楊瀛

中國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 吉林長春 130062

1 集氣站一般工藝流程現(xiàn)狀及存在問題

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，采取管線的管理，井場的分離處理，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]。天然氣處理站場的主要任務(wù)是接收氣田來氣，對天然氣中所含的雜質(zhì)和水進(jìn)行分離，對天然氣進(jìn)行計量，發(fā)送清管器及在事故狀態(tài)下對輸氣干線中的天然氣進(jìn)行放空等。如氣井需要進(jìn)行增壓，一般天然氣處理站場還需增加增壓設(shè)備。天然氣處理站場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。

天然氣處理站場的一般處理工藝流程為：井場來氣→進(jìn)站閥組→加熱節(jié)流→切換閥組→生產(chǎn)分離/計量分離→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，天然氣處理站場的主要生產(chǎn)設(shè)備選型及工藝流程會有所差別。如果新建天然氣處理站場所轄氣井井?dāng)?shù)過多，則會直接影響到站場內(nèi)前端加熱設(shè)備的選型及定制，從而影響到新建站場的投產(chǎn)時間，天然氣處理工藝流程的操作與控制也會相應(yīng)復(fù)雜，加大了站場的日常管理難度和投資預(yù)算。同時，目前大多數(shù)站場內(nèi)天然氣計量流程多為人工進(jìn)行切換，同樣加大了站場的日常管理難度。

而當(dāng)氣田進(jìn)入開發(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法進(jìn)站處理外輸時，一般的做法是在天然氣處理站場內(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，則會需要對天然氣處理站場進(jìn)行停產(chǎn)改建，不光影響產(chǎn)量，同時增加后續(xù)的投資。

2 多井式集氣站工藝流程簡化思路研究

對于所轄井?dāng)?shù)較多的新建天然氣處理站場，站內(nèi)的進(jìn)站管網(wǎng)數(shù)量、加熱爐的盤管數(shù)量、相應(yīng)的自控儀表都會相應(yīng)變多。加熱爐的盤管數(shù)量如果較多，不僅制約著管程內(nèi)天然氣加熱的熱效率，對下游的工藝流程帶來影響，同時也對加熱爐設(shè)備的定制要求提高了難度，加熱設(shè)備的定制時間也會延長，站場的投產(chǎn)時間也會受到影響。而站場內(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，工人的日常操作會越繁瑣，同時也給設(shè)備及管網(wǎng)檢修帶來了不便。

針對上述問題，通過對多井式集氣站工藝流程簡化研究，利用對進(jìn)站天然氣先計量分離后加熱節(jié)流的處理流程，可以有效的減少站內(nèi)的管網(wǎng)數(shù)量，同時站內(nèi)計量流程采用自動化方式切換，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法達(dá)到站場外輸壓力時，還可對已建的計量流程進(jìn)行增壓外輸，整體實(shí)現(xiàn)對新建天然氣處理站場的工藝流程簡化處理，達(dá)到降低新建站場投資預(yù)算，節(jié)省投產(chǎn)時間的目的[2]。

該天然氣處理系統(tǒng)流程由包含計量分離器撬塊、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足天然氣集輸過程中不形成水合物，后經(jīng)過進(jìn)站閥組節(jié)流至統(tǒng)一壓力進(jìn)入到生產(chǎn)匯管與計量匯管，需要進(jìn)行計量的單井天然氣進(jìn)入計量匯管，其余單井天然氣匯合至一起進(jìn)入生產(chǎn)匯管；需要計量的單井井流物經(jīng)過計量匯管進(jìn)入計量分離器撬塊進(jìn)行初步的脫水，后經(jīng)過渦街流量計進(jìn)行計量，其余單井天然氣經(jīng)過生產(chǎn)匯管進(jìn)入生產(chǎn)分離器撬塊進(jìn)行初步脫水。計量后的天然氣通過計量閥門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，單井計量閥門由天然氣加熱節(jié)流撬塊的控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制閥門開關(guān)及閥門開度，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)置固定的計量時間后，控制系統(tǒng)會對單井計量閥門進(jìn)行控制，自動切換單井計量閥門的開關(guān)，以達(dá)到進(jìn)站單井自動切換計量的目的。

當(dāng)部分氣井由于油壓下降，無法滿足站場外輸壓力要求時，該氣井生產(chǎn)的天然氣進(jìn)站后可直接通過計量匯管進(jìn)入計量分離器進(jìn)行分離計量，后進(jìn)入計量流程后端的增壓流程，通過天然氣增壓裝置進(jìn)行增壓，增壓后的天然氣通過計量閥門后與經(jīng)過生產(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)過天然氣加熱節(jié)流撬塊加熱后的天然氣通過油嘴或者角閥進(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其中的某一個流程，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，天然氣輸送至深度脫水裝置進(jìn)行深度脫水以滿足天然氣外輸?shù)囊骩3]。

3 總結(jié)

多井式集氣站工藝流程簡化是針對所轄新投產(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，天然氣計量流程自動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，進(jìn)一步簡化了新建天然氣處理站內(nèi)PLC自控系統(tǒng)的設(shè)計。

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

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