清管工艺

清管工艺
1. 通球清管的目的
输气管线在生产过程中，不可避免地会从气(油)田带进大量的凝析油和污水；输入管线内的脱硫净化气中饱和的水蒸气，由于温降在管道内亦会凝析出大量的水形成积液。

这些积液或污水的存在造成管道腐蚀和输气能力降低，危害性很大。

不停气通球清管就是为了保证输气管线正常生产的前提下，排除积液，提高输气能力和减轻管道腐蚀。

2. 正常输气情况下球的运行规律
①球在管内的运行速度变化情况主要决定于管内阻力大小(污物多少与摩擦力)和输入与输出气量的平衡情况，以及管线经过地带地形起伏变化等因素。

球在管内运行时，可能时而加速，时而减速，有时甚至暂停后再启动。

②在管内污水较少和球漏气量较小的情况下，球速接近于按输气量和起、终点平均压力计算得的气体流速，推球压差比较稳定，不随地形高差变化而变化。

这是因为污水较少时，球的运行阻力变化不大；球运行压差较小，球被天然气流“携带”前进。

③球在推送较多污水的管段内运行时，推球压差和球速变化波动较大，但与地形高差变化基本吻合，即上坡减速，甚至停顿等候增压，下坡速度加快，这是因为推球压差是根据地形变化自动平衡的。

3. 通球工艺参数的选择与计算
(1) 推球压差
维持正常生产通球时，必须正确估计最大推球压差，以在不影响用户的情况下，调整输气压力和平衡气量。

影响最大推球压差的原因很多，如：在清管球爬坡时推顶水柱的静压力；球与管壁的摩擦阻力；气流、水流与管壁的摩擦阻力；以及由于爬坡或脏物卡球；球停止运动后，再次启动时克服的惯性阻力等。

在这些因素中，起主要作用的就是水柱的静压力及污水与管壁的摩擦阻力(在管线积水较多的情况下)。

在输气量大时应加上正常输气压力损失。

因此通球前应根据地形高差，积水情况和目前输气压力差(与理论计算压差相比较)以及过去的清管实践资料进行综合分析，估计通球所需的最大推球压差。

在通球中，建立推球压差的方法有如下几种。

①当输气管线的积水不多时，一般情况下，不必调整输气压力及气量，发球后的推球压差，在清管运行中随输气速度自动建立。

②当输气管线内的污水积存很多，估计推球压差可能较高，为了保证有足够的推球压差，并能及时建立，则必须预先调整清管球段输气压力(发球站压力)。

如果最大推球压差出现在输气管线的前段，考虑管内允许最高工作压力(包括气田内部集气管线)则应在发球前在满足生产的前提下，适当降低发球站输气压力。

如果最大推球压差出现在输气管线的末端(靠近主要用气区)则调整后的压力应当
满足在通球前时，在建立推球最大压差的过程中(此时球前压力下降，球后压力上升)，球前(下流)压力的降低不至影响用户用气，球后(上流)压力的上升又不会超过管线允许最高工作压力。

为此，要根据输气量及压力上升速度进行精确计算，选择合理的调整压力。

③当球在运行过程中，上流(发球站)输气压力已升至最高允许工作压力，则可采取关闭下流输气管阀并放空(当下、流有气井往管线输气时，也可以停止进气)，以
增大推球压差至克服阻力，通过这段后压差又自动减少。

(2) 球运行距离和速度的判断
通球清管中必须掌握球的运行情况，及时发现和处理通球中出现的各种问题，在收球时能准确地截断进气站输气阀门，进行收球排污工作，既不过多放空浪费天然气，又要避免污水推入站内装置和下段管线以及用户支线，这就要求我们正确确定球的位置。

球运行位置的确定方法如下。

①清管球指示器发出信号。

指示器应安装在发球站球阀下流1m左右的地方。

收球站及中途有用户的输气站，安在进站前500～1000m的地方，中途阀室安装在站
内出站方向上。

②人工监听。

在没有安装清管球指示器的输气管线上或有其他要求时，则可在沿线上述位置选择监听点专人监听，了解污水和清管球通过情况。

③用容积法计算球的运行距离。

球运行距离：
式中L——球运行距离，m；
Q B——发球后的累计进气量，m3(标准条件下)；
p——推球压力，即某时刻球后(上流)段起终点的平均压力，Pa；
p b——标准条件下压力，101.325kPa；
T——球后管段天然气平均温度，K；
T b——标准条件下温度，K；
Z——p、T条件下天然气压缩系数；
D——输气管内径，m。

在实际操作中每隔15～30min计算一次进气量及压力，将各次气量累计，应用上式即可求得此时球的位置。

容积法计算球的位置，除天然气气量，压力计算误差影响外，关键在于球的密封性，但在单球清管时，球的漏气量约为1%～8%，因此实际计算出来的球距应考虑
漏失量，特别是在清管段较长时，球的漏失量修正值为0.99～0.92，以此乘以距离。

④绘制线路纵断面图，并结合球运行压差来分析。

当输气管线内的污物较多时，推球压差和速度变化与地形高差基本吻合，因而从发球站自动记录压力计记录的压力变化曲线与线路纵断面的高差变化相对照，也可以大致估计球的位置。

总之，通过上述四个方面的综合分析，就可以判断球的运行是否正常，是否发生球卡、球漏或推力不足等故障。