天燃氣新技術

科技開發(fā)項目匯報（公司級）博奧園企業(yè)技術研發(fā)部-2015-目錄一、基于電涌發(fā)熱原理研發(fā)的一種新型天燃氣集輸管線節(jié)能高效加熱裝置二、一種在輸氣管線應用的以高壓支線帶動低壓支線平衡匯聚干線壓力的噴射引流裝置基于電涌發(fā)熱原理研發(fā)的一種新型天燃氣集輸管線節(jié)能高效加熱置

（立項時間：2015年1月15日）一、問題的提出水合物冰堵是天然氣管道運行管理中常見的問題，產(chǎn)生冰堵的根本原因是管內液態(tài)水或氣態(tài)水含量較高，集輸過程中壓力的降低會導致天然氣溫度的不斷下降，當壓力和溫度滿足一定條件時,就會在管線中生成水合物，從而造成集氣管線的堵塞，影響氣田的正常生產(chǎn)。常見預防方法包括嚴格控制氣源質量、嚴格監(jiān)管投產(chǎn)前管道干燥、對天然氣加熱或添加化學抑制劑等。常見解堵方法包括降壓運行法、注醇法、加熱法和熱水噴淋法等。目前大慶油田針對高寒地區(qū)天然氣水合物治理的手段主要是在天然氣生產(chǎn)通道上即氣井井口、集輸管線、閥組、儀器儀表等纏繞電伴熱帶。大量的電伴熱帶的使用提升了生產(chǎn)通道的溫度，抑制了水合物的形成，保證了氣井的生產(chǎn)，同時也給生產(chǎn)帶來了一系列的問題：1、運行成本高，電伴熱帶屬于電阻發(fā)熱，耗電高，效率低；2、使用壽命短，故障率高，經(jīng)常發(fā)生外部絕緣層脫落接地短路和內部電阻絲斷路;3、安全性低，發(fā)生電氣短路和斷路時極易引起電氣火災事故；4、維修難，工作量大，電伴熱帶被包裹在保溫層內，看不見摸不著，故障點很難判斷，對地埋管線的的電熱帶維修時需開挖地埋，牽扯的人工機械量大。因此針對電伴熱帶研發(fā)一種新型的替代裝置，成為當前天然氣生產(chǎn)企業(yè)的重要革新課題。

（安裝電伴熱帶的管線）二、項目的先進性（安裝電伴熱帶的管線）電涌發(fā)熱裝置的先進性主要為：1、安裝簡單，改伴熱帶伴隨鋪設的面接觸為點接觸（如圖1），無需在管線上纏繞；只需將裝置的耦合器卡接在管線上即可；2、耗能低，效率高，改電阻發(fā)熱為電涌發(fā)熱，有效利用電涌現(xiàn)象使碳鋼管線自發(fā)熱，受效面積大，散熱均勻，內流體升溫迅速；3、故障率低，使用壽命長，安全可靠維修方便。三、理論基礎及原理高頻電涌原理由厄司特發(fā)現(xiàn)其內容為任何通有電流的導線，都可以在其周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應.電磁場方向遵守右手定則。導體通過電流在其周圍會產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生交變的電流，從而產(chǎn)生交變的磁場。間斷的高頻電流產(chǎn)生高頻電磁場，這種互生的電與磁的強脈沖統(tǒng)稱為電浪涌簡稱電涌。裝置是通過耦合器連接到管道上的電涌發(fā)生器產(chǎn)生的高頻高功率電涌，在管道壁上急速激勵產(chǎn)生磁流體膜，瞬間加強管壁與介質間的布朗運動，利用增強的布朗運動和磁電邊界效應使碳鋼管線發(fā)熱繼而解決天然氣井口及集輸輸送管道上水合物冰堵。裝置關鍵部件采用先進可靠進口部件，保證產(chǎn)品可靠穩(wěn)定。軟啟動，軟關斷。多種功能模塊集成于一個機柜中，具有內向定向激勵，能量散失少。發(fā)生器和耦合器采用非接觸的三段隔離形式，采用多參數(shù)自適應閉環(huán)控制，包括恒功率、恒流、恒壓、恒溫和限溫控制。自動化程度高，易操作。四、基本參數(shù)及現(xiàn)場實驗樣機的初設參數(shù)為：工作電壓：AC380V+10%、三相四線；輸出功率：10kW?60kW無級可調；輸出電壓：5?260V無級可調；輸出電流：0-1000A無級可調；磁流體電流：100?300A無級可調；溫控范圍:0?120°C；采集溫度：-50?125°C±1°C；工作溫度：一40?85°。（工業(yè)級）。為了安全和穩(wěn)妥目前現(xiàn)場實驗是在采油井開展的，實驗油井的為關停井狀態(tài)，環(huán)境溫度最低為-5C，井口有冰；啟動裝置5分鐘開

始升溫，15分鐘后測溫度為35r，設定電流恒定在95A,25分鐘后采油樹測井閥門側有水滴出，運行72小時，期間井口溫度一直處在25-28°C（測定溫度受環(huán)境溫度影響）。結論：通過現(xiàn)場實驗證明該裝置能夠使管線升溫，且運行穩(wěn)定，需在天然氣井及其集輸管線上進一步驗證。圖1.機密圳肖伯蒞隼底催旌定楠鼎I|巨||巨||一種在輸氣管線應用的以高壓支線帶動低壓支線

平衡匯聚干線壓力的噴射引流裝置（立項時間：2015年3月8日）一、問題的提出低壓天然氣井生產(chǎn)普遍存在以下兩個問題：1、對于屬于低滲透、非均質性氣藏，由于儲層連通性差和滾動開發(fā)的特點，氣井壓力下降不平衡，高、低壓氣井相間分布。隨著氣田開發(fā)時間的延長，地層能量不斷降低、氣井生產(chǎn)壓力逐漸下降，低壓氣井無法進入系統(tǒng)；2、低壓氣井普遍具有低壓、低產(chǎn)、小水量特征，攜液能力差，井底容易出現(xiàn)積液，影響了氣井的正常生產(chǎn)。二、項目的先進性噴射引流裝置是利用高壓天然氣能量來提高低壓天然氣壓力的一種節(jié)能升壓技術。主要是利用高壓天然氣經(jīng)噴嘴后形成高速氣流，在混合腔形成低壓區(qū)，低壓天然氣在壓差作用下被吸入混合腔，與高速天然氣混合，形成具有一定速度的混合氣流，通過裝置的擴壓段升壓至集輸系統(tǒng)壓力后外輸。同時該裝置夠降低低壓氣井的井口壓力降低氣井連續(xù)攜液需要的氣井流量，短時間內大幅度提高瞬時氣量，增大了生產(chǎn)壓差，排除井底積液。三、基本工作原理各單井來氣從進站區(qū)進入集氣站后，高壓井通過節(jié)流針閥調節(jié)壓力后進入噴射引流裝置的高壓入口端。高壓氣通過噴嘴時在噴嘴出口處形成低壓區(qū)，低壓氣通過主噴嘴形成的低壓區(qū)進入噴射裝置，與高壓天然氣