天然气集输工艺流程技术教案
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第三章 天然气集输工艺流程
第三章 天然气集输工艺流程
第一节 天然气集输工程发展概况及技术发展展望 第二节 天然气集输的内容和特点 第三节 天然气集输工艺流程 第四节 集输管线 第五节 气田天然气矿场分离、井口防冻和污水处理 第六节 集输工艺设备 第七节 工程案例分析 第八节 凝析气田集输工艺
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
21.08.2020
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第二节 天然气集输的内容和特点
第二节 天然气集输的内容和特点
天然气集输是继气田勘探、开发和开采之后的一个 非常重要的生产过程，广义而言，它包括从井口开始，将天 然气通过管网收集起来，经过预处理和其后的气体净化，最 后成为合格的商品天然气，并外输至用户的整个生产过程。
天然气集输的过程如图3-1所示。
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
(3)分离器 目前国外常用的几种高效分离器有 :
① 加拿大波塔—特斯特公司生产的再循环分离器，用于 天然气净化和液体的回收，其性能可靠，效率高，内部结构 坚固。它分为轴流卧式再循环分离器和向心流动立式再循环 分离器，后者可以脱除气体中99.5%的5～25μm以上的液滴 。
② 天然气过滤器分为干式过滤器和过滤分离器。干式过 滤器可完全脱除1μm以上的固体杂质。
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
国外各类分离器能够达到高效分离，主要是通过开发新 型的高效分离元件。分离元件形式多样，平行挡板、碟形转 向—挡板系统、雾沫捕集构件、金属筛网、蜂窝状斜板等。
国外分离器的发展趋势：提高油气水页面控制及检测手 段，实现无人操作，采用高效分离元件，提高分离效率，缩 小体积，减轻重量。
从60年代到70年代中期，新气田相继开发，生产井与日俱 增，气田集输技术也随之迅速发展。这个时期是四川气田建设 过程中集输技术发展的关键阶段。
70年代后期到80年代中期，四川气田建设规模迅速扩大 ，气田集输技术水平得到不断发展和提高，建设规模由十多个 气田扩展到几十个气田，建成了区域性管网，开发高压、高含 硫、凝析油含量较高的气田集输技术日趋成熟。
3.含硫气田集输工程防腐蚀 (1)选用抗硫材质 (2)缓蚀剂防腐 (3)管道内壁防腐涂层技术
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第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
4.提高气田集输工程的整体组装水平
提高气田集输设备的整体组装施工技术水平是指实现设计定型 化、模块化、设备组装工厂预制化和现场装配化。
今后组装技术发展的主要趋势：向大型化、工艺组件微型化、 整体预制化、高度自动化、露天和易运的方向发展。
第一节 天然气集输工程发展概况及技术发展展望
一、我国天然气矿场集输工程发展概况 天然气集输技术的发展，经历了一个较长的时间，由以单个
气田为集输单元发展到多气田集输系统组合，进而形成大型集输 系统。发展过程大致课分为以下几个阶段：
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
50年代到60年代中期属气田集输集输发展的初级阶段。天 然气的集输主要采用单井集气流程。
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图3-1 天然气集输系统示意图
1-井场；2-集气站；3-天然气净化厂和压气站；4-到配气站的出口； 5、6-铁路与公路穿越；7-中间压气站；8-河流穿越；9-沟谷跨越；
10-地下储气库；11-阴极保护站；12-终点配气站
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第二节 天然气集输的内容和特点
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
(4)节能与减少漏损 气田集输能耗，主要是从井口流动压力节流、气体在管道
、设备阀中流动压损以及为防止水合物生成，对气体加热的 热量消耗和低压气集输动力消耗等。节能的方法与气田集工 艺、生产操作、管理等有密切关系。要减少能耗必须大力开 发新技术，研制新流程、新方法，选用效率高、性能好的设 备。
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
2.提高气田自动化管理水平 先进的计算机集输的应用 气田自动控制系统 SCADA系统 高度自动化管理
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第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
目前我国气田自动化控制的整体水平较低，为了满足生产发展 的需要，必须提高我国气田集输的自动化管理水平。自动化方案 的制定要因地制宜，结合工程具体情况，要以确保生产安全可靠 ，技术经济合理为准则。
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
二、我国天然气矿场集输工程技术发展展望 1.提高气田集输工艺技术水平
(1)井口防冻 ①加热法； ②喷注防冻抑制剂法
(2)低压气的采输 离心式压缩机：排量大，单级压比小； 往复式压缩机：效率高，流量和压力可以在较大的范围内
变化，并联时工作稳定，适用于气田中、后期增压。
（1）井场 一般在气井所在地设置井场装置，简单的井场只 有采气树装置。当需要对单井进行处理时，常在井场设置一 套调压、分离、计量等设备，使从气井出来的天然气经节流 降压后，在分离器中脱除游离水、凝析油及机械杂志，经计 量后输入集气管线。 （2）集气站 一般将两口以上的气井用管线接至集气站，在 集气站对气体进行节流降压、分离（油、水、机械杂质）、 计量，然手输入集气管线。根据天然气中是否需要回收凝析 油，将集气站分为常温集气站和低温集气站两种形式，其中 低温集气站较常温集气站复杂很多。
对中、后期及边远油气田集输系统改造原则上要以提高设备使 用的安全可靠性，提高生产效率，减轻劳动强度为主，改造更新 设备仪表；老气田改造要以实现就地自动控制，实现井口无人值 守为目标；对新建工程，特别是生产条件艰苦的边远山区、沙漠 等地区，应建立自动化程度较高的控制系统。
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第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
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第二节 天然气集输的内容和特点
（3）天然气处理厂 对于含有H2S等杂质和凝析油的天然气， 经集气站汇集预处理后，还需进入天然气处理厂，在天然气 处理厂进行脱硫化氢、二氧化碳、凝析油和水，使气体质量 达到管输和商品天然气的质量标准。 （4）压气站 压气站分为矿场压气站和输气干线压气站两种。 在气田开发后期（或低压气田），当气井井口压力不能满足 生产和输送所要求的压力时，就得设置矿场压气站，将气体 增压，然后再输送到天然气处理厂活输气干线。此外，天然 气在输气干线中流动时，压力不断下降，要保证管输能力不 下降就必须在输气干线上一定位置设置压气站，将气体压缩 到所需的压力。
第三章 天然气集输工艺流程
第一节 天然气集输工程发展概况及技术发展展望 第二节 天然气集输的内容和特点 第三节 天然气集输工艺流程 第四节 集输管线 第五节 气田天然气矿场分离、井口防冻和污水处理 第六节 集输工艺设备 第七节 工程案例分析 第八节 凝析气田集输工艺
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
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第二节 天然气集输的内容和特点
第二节 天然气集输的内容和特点
天然气集输是继气田勘探、开发和开采之后的一个 非常重要的生产过程，广义而言，它包括从井口开始，将天 然气通过管网收集起来，经过预处理和其后的气体净化，最 后成为合格的商品天然气，并外输至用户的整个生产过程。
天然气集输的过程如图3-1所示。
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
(3)分离器 目前国外常用的几种高效分离器有 :
① 加拿大波塔—特斯特公司生产的再循环分离器，用于 天然气净化和液体的回收，其性能可靠，效率高，内部结构 坚固。它分为轴流卧式再循环分离器和向心流动立式再循环 分离器，后者可以脱除气体中99.5%的5～25μm以上的液滴 。
② 天然气过滤器分为干式过滤器和过滤分离器。干式过 滤器可完全脱除1μm以上的固体杂质。
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
国外各类分离器能够达到高效分离，主要是通过开发新 型的高效分离元件。分离元件形式多样，平行挡板、碟形转 向—挡板系统、雾沫捕集构件、金属筛网、蜂窝状斜板等。
国外分离器的发展趋势：提高油气水页面控制及检测手 段，实现无人操作，采用高效分离元件，提高分离效率，缩 小体积，减轻重量。
从60年代到70年代中期，新气田相继开发，生产井与日俱 增，气田集输技术也随之迅速发展。这个时期是四川气田建设 过程中集输技术发展的关键阶段。
70年代后期到80年代中期，四川气田建设规模迅速扩大 ，气田集输技术水平得到不断发展和提高，建设规模由十多个 气田扩展到几十个气田，建成了区域性管网，开发高压、高含 硫、凝析油含量较高的气田集输技术日趋成熟。
3.含硫气田集输工程防腐蚀 (1)选用抗硫材质 (2)缓蚀剂防腐 (3)管道内壁防腐涂层技术
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第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
4.提高气田集输工程的整体组装水平
提高气田集输设备的整体组装施工技术水平是指实现设计定型 化、模块化、设备组装工厂预制化和现场装配化。
今后组装技术发展的主要趋势：向大型化、工艺组件微型化、 整体预制化、高度自动化、露天和易运的方向发展。
第一节 天然气集输工程发展概况及技术发展展望
一、我国天然气矿场集输工程发展概况 天然气集输技术的发展，经历了一个较长的时间，由以单个
气田为集输单元发展到多气田集输系统组合，进而形成大型集输 系统。发展过程大致课分为以下几个阶段：
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
50年代到60年代中期属气田集输集输发展的初级阶段。天 然气的集输主要采用单井集气流程。
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图3-1 天然气集输系统示意图
1-井场；2-集气站；3-天然气净化厂和压气站；4-到配气站的出口； 5、6-铁路与公路穿越；7-中间压气站；8-河流穿越；9-沟谷跨越；
10-地下储气库；11-阴极保护站；12-终点配气站
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第二节 天然气集输的内容和特点
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
(4)节能与减少漏损 气田集输能耗，主要是从井口流动压力节流、气体在管道
、设备阀中流动压损以及为防止水合物生成，对气体加热的 热量消耗和低压气集输动力消耗等。节能的方法与气田集工 艺、生产操作、管理等有密切关系。要减少能耗必须大力开 发新技术，研制新流程、新方法，选用效率高、性能好的设 备。
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
2.提高气田自动化管理水平 先进的计算机集输的应用 气田自动控制系统 SCADA系统 高度自动化管理
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第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
目前我国气田自动化控制的整体水平较低，为了满足生产发展 的需要，必须提高我国气田集输的自动化管理水平。自动化方案 的制定要因地制宜，结合工程具体情况，要以确保生产安全可靠 ，技术经济合理为准则。
第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
二、我国天然气矿场集输工程技术发展展望 1.提高气田集输工艺技术水平
(1)井口防冻 ①加热法； ②喷注防冻抑制剂法
(2)低压气的采输 离心式压缩机：排量大，单级压比小； 往复式压缩机：效率高，流量和压力可以在较大的范围内
变化，并联时工作稳定，适用于气田中、后期增压。
（1）井场 一般在气井所在地设置井场装置，简单的井场只 有采气树装置。当需要对单井进行处理时，常在井场设置一 套调压、分离、计量等设备，使从气井出来的天然气经节流 降压后，在分离器中脱除游离水、凝析油及机械杂志，经计 量后输入集气管线。 （2）集气站 一般将两口以上的气井用管线接至集气站，在 集气站对气体进行节流降压、分离（油、水、机械杂质）、 计量，然手输入集气管线。根据天然气中是否需要回收凝析 油，将集气站分为常温集气站和低温集气站两种形式，其中 低温集气站较常温集气站复杂很多。
对中、后期及边远油气田集输系统改造原则上要以提高设备使 用的安全可靠性，提高生产效率，减轻劳动强度为主，改造更新 设备仪表；老气田改造要以实现就地自动控制，实现井口无人值 守为目标；对新建工程，特别是生产条件艰苦的边远山区、沙漠 等地区，应建立自动化程度较高的控制系统。
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第一节 天然气集输工程发展 概况及技术发展展望
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第二节 天然气集输的内容和特点
（3）天然气处理厂 对于含有H2S等杂质和凝析油的天然气， 经集气站汇集预处理后，还需进入天然气处理厂，在天然气 处理厂进行脱硫化氢、二氧化碳、凝析油和水，使气体质量 达到管输和商品天然气的质量标准。 （4）压气站 压气站分为矿场压气站和输气干线压气站两种。 在气田开发后期（或低压气田），当气井井口压力不能满足 生产和输送所要求的压力时，就得设置矿场压气站，将气体 增压，然后再输送到天然气处理厂活输气干线。此外，天然 气在输气干线中流动时，压力不断下降，要保证管输能力不 下降就必须在输气干线上一定位置设置压气站，将气体压缩 到所需的压力。