脫水撬低壓運(yùn)行技術(shù)探討

田曉龍 李夢(mèng)潔 馬玉琴 張保利

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠,陜西西安710021)

脫水撬低壓運(yùn)行技術(shù)探討

田曉龍 李夢(mèng)潔 馬玉琴 張保利

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠,陜西西安710021)

隨著氣田天然氣的不斷采出，地層壓力逐漸降低，部分氣井由于產(chǎn)能不足采取了間歇生產(chǎn)的管理模式，為了提高氣田采收率，某采氣廠在多個(gè)區(qū)塊分期開(kāi)展了“以區(qū)域增壓為主、部分集氣站單站增壓為輔”這一增產(chǎn)工藝模式，因壓力降至2MPa以下，停運(yùn)了集氣站脫水撬。本文主要針對(duì)實(shí)施區(qū)域增壓停運(yùn)脫水撬造成的影響及解決思路進(jìn)行分析，提出設(shè)備改造建議，為脫水撬低壓運(yùn)行探索、積累經(jīng)驗(yàn)。

脫水撬;低壓運(yùn)行;探討

根據(jù)管網(wǎng)分布特點(diǎn)，管網(wǎng)集輸能力不足的端點(diǎn)集氣站和靠近干線節(jié)點(diǎn)的單座集氣站對(duì)比后優(yōu)選單站增壓，增壓后進(jìn)入集氣干線。在此工藝布局實(shí)施的同時(shí)，上游站用于天然氣脫水的設(shè)備脫水撬受系統(tǒng)壓力降低至2MPa以下無(wú)法運(yùn)行。

1 脫水撬停運(yùn)的影響

區(qū)域增壓帶來(lái)的增產(chǎn)效果是很明顯的，氣井產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量增加、間歇井實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)，同時(shí)也降低了高壓生產(chǎn)天然氣帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)避了設(shè)備連年老化、腐蝕帶來(lái)的負(fù)面影響，但在局部會(huì)造成如下一些現(xiàn)狀：

（1）脫水撬停運(yùn)，會(huì)造成很大的資源浪費(fèi)，假如不能及時(shí)調(diào)撥、安裝使用，還會(huì)造成內(nèi)部結(jié)垢、腐蝕，再次投運(yùn)會(huì)發(fā)生很大的費(fèi)用

（2）脫水撬停運(yùn)，集氣站不脫水，冬季會(huì)造成加熱爐、采暖爐、發(fā)電機(jī)供氣管線生成水化物凍堵，在全面開(kāi)展數(shù)字化中心站建設(shè)的今天，該因素會(huì)造成單元生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)的增加，不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因水化物導(dǎo)致減壓閥失靈，有可能造成站內(nèi)低壓系統(tǒng)的超壓，引發(fā)安全生產(chǎn)事故。

（3）脫水撬停運(yùn)，集氣站不脫水，在大量的游離水進(jìn)入輸氣管線，不僅會(huì)降低輸送效率，還會(huì)造成管線的腐蝕，因存在大量的游離水，往往給下游增壓站的安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患。

（4）脫水撬停運(yùn)，集氣站不脫水，會(huì)給下游用戶造成經(jīng)濟(jì)損失，我廠多個(gè)站點(diǎn)已經(jīng)擔(dān)負(fù)起兄弟單位原油生產(chǎn)的燃?xì)夤┙o任務(wù)，一旦因水化物造成供氣管線凍堵，其影響將是連鎖反應(yīng)，不建立必要的應(yīng)急響應(yīng)措施，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)外部負(fù)面影響。

2 脫水撬低壓運(yùn)行的思路

按照區(qū)域增壓增產(chǎn)總體工藝布局，以脫水撬現(xiàn)有基礎(chǔ)配置，在不增加太多資金投入的條件下，要實(shí)現(xiàn)停運(yùn)脫水撬的運(yùn)行，只能選擇低壓運(yùn)行這一基本模式，并在低壓運(yùn)行模式下實(shí)施局部基礎(chǔ)配置的改造。

2.1 脫水撬現(xiàn)有基礎(chǔ)條件不能實(shí)現(xiàn)低壓工藝運(yùn)行

脫水裝置采用KIMARY循環(huán)泵，其最大工作壓力為1500psi，最高工作溫度93℃。現(xiàn)場(chǎng)采用的有9015、21015、45015系列KIMARY循環(huán)泵，其運(yùn)行壓力經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐得知，配備9015的脫水撬最小啟泵壓力為2MPa，配備21015的脫水撬最小啟泵壓力為2.8MPa，配備45015的脫水撬最小啟泵壓力為4MPa，增壓上游站系統(tǒng)壓力低于2MPa。顯然，增壓上游站系統(tǒng)壓力不能滿足三甘醇循環(huán)泵的運(yùn)行，即不能實(shí)現(xiàn)脫水撬物理脫水這一工藝。

2.2 三甘醇循環(huán)泵改造基本思路

對(duì)照核心配置分析，只要能夠滿足將緩沖罐貧液三甘醇升壓至吸收塔工作壓力，輸送至吸收塔內(nèi)，再通過(guò)泵升壓將富液三甘醇輸送至閃蒸罐就可實(shí)現(xiàn)脫水裝置中的三甘醇循環(huán)（部分脫水撬富液依靠重力可自流至閃蒸罐），一套脫水裝置應(yīng)安裝2臺(tái)/套循環(huán)泵，互為備用，以保證脫水撬三甘醇的正常循環(huán)。

（1）能源配置

（2）電動(dòng)循環(huán)泵的安全需求

（3）循環(huán)泵制造要求

（4）流量確認(rèn)

3 改造建議

（1）改造前，應(yīng)充分的與循環(huán)泵制造廠商進(jìn)行必要溝通，針對(duì)不同廠家、型號(hào)脫水撬的天然氣脫水工藝的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，設(shè)計(jì)制造的循環(huán)泵才能最大限度的滿足脫水運(yùn)行需求。

（2）改造可借鑒注醇泵的改造經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)單電機(jī)、雙泵頭隔膜運(yùn)行的方式，滿足壓力可調(diào)、體積小、無(wú)泄漏、耐高溫、可靠性高、檢維修方便等現(xiàn)場(chǎng)需求，并實(shí)現(xiàn)脫水撬中、低壓工藝運(yùn)行的轉(zhuǎn)換需求。

（3）考慮三甘醇與天然氣在吸收塔中逆向接觸時(shí)間、三甘醇自上向下流經(jīng)泡罩塔盤的時(shí)間限制及天然氣處理量與三甘醇循環(huán)量之間的關(guān)系，避免出現(xiàn)小馬拉大車或大馬拉小車的現(xiàn)象。一方面，由于泵排量大，輸送液量大，而塔盤滲透有限，造成三甘醇攜帶損耗；另一方面，由于泵排量小，輸送液量小，造成吸收塔內(nèi)無(wú)足夠三甘醇與天然氣逆向接觸吸收飽和水分，并造成再生系列問(wèn)題。

因此，對(duì)循環(huán)泵改造的同時(shí)，有必要加入變頻器進(jìn)行智能化管理，通過(guò)減小電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速減低，帶動(dòng)泵減低排量，反之，當(dāng)需要排量增大時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，達(dá)到控制排量的目的。電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷隨著變頻器進(jìn)行調(diào)整，電動(dòng)機(jī)的效率可有效提高，實(shí)現(xiàn)不間斷工作，滿足設(shè)備運(yùn)行的工藝需求，還可防止人為頻繁啟動(dòng)縮短壽命，并實(shí)現(xiàn)智能盤泵、軟啟動(dòng)、軟啟動(dòng)停泵，達(dá)到節(jié)能的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著區(qū)域增壓模式的廣泛開(kāi)展，集氣站系統(tǒng)壓力將會(huì)逐步降低，越來(lái)越多的脫水撬將面臨停運(yùn)的困境，其不僅會(huì)進(jìn)一步降低脫水撬的使用率，造成設(shè)備資產(chǎn)的浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)因天然氣不脫水給安全生產(chǎn)及管道輸送、關(guān)聯(lián)用戶安全用氣造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。研究脫水撬低壓運(yùn)行模式及相應(yīng)的技術(shù)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，既能保證設(shè)備的高效使用、降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足數(shù)字化無(wú)人值守站的運(yùn)行需求，同時(shí)又能避免設(shè)備調(diào)撥所產(chǎn)生的高額費(fèi)用。因此，脫水撬低壓運(yùn)行及其配套技術(shù)具有全面推廣應(yīng)用的價(jià)值。

田曉龍（1987-）男，漢族，甘肅慶陽(yáng)人，助理主辦，主要從事人力資源管理工作。