天然氣長(cháng)輸管道干燥技術(shù)

第30卷第6期石油工程建設★沖(()(《*《科單*的)白《)神))沖*片料增片料天然氣長(cháng)輸管道干燥技術(shù)項目來(lái)源:西氣東輸管道分公司科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)項目,編號:XQDs012示*小*小*小*小**小水小*沙*小*示*小*小**小*小**習小公*小水習**小分*小小**)*小*分*小*習**小*小小*)倪洪賑,孫樹(shù)山(遼河石油勘探局油建一公司,遼寧盤(pán)錦124120)摘要:簡(jiǎn)要介紹了天然氣長(cháng)輸管道干燥技術(shù)概況,列舉了國內天然氣長(cháng)輸管道干燥處理的實(shí)例,對管道的幾種干燥方法進(jìn)行了比較,著(zhù)重介紹了目前應用較多的干空氣干燥法和真空干燥法,就這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)、工藝原理、工藝流程、所用設備以及影響干燥效果和時(shí)間的因素進(jìn)行了論述。關(guān)鍵詞:天然氣長(cháng)輸管道;干空氣干燥;真空干燥;技術(shù)中圖分類(lèi)號:TE973.8文獻標識碼:A文章編號:1001-2206(2004)06-0013-041天然氣長(cháng)輸管道干燥技術(shù)概況氣體,當壓力降低到環(huán)境溫度對應的飽和水蒸氣為了排除新建天然氣長(cháng)輸管道的隱患和缺陷,壓時(shí),液態(tài)水會(huì )在常溫下沸騰蒸發(fā),水蒸氣被真投產(chǎn)前必須進(jìn)行試壓,用水作介質(zhì)進(jìn)行管道試壓空泵抽出,達到管內除水干燥的目的時(shí),試壓清管后管道內仍有少量水。在投產(chǎn)前如國外天然氣長(cháng)輸管道干燥技術(shù)起步很早,發(fā)果不進(jìn)行干燥,則易造成管道冰堵,影響輸氣質(zhì)展也較為迅速,但在我國應用相對較晚,因為以量。因此,天然氣長(cháng)輸管道在投產(chǎn)前必須進(jìn)行干前對天然氣長(cháng)輸管道內液態(tài)水和水蒸氣的危害燥處理。目前,干燥的方法主要有干燥劑法、流直沒(méi)有足夠的認識,上世紀90年代以前建成的天動(dòng)氣體蒸發(fā)法和真空法等。然氣長(cháng)輸管道在投產(chǎn)前是不進(jìn)行干燥的。90年代干燥劑法一般是釆用甲醇、乙二醇或三甘醇以后,隨著(zhù)長(cháng)輸管道建設水平的提高,以及大口作為干燥劑,這些干燥劑和水可以任意比例互溶,徑、高壓、大排量天然氣長(cháng)輸管道的建設,逐漸所形成的溶液中水的蒸氣壓大大降低,從而達到認識到管道干燥的必要性,并對后來(lái)建成的幾條干燥的目的。殘留在管道內的干燥劑同時(shí)又是水重要管道進(jìn)行了干燥處理。如:1992年建成的上合物抑制劑,能抑制水合物的形成。在實(shí)際應用海平湖海底輸氣管道,內直徑334mm,長(cháng)388過(guò)程中,采用天然氣或氮氣作為推動(dòng)力,在兩個(gè)km,全線(xiàn)采用了凝膠清管器夾帶三甘醇的干燥方清管器間夾帶一定體積的干燥劑,從而達到徹底法進(jìn)行干燥;1993年建成的海南崖城13-1天然氣脫水干燥的目的,這種方法就是國外常用的“兩輸送管道,管直徑711mm,長(cháng)778km,全線(xiàn)采用球法”。在“兩球法”的基礎上,國外又發(fā)展了了真空法進(jìn)行干燥;1997年建成的陜一京輸氣管“三球法”,與“兩球法”相比,“三球法”能使道,采用甲醇干燥法進(jìn)行干燥,干燥不徹底,效殘留在管內壁上的液膜中干燥劑的濃度更高,且果不太理想,導致后來(lái)發(fā)生水合物冰堵;2000年干燥劑損耗量更小。京一石輸氣管道,管直徑526mm,長(cháng)300km,全流動(dòng)氣體蒸發(fā)法的原理是:流動(dòng)的干燥氣體線(xiàn)采用干空氣干燥;2001年建成的澀一寧一蘭輸在管道內與殘留在管內壁及低洼處的水接觸后使氣管道,其中9.5km試驗段采用了干空氣法進(jìn)行水蒸發(fā),達到干燥的目的。這種氣體可以是干燥干燥;2002年建成的滄一淄輸氣管道,全線(xiàn)采用的空氣、氮氣或天然氣,所以流動(dòng)氣體蒸發(fā)法又了干空氣法進(jìn)行干燥;2003年,西氣東輸管道工可以分為干空氣干燥法、氮氣干燥法和天然氣干程的中國煤化工徑1016mm,長(cháng)燥法。1573CNMHG,最終露點(diǎn)為-20真空干燥法是利用真空泵抽吸密閉容器內的℃,干燥效果很好;2004年6月,西氣東輸管道石油工程建設2004年12月工程西段(輪南一靖邊),長(cháng)2363km,全線(xiàn)采用km;二是2002年建成的俄羅斯一土耳其的藍色氣干空氣干燥,最終露點(diǎn)為-22℃,干燥效果更好。流工程( Blue Stream Project Pipeline);它是兩條直2幾種干燥方法的比較徑610mm、深1000m的海底管道,每條長(cháng)350天然氣長(cháng)輸管道干燥方法多種多樣,且每種km,全線(xiàn)采用了干空氣干燥。干燥方法又有其優(yōu)缺點(diǎn),表1是各種干燥方法的在國內,干空氣干燥法成功應用于京一石、比較。通過(guò)對幾種方法的干燥成本、干燥時(shí)間、澀一寧一蘭、滄一淄、西氣東輸等天然氣輸送管干燥效果、適應情況的比較,可以看出,干空氣道。干燥法和真空干燥法具有較多的優(yōu)點(diǎn),且應用較32干燥設備多。因此,下面對這兩種方法進(jìn)行介紹。高中壓一體機:排量4200~4500m3/h,最表1幾種干燥方法的比較大壓力l5MPa;大排量空壓機:排量7600m3/h流動(dòng)氣體蒸發(fā)法最大壓力15MPa,附帶配套增壓機,最大壓力可干燥方法干燥劑法干空氣氮氣天然氣1真空達8MPa;無(wú)熱再生空氣干燥器和微熱再生空氣干干燥法干燥法干燥法干燥法燥器:排量均為100-180m3/min,最低露點(diǎn)均干燥成本比較高|最低昂貴較低為-45℃;大排量真空泵組有效抽速12000m/h干燥時(shí)間較短最短較短極長(cháng)較短極限真空度達2Pa干燥效果較好很好很好較差最好距離不受區城短距離小口徑、國梅底管33千空氣千燥工藝過(guò)程口徑小的限制,受管小口徑的壓、溫度較道、較大采用干空氣干燥法時(shí),實(shí)際施工工藝有兩種,用范圍海底管道徑、管道長(cháng)管道高管道|口徑管道種是在通干空氣吹掃的同時(shí),間隔一定時(shí)間通應用較多泡沫清管器輔助干燥,另一種是只用干空氣連續對較小低壓吹掃。前一種工藝由于泡沫清管器的輔助作3干空氣干燥法用,干燥速度較快,但由于泡沫清管器較易磨損,3.1干空氣干燥法的優(yōu)點(diǎn)般只適用于干燥距離較短的管段,一次可干燥干空氣干燥是采用經(jīng)過(guò)除油、過(guò)濾和脫水的的最長(cháng)距離在150km左右;后一種工藝可干燥很干燥純凈壓縮空氣吹掃管道,使管道內壁附著(zhù)的長(cháng)的管道,到目前為止,采用此工藝干燥距離最水分蒸發(fā),并將管道內的濕空氣排出管外,達到長(cháng)的管道是新疆輪南一上海的西氣東輸管道工程,干燥管道的目的。長(cháng)達3800km,但要求空壓機和制取干空氣設備的干空氣干燥法早在上世紀80年代初就被國外規模很大。典型的干空氣干燥工藝曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。采用,世界各地的各種天然氣長(cháng)輸管道都有采用BC該法進(jìn)行干燥的實(shí)例,并且一直沿用至今。干空氣法之所以被廣泛采用,是因為它具有以下優(yōu)點(diǎn):0(1)空氣來(lái)源廣,不受地區限制。(2)空氣可以任意排放,無(wú)毒、無(wú)味、不燃、不爆、無(wú)安全隱患。時(shí)間/d(3)既適用于陸地管道,也適用于海底管道圖1干空氣干燥工藝曲線(xiàn)(4)受管徑、管道長(cháng)度的影響相對最小。圖1中最初A→B的下降是由于水分蒸發(fā)引起(5)干燥成本低。的降溫所致,從C點(diǎn)開(kāi)始,管道內的氣液平衡被(6)易與管道建設和水壓試驗相銜接。打破,空氣不再飽和,表明管道內大部分液態(tài)水(7)干燥效果好,露點(diǎn)可達到-25℃以下。已經(jīng)蒸發(fā),繼續用干空氣吹掃將降低管道內的露在海底管道方面,干空氣干燥法應用最成功點(diǎn)。達到F點(diǎn)后,停止干空氣吹掃,將管道密封。的兩個(gè)例子:一是195年建成的挪威一德國的因管中國煤化工者必然進(jìn)行熱量Europipe管道,它是20世紀采用干空氣干燥的距交換CNMHG果管道內的某些離最長(cháng)的天然氣管道,其管徑1016mm,全長(cháng)1300地方還仔在妝念水,濃念水會(huì )蒸發(fā)補充到管道內第30卷第6期倪洪源等:天然氣長(cháng)輸管道干燥技術(shù)的空間,間隔一段時(shí)間后重新用干空氣吹掃,在(5)干燥成本較低。較短的時(shí)間內就能將露點(diǎn)降下來(lái)(H點(diǎn))。經(jīng)過(guò)幾(6)易與管道建設和水壓試驗相銜接。次間隔吹掃,最終能完全清除管道內的液態(tài)水在美國的南部、非洲中部、南美洲北部等地并將露點(diǎn)降至-20℃以下。區的陸上和海底管道釆用真空干燥法較多。在國從理論上講,隨著(zhù)時(shí)間的推移,最終管道出內,真空干燥法成功應用于大慶油田、塔里木油口處的空氣露點(diǎn)可達到-40℃以下(圖中F點(diǎn)),田等陸上天然氣輸送管道。這是最理想的狀態(tài)。但在實(shí)際施工中,除了對干42千燥設備燥要求較高的管道(如輸送酸性天然氣管道)外,JzJS1200-22真空泵,吸人壓力為25Pa,抽干燥終點(diǎn)沒(méi)有必要達到F點(diǎn),一般達到E點(diǎn)(-20氣量為72m3/min,電機功率555kW;SK-120水℃)就足夠了。因為在一個(gè)標準大氣壓下,-20℃環(huán)式真空泵,吸人壓力為-003-0.08MPa,抽氣量露點(diǎn)的空氣含水量?jì)H為0.8835g/m3,相當于在管為108m3/min,極限真空壓力為93Pa,電機功率道內壁上的殘留水為13~2mg/m2185kW。34影響干空氣干燥效果和時(shí)間的因素43真空干燥工藝過(guò)程(1)干空氣的最初含水量。理論上使用的干真空干燥過(guò)程可分為三個(gè)階段空氣越干,干燥時(shí)間越短。但實(shí)際干燥施工一般第一階段是初始抽氣、降壓階段,用真空泵釆用露點(diǎn)為-40~-50℃的干空氣,很少采用更低抽出大部分殘留在管道中的水蒸氣和空氣,降低露點(diǎn)的干空氣。因為露點(diǎn)低于-50℃的干空氣縮短管內壓力。期間管內壓力迅速降至管內溫度下的干燥時(shí)間的能力越來(lái)越小,而相應的制取費用越飽和蒸汽壓。來(lái)越高。第二階段是蒸發(fā)階段,時(shí)間長(cháng)。隨著(zhù)管內壓2)環(huán)境溫度。管道所處的環(huán)境溫度越高,力達到飽和蒸汽壓,殘留在管道內壁上的水分開(kāi)越有利于水分的蒸發(fā),同時(shí)干空氣的吸水能力越始大量蒸發(fā)。真空泵繼續工作,管內壓力不斷降大,干燥效果越好。低,同時(shí)水分不斷蒸發(fā)以彌補壓力損失。若管道(3)管道內的殘留水量。管道內的殘留水量殘留水分不多,管道與周?chē)鸁峤粨Q暢通,那么管越少,分布越均勻,干燥時(shí)間越短。無(wú)內涂層的內溫度基本不變,管內壓力基本保持在飽和蒸汽管道,用清管器掃水后,可使管內殘留水量減小壓值。這一過(guò)程將持續到所有水分蒸發(fā)完為止至相當于管道內壁只有005~0.1mm厚度的水膜。產(chǎn)生的水蒸氣被抽出,經(jīng)壓縮后排入空氣中,以4)干空氣的流量。干空氣流量越大,干燥避免在真空泵或噴射器出口處結冰,影響干燥效時(shí)間越短,但5~8m/s的干空氣流速在效果和經(jīng)果。濟上都比較好,再增加干空氣的流速對干燥的效第三階段是真空干燥階段,在第二階段管道果影響不大。中的水分全部蒸發(fā),真空泵繼續工作,壓力再次(5)液態(tài)水的分布狀態(tài)。在干燥初期,管道降低,直至真空泵所能達到的最低壓力。由于管內的液態(tài)水聚集在管道的較低部位,如果間歇發(fā)道內幾乎所有的空氣已被抽出,而且管道內所有送泡沫清管器,就可以將水推成薄膜,增大與干的液態(tài)水都已蒸發(fā),所以管道內的壓力可看作是空氣的接觸面積,提高干燥效果。水的蒸汽壓,由此可直接算出露點(diǎn)。如果達到預4真空干燥法定值,即可判定管道已干燥,真空干燥作業(yè)結束。4.1真空干燥法的優(yōu)點(diǎn)444影響真空干燥效果和時(shí)間的因素真空法應用較多,該方法具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)真空泵。選用合適功率的真空泵可保持(1)空氣可以任意排放,無(wú)毒、無(wú)味、不燃、較理想的抽真空速度,速度太慢,影響干燥速度;不爆、無(wú)安全隱患。速度中國煤化工°(2)對地層溫度較高的管道有特殊的效果。的地層溫度越高(3)既適用于陸地管道,也適用于海底管道越有小人,同時(shí)真空的吸水能(4)受管徑、管道長(cháng)度的影響相對較小。力越大,干燥效果越好。石油工程建設2004年12月<)()()()())《)()沖x)))《)))《)《))())()《)只《))()《)x())《)())(對)★輸油管道泄漏檢測系統研究項目來(lái)源:四川省重點(diǎn)學(xué)科建設項目,編號:SzD⊥6;西南石油學(xué)院研究生創(chuàng )新基金項目,編號:CXU314刻思1,彭善碧1,李長(cháng)1,陳柚君2,梁黨囝3(1,西南石油學(xué)院,四都610500;2.中石化廣東石油公司,廣東廣州5100003新疆油田油氣儲運公司,新疆克拉瑪依834000摘要:輸油管道泄漏嚴重影響油氣田的正常生產(chǎn),不僅給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失,而且污染環(huán)境。針對克拉瑪依一獨山子輸油管道的具體情況,研究設計了一套輸油管道泄漏檢測系統,包括硬件部分和軟件部分。提出了泄漏檢測系統的技術(shù)原理和實(shí)現方法,基于 Visual basic6.0編程環(huán)境,采用負壓波檢測技術(shù)編制了一套泄漏檢測軟件,并用動(dòng)態(tài)數據交換(DDE)技術(shù)實(shí)現了與 SCADA系統的集成。文章還介紹了泄漏檢測系統的硬件構成和軟件的功能。關(guān)鍵詞:輸油管道;泄漏檢測;系統;硬件;軟件中圖分類(lèi)號:TE973.6文獻標識碼:A文章編號:1001-2206(2004)06-0016-030引言測元件法等?，F代泄漏檢測及定位技術(shù)始于20世管道輸送已成為我國五大運輸方式之一,而紀80年代初,它基于管道 SCADA系統,運用現泄漏則是管道運行的主要故障,特別是近年來(lái)由代分析方法和控制理論,通過(guò)對所采集的管道運于打孔盜油盜氣造成的泄漏事故時(shí)有發(fā)生,嚴重行數據進(jìn)行處理并結合管道內流體的流動(dòng)狀態(tài)而影響了油氣田的正常生產(chǎn),造成了巨大的經(jīng)濟損實(shí)現泄漏的檢測及定位,主要有以下三類(lèi)失,污染了周?chē)h(huán)境。(1)基于物質(zhì)平衡的檢測方法。新疆油田所屬的克拉瑪依一獨山子輸油管道(2)基于模型的檢測方法。在2003年的7、8月份就發(fā)生了10余起打孔盜油(3)基于信號處理的檢測方法。事件,嚴重影響了管道系統的安全運行。因此,克拉瑪依一獨山子輸油管道是老管道,雖然結合油田實(shí)際情況,我們開(kāi)展了管道泄漏檢測系進(jìn)行了自動(dòng)化改造,但自動(dòng)化水平依然有限,考統的研究。慮到?jīng)]有安裝高精度的流量變送器,最終決定采泄漏檢測方法用基于信號處理的方法—負壓波泄漏檢測方法,管道工業(yè)發(fā)展的早期,石油天然氣管道的泄其原理如圖1所示。當管道因機械、人為破壞漏檢測主要采用人工分段巡視的辦法,之后又發(fā)管材腐蝕老化等因素發(fā)生泄漏時(shí),管內外壓差使明了基于硬件的檢漏方法,如檢漏電纜法、油檢流體迅速流失,泄漏部位的物質(zhì)損失使臨近部位必必必必必必必⑩必①必必必必分必必必價(jià)必必必分①必必必必必必必必必(3)管道內的殘留水量。管道內的殘留水量越少,干燥速度越快,所以最好用清管器、泡沫2壽德清儲運油料學(xué)[M]東營(yíng):石油大學(xué)出版社,194球將管內存水盡量清除[3]張育芳天然氣集輸工程[M]南充:西南石油學(xué)院出版社1995(4)液態(tài)水的分布狀態(tài)。在干燥初期,管道內的液態(tài)水聚集在管道的較低部位,通過(guò)間歇發(fā)作者簡(jiǎn)介:倪洪源(1971-),男,遼寧大連人,1994年畢送泡沫清管器,可以將水推成薄膜,增大與真空業(yè)于西的接觸面積,提高干燥效果。YH中國煤化工工程的工及技術(shù)管理工參考文獻收稿日CNMHGS-30[1]高祁長(cháng)輸管道施工作業(yè)技術(shù)M]西安陜西科學(xué)技術(shù)出版社