楊瀛

中國(guó)石油化工股份有限公司 東北油氣分公司 石油工程環(huán)保技術(shù)研究院 吉林長(zhǎng)春 130062

1 集氣站一般工藝流程現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

天然氣的處理與加工包括從天然氣井的井口到集氣管網(wǎng)的全部工藝程序，采取管線(xiàn)的管理，井場(chǎng)的分離處理，凈化處理工藝，天然氣脫水工藝，天然氣的集輸管網(wǎng)系統(tǒng)[1]。天然氣處理站場(chǎng)的主要任務(wù)是接收氣田來(lái)氣，對(duì)天然氣中所含的雜質(zhì)和水進(jìn)行分離，對(duì)天然氣進(jìn)行計(jì)量，發(fā)送清管器及在事故狀態(tài)下對(duì)輸氣干線(xiàn)中的天然氣進(jìn)行放空等。如氣井需要進(jìn)行增壓，一般天然氣處理站場(chǎng)還需增加增壓設(shè)備。天然氣處理站場(chǎng)的工藝流程主要有正常流程（脫硫脫酸、脫水脫油、硫磺回收、尾氣處理、天然氣凝液回收等）、越站流程、增壓流程等。

天然氣處理站場(chǎng)的一般處理工藝流程為：井場(chǎng)來(lái)氣→進(jìn)站閥組→加熱節(jié)流→切換閥組→生產(chǎn)分離/計(jì)量分離→深度脫水→天然氣外輸。根據(jù)氣田所轄井?dāng)?shù)氣井及產(chǎn)量，天然氣處理站場(chǎng)的主要生產(chǎn)設(shè)備選型及工藝流程會(huì)有所差別。如果新建天然氣處理站場(chǎng)所轄氣井井?dāng)?shù)過(guò)多，則會(huì)直接影響到站場(chǎng)內(nèi)前端加熱設(shè)備的選型及定制，從而影響到新建站場(chǎng)的投產(chǎn)時(shí)間，天然氣處理工藝流程的操作與控制也會(huì)相應(yīng)復(fù)雜，加大了站場(chǎng)的日常管理難度和投資預(yù)算。同時(shí)，目前大多數(shù)站場(chǎng)內(nèi)天然氣計(jì)量流程多為人工進(jìn)行切換，同樣加大了站場(chǎng)的日常管理難度。

而當(dāng)氣田進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，部分氣井油壓不斷下降，低于集氣處理站外輸壓力而無(wú)法進(jìn)站處理外輸時(shí)，一般的做法是在天然氣處理站場(chǎng)內(nèi)新建一套天然氣增壓系統(tǒng)，包括增壓閥組，增壓管路及增壓設(shè)備等，則會(huì)需要對(duì)天然氣處理站場(chǎng)進(jìn)行停產(chǎn)改建，不光影響產(chǎn)量，同時(shí)增加后續(xù)的投資。

2 多井式集氣站工藝流程簡(jiǎn)化思路研究

對(duì)于所轄井?dāng)?shù)較多的新建天然氣處理站場(chǎng)，站內(nèi)的進(jìn)站管網(wǎng)數(shù)量、加熱爐的盤(pán)管數(shù)量、相應(yīng)的自控儀表都會(huì)相應(yīng)變多。加熱爐的盤(pán)管數(shù)量如果較多，不僅制約著管程內(nèi)天然氣加熱的熱效率，對(duì)下游的工藝流程帶來(lái)影響，同時(shí)也對(duì)加熱爐設(shè)備的定制要求提高了難度，加熱設(shè)備的定制時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)，站場(chǎng)的投產(chǎn)時(shí)間也會(huì)受到影響。而站場(chǎng)內(nèi)管網(wǎng)數(shù)量則影響著站內(nèi)工人的日常操作與管理，管網(wǎng)數(shù)量較多，工人的日常操作會(huì)越繁瑣，同時(shí)也給設(shè)備及管網(wǎng)檢修帶來(lái)了不便。

針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)對(duì)多井式集氣站工藝流程簡(jiǎn)化研究，利用對(duì)進(jìn)站天然氣先計(jì)量分離后加熱節(jié)流的處理流程，可以有效的減少站內(nèi)的管網(wǎng)數(shù)量，同時(shí)站內(nèi)計(jì)量流程采用自動(dòng)化方式切換，不僅降低了工人日常的管理難度與操作頻率，還可以降低站場(chǎng)內(nèi)前端加熱設(shè)備的定制要求，并提高加熱設(shè)備的加熱效率。而當(dāng)部分氣井因油壓下降而無(wú)法達(dá)到站場(chǎng)外輸壓力時(shí)，還可對(duì)已建的計(jì)量流程進(jìn)行增壓外輸，整體實(shí)現(xiàn)對(duì)新建天然氣處理站場(chǎng)的工藝流程簡(jiǎn)化處理，達(dá)到降低新建站場(chǎng)投資預(yù)算，節(jié)省投產(chǎn)時(shí)間的目的[2]。

該天然氣處理系統(tǒng)流程由包含計(jì)量分離器撬塊、生產(chǎn)分離器撬塊、天然氣加熱節(jié)流撬塊、深度脫水裝置撬塊、天然氣增壓裝置撬塊、管網(wǎng)儀表、閥門(mén)管件六部分。首先，氣井井口生產(chǎn)的天然氣采用井口加注水合物抑制劑的方式以滿(mǎn)足天然氣集輸過(guò)程中不形成水合物，后經(jīng)過(guò)進(jìn)站閥組節(jié)流至統(tǒng)一壓力進(jìn)入到生產(chǎn)匯管與計(jì)量匯管，需要進(jìn)行計(jì)量的單井天然氣進(jìn)入計(jì)量匯管，其余單井天然氣匯合至一起進(jìn)入生產(chǎn)匯管；需要計(jì)量的單井井流物經(jīng)過(guò)計(jì)量匯管進(jìn)入計(jì)量分離器撬塊進(jìn)行初步的脫水，后經(jīng)過(guò)渦街流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，其余單井天然氣經(jīng)過(guò)生產(chǎn)匯管進(jìn)入生產(chǎn)分離器撬塊進(jìn)行初步脫水。計(jì)量后的天然氣通過(guò)計(jì)量閥門(mén)后與脫水后的其余單井天然氣匯到一起進(jìn)入天然氣加熱節(jié)流撬塊進(jìn)行整體加熱，加熱節(jié)流后的天然氣進(jìn)入深度脫水裝置進(jìn)行深度脫水。

其中，單井計(jì)量閥門(mén)由天然氣加熱節(jié)流撬塊的控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)及閥門(mén)開(kāi)度，天然氣加熱節(jié)流撬塊的控制系統(tǒng)設(shè)置好固定程序，當(dāng)設(shè)置固定的計(jì)量時(shí)間后，控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)單井計(jì)量閥門(mén)進(jìn)行控制，自動(dòng)切換單井計(jì)量閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，以達(dá)到進(jìn)站單井自動(dòng)切換計(jì)量的目的。

當(dāng)部分氣井由于油壓下降，無(wú)法滿(mǎn)足站場(chǎng)外輸壓力要求時(shí)，該氣井生產(chǎn)的天然氣進(jìn)站后可直接通過(guò)計(jì)量匯管進(jìn)入計(jì)量分離器進(jìn)行分離計(jì)量，后進(jìn)入計(jì)量流程后端的增壓流程，通過(guò)天然氣增壓裝置進(jìn)行增壓，增壓后的天然氣通過(guò)計(jì)量閥門(mén)后與經(jīng)過(guò)生產(chǎn)分離器脫水后的其余單井天然氣匯到一起進(jìn)入天然氣加熱節(jié)流撬塊進(jìn)行整體加熱，加熱節(jié)流后的天然氣進(jìn)入深度脫水裝置進(jìn)行深度脫水。

經(jīng)過(guò)天然氣加熱節(jié)流撬塊加熱后的天然氣通過(guò)油嘴或者角閥進(jìn)行節(jié)流，油嘴與角閥的流程是并聯(lián)的，根據(jù)生產(chǎn)需要，天然氣可以選擇通過(guò)其中的某一個(gè)流程，與油嘴相連接的是節(jié)流截止閥，當(dāng)天然氣節(jié)流至適宜的生產(chǎn)壓力時(shí)，天然氣輸送至深度脫水裝置進(jìn)行深度脫水以滿(mǎn)足天然氣外輸?shù)囊骩3]。

3 總結(jié)

多井式集氣站工藝流程簡(jiǎn)化是針對(duì)所轄新投產(chǎn)天然氣井井?dāng)?shù)較多的新建天然氣處理站天然氣處理流程而研究設(shè)計(jì)的，該流程不僅降低了工人日常的管理難度與操作頻率，還可以降低站場(chǎng)內(nèi)前端加熱設(shè)備的定制要求，并提高加熱設(shè)備的加熱效率。其中，天然氣計(jì)量流程自動(dòng)切換采用天然氣加熱節(jié)流撬塊配套的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制切換閥門(mén)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了新建天然氣處理站內(nèi)PLC自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

而當(dāng)部分氣井因油壓下降而無(wú)法達(dá)到站場(chǎng)天然氣外輸壓力時(shí)，還可對(duì)已建的計(jì)量流程進(jìn)行增壓外輸，整體實(shí)現(xiàn)對(duì)新建天然氣處理站場(chǎng)的工藝流程簡(jiǎn)化處理，達(dá)到降低新建站場(chǎng)投資預(yù)算，節(jié)省投產(chǎn)時(shí)間的目的。

該流程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流程內(nèi)各設(shè)備裝置均建議采用撬塊化設(shè)計(jì)，施工方便，復(fù)用率高且有比較顯著的經(jīng)濟(jì)效益。