高含硫湿气压缩机入口ESDV主阀提速优化

高含硫湿气压缩机入口ESDV主阀提速优化

晏惊雷

（中原油田普光分公司 四川省达州市 635000）

【摘要】含硫天然气气藏在全球范围分布广泛，美国德克萨斯州 Murray Franklin 气田、 加拿大阿尔伯达省 Bentz/Bearberry 气田、我国普光气田、元坝气田、罗家寨气田等。其中普光气田是国内首个成功开发规模最大、硫化氢含量最高的千亿方级气田，H2S平均含量15.7%,川气东送工程气源主产地，国外含硫气田在后期的开发生产中，多采用酸性湿气增压技术，以延长气田的生产时间。国内高含硫气田增压技术起步较晚，通过研发研制了满足普光气田高酸性天然气增压集输需求的增压设备。

【关键词】高含硫气田  湿气增压  设备

引言：普光101集气站湿气增压压缩机工艺装置首次应用于高含硫化氢湿气工况下，目前共投运2台压缩机组。分别为1#和2#压缩机，1#压缩机为国产压缩机、2#压缩机为进口压缩机，两台压缩机现场采用并联安装方式。两台压缩机入口分别装有ESDV主阀、旁通ESDV阀，其中旁通ESDV阀用于开机前系统充压，ESDV主阀正常生产时处于常开状态。在紧急情况下，系统自动切断入口ESDV主阀、关闭压缩机出口ESDV阀、打开压缩机撬块内BDV紧急放空阀，达到快速泄压的目的。在生产使用过程中，2#进口压缩机入口ESDV主阀因电磁阀泄放口小、阀门关闭缓慢、紧急情况下，撬块内外系统无法实现快速切断，对现场安全生产造成影响。叙述了国内外高含硫气田的脱硫技术的状况。认为选择脱硫-DEA脱硫脱碳工艺和MDWA法+自循环LO-CAT工艺的应用前景比较广泛；在脱硫技术的发展中，还应开展脱水、防腐技术的广泛研究，达到净化天然气，实现操作的安全性。

1.ESDV主阀提速优化

在生产过程中，入口ESDV阀关闭时间长达60秒，主要是因为在电磁阀得到关闭指令后断电，气缸内压力只能通过电磁阀失电泄放，电磁阀泄放口小，不能迅速泄压，造成阀门关闭缓慢。针对这些问题，研制了ESDV主阀仪表风快速泄压阀，达到主阀气缸快速泄压的目的。

快速排气阀有三个阀口P、A、T、。P接气源，A接执行元件，T通大气.当P有压缩空气输入时，推动阀芯右移、P与A通，给执行元件供气；当P无压缩空气输入时，执行元件中的气体通过A使阀芯左移，堵住P、A通路，同时打开A、T通路，气体通过T快速排出。在高含硫气田的后期开发中，井口压力逐渐降低，产液量不断增加，故将这种含液量较高的气田称为高含硫湿气田.为了延长低气压井稳产期、提高气井采收率、保证气田的经济高效开发，必须对气田地面集输工艺进行改造，增压集输势在必行.因此，确定集输系统的增压临界条件对增压集输模式的优化具有重要的现实指导意义.对于气田集输系统增压临界条件的研究，国内外主要集中在增压集输模式的确定.如：靖边气田在充分考虑已建地面集输管网在低压环境下的运行特点的基础上通过对不同气井生产压力下多种增压方式进行技术经济优选

2. 在电磁阀和ESDV主阀气缸之间的仪表风管线上增加快速泄压阀

在入口ESDV阀电磁阀和气缸之间的仪表风管线上，安装快速排气阀，在电磁阀接收到关阀指令后开始关阀减少仪表风的提供量，随着仪表风的提供量减少导致仪表风压力降低，在仪表风压力降低到快速排气阀的下游出口压力时，阀芯向上游进口位移，堵住上游进口通道和下游出口通道，同时下游出口通道与快速泄放口连通，快速排气阀开始快速泄放仪表风，ESDV阀的执行机构随着仪表风的快速泄放也提高了关闭动作、达到快速关闭的目的。国内气田目前没有形成统一标准的增压集输模式，各气田结合气井开发曲线、压降速率及管网特点等各种因素选择相匹配的增压模式。高含硫气田具有高含硫、地形复杂、气井分散布局，各气井压降速率差异大及产液量大等特点，难以直接借鉴国内外现有气田增压方案。基于调研，高含硫气田增压方案的优选原则主要有以下几点：①干线增压需要增压集输的集气站存在两个及以上，相邻集气站增压集输气井油压差异小；②单站增压需要增压集输的集气站分布区域分散性高，或某一区域仅有一个集气站需要增压集输；③净化厂入口压力不低于7.6 MPa；气体流速在经济流速范围之内；④依据气田增压时机及不同增压开采模式，建立多种增压集输方案，以稳产和经济性为优化目标，最终确定最优的增压集输方案；⑤考虑到高含硫压缩机风险高、投资大、运行费用高，增压点不宜过多；⑥干线集中增压有利于方便管理，增压设备配置较少，站场改造数量少。

3.结束语

综上所述，煤层气田开发的过程中，适当优化集输系统增压模式，以高含硫气田集输系统增压模式调节为例，既要掌握增压方案设计环节的注意事项，又要创新增压开采技术、具体落实清管工作、适当改造阀组结构。这既能提高气田开采效率，又能延长煤层气井寿命，促进高含硫气田开采活动有序开展，全面保证高含硫气田综合效益。目前普光101集气站湿气增压压缩机已安全运行10000小时，增加一个快速排气阀与更换主阀相比成本更低，入口ESDV主阀的关闭时间由由原来的60秒缩短至7秒。消除了在紧急情况下关阀时间过长存在的安全隐患，同时达到了减少酸气排放节约能源的效果，产生可观的安全效益。

【参考文献】

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中石化中原油田分公司石油工程技术研究院，河南，濮阳，457000