采气工程(廖锐全)-第七章：气井井场工艺

力控制，使之满足集气管线输压要求；计量。
我国目前常用的常温分离集气站流程有以下几种：
三、气田集输场站工艺流程
(1)常温分离单井集气站流程
常温分离单井集气站原理流程图(一)
1——从井场装臵来的采气管线； 2—天然气进站截断阀； 3—天然气加热炉； 4——分离器压力调控节流阀; 5——气、油、水三相分离器； 6——天然气孔板计量装臵； 7——天然气出站截断阀;8——集气管线； 9——液烃(或水)液位控制自动放液阀；10——液烃(或水)的流量计; 11——液烃(或水)出站截断阀； 12——放液烃管线； 13——水液位控制自动放液阀； 14——水流量计； 15——水出站截断阀； 16——放水管线。
相分离器，后者为气液分离器，因此其使用条件各
不相同。前者适用于天然气中液烃和水含量均较高
的气井，后者适用于天然气中只含水或液烃较多和
微量水的气井。
三、气田集输场站工艺流程
(2)常温分离多井集气站流程
常温分离多井集气站一般有两种类型，两种流程的不同点 在于前者的分离设备是三相分离器，后者的分离设备是气液分
(2)常温分离多井集气站流程
常温分离多井集气站原理流程图(一)
三、气田集输场站工艺流程
(2)常温分离多井集气站流程
常温分离多井集气站原理流程图(二)
三、气田集输场站工艺流程
2、低温分离集气站
所谓低温分离，即分离器的操作温度在0℃以下，通常为-
4～-20℃。天然气通过低温分离可回收更多的液烃。
低温分离集气站的功能有四个： (1)收集气井的天然气； (2)对收集的天然气在站内进行低温分离以回收液烃； (4)计量。 为了要取得分离器的低温操作条件，同时又要防止在大差压 节流降压过程中天然气生成水合物，因此不能采用加热防冻法，
三、气田集输场站工艺流程
(1)常温分离单井集气站流程
常温分离单井集气站原理流程图(二)
1——从井场装臵来的采气管线；
3——天然气加热炉； 5——气、油、水三相分离器； 7——天然气出站截断阀; 11——液烃或水出站截断阀；
2——天然气进站截断阀；
4——分离器压力调控节流阀; 6——天然气孔板计量装臵； 8——集气管线； 12——放液烃或放水管线。
气田集输流程是表达天然气的流向和处理天 然气的工艺方法。气田集输流程分为井场流程和 气田集气站流程。
பைடு நூலகம்
气田集气站工艺流程分为单井集输流程和多
井集输流程。 按其天然气分离时的温度条件，可分为常温 分离工艺流程和低温分离工艺流程。
二、气井井场流程
在井场里，最主要的装臵是采气树，它是由闸
阀、四通（或三通）等部件构成的一套管汇。
进入气体通道通过整流和重力沉
降，分离出液滴；液体进入液体 空间分离出气泡，同时在重力条
件下，油向上流动，水向下流动
得以油水分离，气体在离开分离 器之前经捕雾器除去小液滴后从出气口流出，油从顶部经过溢流 隔板进入油槽并从出油口流出，水从排水口流出。
四、分离器的工作过程
1、重力分离器
立式三相分离器基本结构及工作过程
分离器
过滤式
利用气流通 道上的过滤元件 或介质实现分离
三、分离器分类
2、按分离器功能分类
分离器
计量分离器
主要作用是完成
生产分离器
主要作用是完成多
油气水的初步分离并
计量，一般属低压分 离器。
口生产井集中进行初
步分离后密闭输送， 属中高压分离器。
三、分离器分类
3、按分离器工作压力分类
真空分离器 低压分离器
三、气田集输场站工艺流程
两种低温分离流程的选取，取决于天然气 的组成、低温分离器的操作温度、稳定装臵和
提浓再生装臵的流程设计要求。低温分离器操
作温度越低，轻组分溶入液烃的量越多。此种 情况以采用前一种低温分离流程为宜。
第七章 气井生产系统动态分析与管理 第一节、天然气集气工艺流程
第二节、气液分离
离，气体进入气体通道向上 流动通过重力沉降分离出液
滴，液体进入液体空间向下
流动，同时分离出气泡。气 体在离开分离器之前经捕雾 器除去小液滴后从出气口流 出，液体从出液口流出。
四、分离器的工作过程
1、重力分离器
卧式三相分离器基本结构及工作过程
气液混合流体经气液进口进 入分离器进行基本相分离，气体
因为低温分离器的低温是由天然气大差压节流降压
所产生的节流效应所获得。故高压分离器的操作压力是 根据低温分离器的操作温度来确定的。操作温度随气井 温度和采气管线的输送温度来决定，通常按常温考虑。 闪蒸分离器的操作压力随低温分离器的操作压力而 定；操作温度则随高压分离器的操作温度而定。 三相分离器的操作压力根据稳定塔的操作压力来确 定；操作温度则根据稳定塔的液相沸点和最高进料温度 来确定。
气液混合流体经气液进口进
入分离器后通过流速和流向的
突变完成基本相分离，气体向 上流动在气体通道经重力沉降
分离出液滴，液体经降液管进
入油水界面，气泡及油向上流 动，水向下流动得以分离，气
体在离开分离器之前经捕雾器
除去小液滴后从出气口流出， 油从顶部经过溢流隔板进入油槽 并从出油口流出，水从排水口流出。
使之随低温进料天然气进入低温分离器，使这一部分重烃能得到
回收。
三、气田集输场站工艺流程
低温分离 集气站原理流程图(一)
1——采气管线 9——低温分离器
2——进站截断阀
3——节流阀
4——高压分离器
5——孔板计量装臵 6——装臵截断阀 7—抑制剂注入器 8——气一气换热器 10——孔板计量装臵 11——液位调节阀
<0.1MPa <1.5MPa 1.5~6MPa >6MPa
中压分离器
高压分离器
四、分离器的工作过程
1、重力分离器
重力分离器的分类
•根据分离器功能分 •按流体流动方向和安装形式分
两相分离器
卧式
重力式分离器
三相分离器
重力式分离器
立式
四、分离器的工作过程
1、重力分离器
卧式两相分离器基本结构及工作过程
一、概
2、分离器操作功能
述
1
完成油和气或 气和液的基本 “相”的分离
4
从分离器内分别
3 2
脱除气相中所 夹带的液沫 脱除液相中所 包含的气泡
引走分离出来的 气相和液相，不 允许它们有彼此 重新夹带掺混的 机会
一、概
述
3、分离器的四个主要部分
基本相分离段
控制或消减能量
重力沉降段
分离和沉降
积液段
液体收集 引出段
第三节、天然气流量计量 第四节、天然气水合物 第五节、天然气脱水
第六节、气田开发的安全环保技术
第二节、气液分离
一、概述 二、多级分离 三、分离器的分类 四、分离器的工作过程
一、概
述
1、杂质对气井生产的危害
腐蚀：由于液态水的存在将加速管道及设备的腐蚀
堵塞： 随着积砂的增加堵塞管道、设备
液泛影响
污染化学溶液
气液混合流体经气液进口
进入分离器进行基本相分离，
气体进入气体通道进行重力沉
降分离出液滴，液体进入液体
空间分离出气泡和固体杂质， 气体在离开分离器之前经捕雾 器除去小液滴后从出气口流出， 液体从出液口流出。
四、分离器的工作过程
1、重力分离器
立式两相分离器基本结构及工作过程
气液混合流体经气液进
口进入分离器进行基本相分
还有节流阀，压力、温度检测仪表及加热或注
醇设备等。
井场装臵具有三种功能：
• 调控气井的产量；
• 调控天然气的输送压力；
• 防止天然气生成水合物。
二、气井井场流程
比较典型的井场装臵流程，也是目前现场通常采用
的有两种类型。一种是加热天然气防止生成水合物的流
程；另一种是向天然气中注入抑制剂防止生成水合物的
离器。两者的适用条件不同。前者适用于天然气中油和水的含
量均较高的气田，后者适用于天然气中只有较多的水或较多的
液烃的气田。
多井集气站的井数取决于气田井网布臵的密度，一般采气 管线的长度不超过5km，井数不受限制。以集气站为中心，5km 为半径的面积内，所有气井的天然气处理均可集于集气站内。
三、气田集输场站工艺流程
二、气井井场流程
抑制剂防冻的井场流程
图2 所示，流程图中的抑制剂注入器1替换了图1中 的加热炉3和5 ，流经注入器的天然气与抑制剂相混合，
一部分饱和水汽被吸收下来，天然气的水露点随之降低。
经过第一级节流阀(气井产量调控阀)进行气量控制和降 压。再经第二级节流阀(气体输压调控阀)进行降压以满 足采气管线起点压力的要求。
(3)对处理后的天然气进行压力调控以满足集气管线输压要求；
而必须采用注抑制剂防冻法以防止生成水合物。
三、气田集输场站工艺流程
天然气在进入抑制剂注入器之前，先使其通过一个脱液分离
器(因在高压条件下操作，又称高压分离器)，使存在于天然气中
的游离水先行分离出去。 为了使分离器的操作温度达到更低的程度，故使天然气在大 差压节流降压前进行预冷，预冷的方法是将低温分离器顶部出来 的低温天然气通过换热器，与分离器的进料天然气换热，使进料 天然气的温度先行下降。 因闪蒸分离器顶部出来的气体中，带有一部分较重烃类，故
第七章 气井井场工艺
第一节、天然气集气工艺流程
第二节、气液分离
第三节、天然气流量的计量
第四节、天然气水合物 第五节、天然气脱水
第六节、气田开发的安全环保技术
第一节、天然气集气工艺流程
一、气田集输系统的工作范围和工作内容 二、气田井场流程 三、气田集输场站工艺流程 四、气田集输流程的制定
一、气田集输系统的工作范围和工作内容
的条件，然后输往长输管道。
一、气田集输系统的工作范围和工作内容
气田集气系统主要由气井井场、集气站、天 然气处理厂及其相连的管线组成，井场与集气站 的管网连接形式有“放射状”、“树枝状”和 “环状”
1—井场；2—采气管线；3—集气站；
4—集气支线；5—集气干线；
6—集气总站；7—天然气处理厂
气 田 集 输 流 程
三、气田集输场站工艺流程
气田集输站场工艺流程是表达各种站场的工艺方法和工 艺过程。所表达的内容包括物料平衡量、设备种类和生产能 力、操作参数，以及控制操作条件的方法和仪表设备等。
1、常温分离集气站
常温分离集气站的功能是收集气井的天然气；对收集的 天然气在站内进行气液分离处理；对处理后的天然气进行压
流程，如图1和图2所示。
图 1 加热防冻的 井场装臵原理流程图
图 2 抑制剂防冻的 井场装臵原理流程图
二、气井井场流程
加热防冻的井场流程
天然气从针形阀出来后进入井场装臵，首先通过加 热炉3进行加热升温，然后经过第一级节流阀(气井产量 调控节流阀)4进行气量调控和降压，天然气再次通过加 热器5进行加热升温，和第二级节流阀(气体输压调控节 流阀)6进行降压以满足采气管线起点压力的要求。
天然气从气井采出，经过降压并进行分离除 尘除液处理之后，再由集气支线、集气干线输送 至天然气处理厂或长输管道首站，称为气田集输 系统。当天然气中含有H2S、H2O时，即需经过天 然气处理厂进行脱硫、脱水处理，然后输至长输 管道首站。 气田集输系统的工作是：收集天然气，并经 过降压、分离、净化使天然气达到符合管输要求
四、分离器的工作过程
9——液烃或水的液位控制自动排放阀；10——液烃或水的流量计；
三、气田集输场站工艺流程
• 常温分离单井集气站分离出来的液烃或水，根据量 的多少，采用车运或管输方式，送至液烃加工厂或 气田水处理厂进行统一处理。 • 常温分离单井集气站通常是设臵在气井井场。两种 流程不同之处在于分离设备的选型不同，前者为三
p1 R p s
1 n
p1 p2 ps R n 1 R
p2 p3 ps R n 2 R
三、分离器分类
1、按作用原理分类
旋风式
重力式
利用液体和气 、固密度的不同而 受到的重力的不同 来实现分离
利用液体和气、 固做旋转运动时所受 到的离心力不同来实 现分离
12——装臵截断阀 13——闪蒸分离器
15——液位控制阀 16——液位控制阀
14——压力调节阀
17——流量计
三、气田集输场站工艺流程
低温分离 集气站原理流程图(二)
1——加热器 5——气—液换热器
2——三相分离器 6——液位控制阀
3——液位控制阀 7——流量计
4——流量计
三、气田集输场站工艺流程
除雾段
液滴聚集段
二、多级分离
逐级降低分离器压力，经过两级或两级以上的闪蒸或部分
冷凝，将气井所产的流体分离成气、液两相的工艺方法称为多
级分离。 理论和实践都表明多级分离器不仅能够获得较多的液体量， 而且液相中含易挥发组分少。但并不意味着分离器用的越多越好。 两级分离的液烃收率比一级分离略增2%～12%（文献上介绍的最 高数字为20%～25%）。影响液烃收率的因素不仅是分离级数，还 包括气井所产流体的组成、分离温度和压力等。