天然气管道的减阻与天然气减阻剂

天然气管道的减阻与天然气减阻剂

为了进一步提升天然气管道减阻效能，提升天然气运输的安全性与有高效性，文章以管道减阻作为研究对象，在分析天然气管道减阻方法的同时，对天然气减阻剂的使用进行探讨，以期构建起完备的管道减阻体系。

标签：天然气管道；减阻；减阻剂；应用策略

前言

随着我国天然气管道长度的增加，如何避免天然气运输损耗，确保充足稳定供应，就成为油气企业面临的一个技术难题。基于这种实际，文章将天然气管道减阻作为切入点，通过对减阻方法、减阻剂的探讨，有效提升管道运输的质量，减少损耗的出现。

1.天然气管道减阻方法

为了切实增强天然气管道减阻效果，技术人员可从抑制天然气脉动及降低管道粗糙度入手，逐步梳理天然气管道减阻的新方式，以期为后续相关减阻工作的开展提供方向性引导。

天然气管道在减阻过程中，应当根据流体管道的流动规律及减阻增输原理，对天然气管道在运转过程中产生的气体脉动进行有效抑制，通过这种方式，有效增强减阻效果，为天然气运输提供了极大的便利。从过往情况来看，部分油气企业在天然气管道运输环节，采取了降粘的方法，尽管降粘能够有效提升减阻效果，但是由于主要通过降温的方式来达到这一目的，因此能耗较大，成本控制难度较高，从成本与能耗方面考量，目前多数企业偏向于采取抑制天然气脉动的方式，来达到减阻的目的。从天然气脉动产生的原因来看，其主要由气体流动的不稳定性以及管道内壁粗糙造成，对于天然气流动的不稳定性控制，可采取减少雷诺数的方式，但从实际情况来看，在天然气管道投入使用之后，由于管道的直径与天然气的流体粘度基本保持不便，因此雷诺数的可控范围较为有限，难以通过调整雷诺数的方式，完成对天然气脉动的抑制。基于这是实际，技术人员可从降低天然气管道壁面粗糙度入手，开展相应的技术工作，天然气在管道运输的过程中，受到管道壁粗糙凸起结构的阻挡，在管道内出现反射、散射等情况，产生脉动，通过控制天然气管道内壁的粗糙程度，在很大程度有助于减少气体脉动的产生，实现减阻的目的。在实际操作环节，可采取增加管道内涂层、涂覆薄液膜的方式，来有效降低管道粗糙程度，内涂层作为现阶段应用最为广泛的天然气管道减阻技术，通过在天然气管道内壁中增加涂料，提升管道的光滑度，达到降低天然气管道粗糙度的目的。对于涂料可使用环氧树脂型涂料，这种涂料不仅成本较低，且环境适应力较强，操作简单，充分满足天然气管道减阻技术对于材料的性能要求。在管道涂层施工环节，通过工厂预制法及现场涂覆法两种方式进行，工厂预制法适用于新建天然气管道，油气企业在管道规划设计环节，结合多方面因素，对新施工天然气管道的涂层厚度进行准确要求，以确保涂层符合减阻要求。现场涂覆

法主要适用于已经投产使用的天然气管道，目前我国使用的大多数天然气管道其内壁粗糙度一般为20-30微米，通过使用涂覆材料，管壁粗糙度可达到7微米，从相关科研机构对长度200km，管径1260mm的天然气管道进行了多次实验，当天然气管道内壁粗糙度下降到7微米时，管道输出效率提升8个百分点，例如浙江地区采取6气源一环网格局。6气源：西一气、东海天然气、川气、LNG液化天然气、西二气、丽水-361气。一环网：杭湖线、杭甬线、杭嘉线、甬台温线、杭金衢线、金丽温线。在整个线路规划设计中，考虑到管道线路较长，在实际的建设环节，对天然气管道进行涂层处理，提升了天然气运输效率，减少了运输损耗，避免了额外的费用支出，据不完全统计，在增加天然气管道内涂层后，其每年可以节约一千万以上的成本。在增加天然气管道涂层的过程中，必须清楚地认识到，这种技术方案不适用于管径较小的天然气管道，小管径的天然气管道雷诺数较低，即便增加涂层，但对管壁粗糙度的影响不明显，减阻效果不佳。因此在实际的技术应用环节，工作人员应当着眼于天然气管道的实际情况，灵活调整技术手段，采取针对性的处理方式，抑制气脉的出现。

除了采取涂覆管道内壁的处理方法之外，技术人员在实际的工作环节，还可采取管道壁薄液膜技术方案，来有效减少管道内壁的粗糙度。对天然气管道内部出现的凹陷及坑槽，可采取添加薄液的方式，进行填充，使得管壁表面形成一层较为光滑的薄膜层，有效减少管壁的粗糙度。薄液涂覆的过程中，应当对其厚度进行控制，确保减阻效果，例如当薄液膜的厚度与管壁的粗糙度相同时，管壁存在的凹陷及凸起被填平，管壁粗糙度降到最低。考虑到薄液膜的特点，在实际的作业环节，可采取如下的操作方式：

在保持压力恒定不变的情况下，在A端口进入薄液，并在B端口加入液气分离装置，对多余的薄液进行收集，随着薄液注入量的不断增加，技术人员可适当的对薄液注入速度进行控制，通过这种方式，实现对薄液膜厚度的有效控制，确保厚度与管壁的粗糙度保持一致，提升管壁的光滑度。考虑到实际的使用要求，对于薄液类型的选择，应当确保薄液与天然气之间不发生物理、化学反应，确保天然气作用的有效发挥，同时薄液的性状较为稳定，薄液不易被天然气雾化，薄液膜的作用得以有效发挥。

2.合理使用天然气减阻剂

除了通过降低天然气管道粗糙度的方式之外，技术人员还可从减阻剂层面进行考量，通过在天然气中适当加入特定类型的减阻剂，来提升减阻效能，有效增强天然气传输效率。

天然气是以甲烷为为主的混合物，在天然气运输环节，在温度、压力等因素的作用下，天然气会出现凝析液，造成天然气管道运输效率的降低，加之多数天然气管道所处区域运行环境较为恶劣，在实际的处理过程中，考虑到减阻处理难度较大，成本较高，除了采取降低天然气管道管壁粗糙度的方式之外，还可从减阻剂的层面出发，扎实开展相应工作[1]。在实际的技术应用环节，通过分析梳理减阻剂的机理，实现对天然气气脉的有效控制，减阻剂进入到天然气管道内，附着在管道壁管轴方向的长链之上，有效减少这一区域的湍流附加应力，抑制气

体脉冲的体量。基于减阻剂的作用流程，技术人员应当对着力进行天然气管道壁面流体环的调控，确保其厚度与粘性底层处于同一水平，为后续相关减阻工作的开展奠定了坚实基础。同时结合天然气管道运输的特点，对于减阻剂可以使用氨基或酰胺基两类，减阻剂吸附在管道上，以长链的形式，悬浮在天然气之中，形成径向脉动，在此基础上，有效应对管道运输环节，产生的气体脉动，并在天然气管道内壁形成一个速度梯度，提升管道核心区域的气体流动速度，在确保天然气运输效率的基础上，有效减弱气体脉动强度。

结语

为了切实提升天然气管道的减阻效能，切实发挥减阻剂的作用，文章从多个维度出发，吸收借鉴过往有益经验，对天然气管道减阻方法进行探讨，明确减阻剂的类型及注意事项，有效抑制气体脉动，提升天然气运输效能。

参考文献：

[1] 黄志强，马亚超，李琴.天然氣管输减阻效果现场评价方法研究[J].西南石油大学学报（自然科学版），2016（4）：95-96.