本文關(guān)鍵詞：M氣田清管及停輸再啟動過程段塞流控制方法研究　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 高含硫濕氣集輸 大落差起伏 分段清管 清管段塞 停輸再啟動 啟動段塞

【摘要】：M氣田集輸管道1號線由7段管線構(gòu)成,高含硫濕氣集輸,大落差起伏,低洼處積液。順序分段清管及停輸再啟動過程產(chǎn)生大量清管、啟動段塞,易導(dǎo)致管線內(nèi)水合物產(chǎn)生、集氣總站內(nèi)分離器溢流。借鑒國內(nèi)外對氣液混輸管線進行段塞流控制的成功作法,本文優(yōu)選清管作業(yè)方案、提出分離器控制方法、制定高含硫氣田停輸再啟動方案的一般性方法及步驟、設(shè)計并改進相關(guān)段塞流抑制裝置,主要研究工作如下:(1)對國內(nèi)外多相流管線清管瞬態(tài)數(shù)學(xué)模型、天然氣水合物形成條件動力學(xué)模型、典型清管工藝及方案、氣液混輸管線停輸再啟動工藝、段塞流控制裝置研究現(xiàn)狀進行調(diào)研�？偨Y(jié)當(dāng)前研究存在沒有針對高含硫氣田集輸系統(tǒng)、段塞流控制方法單一等問題,分析高含硫氣田與常規(guī)氣田在清管作業(yè)、停輸再啟動操作等方面存在較大差異。(2)遵循M氣田現(xiàn)場分段清管作業(yè)原則,研究1號線集輸系統(tǒng)合理的清管管段順序及相鄰管段清管時間間隔,對清管過程中形成液塞體積及長度變化、進入分離器順序進行跟蹤,以分離器緩沖容積利用最大、一次清管作業(yè)過程持續(xù)時間最短為研究目標(biāo),優(yōu)選出清管作業(yè)方案,提出緩沖容積降低措施�；�"臨界清管方案",對集輸系統(tǒng)水合物可能形成風(fēng)險點進行識別,并對沿線水合物形成條件進行校核,設(shè)計并改進地面渦流裝置,用于低洼處積液排出、段塞流控制,并對該裝置應(yīng)用效果進行分析。(3)基于M氣田現(xiàn)場"清管+涂膜"作業(yè)工藝,為抑制作業(yè)過程輸量變化對凈化廠脫硫裝置影響,保證硫磺回收環(huán)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量,研究出清管、涂膜兩項作業(yè)過程持續(xù)時間最短的清管方案�；�"極限清管"方案,推薦美國Northern Natural Gas公司研發(fā)的便攜式低洼處積液排出裝置,用于1號線積液排出、冰堵防止,論證分析裝置的適應(yīng)性,對積液排出效果進行預(yù)測。(4)針對1號線末端大落差管線清管過程產(chǎn)生的水擊危害,優(yōu)選了清管前的吹掃方案,優(yōu)化了吹掃氣量、吹掃時間、清管過程推球氣量,控制清管液塞量,減緩液塞對集氣總站設(shè)備沖擊,對分離器控制方法進行了研究,縮短緊急排液時間,提高分離器分液效率。對常用旁通清管器進行改進研究,設(shè)計了防止清管液塞回流的旁通通道,增設(shè)清管器速度控制腔體、清管器前端液塞吹掃腔體,對旁通清管器在M氣田末端管線的清管過程進行模擬,分析清管效果。(5)提出適用于高含硫氣田安全停輸時間計算方法,分析了不同工況下安全停輸時間變化規(guī)律,計算了 1號線D管段不同輸量、起點溫度、環(huán)境溫度下安全停輸時間,基于安全停輸時間內(nèi),進行了多種啟動方案下參數(shù)變化的規(guī)律研究,采用輸量分階段變化法,控制氣量增加速率,比選出防止啟動段塞形成的最優(yōu)方案,形成高含硫氣田停輸再啟動方案制定的一般性方法及步驟。
[Abstract]:Line 1 of M gas field gathering and transportation pipeline is composed of 7 sections of pipeline, high sulfur moisture gathering and transportation, large drop fluctuation, accumulation of liquid in low-lying place. A large number of pigging and starting slug are produced in the process of sequential pipe-clearing and shutdown and restarting. It is easy to cause hydrates in the pipeline and the separator overflow in the gas collecting station. Using the successful method of slug flow control for the gas-liquid mixed pipeline at home and abroad, this paper optimizes the operation scheme of selecting and cleaning pipes, and puts forward the separator control method. The general method and steps of stopping and restarting scheme of high sulfur gas field are formulated, and the relevant slug suppression device is designed and improved. The main research work is as follows: 1) transient mathematical model of pipeline cleaning at home and abroad for multiphase flow pipeline. Dynamic model of gas hydrate formation condition, typical pipe-cleaning process and scheme, stop-down and restarting process of gas-liquid mixed pipeline. The current research status of slug flow control unit is investigated. It is concluded that the current research does not aim at the problems of gathering and transporting system of high sulfur gas field and single control method of slug flow, and analyzes the pipeline cleaning operation of high sulfur gas field and conventional gas field. According to the principle of section cleaning in M gas field, the reasonable sequence of pipe-clearing section and the time interval between adjacent pipe-cleaning sections in the gathering and transportation system of Line 1 are studied. The volume and length of the liquid slug formed in the process of pigging were followed up in the order of entering the separator. The maximum use of the buffer volume of the separator and the shortest duration of the first pigging operation were the research objectives. Based on the "critical clearance scheme", the possible risk points of hydrate formation in gathering and transportation system are identified, and the formation conditions of hydrate along the route are checked. The surface eddy current device is designed and improved, which can be used to discharge the accumulated fluid and control the slug flow in the low-lying area. The application effect of the device is analyzed. 3) based on the "pipe cleaning film" operation process in M gas field. In order to restrain the influence of the change of transport quantity during operation on the desulfurization unit in purification plant and ensure the product quality of sulfur recovery link, the cleaning pipe was studied. The shortest duration of the two operations of film cleaning program. Based on the "limit pipe cleaning" scheme. It is recommended that the portable low-lying drainage device developed by Northern Natural Gas Company, USA, be used for the discharge of accumulated fluid in Line 1, prevention of ice blockage, and demonstration of the adaptability of the analysis device. Forecast the efflux effect. 4) aiming at the damage of water hammer caused by the pipe cleaning process at the end of line 1, the paper optimizes the blowing scheme before cleaning pipe, optimizes the amount of air blowing and the time of blowing sweep. In the process of pipe-cleaning, the volume of ball gas is pushed, the amount of liquid slug is controlled, the impact of liquid plug on the equipment of gas collecting station is slowed down, the control method of separator is studied, and the time of emergency discharge is shortened. To improve the separation efficiency of the separator. To improve the commonly used bypass purge, designed the bypass passage to prevent the backflow of the slug, added the speed control chamber of the cleaner, and blew the cavity at the front end of the pipe-clearing device. This paper simulates the pipe-cleaning process of by-pass pipe-cleaner at the end of M gas field, and analyzes the effect of pipe-cleaning. 5) A method for calculating the safe shutdown time of gas field with high sulfur content is put forward. The change rule of safe shutdown time under different working conditions is analyzed, and the safe shutdown time of D pipe section of Line 1 is calculated under the different transportation quantity, starting temperature and environment temperature, based on the safe shutdown time. In this paper, the law of parameter change under various start-up schemes is studied. The method of phase change is adopted to control the rate of increase of gas volume, and the optimal scheme to prevent the formation of starting slug is selected. The general methods and steps for the formulation of stopping and restarting scheme of high sulfur gas fields.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE832.3

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本文編號：1382949