天然气工程-矿场天然气集输系统概要.ppt

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1、1、概述：（1）节流调压（2）天然气计量（3）天然气水合物2、学习要求（1）掌握节流调压原理（2）掌握天然气计量方法,掌握计量分级（3）掌握天然气水合物生成条件及消除方法第十章矿场天然气集输系统第一节天然气矿场集输站场流程气井所在地需设井场装置，即井场。从气井采出的天然气经节流调压后，在分离器中脱除游离水、凝析油及固体机械杂质，计量后输入集气管线，再进入集气站。在集气站对天然气进行节流、调压、分离、计量，然后输入集气总站或天然气净化厂。在天然气净化厂进行脱除硫化氢、二氧化碳、凝析油、水分，使天然气达到国家规定的外输天然气气质标准。在天然气矿场集输站场流程中，

2、站场流程分为单井集输流程和多井集输流程，按天然气分离时的温度条件，又分为常温分离工艺流程和低温分离工艺流程。一、井场装置调节气井的产量；调控天然气的输送压力；防止生成天然气水合物。井场装置具备三种作用一、井场装置1—气井，2—采气树针形阀，3、5—加热炉，4、6—节流阀图10-1加热防止水合物生成的井场装置流程示意图加热天然气防止水合物生成的流程，如图10-1所示；另一种是向天然气中注入抑制剂防止水合物生成的流程。当一口井天然气中含有硫化氢、二氧化碳等组分，不宜与其他不含这些组分的气井天然气一起集中处理，或是气二、单井集输流程井压力太高或过低时，应采用单井集

3、输工艺流程。1—从井场装置来的采气管线，2—进站截断阀，3—加热炉，4—节流阀，5—三相分离器，6—孔板计量装置，7、11、15—出站截断阀，8—集气管线，9、13—液位控制自动放液阀，10、14—流量计，12—放液烃管线，16—放水管线图10-2常温分离单井集输工艺流程图一单井集输流程类型含三相分离器的流程含气液分离器的流程两种流程不同之处在于分离设备的选型不同，前者为三相分离器，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、多井集输流程图10-3常温分离多井集输

4、工艺流程图对于硫化氢含量较低、凝析油含量不高的天然气一般采用常温分离流程。2、低温分离多井集输流程对于压力高、产量大、硫化氢和二氧化碳含量高以及凝析油含量高的天然气宜采用低温分离流程。所谓低温分离，即分离器的操作温度在0℃以下，通常为-4—-2℃。天然气通过低温分离可回收更多的液烃。图10-4低温分离多井集输工艺流程图第二节天然气矿场集输管网由集气干线和若干集气支线(或采气管线)组合而成的集气单元称为集气管网；集气管网通常分为:枝状、放射状、环状和成组状管网集输管网按压力等级分高、中、低压三种，如一般压力在10MPa以上为高压集气，1.6～10MPa为中压集

5、气,小于1.6MPa为低压集气。第三节节流调压（1）节流概述及能量方程（2）微分节流效应（3）积分节流效应节流的概念节流：天然气在管道中流动，通过骤然缩小的通道，例如孔板或针形阀的孔眼，由于摩擦能使气压显著下降的现象。利用节流可以达到降压或调节流量的目的.分类：一级节流多级节流（1）节流概述及能量方程特点：节流前后体系焓值相等。由稳定流动方程截面1截面2节流膨胀示意两截面焓差动能截面高差吸热对气体作功（2）微分节流效应等焓节流时，微小压力变化所引起的温度变化称微分节流效应。微分节流效应系数：αH<0温度降低由热力学基本关系式可导出表示微分节流效应系数与节流前

6、后气体状态参数P、V、T之间的一般关系式：对于理想气体，节流前后没有温变。无能量供给第一项小于零，第二项由于是压力降低也小于零内能随压力的变化移动功随压力的变化由麦克斯韦关系式导出的焓的普遍式，可以得出：（3）积分节流效应实际节流时，压降为一有限值。有限压力变化所引起的温度变化为积分节流效应。在实际工作中，由于节流前后为有限压降，故温降也为一有限值。对于不同的天然气体系，在相同有限压降下，温降会有差异。近似计算时第四节天然气计量（1）计量分级一级计量：气田外输干气与天然气销售公司的交接计量，综合误差要求±3%；二级计量：气田内部干气的生产计量，综合误差要求±

7、5%；三级计量：气田内部湿气的生产计量，综合误差要求±7%。（2）计量仪表一级和二级计量我国主要采用孔板压差流量计。计算方法（参见SYL04-83)三级计量采用涡轮流量计（由于孔板流量计存在节流效应而不适宜湿气）流量计种类繁多，用于计量天然气的主要有两类：1）容积式流量计容积式流量计是使气体充满一定容积的空间来测量流量。这类流量计有腰轮流量计（罗茨流量计），湿式流量计和皮囊式流量计等。2）速度式流量计速度式流量计是利用气体流通断面一定时，气体的体积流量与速度相关，可用测量气体速度的方法计量气体流量。这类流量计有多种，孔板差压流量计就是其中之一，钻井队试气常用

8、的临界速度流量计也属这一类。（2）计量仪表第五节气液