天然氣輸氣管線凍堵判別及措施預(yù)防

【摘要】本文闡述了天然氣輸氣作業(yè)在冬季生產(chǎn)過程中，輸氣管線遇到的各種問題及解決措施，詳細(xì)分析了不同干支線發(fā)生管線凍堵的判別方法，并根據(jù)冬季生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及理論分析總結(jié)出一系列切實(shí)有效的解決措施，為后續(xù)解決冬季管線凍堵問題提供有效幫助。

【關(guān)鍵詞】集輸；凍堵；措施

1、天然氣輸氣及工作特點(diǎn)

1.1天然氣輸氣工作概述

天然氣是由烴類和非烴類組成的復(fù)雜混合物。大多數(shù)天然氣的主要成分是氣體烴類，此外還含有少量非烴類氣體。天然氣中的烴類基本上是烷烴，通常以甲烷為主，還有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及少量的己烷及其以上烴類（C6+）。在C6+中有時(shí)還含有極少量的環(huán)烷烴（如甲基環(huán)戊烷、環(huán)己烷）及芳香烴（如苯、甲苯）。天然氣中的非烴類氣體，一般為少量的N2、O2、H2、CO2、H2S及水蒸氣，以及微量的惰性氣體如He、Ar、Xe等?！队蜌饧斣O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50350）定義，“油氣集輸”為“在油氣田內(nèi)，將油、氣井采出的原油和天然氣匯集、處理和輸送的全過程”。這是廣義的釋義。本文所指的天然氣集輸系統(tǒng)則是狹義的，只包括氣田內(nèi)部天然氣的匯集，即只含氣田內(nèi)部的井場(chǎng)、輸氣站、增壓站、閥室、清管站、輸氣總站和集輸管網(wǎng)等由井口至處理廠（含凈化廠，下同）之間的系統(tǒng)。

1.2天然氣輸氣工作特點(diǎn)

（1）介質(zhì)中含有腐蝕性和有毒物質(zhì)。天然氣組分中常含H2S、CO2、有機(jī)硫、液相水中的Cl-等有不利于生產(chǎn)安全的有害物質(zhì)，對(duì)金屬材料的腐蝕性及對(duì)人體的高度危害性。（2）天然氣通常處于被水蒸氣飽和的濕狀態(tài)。天然氣采出過程中，由于溫度壓力的空降，常有凝析水析出，為腐蝕作用的發(fā)生提供了條件。且與游離水形成冰雪狀的水合物，阻塞氣體流動(dòng)通道，影響集輸生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。（3）天然氣具有易燃易爆性。當(dāng)外界的空氣進(jìn)入管道和設(shè)備內(nèi)部或外泄的天然氣在一定的空間內(nèi)與空氣混合達(dá)到相應(yīng)比例時(shí)，還可能遇火發(fā)生爆炸事故。（4）天然氣集輸工作壓力高。天然氣氣井井口壓力一般可達(dá)20～70MPa，個(gè)別甚至高達(dá)I00MPa。高的工作壓力使設(shè)備和管道發(fā)生內(nèi)壓爆破事故的可能性和事故的危害性加大。

2、管線凍堵分類及常見解堵方法

2.1管線凍堵的分類

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，天然輸氣管線凍堵主要有：水堵、冰堵、水合物凍堵。①冰堵是由于氣溫比較低，管線內(nèi)的積液結(jié)冰，造成管線冰堵；②水合物凍堵是由于天然氣中的某些成分與水在高壓、低溫的環(huán)境下形成的籠型冰狀固體化合物，造成管線凍堵。③水堵則是由于天然氣攜液能力差，低位管線積液，導(dǎo)致堵塞；其中冬季生產(chǎn)中，前兩種現(xiàn)象較為常見。

2.2管線凍堵部位判別

在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，冬季是管線凍堵頻率最高及程度最嚴(yán)重的季節(jié)，單井井場(chǎng)、站內(nèi)流程等多處管線發(fā)生凍堵，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的平穩(wěn)、安全運(yùn)行。

（1）單井管線凍堵

凍堵原因：主要是由于高壓、低溫的環(huán)境促使天然氣中的某些成分與水發(fā)生反應(yīng)生成水合物。

判別依據(jù)：（1）若截?cái)嚅y未起跳座死、井口油壓升高，地面管壓較低，則井口針閥至截?cái)嚅y間管線凍堵。（2）若截?cái)嚅y起跳座死，則截?cái)嚅y下游凍堵。具體位置需根據(jù)氣井放空解堵及氣井開井判斷。（3）氣井放空后，注醇開井，如能開井成功，則截?cái)嚅y至下游小閘閥水合物堵塞。若注醇量大于下游小閘閥至井口放空閥管容量，甲醇浸泡一段時(shí)間后開井成功，則判斷為小閘閥下游發(fā)生水合物堵塞輕微；冬季生產(chǎn)時(shí)如果浸泡時(shí)間較長(zhǎng)，不能成功開井，則小閘閥下游管線水合物堵塞情況較為嚴(yán)重。

（2）輸氣干管凍堵

凍堵原因：主要是由于高壓低溫環(huán)境下造成的，干管凍堵部位及程度可根據(jù)注醇、開井效果來判斷。干管凍堵后，堵點(diǎn)上游氣井油壓上升，堵點(diǎn)下游氣井正常生產(chǎn)。

（3）站內(nèi)管線凍堵

從輸氣站的生產(chǎn)情況來看，站內(nèi)多條管線容易發(fā)生凍堵，包括：自用氣管線、排污管線、放空管線以及儀表風(fēng)管線等。井口來氣進(jìn)入站內(nèi)溫度比較低，加上氣溫比較冷，所以在站內(nèi)多處部位發(fā)生凍堵。

3、凍堵部位解堵方法及建議

3.1單井管線解堵

對(duì)于單井管線發(fā)生水合物凍堵的情況，最常用的方法是井口注醇法與放空解堵法相結(jié)合。

（1）注醇解堵。①檢查注醇車的甲醇、發(fā)動(dòng)機(jī)油、水、電及工具配備充足、齊全。②通過高壓管將井口與車載注醇泵出口相連；③啟動(dòng)注醇泵發(fā)動(dòng)機(jī)。④閉合發(fā)動(dòng)機(jī)離合器，給軟管內(nèi)注一定數(shù)量的甲醇，當(dāng)壓力泵壓力達(dá)到1MPa時(shí)將離合器分離。⑤緩慢打開井口閥門。⑥結(jié)合柴油機(jī)離合器注醇，檢查壓力表，觀察油管壓力（當(dāng)泵壓達(dá)到或超過27Mpa時(shí)，立即將離合器分離）。⑦按注醇量注醇完畢后停機(jī)，依次關(guān)閉井口閥門。⑧做好注醇記錄。⑨井口注醇?jí)毫θ舫^5MPa，則必須對(duì)井口高、中壓區(qū)域進(jìn)行可靠隔離。

（2）放空解堵。在井口注醇之前或者注醇解堵效果不明顯的情況下，我們可以采用放空法對(duì)管線進(jìn)行解堵，利用堵塞處兩邊的壓差，將水合物推出管線；采用這種方法時(shí)，可以再向管線中注入適量的甲醇，更能有效地解除水合物。

3.2干管解堵

對(duì)于干管解堵采用的方法有：停產(chǎn)放空法及定期注醇法等。

（1）停產(chǎn)放空。停產(chǎn)放空是解決干管凍堵最為常用的一種方法，利用堵塞處兩邊的壓差將水合物頂出。井口放空，將干管內(nèi)的水合物向外推出；站內(nèi)放空，反復(fù)多次從井口注醇、開井、放空，將干管內(nèi)的水合物向外推出。

（2）定期注醇。冬季嚴(yán)寒條件下，為防止水合物形成可以選擇對(duì)干管進(jìn)行提前注醇，實(shí)踐證明該方法可以有效的防止水合物形成，避免了井堵現(xiàn)象，從而保證冬季生產(chǎn)正常運(yùn)行。 同時(shí)建議維護(hù)、使用好在干管末端井增設(shè)的甲醇滴定罐或自動(dòng)加醇裝置。

3.3站內(nèi)管線解堵

站內(nèi)管線解堵包括自用氣管線、排污管線、放空管線以及儀表風(fēng)管線等。

（1）自用氣管線解堵。站內(nèi)自用氣管線解堵最常用的方法有：用開水澆燙、以及自用氣管線吹掃。

（2）排污管線解堵。當(dāng)排污管線不暢時(shí)，一是排污閥門堵塞；二是管線堵塞。首先應(yīng)立即用開水澆燙管線及閥門，如果排污還是不暢時(shí)，就應(yīng)該考慮閥門堵塞，應(yīng)該將閥門拆下，確認(rèn)閥門干凈無污物時(shí)應(yīng)立即將閥門恢復(fù)，以保證生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。

（3）儀表風(fēng)管線解堵。當(dāng)儀表風(fēng)管線發(fā)生凍堵時(shí)應(yīng)立即用開水澆燙。

（4）放空管線凍堵。當(dāng)放空管線發(fā)生凍堵時(shí)應(yīng)立即注醇解堵。

同時(shí)建議運(yùn)行管理上要注意①每日檢查電伴熱運(yùn)行狀態(tài)，確保其正常工作。②定期吹掃儀表風(fēng)管線。③在儀表風(fēng)管線上增加錫紙保溫。④定期清洗過濾器，及時(shí)排出積液。

綜上所述，天然氣輸氣管線在冬季生產(chǎn)中發(fā)生的凍堵現(xiàn)象后，解堵措施首先要從凍堵原因入手，對(duì)癥下藥，根據(jù)原因制定解決方案，并迅速實(shí)施，盡可能在凍堵前期完成管線解堵，否則待凍堵嚴(yán)重時(shí)再采取措施，往往措施效果差且解堵耗費(fèi)人力物力財(cái)力。

作者簡(jiǎn)介

牛蘇雨（女），學(xué)歷：大專。