高含硫气田集气站设备定量风险评价

刘思佳1冯富国2

2中国石化西南油气分公司油气销售中心四川德阳618000

摘要：元坝气田是大规模开发的高含硫气田。集气站是气田开发的关键部位，是保障气田安全高效生产的重要装置。天然气中高含H2S和CO2，随着气田生产运行，集气站场设备装置需要定期进行检维修，确保集气站场安全平稳运行。该文详细研究了高含硫集气站场检维修的关键技术和方法，确保了集气站场检维修工作的顺利开展，对高含硫气田检维修提供技术指导。

关键词：高含硫气田；检维修；清洗；检测；系统检修

1集气站检维修程序研究

高含硫集气站全面检维修主要包括三个阶段工作，共分“九步程序”。第一阶段为准备阶段主要进行停井放空、置换、隔离；第二阶段为实施阶段主要进行全面清洗、全面检测、专业系统检修；第三阶段为复产阶段主要进行流程恢复、气密联调、开井生产。

2集气站全面清洗技术

2.1清洗工艺流程的确定

元坝气田的地面集输系统从投产以来，集气站仪器仪表、分离器捕雾网、生产计量分支管排液管线、计量分离器排液管线、放空闸阀、火炬分液罐排污管线等频繁出现硫堵塞，为确保清洗效果，采取分段分部位进行清洗。

2.2化学清洗

化学清洗主要是用化学方法使被清洗物体表面污垢去除，恢复原表面状态。元坝气田集气站内的杂质主要为单质硫（S8）的沉积物，同时还含有少量（Fe）CaS、CaSiO3、CaSO4和CaCO3等其他无机盐垢和少量有机杂质，L360（L360QS）管道有硫化亚铁与NaFeS2的混合物。通过对杂质进行取样，开展溶解试验，优选化学药剂，并进行设备管材的腐蚀试验，确保清洗药剂的适用性，摸索出了溶硫以清洗剂为主剂，络合剂、活性剂、缓蚀剂、渗透剂、悬浮剂等六种组合药剂为一体的化学清洗药剂。经过试验，该药剂对镍基825管材平均腐蚀速率为0.0521mm/a；对L360QCS（L360QS）管材平均腐蚀速率为0.0536mm/a，符合腐蚀需求。

2.3物理清洗

物理清洗是集输管道设备在化学清洗完成后，利用高压水射流泵产生高压水流对局部管道盲端和设备底部沉积物进行冲刷清洗。主要是对火炬分液罐、计量分离器、放空总管、分支管盲端、计量分离器排污汇管，及对计量分离器、火炬分液罐、酸液缓冲罐内部的杂质进行人工清理。

2.4清洗效果评定方法

（1）人工目测。清洗前先对开口的部位进行拍照，查看沉积物情况，清洗完成后对开口部位进行目测检查，拍照留底，无沉积物为合格。

（2）内窥镜检测。管道内部的清洗情况采用内窥镜伸入观察内表面无沉积物为合格。

（3）返回污水取样观察。原清洗剂为澄亮，无悬浮物，清洗后污水混浊颜色变深，为暗黄色，通过取样观察清洗出水颜色和水中杂质含量确定清洗效果。

（4）pH值测定。对循环的清洗液进行3次取样测试，每次间隔10min，pH值为9.2～9.75时，杂质基本溶解完成。

3集气站检维修全面检测技术

3.1集气站全面检验对象

集气站检测的主要对象为：（1）井口至加热炉镍基管线；（2）加热炉盘管；（3）加热炉至外输管线；（4）放空管线和排污管线；（5）甲醇缓蚀剂加注管线；（6）火炬分液罐；（7）计量分离器；（8）计量分支管；（9）生产分支管；（10）收（发）球筒：（11）酸液缓冲罐等。

3.2检验项目

（1）宏观目视检查：①检查所有对接焊缝焊缝有无咬边，错边量、棱角度有无超标现象等。②检查焊缝表面是否有气孔、弧坑、未填满和目视可见夹渣等。③检查母材是否有飞溅、焊疤、表面机械损伤、工卡具焊迹、电弧擦伤等。（2）内窥镜检测开口管线内壁腐蚀。（3）磁粉检测焊缝表面。（4）渗透检测接焊和角焊缝。（5）超声检测设备焊缝埋藏缺陷。（6）TOFD检测分离器和分支管的直焊缝。（7）C扫描管道内壁腐蚀精确测定。（8）导波检测排污及放空管线内壁腐蚀。（9）硬度测定设备焊缝及本体硬度测定。（10）金相检测焊缝及设备本体金相组织测定。

4集气站专业系统检修技术

4.1检修程序

集气站停井后，按照先电力、通信等辅助系统，后动、静设备、自控系统等主要系统，最后全站联调的顺序对采气树及井口控制系统等系统进行全面检修。

4.2检修方法

（1）宏观目视检查；（2）仪表检定；（3）信号测试；（4）数据比对；（5）单体功能测试；（6）密封件组件检查；（7）硬件检查；（8）软件测试；（9）接地电阻测试；（10）放电测试；（11）服务器系统清理；（12）数据备份；（13）逻辑关断测试；（14）阀门活动注脂保养等。

4.3检修内容

4.3.1采气树及井口控制柜检修

主要包括地面控制系统检修、PLC及数据远传检查测试、远程关断测试、采气树井口装置维护保养等。

4.3.2仪器仪表系统检修

主要包括温度变送器、压力变送器、液位变送器、流量计、自控阀门进行外观检查、常规检查、变送器输出测试、测温元件检查、阀门测试、关断测试、以及对机柜接线进行紧固。

4.3.3动设备检修

主要包括各橇块泵和燃气发电机的管件、管路连接件、仪表、电器设备进行检修保养，对泵头管路进行拆卸、清洗、保养，对油品外观进行检测并按质进行更换，对电器部分接线端子排进行检测与更换等。

4.3.4静设备检修

主要包括各撬块和阀门的维护保养，加热炉的关断测试，计量分离器轮换计量测试，分酸分离器、计量分离器、火炬分液罐的液位调节阀测试，自控阀门开关测试等。

5检维修过程中的安全控制技术

5.1工艺隔离技术

5.1.1过站生产的集气站隔断部位

过站放空隔离是关闭过站ESDV阀前后放空闸阀和截止阀，拆卸截止阀下法兰并安装盲板隔离；关闭收（发）球筒安全阀上下游闸阀和旁通闸阀，拆卸收（发）球筒安全阀下游闸阀和旁通闸阀下法兰并安装盲板；关闭收（发）球筒放空手动球阀和截止阀，拆卸手动放空球阀下法兰并安装盲板；关闭集气站出站放空闸阀和截止阀，拆卸截止阀下法兰并安装盲板隔离。

5.1.2末端集气站隔断部位

外输隔断是关闭出站ESDV后，关闭出口球阀并锁定手轮，挂禁止操作牌，下游集气站进站ESDV下游放空阀处于生产运行状态。燃料气隔断是将进站燃料气管道用盲板隔断。

5.2防止硫化亚铁自燃技术

5.2.1钝化法

在打开含有硫化亚铁的容器、管道前，采用了氧化法、酸洗法、螯合法等化学处理技术，消除硫化亚铁，从根本上消除危害源。

5.2.2润湿法

因工艺条件限制，无法采用钝化法和隔氧法的措施，在作业、检修过程中，硫化亚铁会与氧气接触，如分支管和分离器开孔，采用润湿法。在打开含硫化亚铁容器后，立即向内壁喷淋清水或向容器内注水，保证容器内壁上附着的硫化亚铁被水完全润湿。

结语

该文通过对高含硫气田集气站检维修技术研究，总结出了高含硫集气站场全面清洗技术、全面检测技术、专业系统检修技术和安全控制技术。系统全面的研究了高含硫集气站检维修的关键技术，对高含硫气田检维修提供理论指导。

参考文献：

[1]魏孔瑞.高含硫气田集气站风险评价技术研究[D].西南石油大学，2015.

[2]雷婷.高含硫天然气田集气站火灾事故应急响应技术研究[D].中国石油大学，2010.