式分離閃蒸罐與新型電儀接線箱等主要設備。

（1）電動三通球閥

常規集氣站中進站流程包括生產、放空及截斷三套流程，流程的切換通過3個閥門控制來實現，裝置占地面積較大。而集氣橇設備采用了電動三通球閥，集成進站區多個控制閥門，減小了設備占地面積。三通球閥閥體有3個接口，其中水平方向為兩出口，底部垂直方向為天然氣進口，通過調整閥芯位置，實現截斷或者連通的流程切換。通過在三通球閥閥體上加裝電動執行機構，在替代原進站機關設備的同時，實現了遠程緊急截斷和放空的功能。

（2）組合式分離閃蒸罐

天然氣增壓時，為了滿足壓縮機機組對天然氣組分的要求，需要對天然氣中的液體進行分離，同時為了防止裝置內放空時形成火雨影響環境及安全，需要對放空氣體進行分離，同時還需要對分離出的氣田采出水進行閃蒸。

為滿足集氣橇設備集成化的需求，將原集氣站的分離器及閃蒸罐流程進行優化組合，形成了組合式分離閃蒸罐。該設備通過隔板將一個腔體分解為分離及閃蒸兩個腔體。分離腔體綜合重力分離、旋流分離、過濾分離三種分離功能，分離精度完全滿足氣田集氣管線的輸送要求。閃蒸分液腔體綜合了放空分液、采出水閃蒸和放空水封的功能，整體上減少了設備數量和占地面積，縮短了裝置長度。

閃蒸腔采用雙筒結構，上下筒通過聯通管相連，上筒體接收放空天然氣和采出水，放空天然氣在上筒體進行氣液分離，分離出的液體和進閃蒸腔采出水在下筒體進行閃蒸，閃蒸出的天然氣和放空天然氣經出口水封筒后接至火炬，閃蒸后的液體排至裝置外的采出水儲罐。

（3）新型電儀接線箱

根據裝置內的用電點、數據采集點、控制點的數量和分布特點，定制了多功能配電箱和儀表接線箱，裝置接入電纜6路，配出38路，減少電纜鋪設32路，數量減少了85%，不僅減少了電纜長度和鋪設的工作量，而且增強了裝置的集成度及美觀性。

三、天然氣一體化裝置存在問題及改進措施建議

（1）由于集成布局，分離閃蒸罐排污部分在整個設備中略顯擁擠，這為后期的檢維修作業帶來了許多不便。另外該一體化集成裝置的排液主要由電動球閥和疏水閥兩路進行排液，疏水閥是需要定期進行清理的，然而由于集成的原因，給后期疏水閥的拆裝帶來不必要的麻煩。為進一步改進，我們可以采用兩路電動球閥控制，去除疏水閥。

（2）集氣橇所采用的分離器為臥式雙筒分離器，屬于重力分離。該工藝流程對橇體自帶集液包體積有一定要求，充足的體積能保證游離水流出分離器前在積液區有足夠的停留時間，以便氣泡有足夠的時間上升至液面并進入氣相。

在生產過程中由于單井產液量大，疏水閥排液不及時，分離器經常出現液位高的情況，多數時候需要通過電動球閥輔助排液，疏水閥使用效率較低。設備排液后液位最低值保持在50～60 cm，這部分存液無法通過疏水閥排出，而積液包頂部對應的液位值為67cm，這種設計導致了積液包的有效利用容積大幅減小，影響了分離效果。

四、天然氣一體化裝置的應用效果

（1）建產效率

天然氣一體化裝置的應用是模塊化建設的基礎。適應了蘇里格氣田的高速發展趨勢。天然氣一體化裝置生產完成后運送至集氣站連入對應生產管網就可以投入使用。

（2）數據采集與監控

天然氣一體化裝置能夠實現數據整體監控及測量，設備的集成進一步帶動了數據的集成，我們將一套裝置的所有監控數據可以集成布置在一個操作界面，對于作業區視頻監控人員來說這無疑是非常方便你的。結合圖像數據能夠精準操作。對于異常點也能及時發現，進一步確保數據采集的準確性。

（3）優化工藝流程

一體化裝置的應用進一步將集氣站流程進行的了簡化，并且優化了氣液分離器工藝。解決了疏水閥排水不利的弊端。采用電動球閥排液進一步實現了遠程操作。未來通過自控編程我們能夠實現電動閥的自動開關，實現球閥“高液位自動開啟，低液位自動關閉”的智能控制效果，從而解放員工，提高工作效率。

總結

目前天然氣一體化裝置在集氣站的應用是發展趨勢。應用天然氣一體化裝置進一步優化了現有集氣站的工藝流程，促使集氣站內設備布局更加簡潔，流程布局更簡單。并且其撬裝的特點大大節約了土地的占有量，進一步降低了集氣站建站規模，降低永久性征地費用，提升了投資效益。最后其高程度的集成，將工廠化、模塊化建產模式引入了蘇里格氣田，為今后蘇里格的大發展奠定了技術基礎。

參考文獻

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長慶油田分公司第五采氣廠 ?內蒙古 ?烏審旗 017300

長慶油田分公司宜黃天然氣項目部 ?陜西 ?延安 ?716000