天然气输送管道除水干燥技术

14油气田地面工程第24卷第7期(2005.7)天然气输送管道除水干燥技术耿良田于洪喜(胜利油田油气集输公司)摘要天然气输送管道投产前进行除水根据文献介绍的不同类型的清管器实验结果及与干燥处理,可以抑制投产过程产生水合物运行效果可知,直板型清管器具有良好的密封作或防止输气海管的腐蚀。文章讨论了输气管用,适于排水干燥处理,具有以下特点道除水与干燥工艺技术,明确了清管器的设1)直板型清管器经过直线管段的液体泄漏计、选型原则。除水与干空气干燥工艺应用量可以忽略。表明,聚氨酯材料制作的直板型清管器具有(2)相对于皮碗,直板更简单,逆向流动影较好的耐曆性和密封性,干空气干燥是短距响小。遇低速逆向流动,密封直板直至清管器反向离输气管道干燥处理的最佳方案运动至焊缝处才开始变形,直板型清管器对于內涂主题词天然气管道除水干燥清层输气海管是安全的选择。管器(3)导向板、密封板布置及清管器的长度对清管器经过弯头处的窜漏特性影响明显,清管器有1.管道除水技术效长度以1.45~1.60D为宜通常新建天然气管道投产前都要进行充水、清4)因周向焊缝产生的密封板磨损量占总磨管、试压操作。除水工艺应根据干燥工艺确定。经损量的40%,聚氨酯是加工制作导向板和密封板过除水工艺后,除个别的低洼管段外,绝大部分的的最佳选材。水已被清除,但在过大的内壁面上会留下一层薄水2.管道干燥技术膜,厚度一般介于0.05~0.15mm之间。常见的干燥工艺方法有干空气干燥法、干燥剂除水工艺一般采用多个清管器组成的清管列车燥法、氮气干燥法、真空干燥法和净化天然气干次完成,也可多次发送单个清管器分步完成,采燥法等。用何种形式要视管道情况及干燥方式确定。对于距(1)干千空气干燥法。这种方法分为除水和干离较长的海底输气管道,除水不能进行分段处理,燥两个阶段。除水程序可采用清管列车或分多次单般采用清管列车将试压水排出管道,清管列车由发扫线清管器除水,干空气干燥将空气脱水处理,干空气、千燥天然气等介质推动,干空气干燥天使其露点降至-60℃甚至更低后送入管线,由于管然气吹扫干燥随之进行或转入真空干燥。对于陆上道内壁水蒸汽的分压和干空气流的水蒸汽分压之间输气管道,一般采用分段干燥处理,每段长度约50存在差值,所以当低露点的空气进入管道后会促使00km,因此可采用多次单独发送清管器的方式除残留在管道内壁上的水蒸发,并通过气流将蒸发出水。管道内壁越光滑,清管器的密封性能越好,水的水帶出管外。干燥合格管内空气露点可以达到膜的厚度越薄,积水量就越少。采用干燥剂进行干20℃,甚至达到-40℃。研究证明,管道经过干空燥的输气管道,排水过程与干燥工程往往同时进行。气干燥至露点-18℃以下时,管内壁的腐蚀速度明排水列车和干燥剂列车都是由多个清管器组成的,显降低甚至完全停止,干燥合格后的管道空管放置组成排水列车的多个清管器间隔形成淡水段塞(海10个月甚至更长的时间,未见腐蚀。因此干空气水试压,清除盐份)和空气段塞;组成干燥剂列车千燥法更适于干燥与管道进气间隔较长时间的的多个清管器间隔形成多个干燥剂段塞。显然除水情况后输气管内剩余水量的多少与后续的干燥时间成正中国煤化工要有两种方法,一是在比,排水效果在很大长度上取决于排水清管器的选采用CNMH一定时间连续投入清型设计,良好的清管器设计是保证排水以及干燥效管器(常用泡沫清管器)辅助干燥,二是只用干果的关键。摩擦阻力小、密封性能好,经过清管器空气持续低压吹扫。第一种方法由于泡沫清管器的的液体泄漏量少,干燥空气经过清管器向前窜漏量辅助,可以提高干燥速度,但由于泡沫清管器易磨小是清管器设计应遵循的基本原则。损,一般只适用于距离较短的管道(段),可干燥油气田地面工程第24卷第7期(2005.7)的最长距离在100km左右。第二种方法可干燥很(1)排水/干燥方案。清管器选用双向直板式长的管道(段),目前最长达到了620km,但受限清管器,材料为聚氨酯直板,清管器直板分2组,于干空气制取设备和压缩机的规模。此方法简单、毎组设置导向板2片、密封板3片,清管器有效长安全,但干燥周期长。度为海管直径的1.6倍。清管列车运行过程中,为(2)干燥剂干燥法。该法是用多个清管器组避免因清管器泄漏可能岀现的追尾现象,而影响管成清管列车,在清管器之间充入干燥剂(如甲醇、道除水干燥处理效果,相邻清管器间的距离应不小乙二醇、二甘醇或三甘醇等〕及干燥剂冻胶构成于200m。清管器运行速度控制在0.3~1.0m/s的干燥剂段塞和冻胶段塞,采用干空气或干天然气以保持最佳密封效果。清管器到达收球筒的速度应来推动清管列车前进。该法优点是投产周期短,能不超过0.5m/s,以避免清管器可能对收球筒产生适应低温和高压运行的管道;缺点是操作环节多,的撞击。对管道的施工质量要求较高。它可以分为除水和干平台间生产管道距离短,且海上操作空间有燥2个阶段进行,但国外大部分管道都将除水和干限,因此选择干空气干燥工艺,除水与干燥分开进燥合二为一进行,即不再单独往管道中投入清管器行,先除水达到标准后,再进行干空气吹扫干燥来排除试压水,而是直接由清管列车将试压水排出除水/干燥处理分为脱盐除水和空气干燥2个工艺管外,同时由清管器之间的千燥剂对管道内剩余的过程。脱盐除水又包括除水、扫水2个阶段。除水水分进行干燥或抑制其生成水合物清管列车由2个双向直板清管器和1个泡沫清管器3)惰性气体氮气干燥法。该法类似于干空组成,它可排出管内大部分的水分。扫水清管列车气干燥法,直接利用低露点氮气实现输气管道的干由3个泡沫清管器组成。若东方1-1气田WHPE燥处理。该法简单可靠,干燥效率高,干燥时间端见到大量的游离水,需要多次发送扫水清管列短,可以直接引入天然气,但投资相对较高,适于车。清管器列车从CEP向WHPE发送,由无油低处理管径小、距离短的输气管道。露点(-60℃)压缩空气驱动,WHPE平台收球4)真空干燥法。该法分为除水和干燥2个筒接收清管器。除水合格后转入干空气吹扫干燥阶阶段,其中除水程序与干空气干燥方法中的除水方段,用-60℃露点干空气低速吹扫海管至WHPE法相同。干燥阶段分为3步:①降压,用真空泵抽端,空气露点低于-30℃或更低,关闭海管进入吸气,在管道内形成负压;②沸腾,当压力达到预定水过程,吸水时间不少于12h吸水结束,WHPE值时,管道内的游离水便会沸腾蒸发;③干燥,当端测空气露点低于-20℃,则管道干燥处理成功结沸腾速度开始下降时,用真空泵进一步降低管道内束。由此可以开始进行氮气惰化。压力,将蒸发的水分抽出。如此反复,直至达到要(2)排水/干燥效果。由于平台间生产管道距求为止。该法可靠性高、干燥深度大(露点低),离短,东方1-1气田WHPE平台收到的直板清管特别适于处理有分支的管道,但操作过程控制较复器未见明显磨损痕迹,WHPE平台收到最后一个清杂,持续时间长,不适于小管径的长距离管道。管器,未见游离水出现,取消扫水程序。干燥操作(5)净化天然气干燥法。该法与干空气干燥千空气气量介于1200~1300m3/h之间,末端测得法类似。不同的是,千燥介质采用的是干燥的天然的空气露点至-40℃用时18.2h;吸水阶段进行约气,并且不分段,将脱水处理后的低露点天然气输4h后,测得的空气露点为-334℃,之后空气露入管道,吸收水分并随天然气一起带出管道。该法点基本不变虽然进气早,但是干燥期很长,并且生成水合物的4.结语可能性相当大,对于海上天然气管道的干燥处理不采用聚氨酯材料制作的直板型清管器具有较好适用。的耐医性和寧杜性蒲输气管道除水和干燥剂干3.排水/干燥技术应用燥要中国煤化工作简单,技术可靠性海南东方1-1(DF1-1)气田位于南中国海高、CNMH有很好的防腐效果的西南部,与海南陆地之间的距离约为104km,最特别适于干燥与管道进气时间间隔较长的海底管线大水深0m。东方1-1气田平台间生产管道连接干燥。中心平台(CEP)和无人值守井口平台-EWHPE),管道直径为304.9mm,长度为3.6km。栏目主持杨军)