天然气集输系统中液相危害及解决方案探析

天然气集输系统中液相危害及解决方案探析

王伟军

大庆油田第一采油厂第三作业区  黑龙江省大庆市  163000

摘要：近年来，由于良好的政治环境，市场对天然气的需求迅速增长，导致天然气开发行业的发展。在天然气的开发和运输中，安全管理已成为各天然气企业管理的主要问题。本文阐述了他对天然气收集系统液相危险性的看法，希望能给有关从业人员带来一些想法和想法。

关键词：天然气集输系统；液相危害；解决方案；

引言

为了改善环境污染问题，我国也针对能源结构进行了相应的调整，煤炭在一次性能源应用中的占比不断减少，其中天然气等清洁能源得到了广泛应用。不过，天然气的分布范围比较广，若想实现对天然气的充分利用，我国就需要投入大量的资源，对天然气管道输送管线进行科学构建，对天然气进行长距离的安全稳定的运输。若想达到这一目的，则需要对具体情况进行深入了解，并且要从多个角度对天然气管道的输送管线的设计建设进行全方位的分析，对于设计建设的技术工艺标准予以明确，确保输送管线设计的科学性及合理性，为天然气的安全输送提供保障。

一、天然气管道输送的过程

天然气运输模式是上下游连为一体，属于集中且密闭的工艺技术，只有这样才能达到降低损耗目的。比如，天然气经过气井的开采、采集和过滤处理之后再到集中储存，最后配送再生产天然气。借用油气田的机器管网运输，是当前利用最广泛的形式，加之以干线管网、城市配气等形式将天然气输送给用户，满足客户的需要。天然气一般需要经过液化后输送，往往都是通过罐装的方式运输。但天然气易燃易爆，十分危险，加上输送的效率普遍比较低，因此管道输送很大程度上减少了运输过程中的损耗率，由此显现出长足的优势特征，帮助企业降低运输成本，在保证安全性的同时也能实现较大的经济利益。管网结合的密闭空间系统将天然气的压力减少，从而降低压缩功率的消耗。输气管道由于末端存放的气体量最大，所以有更大的市场效益，既可以通过合理设计的长距离运输管道系统的组织结构、规格型号、距离地面的深度，也可以通过自动化的管理系统来提高天然气输送系统的安全度。在输气干线管道上，可以增加管道的长度满足输送的需求。对于节流阀室、清管站也要及时监督。

二、天然气集输系统中液相存在可能导致的危害

（一）管线始端气压升高，产气量下降

高温雾、液态水和水蒸气是天然气流动中的重要组成部分，如果上述气体在分离过程中没有完全分离，就会在收集器中不断累积，存在液体积累现象。管道的实际体积随着管道内液体体积的增加而减小，从而增加运输阻力并减少运输通道。管道开始时的流动压力增加，油井的生产条件受到严重影响，最终影响到油井的生产。特别是在一些低压井，影响更为明显，天然气流动中液体相的积累可能导致气井生产停止。

（二）输送设备寿命缩减

当与液态水结合时，天然气流动中的酸性气体产生了新的酸性液体，这些液体对管道具有强烈的腐蚀性，并直接影响管道的使用寿命。天然气水蒸气经减压处理后转化为游离水，可能堵塞压力调节装置，扰乱采集系统的压力平衡，严重时影响供气系统的稳定性。管道中的金属杂质与收集管道天然气流动中的液相反应，产生具有粘性特征的杂质，随着杂质的积累，堵塞了收集管道，影响了天然气收集系统的安全监测。

（三）输压损失加大，输送效率降低

由于天然气流量与液态水和游离水混合，气相的实际流通面积低于理论值，气相的流通速度提高，影响了天然气流量的正常运输。此外，当管道穿过某一特定区域(如高度事故地形区域)时，天然气中累积的液体相可以很容易地集中在弯曲的角度和管道的上部，从而加剧了管道流通区域的收缩，提高了运输的抗摩擦能力，并增加了压力损失由于这些因素，管道运输效率可能大大降低，直接影响管道下游天然气供应的稳定，并使管道的部署复杂化，特别是在高峰时期。目前，工业界主要通过增加清理活动的频率来解决这一问题，以消除天然气流动的液体阶段。但是，在采用这一方法时可能会出现其他问题，例如清除量增加，增加了油井生产的波动性，天然气排放增加，以及危险事故的发生。

三、气液分离的工艺技术

解决天然气和天然气分离过程最常用的技术主要有:(1)第一种方法是采用气体和天然气两个阶段之间密度差的原则，这两个阶段在一段时间内在重力影响下自然分离控制液化气两阶段沉降时间是影响该技术液化气分离效率的一个重要问题。颗粒直径大于60um的材料在实际应用中可以很好地去除。小颗粒物质的分离效果不明显，因此，重力分离后，天然气流量仍有水汽和液体相物质存在，影响到下一个收集系统的运行；(2)第二气液分离技术与第一种技术基本相同，只是增加了另一种重力分离工艺。二次气液分离可以最大限度地去除杂质，但天然气停留时间较短，去除杂质不够，天然气流动中饱和水汽不能及时分离；(3)第三种气液分离技术是基于第二种分离技术的变化，重力分离工艺由过滤分离工艺取而代之，过滤分离工艺的重量分离效果较好。天然气流量由过滤元件捕获，雾状态形成收敛液滴，通过应用雾去除装置有效分离。过滤分离技术适用于更大范围的分离颗粒直径，非常适合于大于0.5um的颗粒分离。但是，颗粒直径小于0.5um，分离效果需要改进，因此天然气流量仍有一定的水汽。

四、气液分离工艺技术的实施说明

第三种分离技术与上述三种气体-液体分离技术相比具有最佳分离效果，因此，在实际应用中，新项目的分离工艺设计应优先考虑这种分离技术。对于许多天然气井站来说，已经有一种气体和液体分离的方法，在这种情况下，可以确定是否需要根据实际生产条件进行修改或升级。工作人员不仅要确保经修改的技术系统对气井生产稳定的影响最小，而且要考虑到建筑和运营成本尽可能低，以便最大限度地提高生产的经济效益。在选择技术系统的具体设备类型时，应考虑到地面面积、运行周期的长短和方便程度，以及随后维护和升级设备处理数量所需的空间。确定气体和水分离的最终过程，同时考虑到更系统和全面的办法。此外，在气液分离过程中，应加强现场视察的监测水平和指标参数，减少倾复塔等不利条件的出现，进一步提高气液分离效果。

五、天然气运输管道安全输送措施的实践要求

（一）完善天然气管道输送的安全管理措施

从事这一行的相关工作人员，应该在建立标准的天然气运输管道系统的同时，还应该提高安全环保的责任意识，保证运输的最佳速度和工作量；及时进行安全隐患排查，对天然气管道输送的安全工作的顺利进行也十分重要。可以形成一个针对管道的安全隐患排查系统，通过档案的形式统一整理。如果出现安全隐患的风险，对于治理不及时的单位或企业严惩不贷，坚决杜绝由于人为因素而造成的安全事故。

（二）加强对管道的防腐管理工作

为尽可能避免管道由于使用过久老化的问题，工作人员一定要检查管道的承压能力，如果发现已经腐蚀很严重的管道，要及时地维修和更换。金属管道如果腐蚀得很厉害，比较容易产生穿孔。穿孔现象就容易导致天然气大量的泄漏，给管道运输带来巨大的安全隐患。在这一方面，天然气管道运输公司应该加大资金投入。利用先进的技术设备以及先进的技术手段，在运输过程当中对运输情况及时地进行掌控与监管及时发现可能存在的安全隐患。针对减少这种隐患，必须制定出合理有效地解决措施。在保障管道运输安全的同时，加强监督与管理，定期定量进行安全检查，确保了解实际的情况。

结束语

简而言之，天然气工业正在迅速发展，为了更好地把握市场机会，天然气公司应加快技术探索和创新的步伐，克服天然气生产和共享方面的困难，提高天然气生产和运输的安全性和稳定性，并增加利润。

参考文献

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[2]张书勤，胡耀强，杨博.天然气集输中水合物控制研究进展.《应用化工》，2017(11)

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作者简介：王伟军，大庆油田第一采油厂第三作业区中五集输班，输气技师。