【摘 要】在當(dāng)前社會經(jīng)濟高速發(fā)展的過程中，天然氣已經(jīng)成為推動社會全面發(fā)展的重要動力，在天然氣運輸?shù)倪^程中，有一個環(huán)節(jié)就是需要對整個輸氣管道進行有效的降壓，防治管道在運行的過程中出現(xiàn)堵塞。由于目前的操作水平還不高，為了降低水合物，一般來說，水套爐的溫度是較高的，要高于水合物的，進而提升了水套爐的自耗氣。下面本篇文章將對水套爐進行分析，構(gòu)建相應(yīng)的模型，結(jié)合該模型，對相應(yīng)的水套爐進行計算和分析，進而在不同的季節(jié)如何處理該技術(shù)難題。

【關(guān)鍵詞】燃氣運輸；水套爐；技術(shù)；參數(shù)優(yōu)化

在當(dāng)前的油田燃氣運輸系統(tǒng)中，運輸設(shè)備運用的最為廣泛的就是水套加熱爐，在該系統(tǒng)中，其工藝流程的核心作用就是降低在天然氣的運輸過程中的能量，進而為了防止在運輸過程中形成水合物，進而造成管道堵塞。相對于傳統(tǒng)的套管加熱器來說，該設(shè)備有其自身的特殊形式，主要由兩個部分組成，一個是蒸汽管線，另一個是蒸汽鍋爐，在常規(guī)的壓力下，需要對管線進行加熱，這樣的裝置有利于控制和運行操作，同時運行也更為安全。伴隨著社會對油氣資源的大量需求，油田的開發(fā)也更加深入，水套爐的用量非常的多，其耗氣量的多少在很大程度上直接決定著整個油氣運輸?shù)慕?jīng)濟效益和節(jié)能降耗的目標(biāo)的實現(xiàn)。所以，必須采取多找方式多種措施盡量降低水套爐最后的耗氣量。在水套爐的運行中，之所以會造成如此之大的耗氣量，一方面是結(jié)構(gòu)不合理所造成的，另一方面也是在操作的過程中水平不高造成的，為了有效的預(yù)防水合物在運行中形成，水套爐在設(shè)計出口時，要將溫度設(shè)計的更低，這樣在運行的過程中就能有效的降低一些熱量，進而達到提升水套爐的自然耗氣量。

本篇文章將重點探討怎樣實現(xiàn)水套爐的優(yōu)化，降低其溫度，進而達到最后的降低水套爐耗氣量的目標(biāo)，最后達到節(jié)約資源，降低運輸成本，優(yōu)化整個運輸系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.水套爐出口溫度的優(yōu)化原理

在目前的天然氣運輸系統(tǒng)中，大部分的比較集中，并且其運輸系統(tǒng)的組合形式是多樣的，使用的最為廣泛的有兩種，一種是枝狀管網(wǎng)；另一種是放射狀網(wǎng)，當(dāng)前使用的基本都是由這兩種網(wǎng)狀組合而成的。在運行的燃氣系統(tǒng)中，其綜合流程基本上都是統(tǒng)一的，一些特殊情況除外，比如：以一個地區(qū)的燃氣管網(wǎng)為例，采取的是一種常溫狀態(tài)下，分離多口井幾種氣流的這么一種形式，其主要步驟是首先井口來氣，然后對水套爐進行加熱，達到升溫的目標(biāo)，其次再進入節(jié)流閥，在這一裝置內(nèi)實現(xiàn)降壓，最后通過氣液分離器進行處理，實現(xiàn)需要的氣液分離狀態(tài)，相關(guān)的液進入處理設(shè)備當(dāng)中，處理好的氣體進行外輸。在每一個井口來氣以后，都首先進入水套爐的加熱升溫裝置中，然后在一個步驟一個步驟的進行處理。在這種高低壓的分別疏松流程中，從而解決了氣和液的合理外輸目的，使得產(chǎn)氣量也增加了，這些措施有很大的推廣意義。

水套爐出口溫度選取主要是考慮一下兩方面：（1）水套爐流經(jīng)水套爐流體和自耗氣量出口的溫度之差是成正比的，所以說，在保證入口溫度不變的情況下，通常情況下，都希望將水套爐的出口溫度采取多種舉措進行降低，進而降低水套爐在運行過程中的自然耗氣量，提升整個天然氣運輸系統(tǒng)的社會效益和經(jīng)濟效益。（2）但是，如果說水套爐的出口溫度過低，流體在流經(jīng)該設(shè)備時，因其溫度達不到，進而會形成一種叫做水合物的東西，而一旦在運行過程中產(chǎn)生水合物，就會造成該系統(tǒng)不能正常的運行，帶來一些不必要的麻煩，因此，在通常情況下，都會講水套爐的出口溫度控制在一定的范圍之內(nèi)，反之運行的過程中形成水合物，進而避免而整個系統(tǒng)的運行造成必要的損失。因此，必須對水套爐的出口溫度做出優(yōu)化，以保障系統(tǒng)的正常運行，以最小的自耗氣量實現(xiàn)系統(tǒng)的良好運行，提升其運行的安全性和提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2.如何構(gòu)建優(yōu)化數(shù)學(xué)模型

由于在氣體的運輸過程中，會產(chǎn)生節(jié)流溫效應(yīng)。所以，在流經(jīng)節(jié)流閥的過程中，壓力會降低，氣體的自身溫度也會降低，在這個過程中，有可能已經(jīng)進入了水合物的壓力以及溫度范圍之內(nèi)，也就是說，有生成水合物的可能性，所以說，在這整個流程中，水合物的出現(xiàn)環(huán)節(jié)基本上就是出現(xiàn)在節(jié)流閥的出口位置。因此，如何實現(xiàn)水套爐出口溫度的優(yōu)化，直接決定著在系統(tǒng)運行中是否會產(chǎn)生水合物，也會關(guān)系到運行的自耗氣量。

3.水套爐的效益分析和運行方案

在剛開始開采或者已經(jīng)開始開采一段時間時，由于整個氣的綜合量十分巨大，井口的壓力也十分的高，井口壓力的節(jié)流幅度也非常大，這樣就容易造成其溫度呈現(xiàn)出直線降低，所以，必須采取科學(xué)有效的方法進行水套爐加熱節(jié)流，而其應(yīng)用最為常見的方法有兩種，一種是集氣站，另一種是井口，進而保證整個天然氣的正常開采。伴隨著整個開采進程不斷的推進，井口的壓力也會逐漸降低，但是，降低的幅度一般不會太大，在這種情況下，是否還需要繼續(xù)打開水套爐，以及以什么樣的方式打開水套爐，對于控制好生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益具有重要價值。在通過一些調(diào)研之后得出，相關(guān)的開采基本上是采用的是集氣站水套爐的生產(chǎn)參數(shù)為參考依據(jù)，構(gòu)建一種特殊的數(shù)學(xué)模型，進而制定出有針對性的水套爐開設(shè)方案和方法。

4.總結(jié)

綜上所述，上文重點對當(dāng)前水套爐在運行過程中耗氣量大的原因進行了簡要分析，將天然氣的節(jié)流過程中、水合物的生成條件、水套爐的加熱情況等三者進行了結(jié)合，構(gòu)建了一套有針對性和可操作性的水套爐開放方案，在此基礎(chǔ)之上分析了如何優(yōu)化出口的溫度。通過計算后，得出了一套較為實用的水套爐開啟方法，利用這種先進方法，能有效的降低水套爐在運行過程中的自耗氣量，同時也降低了分離器在操作時的溫度，進而達到提升運輸效率、降低管網(wǎng)等目標(biāo)，對保障整個運輸系統(tǒng)的正常運行具有重要意義。

【參考文獻】

[1]周興付，楊功田，李春，劉杰.基于耦合模型的高壓氣井井下節(jié)流工藝設(shè)計方法研究[J].海洋石油，2007，02：74-78.

[2]唐建峰，李玉星，薛吉明，潘敏勇.水套爐的參數(shù)優(yōu)化及自耗氣降低技術(shù)研究[J].中國石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，05：74-77.

[3]羅林波，劉延華，王燕.建南氣田天然氣水套爐溫控節(jié)能技術(shù)[J].石油天然氣學(xué)報，2009，02：360-361.

[4]劉樹義，畢宏勛，常仁光，梁輝.提高冀東油田五大系統(tǒng)效率的研究及實施效果[J].石油工程建設(shè)，2005，S1：21-35+5.

[5]黃素蘭，李杰訓(xùn)，李玉春.油田主要生產(chǎn)站（場）平面布局優(yōu)化[J].石油規(guī)劃設(shè)計，2003，02：6-10+47.