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天然气集输管线冬季冻堵及措施分析苏宁辉

发表时间：2021/6/1 来源：《基层建设》2021年第2期作者：苏宁辉惠妙妙

[导读] 摘要：天然气集输管线冬季冻堵的发生不仅影响了天然气集输管线的正常运行，而且还会造成经济损失。

        长庆油田分公司第二采气厂作业七区陕西榆林 719000
        摘要：天然气集输管线冬季冻堵的发生不仅影响了天然气集输管线的正常运行，而且还会造成经济损失。为此，文章现就天然气集输管线冬季冻堵现象出现的原因进行分析，并根据引发天然气集输管线冻堵的原因提出对应的解决对策。
        关键词：天然气；集输管线；冬季；冻堵；原因；对策
        天然气集输管线承担天然气的输送任务，但是由于天然气集输管线在野外敷设，且长期深埋地下，很容易受到季节、气候和天气等因素的影响，特别是在冬季天气寒冷的环境下天然气集输管线会出现冻堵的问题，这类问题的出现对天然气集输管线的正常运行产生了十分不利的影响。为此，文章结合实际现就天然气集输管线冬季冻堵问题进行探究。
        一、天然气集输管线冬季冻堵现象出现的原因分析
        （一）水合物的产生
        天然气在特定的温度环境和压力环境下，其中的水、甲烷、硫化氢等分子会出现融合，在彼此融合之后会形成一种结晶状态的化合物。冬天，外界温度比较低，会使得天然气出现变化，天然气管道中也会出现结晶状态的天然气水合物，由此使得天然气管线出现堵塞，导致关联的设备和仪表无法正常运行。
        （二）凝析水的汇聚
        天然气在输送过程中伴随输送距离和输送温度的变化其中会有一部分的水分被凝析出来汇集到管线最低的位置上。在天然气经过这些位置的时候就会出现水合物，水合物的形成还会让这个位置上的天然气流通范围缩小，最终出现节流效应，加速水合物的形成，使得天然气集输管道出现堵塞和运输故障。
        （三）消泡方式不科学
        一些天然气管道在运输的时候使用了不合理的消泡制度，会使得泡沫带着液滴流入到集输管线内部，在冬季温度比较低的环境下就会形成水合物，长期积累会堵塞管线。
        （四）管线工艺设计不合理
        在对天然气集输管线冬季冻堵原因深入分析之后发现引发这一现象的重要原因是管线的设计不够合理，特别是管线排污位置、液体积累位置设计的没有充分考虑冬天管线集输可能面临的各个情况，由此使得动气输气出现节流效应。
        二、天然气集输管线冬季冻堵现象的防范对策
        （一）注入抑制剂的防范方式
        防范天然气集输管线冬季冻堵的抑制剂是甲醇，抑制原理是甲醇的成分构成类似水分子，天然气中的水分子很容易和甲醇融合在一起，融合之后会改变水分子之间的相互作用，使得界面上的水蒸气分压降低，提升水合物的生成压力，最终抑制了水合物的形成。第一，定期检查工艺设备。天然气企业使用的注醇设备是液压隔膜计量泵，通过隔膜阻隔润滑油和关联介质的混合使用会有效保护柱塞。注醇设备是否合理深刻影响注醇方案的实施，为此，在天然气运输管理的过程中需要对注醇工艺设备和材料定期检查。一方面，需要定期排查注醇管线。在防冻堵处理的时候要确定好气井和注醇泵的匹配关系，目的是确保注醇操作的畅通。在注醇泵调试合格之后还需要对所有的注醇泵进行打压处理，安装站内专业人员打开注醇管线的阀门，压力降低的醇泵就是目前对应的气井。另外一个方面，还需要采取积极的措施调试和维修注醇泵。在注醇泵安装之后要对其开展后续的调试管理，密切检查注醇泵的供电是否正常、注醇泵是否上量、注醇泵压力是否正常。第二，优化注醇方案。从当前发展实际情况来看气田采用的是加注甲醇的方式来预防天然气集输管线冻堵问题。将甲醇储罐借助注醇管线注入到站内的注醇泵中，之后再借助注醇管线注入到站内气井井口中。

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        （二）在冬天强化对天然气气源的脱水处理
        考虑到天然气水合物形成和水分子含量的密切关系，在冬天的时候可以通过测定天然气气源含水量、处理脱水的方式来降低天然气管线中的含水量，使其不具备水合物的形成条件，最终在冬季实现对天然气的防冻堵处理。
        （三）额外增设排水处理设施设备
        工业开发产生的天然气中会伴随一定的轻质油和水蒸气，为此，在天然气管线实际施工中需要确保各个管线能够保持一定的坡度，并在最低位置和阀门位置上额外设置排水装置，将这些位置上的油气、水分充分排出管道。
        （四）根据实际情况确定防冻剂的基本参数信息
        首先，结合实际情况确定防冻剂的加注时间和防冻剂的使用数量。天然气集输管线中的水合物温度形成后需要立刻确定防冻剂的加注时间和防冻剂的使用数量。其次，在使用防冻剂的时候要科学把握防冻剂的加注时间、使用周期和加注数量，结合实际情况来调节防冻剂的加注参数。
        三、天然气集输管线冬季冻堵的解决对策
        （一）涡流无损解冻的对策
        涡流无损解冻技术是指采取积极的措施将电能转变为磁场，将磁场转变热能的技术。在技术转变完成之后将电缆围绕到需要解冻的管线上，这个时候电缆就会形成类似磁力线圈的装置，磁场中心位置产生的热量会由管线中心沿着管线路径流动，出现一系列的温度梯度变化，并在一定时间内将管线内部的冰融化排出。
        （二）加入一定剂量的化学反应试剂
        甲醇、甘醇、二甘醇等醇类物质都可以作为反应剂来和水合物晶体配合完成分解。从应用机理上来看醇类物质中的蒸汽会和水蒸气互相溶解，之后形成凝析水，由此影响到水合物的形成。受醇类物质水溶液冰点低于水的冰点，由此就能够达到疏通天然气集输管线冬季冻堵的效果。
        （三）天然气集输管线冬季冻堵之后的解决对策
        第一，彻底堵死的冻堵解决对策。将冻堵之前管线内部的天然气放空，打开进站闸门和高压放空管线，关闭进水套加热闸阀，关闭对应的阀门，使用注醇泵对井口注醇，在井口内部储存大量甲醇之后开启对应阀门让甲醇和高速气流一共冲击冻堵的位置。在进展压力和外部压力一致的时候快速关闭阀门，停止气体采集。第二，没有完全冻堵的解决对策。在进站压力出现变化的时候要立刻关闭井一级节流截止阀门，完成进站放空处理，加大注醇量。
        结束语
        综上所述，文章结合天然气集输管线日常运作实际情况总结分析了气田在冬季可能面临的冻堵问题，从预防和解决两个方面相应的探讨了解决对策，旨在能够为天然气集输管线冬季冻堵问题的解决提供重要参考支持，确保所有气井能够保持平稳的运行状态。
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