鱼竺 四 高效撞击式天然气脱水装置应用中问题的探讨 口江 旭 江成明 （大庆油田有限责任公司第三采油厂，黑龙江大庆１ ６３１ １ ３） 摘要：各种类型的天然气干燥器逐步取代老式光管干燥器。探讨了某联转油站安装的高效撞击式天然气脱水装置在实际应用 中暴露的各种问题，提出了解决措施。通过现场数据进行深入的分析，为油田天然气脱水装置的改进提供参考价值。 关键词：天然气脱水 目前油田生产生活用气大部分仍为 湿气，主要依靠天然气脱水装置实现初步 脱水【ｌ】。由于老式光管天然气脱水装置 （以下简称干燥器）相关技术参数，人工回 收污水和轻烃，既不安全又污染环境，存在 安全隐患问题，影响正常的生产运行。针对 某联转油站应用高效撞击式天然气脱水装 置在运行中暴露的各种问题，进行细致的分 析，并提出解决措施，为今后天然气脱水装 置改造和更换提供重要指导作用。 一、工作原理 （１）原理。主要利用碰撞分离的原理， 即天然气遇到障碍改变流动方向和速度， 气体中的液滴不断在障碍面内聚集，液滴 在表面张力作用和气流的不断接触下，细小 液滴逐步聚集成大液滴，靠重力沉降下来。 同时该装置还利用了冷凝脱水原理。当环 境温度降低到天然气中水蒸气达到饱和而 结露时的温度即露点时，天然气中的水蒸气 凝结为水珠而脱出。该装置在脱水罐外连 接了辅助的冷凝管，冷凝脱出的水与撞击产 生的水一起通过泵输送到三合一来线， 实现脱水无外排的目的。 （２）技术参数。设备型号：ＴＳ２００８Ａ－２； 处理量：２００００ｍＶｄ；工作方式：连续；容器流 阻：＜Ｏ．００５ＭＰａ；设计温度：．４０￣６０℃；回收 泵排量：３３．３Ｌ／ｍｉｎ；回收电机功率： ３８０Ｖ／２ｋＷ￣４ｋＷ：工作压力：０．４ＭＰａ；设 计压力：０．６ＭＰａ；试验压力：０．７２ＭＰａ；工 作温度：３０—８０℃；装置重量：３１００ｋｇ。 二、某联转油站现状 某联转油站原名ＳＢ五号站，于１９８５ 年６月投产，１９９７年６月扩建改造。主要 担负某队北部过渡带蒸汽驱共计１ １ １口 油井（其中某队７１口，蒸汽驱４０口）的掺 水、洗井和油气初加工任务。设计规模为 ７２００ｍ３／ｄ，实际外输液量５４００ ｍ３／ｄ。外输 天然气冬季４０００Ｎｍ３／ｄ，夏季４３０００ Ｎｍ３／ｄ；本站自耗天然气冬季１１０００ Ｎｍ ，夏季１ １００ Ｎｍ３／ｄ。该站天然气流程 如下。高效撞击式天然气脱水装置到目前 投产近１０个月，脱水效果差，处理量不 够，目前该站为确保正常生产，减少放空， 点炉运行。井间来液．井间来液一二级分 离器．除油器。干燥器．外输至北五联 （本站加热炉用气、小队点食堂用气）。 三、效果分析 该装置自２００８年１２月２日投产后， 生产参数发生变化。统计表明，投产后１ １ 天出现外输气量减少，气压升高的憋压现 象，同时加热炉燃气管线和小队点食堂天 然气管线也出现冻堵，期间厂家对燃气管 线采取了保温措施，确保了燃气管线的运 行正常，但外输气仍然冻堵，我矿紧急调 运２００ｋｇ甲醇进行解堵，但效果不明显， 于ｌ８日再次向外输气管线中加入４００ｋｇ 甲醇，气量逐步恢复正常。一直持续到 ２００９年１月２４日，站内再次出现了憋压 和外输气量减少的现象。分析认为该联转 油站于２００６年更换了外输气管线，由于 实际施工中无法达到与外输线同沟 铺设，且更换的管线为黄夹克保温管，无 法建立有效温度场，再加上该装置脱水效 果不好，大量液体进入外输气管线造成了 冻堵。从冷凝液量来看，该装置投产后平 均每三天对干燥器进行一次排液，每次排 液量０．５ｍ３。而老式光管干燥器三天的排 液量平均达到２．１６ 。可见该装置在实 际使用中达不到很好的脱水效果。２００９ 年８月某矿对某站天然气外输管线进行 通球，由于外输气管线中存在大量的液 体，整个扫线过程进展缓慢，历经一周时 间，扫出大量天然气脱出水，证明该装置 运行中达不到天然气脱水要求。 四、脱水效果影响因素 （１）设备处理量不够。该装置设计处 理量为２００００Ｎｍ３／ｄ。而某联转油站在流 程上自耗气和外输气均需要通过脱水装 置处理，该站产气量最高达到２３０００ Ｎｍ 。目前北部过渡带蒸汽驱投产后，该 站最高外输气量已经达到了４３０００ Ｎｍ３／ｄ，远远超出了该装置的处理能力，使 得该装置达不到设计的脱水效果。 （２）装置冷凝管缺陷。①分离方式不 合理。该装置以碰撞分离为主，冷凝分离 为辅。而碰撞分离只能实现天然气饱和水 蒸气的初步分离，天然气中不饱和水蒸气 需要冷凝进一步分离。该装置虽然也具有 冷凝流程，但存在行程短的弊端，且该干 燥器仅为一级冷凝，气体在大流量下很难 达到冷凝脱水效果。相比之下，老式光管 干燥器为两级冷凝，脱水效果要好于该装 置。②冷凝管行程短。该装置冷凝管长度仅 有２３ｍ，而老式干燥器冷凝管长度达到了 ５４０ｍ。虽然该装置冷凝管管径达到 １５９ｍｍ，但经计算该冷凝管外表面积仅是 老式光管干燥器外表面积的７．３ ｏ／０，这样老 式光管干燥器在气体通过能够达到充分冷 凝脱水效果。因此，该装置在冷凝脱水方面 效果要远远低于老式光管干燥器。 Ｇ）脱水罐内始终存液影响脱水效果。 该装置一级脱水罐内共分为４个部分。由于 天然气湿气中含有饱和蒸汽和不饱和蒸汽， 当天然气进入分离器后，饱和蒸汽的动量较 大，不易改变方向，当它撞击到中心反应筒 ｌ时，可聚积成较大的液流，集聚到中心反 应筒内，使得一部分气液得到初步分离，分 离出的液体进入存液室２，当存液室灌满 后，溢出２室通过排水孔进入回收水室３； 与此同时从碰撞分离室分离出的气体通过 出气孔进入集气室４。在这一过程中，我们 可以发现排水的水流方向与天然气出气方 向是一致的，这就必然导致刚分离出的液体 被天然气部分带走，且装置投产后，存液室 ２中始终处于满罐运行，使整个装置湿度增 加，达不到脱水的效果。同样的道理，当气体 进入冷凝管后，冷凝液回到回收水室３，在 回收水室中设定了自控程序，即当回收水室 内的液位达到５００ｍｍ时自动启泵回收，但 最低收至１ ５０ｍｍ时停泵，而液位要达到 ５００ｍｍ，在夏季需要４．５天时间，冬季也要 １—２天时间，这样在回收水室内湿度同样很 大，而整个装置出气口与回收水室相连。这 是该装置脱水效果不好的又一个因素。 五、结束语 该装置实现了自控功能，减轻了工人 的劳动强度：实际使用中达不到脱水效果， 如果单纯供自耗气使用，减少处理量，并做 好燃气管线的保温措施，可以保证燃气的正 常运行，但外输气要具备直接外输流程并有 一定的温度场确保不冻堵；装置本身需要进 一步改进方可用于外输气的处理；整套装置 不适合目前北十九联转油站的生产需要，建 议更换或进行相应的工艺改造。◆ 参考文献： ［１】陈涛平，胡靖邦．石油工程【Ｍ］．北京：石油 工业出版社，２０００． 蕾理观察‘２０１０年１月 ｌ １
