【摘要】：受煤層氣田地質(zhì)情況和抽采方式等影響,煤層氣在從井口到外輸?shù)臍馓锛斶^程中常夾帶有粉塵和水分等雜質(zhì),影響地面集輸系統(tǒng)安全運(yùn)行。為了解集輸管道內(nèi)雜質(zhì)現(xiàn)狀,利用管道內(nèi)顆粒物在線檢測方法,檢測了井口、閥組和集氣站等多處集輸節(jié)點(diǎn)的粉塵質(zhì)量濃度和粒徑分布、游離水和水蒸氣含量等數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)了液體雜質(zhì)的含量較大,并分析得到雜質(zhì)在集輸管道內(nèi)的沉積現(xiàn)象。從不同區(qū)塊的井口、壓縮機(jī)后等位置捕集雜質(zhì)并進(jìn)行成分分析,得到了固體雜質(zhì)的成分和液體雜質(zhì)的物性,發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)前后雜質(zhì)成分差異較大。針對地面集輸系統(tǒng)的分離設(shè)備存在的問題,提出了現(xiàn)場在用過濾元件的改進(jìn)措施,通過實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)場試驗(yàn)證明了改進(jìn)后的過濾元件具有低阻高效的特點(diǎn),適用于低壓低成本特點(diǎn)的煤層氣田地面集輸系統(tǒng)。
【圖文】：

實(shí)際運(yùn)行情況有差異、缺乏檢測手段或不重視實(shí)際運(yùn)行性能等原因，對現(xiàn)有的分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理、實(shí)際運(yùn)行性能是否滿足要求尚不明確，亟需了解煤層氣管道內(nèi)雜質(zhì)的實(shí)際情況，并針對分離系統(tǒng)存在的問題給出合適的解決方案。1顆粒雜質(zhì)分布特性相比于國內(nèi)長輸天然氣管道中氣體攜帶有微量固體顆粒和重?zé)N等凝析液體的情況，煤層氣地面集輸系統(tǒng)內(nèi)的氣體所攜帶的雜質(zhì)具有粉塵質(zhì)量濃度波動大、所含液體主要是游離水等特點(diǎn)。部分粉塵會沉積在管道中，磨蝕閥門和儀表等各類器件。若微米級的雜質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)，易沉積于氣缸和閥片(圖1)，造成氣缸磨蝕或閥片損壞，造成壓縮機(jī)非正常停機(jī)等生產(chǎn)事故。圖1往復(fù)式壓縮機(jī)雜質(zhì)沉積情況Fig.1Impuritiesdepositedinthereciprocatingcompressor2012—2013年，利用管道內(nèi)顆粒物在線檢測裝置［8－9］，對沁南煤層氣田的煤層氣管道內(nèi)顆粒物開展了檢測分析［10］，檢測流程如圖2所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同區(qū)塊的工況差別較大，其粉塵含量為0～86mg/Nm3，含水量為0～10g/Nm3。圖2煤層氣中顆粒物檢測流程Fig.2TestingsystemonimpuritiesinCBM2013年5—7月，在沁南煤層氣集輸系統(tǒng)部分區(qū)塊選取典型井，，在井口管道上安裝等動取樣裝置開展雜質(zhì)在線測試，得到了粉塵含量、游離水含量和水蒸氣含量等的平均值(表1)。測試發(fā)現(xiàn)有些區(qū)塊含粉塵量大、含水量低，如潘河、樊莊區(qū)塊;有些區(qū)塊單純含水量大，如固縣區(qū)塊;有些則同時(shí)含有一定量的粉塵和水，如鄭村、鄭莊區(qū)塊。在測試過程中發(fā)現(xiàn)部分含塵量大的測試點(diǎn)其含量波動也較大。此外，通過間隔兩年的對比測試，發(fā)現(xiàn)同一區(qū)塊在不同開采階段的雜質(zhì)含量也會有所變化。表1沁南煤層氣田部分區(qū)塊典型井雜質(zhì)測試結(jié)果Table1Particulatemattersoftypicalwellsinsomeb

顆粒和重?zé)N等凝析液體的情況，煤層氣地面集輸系統(tǒng)內(nèi)的氣體所攜帶的雜質(zhì)具有粉塵質(zhì)量濃度波動大、所含液體主要是游離水等特點(diǎn)。部分粉塵會沉積在管道中，磨蝕閥門和儀表等各類器件。若微米級的雜質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)，易沉積于氣缸和閥片(圖1)，造成氣缸磨蝕或閥片損壞，造成壓縮機(jī)非正常停機(jī)等生產(chǎn)事故。圖1往復(fù)式壓縮機(jī)雜質(zhì)沉積情況Fig.1Impuritiesdepositedinthereciprocatingcompressor2012—2013年，利用管道內(nèi)顆粒物在線檢測裝置［8－9］，對沁南煤層氣田的煤層氣管道內(nèi)顆粒物開展了檢測分析［10］，檢測流程如圖2所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同區(qū)塊的工況差別較大，其粉塵含量為0～86mg/Nm3，含水量為0～10g/Nm3。圖2煤層氣中顆粒物檢測流程Fig.2TestingsystemonimpuritiesinCBM2013年5—7月，在沁南煤層氣集輸系統(tǒng)部分區(qū)塊選取典型井，在井口管道上安裝等動取樣裝置開展雜質(zhì)在線測試，得到了粉塵含量、游離水含量和水蒸氣含量等的平均值(表1)。測試發(fā)現(xiàn)有些區(qū)塊含粉塵量大、含水量低，如潘河、樊莊區(qū)塊;有些區(qū)塊單純含水量大，如固縣區(qū)塊;有些則同時(shí)含有一定量的粉塵和水，如鄭村、鄭莊區(qū)塊。在測試過程中發(fā)現(xiàn)部分含塵量大的測試點(diǎn)其含量波動也較大。此外，通過間隔兩年的對比測試，發(fā)現(xiàn)同一區(qū)塊在不同開采階段的雜質(zhì)含量也會有所變化。表1沁南煤層氣田部分區(qū)塊典型井雜質(zhì)測試結(jié)果Table1ParticulatemattersoftypicalwellsinsomeblocksofQinnanCBMfield區(qū)塊井號粉塵含量/(mg·Nm－3)水蒸氣含量/(g·Nm－3)游離水含量/(g·Nm－3)端氏DS－1700.136.974.79鄭村ZC－1070.196.851.93胡底HG6－140.517.795.75華加HJ－420.096.563.53固縣HG3－150.027.115.25鄭莊Z1－1030.181.815.04由于煤層氣?
【作者單位】： 中國石油大學(xué)(北京)機(jī)械與儲運(yùn)工程學(xué)院;過程流體過濾與分離技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國石油大學(xué)(北京)化學(xué)工程學(xué)院;
【基金】：國家科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2011ZX05039-001) 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51376196)
【分類號】：TE863

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本文編號：2528106