超音速分离器在单井天然气脱水脱烃中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com2014正天然气技术与经济Vo1．8．No．5第8卷·第5期NaturalGasTechnologyandEconomyOct．2014doi：10．3969／j．issn．2095—1132．2014．05．012超音速分离器在单井天然气脱水脱烃中的应用杨波张淑琴郑锐(中国石化集团西北石油局，新疆乌鲁木齐830011)摘要针对塔河油田边远单井远离集输管网，其天然气脱水脱烃难度大的问题，在某单井应用了超音速分离器技术进行天然气的脱水脱烃。介绍了超音速分离器技术的基本原理和超音速分离

2、器中涡流管的组成结构，以及超音速分离器撬装装置应用于某单井天然气脱水脱烃的运行情况，分析了其脱水脱烃工艺在技术、效率、能耗及经济效益方面较常规方式所具有的优势，以及运行中存在的不足。关键词超音速分离器天然气脱水脱烃涡流管能耗文献标识码：B文章编号：2095—1132(2014)05—0040-03部分组成，多组分介质气体在一定的进、出口压差0引言作用下会形成气流。它通过合理组织气流的节流、超音速分离器(SuperSonicSeparator，以下简称膨胀、分离、复压等热力过程，可在极短时间内实“3S”)是基于天然气旋

3、流在超音速涡流管内绝热膨胀现压力能与动能的相互转换，从而获得其状态参数降温，以分离天然气中的水分和液烃组分的新型高(压力、温度、流速、密度)的急剧变化，达到分离效设备。3s与传统的油气田脱水、脱烃设备相比，(液化)其不同组分的效果，图1为3S结构图。具有设备简单、节能、环保、安全性高等优点。目分离段：气流中析出前，3s技术可用于单井天然气的脱水、脱烃作业。的液滴在离心力作用下实现气液分离3s没有大的转动部件和化学处理系统n]，日常维护过程酆：增速降压ll扩张段：涡流管内径lJ变天较少，允许在苛刻的环境中运转，可实现无

4、人职守。笔者拟就利用3S技术进行天然气的脱水、脱烃作业作一介绍分析。13S的基本原理和结构1．1基本原理扩压段：压力温度回升3S利用天然气在达到超音速流动的状态下，低温冷凝出液态水的现象进行脱水，是一种将透平膨图13S结构示意图胀机、分离器和压缩机功能集于一体的装置，具有23S在某单井天然气脱水脱烃中的应用占地面积小、无任何旋转部件、不需外部能源动力2．1单井运行情况的特点，分离过程中加注乙二醇达到最佳的脱水效果，尽量避免环境污染~2-33。某单井3S撬装装置投人运行时间为2012年l0月10日；进站压力为2．0～2

5、．2MPa；进站温度低于1．2结构3O℃；气体处理量为(6—15)×10m／d(0．1MPa、3S由收缩段、喉部、扩张段、分离段和扩压段520℃)，根据处理量现场乙二醇的加注量为(6～8)修订回稿日期：2014—09—23作者简介：杨波(1981一)，_T程师，从事天然气集输、}昆烃销售管理工作。E—mail：yb919@qq．COIn。40／NaturalGasTechnologyandEconomy学兔兔www.xuetutu.com总第47期天然气技术与经济·地面工程L／h。分离出的污水排放至污水罐，由罐车拉运

6、至1)气相流程：原料气首先进入装置预冷器将其污水处理厂统一进行处理。现场撬装处理工艺流程预冷至温度15℃以下，接着进人预冷分离器进行气见图2。液两相分离；分离出的气相再进人后冷器作进一步降温至一10~C以下，并经后冷分离器进行气液两相分离；两次降温分离后的原料气直接进入高速涡旋分离喷管(GwF)；被脱除水、烃的干气分别进入后冷器和预冷器进行冷量利用。被预冷器复热后产品气直接进人管网或下一个增压站，复热后的湿气返回原料气进口进入装置被再次处理。2)液相流程：装置内所有分离设备所分离出的水烃混合液，均进入油水两相分离器将

7、水和液烃分离后，液烃引入混烃储罐，水排放至污水罐。根据此单井撬装装置工艺设计，表1为处理量15x104m／d的物料平衡表，对比现场天然气处理量接近图2某单井3S撬装天然气脱水脱烃工艺流程图15xl04m。／d时与物料平衡表参数的误差不大。表1处理置15xl04m／d的物料平衡表耗和损失。因此，3s不仅比等焓节流膨胀制冷的J—T2．23S脱水脱烃工艺的优势阀效率高，而且也比等熵节流膨胀的膨胀机效率1)易撬装化，占地面积小。目前脱水脱烃全部高。在装置后冷却器温度相同的情况下，3S具有更集中在两个撬上，绝大部分管线集中在撬

8、上，在工高的c+回收率。在后冷器温度为一l0℃时，3S比J—T厂完成预制；处理量15x10m／d的3S装置仅需阀的C¨回收率高约3O％，比膨胀机的C+回收率高约1500m场地，而油气田常规技术需要12000121场9％；在后冷器的温度为一3O℃时，3S的C，+回收率比地。卜T阀和膨胀机分别高约20％和7％。2)降低投资、提高收益。3s装置投资总