閔 剛，羅一東，陳彰兵，閆明龍

橇裝化裝置在地面集輸工程中的應(yīng)用

閔 剛1，羅一東2，陳彰兵1，閆明龍1

（1. 中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司西南分公司，四川 成都 610041；2. 中國(guó)石油西南油氣田公司蜀南氣礦，四川 瀘州 646000）

近些年來(lái)，橇裝化裝置在氣田地面集輸工程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)逐漸明顯。結(jié)合某實(shí)際工程論述了橇裝化裝置在地面集輸工程中應(yīng)用的好處。在地面集輸工程應(yīng)用橇裝化裝置與傳統(tǒng)氣田地面工程建設(shè)方法相比具有降低工程總投資、縮短施工周期、可重復(fù)利用、易于搬遷、減少污染等優(yōu)勢(shì)。并且便于形成標(biāo)準(zhǔn)化、定型化、系列化，為將來(lái)的工程設(shè)計(jì)和工程建設(shè)都帶來(lái)了巨大的價(jià)值。

一體化橇裝裝置；地面集輸工程；高寒地區(qū)；標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；程序化施工

氣田地面工程建設(shè)是氣田開(kāi)發(fā)中的重要組成部分，而地面集輸工程是氣田地面工程建設(shè)的重要組成部分。所以怎樣提高地面集輸工程的建設(shè)效率、按規(guī)定工期完成任務(wù)、節(jié)約工程成本，漸漸成為油氣建設(shè)工程的焦點(diǎn)[1]。近些年來(lái)，橇裝化模塊化憑借其節(jié)約成本、節(jié)省時(shí)間、降低風(fēng)險(xiǎn)、重復(fù)利用率高、方便運(yùn)行維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)逐漸提高著其在集輸工程建設(shè)中的地位[2]。本文結(jié)合某國(guó)內(nèi)工程，對(duì)工程的特點(diǎn)和橇裝化裝置在地面集輸工程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析和研究。

1 橇裝在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況

1.1 國(guó)外橇裝化應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)外如美、英等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于橇裝化的應(yīng)用起步較早。早在上世紀(jì)60、70年代已采用了單元組合，模塊化組裝等技術(shù)[3]。蘇聯(lián)在80年代中期就已經(jīng)廣泛采用橇裝設(shè)備，其60%以上的原油和90%以上的注水工程均以模塊化方式完成。而且其工程成本和傳統(tǒng)方式相比節(jié)省了30%。目前此技術(shù)已擴(kuò)展至計(jì)量站、集氣站、油氣處理裝置等諸多領(lǐng)域并逐漸將橇裝化裝置趨于大型化發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，最大的模塊重量已達(dá)到2 700 t[4]。

1.2 國(guó)內(nèi)橇裝化應(yīng)用情況

相比一些發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的橇裝化裝置起步要晚一些。真正將橇裝化理念投入于實(shí)際生產(chǎn)還是在1990年的磨溪?dú)馓镩_(kāi)發(fā)的一期工程。據(jù)當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)，站場(chǎng)面積節(jié)省了 30%～50%，工期縮短了 25%。在此之后，四川、重慶、新疆等地也相繼開(kāi)始采用橇裝化裝置，其優(yōu)點(diǎn)也逐漸被認(rèn)。

2 工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

2.1 工程量大

本工程單井分布較為分散，點(diǎn)多面廣。工程內(nèi)容包括4個(gè)防凍劑加注系統(tǒng)及其相連的四口井的輸氣管道和集輸管道、2個(gè)井口來(lái)氣的節(jié)流元件、加熱分離系統(tǒng)以及配套的電力、供暖、結(jié)構(gòu)、建筑、通信、自控、防腐、結(jié)構(gòu)等工程。工程總量大且工期緊，用傳統(tǒng)的地面集輸工程建設(shè)方式完成難度大。

2.2 地處野外，依托條件差

本工程施工所在地距離城市較遠(yuǎn)，周邊工業(yè)建造基礎(chǔ)較差。很多材料、設(shè)備無(wú)法從當(dāng)?shù)丶皶r(shí)調(diào)用，需在其它各地采購(gòu)然后分散運(yùn)輸。這在較短工期的條件下對(duì)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工等一系列整體控制無(wú)疑造成了不小的挑戰(zhàn)。

2.3 當(dāng)?shù)貧夂蚝?，施工周期受?/p>

本工程地理位置偏北，全年平均氣溫較低且常年有風(fēng)。國(guó)標(biāo)《石油天然氣建設(shè)工程施工驗(yàn)收規(guī)范》已明確指出：環(huán)境溫度低于5 ℃時(shí)，試壓及吹掃作業(yè)需采取防凍措施，不能進(jìn)行涂刷作業(yè)等規(guī)定。焊接規(guī)范中也指出，空氣溫度直接影響焊接熱循環(huán)過(guò)程，會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量造成影響。而且，焊接設(shè)備的性能也會(huì)降低。因此本工程的地理位置條件對(duì)工期的按時(shí)完成提出了一大難題。

3 橇裝化的優(yōu)點(diǎn)

3.1 減少施工周期

將傳統(tǒng)方法的設(shè)備采購(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)及建設(shè)等工作改為在一個(gè)交通便利、設(shè)備齊全、制造環(huán)境完善，集中力量解決的廠家統(tǒng)一進(jìn)行制造。有問(wèn)題統(tǒng)一解決，制造過(guò)程在時(shí)間上可以立體安排。而且基于2.3節(jié)所提到的地理環(huán)境溫度因素，橇裝化裝置可以在橇裝廠完成一體化設(shè)備的焊接、清管、吹掃及試壓。完全避免了現(xiàn)場(chǎng)溫度對(duì)施工作業(yè)的影響。一體化設(shè)備運(yùn)輸?shù)侥康牡睾笾饕ぷ饕月菟ㄟB接為主。

3.2 節(jié)省占地減少用料降低了工程總投資

本裝置實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員及施工人員，節(jié)省了勞動(dòng)力，隨之也減少了人為污染物的排放。并對(duì)設(shè)備本身污染物進(jìn)行了有效處理，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)用地，為前期業(yè)主的征地、選址工作減輕了很多負(fù)擔(dān)。由于面積的減少，隨之減少了站內(nèi)場(chǎng)地沖洗量，節(jié)約用水。同時(shí)由于站內(nèi)流程的簡(jiǎn)化、一體化設(shè)備的高度集中，也降低了站內(nèi)電、氣等能量消耗，工程總投資得到了節(jié)約[5]。

3.3 具有重復(fù)利用的價(jià)值

橇裝化產(chǎn)品具有易搬運(yùn)、易重復(fù)使用等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，橇裝化設(shè)備的重復(fù)利用率達(dá)90%[6]。

4 應(yīng)用成果

本工程工藝流程：將井口來(lái)氣進(jìn)行節(jié)流、氣液分離后進(jìn)入下游裝置，并注入防凍劑。具體分為以下兩個(gè)系統(tǒng)：

分離系統(tǒng)：可同時(shí)接受2口井來(lái)氣進(jìn)入水套爐加熱后進(jìn)行節(jié)流處理，反復(fù)2次以上流程后進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離。將分離出的純凈天然氣分別輸至下游裝置和設(shè)備本身的自用氣系統(tǒng)。分離出的水份由排污系統(tǒng)直接排除。

加注系統(tǒng)：由一個(gè)統(tǒng)一的防凍劑入口進(jìn)入儲(chǔ)罐，然后由 4個(gè)管線(xiàn)在泵的驅(qū)動(dòng)下分別進(jìn)入防凍劑注入口。

根據(jù)工藝流程，為了滿(mǎn)足工程需求，將主要設(shè)備制造成橇裝裝置運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)?，F(xiàn)就其中2套主要的橇裝裝置進(jìn)行介紹：

4.1 非酸性單井集氣站一體化橇

本裝置可以對(duì)井口來(lái)氣進(jìn)行節(jié)流、加熱、降壓、分離、計(jì)量等功能。節(jié)流系統(tǒng)對(duì)井口進(jìn)來(lái)的高壓天然氣進(jìn)行節(jié)流降壓到所需壓力，然后對(duì)其加熱以防止由于節(jié)流而產(chǎn)生的水合物。當(dāng)達(dá)到適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟群筮M(jìn)入氣液分離器分離出符合要求的天然氣并具有流量計(jì)，其數(shù)值可以遠(yuǎn)傳。非酸性單井集氣站一體化橇工作原理如圖1。

4.2 防凍劑加注橇裝裝置

本裝置先將防凍劑加注到計(jì)量罐中，從計(jì)量罐流出的防凍劑經(jīng)過(guò)低壓過(guò)濾器過(guò)濾后，由計(jì)量泵加壓送出，再經(jīng)過(guò)高壓過(guò)濾器由加注頭霧化后將防凍劑加注到單井或集氣管道內(nèi)。其工作原理框圖如圖2。

5 結(jié) 論

橇裝化裝置在集輸工程中應(yīng)用的優(yōu)越性已日漸明顯?，F(xiàn)結(jié)合本工程總結(jié)一下橇裝化裝置在地面集輸工程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)：

（1）降低投資

簡(jiǎn)化站內(nèi)流程、減少站場(chǎng)用地、降低勞動(dòng)成本、節(jié)省設(shè)施用料、減少站內(nèi)場(chǎng)地沖洗量、降低站內(nèi)電、氣等能量消耗，節(jié)約了維護(hù)成本，降低了工程總投資。

（2）縮短了施工周期

可以避免傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)施工方法由于配套條件差和氣候上問(wèn)題對(duì)建設(shè)造成的影響。放寬了有效施工周期，從而縮短了總施工周期。

（3）具有易搬運(yùn)、易重復(fù)使用等特點(diǎn)

本一體化裝置運(yùn)輸?shù)狡渌緢?chǎng)中，只需現(xiàn)場(chǎng)吊裝和連接預(yù)留口等工作，極大減少未來(lái)工程設(shè)計(jì)、施工的周期和工程總投資。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

有利于推進(jìn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、施工程序化，形成一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利專(zhuān)有技術(shù)，全面推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，迎合中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司在“十一五”期間提出的全面實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略方針。

隨著橇裝化裝置的發(fā)展，橇裝化裝置形成系列化、定型化橇裝后可以根據(jù)不同工程的不同參數(shù)如壓力、流量、溫度等直接選取與之適合的橇裝產(chǎn)品。這樣可以極大的縮短設(shè)計(jì)周期。而且，目前頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)也已提上日程。鑒于其單井總產(chǎn)量低、產(chǎn)氣周期短的特點(diǎn)，一體化橇裝裝置的重復(fù)利用特性無(wú)疑也是此類(lèi)工程很好的選擇。由此可見(jiàn)，橇裝化裝置發(fā)展?jié)摿薮笄遗c現(xiàn)今地面集輸工程的發(fā)展方向吻合，還亟待我們進(jìn)一步的研究與開(kāi)發(fā)。

［1］ 張春燕,郭益,劉承昭.井站集輸設(shè)備的橇裝化設(shè)計(jì)及應(yīng)用 [J]. 廣州化工，2011,19：22-25.

［2］ 張春燕,朱明高,劉承昭.淺談氣田集輸橇裝模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的優(yōu)越性[J].天然氣與石油，2009，27（6）：10-11.

［3］ 湯林,白曉東,孫鐵民.油氣田地面工程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的實(shí)踐與發(fā)展[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2009,20(2):1-3.

［4］ 李海潤(rùn),劉百春,徐嘉爽.橇裝化裝置在海外氣田集輸工程中的應(yīng)用[J].天然氣與石油，2013，31（2）：14-17.

［5］ 吳偉,羅獻(xiàn)堯.橇裝化設(shè)備在普光氣田集輸工程中的應(yīng)用[J]. 化工時(shí)刊, 2012,08:15-17.

［6］ 劉波.靖邊氣田實(shí)施“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化建設(shè)”效果分析[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2011,22（2）：40-42.

Application of Skid-mounted Unit in Ground Gathering and Transportation Engineering

MIN Gang1,LUO Yi-dong2,CHEN Zhang-bing1,YAN Ming-long1
（1. PetroChina CPE-SW, Sichuan Chengdu 610041，China；2. PetroChina Southwest Oil&Gas Field Company Shunan Gas Field, Sichuan Luzhou 646000，China）

In recent years, the advantages of skid-mounted unit in ground gathering and transportation engineering are obvious gradually. Based on the practical engineering, the advantages of skid-mounted unit in ground gathering and transportation engineering were discussed. It has many advantages, such as reducing the total project investment, shortening the construction period, reusable, easy to move, and reducing pollution, compared with the traditional gas field surface engineering construction method. It will bring great value in the future engineering design and construction.

Skid-mounted unit; Ground gathering and transportation engineering; Cold area; Standardized design; Procedural construction

TE 832

： A

： 1671-0460（2015）05-1147-02

2014-11-26

閔剛（1979-），男，貴州畢節(jié)人，工程師，主要從事天然氣加工工藝技術(shù)研究及工程設(shè)計(jì)工作。E-mail：mingang@cpesw.com.cn。