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浅析孔板流量计测量含硫天然气发生堵塞的原因和解决措施

点击次数:1118  发布时间:2020-06-08

孔板流量计被广泛用于天然气测量,但是在测量含硫天然气时,经常发生计量装置堵塞导致计量错误,也对设备和在场工作人员造成危害。

首先我们来了解下,计量装置堵塞的原因:

高含硫气田,在开发过程中,由于温度和压力的改变,硫在含硫天然气内的溶解度随着局部温度和压力的降低而下降,致使元素硫及固体的高级多硫化物析出,沉积在井筒及设备内壁,导致堵塞,严重影响气井的正常生产。

硫沉积的形成与天然气的流速和温度、压力、气体组成有密切的关系。天然气的流速越高,越能有效地使元素硫悬浮于气体中带出,从而减少了硫沉积的可能性。而 根据高含硫气田流体PVT物性研究发现,当压力、温度下降时,气体含硫饱和度也在下降,说明在生产过程中,随着压力和温度的降低,有单质硫析出。
    在气井生产初期,气井中的残酸返排到地面集输系统。残酸中含有硫磺颗粒和其他杂质且粘稠性高,其粘度随着温度的增加而降低。固体物质在地面集输系统运移的 过程中,附着在温度较低或压力改变的管道、仪器仪表连接通道处,导致了管道有效通径变小,通道被堵塞,取压不准确而引起显示数据与真实数据误差较大,仪器 仪表不能反映真实值,影响了站场产量调整和正常计量。
了解了流量装置的堵塞原因,接下来,如何解决这个问题是关键,主要可以采取以下几个措施:
(1)定期清洗节流装置
在气田投产初期,单井的高级孔板阀流量计节流装置也会有堵塞现象,需经常进行清洗。在堵塞初期,堵塞的物质多是气井中的残酸返排的杂质和井筒、管线内的一些杂质。随着气井的生产,堵塞的物质中,井筒、管线内的一些杂质变少了,而气井中的残酸返排杂质和硫黄颗粒增多,四个月以后,大部分堵塞物是硫黄颗粒和少 量气井中残酸返排的杂质。通过现场的检查、清洗还发现,清洗过的高级孔板阀流量计节流装置,大部分会在三个月后,会再次发生堵塞,堵塞物多是硫黄颗粒。因此建议制定相应的孔板流量计节流装置定期清洗制度,周期以三个月为宜,以解决孔板流量计节流装置堵塞现象。

(2)五阀组吹扫解堵
对于五阀组存在堵塞的问题,现场都按照五阀组解堵安全技术操作规程进行解堵,先准备消气防器具、工用具,再检查确认五阀组阀门开关无误,然后进行操作;
  ①将气相流量计五阀组平衡阀打开;
  ②关闭气相流量计导压管线上的取压针阀;
  ③加温五阀组及流量计导压管线;
  ④将气相流量计放空管线导入碱桶;
  ⑤先缓慢打开放空针阀,然后逐渐开大针阀;
  ⑥将放空针阀关闭,打开导压管线上的取压针阀;
  ⑦将平衡阀打开;
  ⑧站控室人员观察流量,若和该井配产相符则解堵操作完成;若不一致则按照上述步骤再次解堵。
以上是操作规程要求的步骤,在实际操作的过程中,发现第⑤步放空之后,只是将导压管内的压力放空了,并不能彻底的把导压管里的堵塞物吹扫干净,有时候过 一、两个小时后,会再次发生堵塞。研究后认为:放空之后,应缓慢打开取压针阀,对整个导压管段进行彻底吹扫,然后再进行后续操作。此操作方法经过现场使用 后,吹扫效果较好,使五阀组堵塞后,堵塞间隔延长到了一周以上。因此,建议在操作规程第五步之后,加入一条:缓慢打开取压针阀,对整个导压管段进行彻底吹 扫。以提高解堵效果,减少解堵次数,降低操作人员劳动强度。需要注意的一点是,在开取压针阀吹扫过程中,要缓慢打开,切忌猛开。
(3)电伴热带防冻堵
气井生产时,五阀组由于存在堵塞现象,而温度越低,越容易发生堵塞现象,需要时常进行解堵操作,于是提高计量导压管及五阀组管线内天然气温度成了解决堵塞的另一个手段。在五阀组及导压管上加装伴热带,提高设备温度,避免堵塞。
安装伴热带时,确保发热段在需伴热的部位并紧贴于被加热体以提高热效率,除了自控温电热带外,其它规格电热带安装时不允许交叉、重叠,以避免过热,电热带 安装时遇到锐利的边棱、锐角,应垫上铝胶带,以防破坏外绝缘层。在安装电热带接线盒时,并联带应留有一定富裕量,以方便检修,使管道、阀门等设备附件拆卸 方便,又不损坏电热带,做好绝缘测试和接地连接,确保电阻在正常范围。
每口井的五阀组及导压管上加装伴热带时,都与其它井分开,单独加装,以便针对每口井的不同的情况,设置不同的温度。在现场,电伴热平时运行的温度控制在 60℃~65℃之间,若发生导压管线及五阀组堵塞,应查看伴热带安装方式是否规范,是否投用等,及时处置,可调节伴热带运行温度到80℃,并结合其它解堵 措施进行解堵,如热水加热吹扫法等,解堵操作完成后及时恢复流程,将伴热带温度调节到60℃~65℃之间。
加热解堵法是高含硫气田计量解堵中有效的解堵方法,将加热解堵与吹扫解堵相结合,能用效的提高解堵效果,延长计量五阀组及导压管堵塞间歇时间,生产中监测计量导压管及五阀组内天然气温度,加装电伴热带,及时调整伴热带运行温度,能有效地减少堵塞的现象。

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