天然气开发技术现状、挑战及对策

天然气作为现代化的一种清洁能源,在社会发展与经济建设过程中,发挥着非常显著的应用成效,而社会群众在日常生活方面,对各类能源的需求相对较高,传统的煤炭资源本身属于不可再生资源,使得天然气逐渐得到了人们的广泛关注。由此,需要重视天然气的开发技术应用效果,明确这类技术在推进过程中需要应对的各类挑战,筛选出能够有效应对挑战的对策,从而提高天然气开发的经济效益与实际应用效果。

基于微波技术的天然气管道内颗粒物在线检测方法研究

针对天然气管道内颗粒物难以检测的问题,提出了一种基于微波技术的管道内颗粒物在线检测方法。首先对我国天然气管网内颗粒物进行特征分析,并基于微波测量原理以密封探针的方式实现了微波在管道中的传输;其次,采用有限元仿真软件对密封探针结构优化以及管道尺寸(两探针间距)进行研究,分析微波测量系统的电流分布规律和最优结构参数;最后,搭建实验平台,定量分析了不同工况下测量系统输出电压与颗粒物浓度的影响规律。结果表明,当管道内液滴浓度在39~210mg/m^(3)变化时,采用二次函数拟合测量系统输出电压与液滴浓度的关系,可决系数R2在0.966以上;各信号采样点的相对示值误差平均值在5.20%上下波动,测量系统重复性都在0.24%范围内变化。

橇装成套装置在零散井口天然气处理中的应用

油气田的零散井口天然气具有点多、井场布置分散,自然环境恶劣和社会依托条件差等特点。另由于零散井口天然气量小、产量衰减快、利用管输的方式投资过高、经济效益低。大多被直接排放或燃烧,既浪费宝贵资源,又污染环境。针对零散井口天然气的特点,研发一套模块化、橇装化的可移动装置,对零散井口天然气进行净化处理,并采用节流膨胀制冷、冷剂制冷结合的方法,分离出混烃并回收其中的C_3、C_4、C_5^+。处理合格的天然气,可以作为商品气增压进入下游输气管道或CNG槽车外运,稳定后的混烃采用压力储罐车外运,进一步处理成LPG和稳定轻烃,从而实现油气田零散井口天然气资源的开发利用,创造经济效益、社会效益和环保效益。

天然气脱水处理装置优化改进研究

为减轻三甘醇脱水工艺中酸性物质对设备和管道的腐蚀,预防再生气和闪蒸气造成的大气污染,在进行敏感性分析的基础上对脱水工艺进行了改进。结果表明,甘醇循环量和三甘醇富液进闪蒸罐温度这两个因素对酸性物质的分布影响较大,而再沸器温度对酸性物质的分布几乎无影响;对比了典型脱水工艺、废气回收脱水工艺、高压汽提脱水工艺和低压汽提脱水工艺,其中低压汽提脱水工艺中酸性物质的质量分数大幅降低,同时三甘醇贫液的质量分数大幅提升,外输干气露点降低了近7℃,再沸器能耗降低了一半以上,废气可直接进入燃料气系统,实现废气利用,该改进工艺可在输气站场中推广应用。

天然气开采企业安全生产隐患排查与控制策略

由于影响天然气开采安全的因素较为复杂,因此要求隐患排查与控制具有更强的针对性。在明确天然气开采企业安全生产管理意义的基础上,结合天然气开采事故发生的主要原因,对天然气开采危险有害因素中的设备危险因素、人员危险因素以及外部危险因素的作用形式进行分析。根据分析结果,提出了以健全隐患排查制度、完善隐患排查治理档案、提高工作人员责任意识为核心的隐患排查策略,以及以提高设备管理系统化程度、强化技术人员培训、优化开采工程设计理念为核心的控制策略。

原油脱水(盐)用双频电场技术研发及应用

采用传统的电脱水(盐)技术处理劣质原油及重质油,存在投资和运行费用高、脱水效率低及设备运行不稳定等问题。介绍了水颗粒破碎理论、双频电场技术的研发阶段及其电源配置、波形分析等。国外现场应用结果表明,双频电场技术大幅提高了电场脱水(盐)效率,与常规AC电脱水器相比,可将设备的体积大大减小,同时降低了原油处理温度,减少了化学破乳剂的使用量,达到节能降耗的生产要求,有效地应对了现阶段原油劣质化和重质化的严峻挑战。

基于β射线法的气溶胶浓度连续检测方法研究

为解决过程工业领域管道内高浓度气溶胶无法连续检测的问题,在实验室建立了一种基于β射线法的气溶胶浓度连续检测装置,研究射线辐射强度、气体流速等对检测结果的影响。实验结果表明,该装置可测量浓度下限为250 mg/m^(3),在保持合适的射线辐射强度的情况下,气溶胶粒子在测量区域停留的时间延长,有利于提高检测结果的准确度。建立了射线强度与气溶胶浓度的关联计算模型,发现在气溶胶浓度处于400~2000 mg/m^(3)时,该检测方法与质量法的误差低于9%,误差主要原因在于高浓度颗粒群对β射线的散射作用增强。研究结果为高浓度气溶胶实时测量与高效分离提供依据。

螺旋扁管强化传热技术研究进展

介绍了新型强化传热元件螺旋扁管及其换热设备的结构特点与强化传热机理。对无相变及相变工况下螺旋扁管传热特性的理论、实验及数值模拟研究进行了综述与讨论,介绍了螺旋扁管换热设备的应用状况。在此基础上,指出螺旋扁管传热技术尚待开展的工作包括丰富传热介质种类、管内外流场可视化及加强相变传热特性研究。

三相分离器内置静电聚结原油脱水技术研究

为了满足高含水油田、边际油田、深水油田及绿色油田开发对高效紧凑原油脱水装置的需求,提出了三相分离器内置静电聚结原油脱水技术。分析了三相分离器内置安装静电聚结模块后的总体结构布局、工作原理以及VIEC静电聚结模块的制造工艺。采用自主研制的三相分离器内置静电聚结分离中试装置在冀东油田高尚堡联合站进行了现场试验。试验结果表明：在静电聚结模块的作用下,原油经中试装置最短停留时间11.8 min,即可使出口含水体积分数降至0.03%左右,与联合站三相分离器需停留时间1 h以上才能使出口含水体积分数降至1.00%左右的结果相比,油水分离效果显著,并确定了较优的电场频率范围为600~1 000 Hz和1 900~2 500 Hz,较优的设定电压范围为250~300 V。研究成果对该技术今后的工业化进程有重要的参考价值。

非一体型钢管混凝土柱轴压承载力的有限元分析

为了研究钢管与混凝土之间相互作用对钢管与混凝土间无黏结非一体型钢管混凝土柱轴压承载性能的影响,以未考虑与钢管相互作用的素混凝土和考虑与钢管相互作用的混凝土为对象,钢管径厚比为25～67,建立了7个非一体型钢管混凝土柱有限元分析模型,进行三维有限元分析,并与以往试验结果比对.结果表明：对于非一体型钢管混凝土柱模型,考虑钢管与混凝土相互作用时的初始刚度、最大轴力值与试验结果基本一致;不考虑时的初始刚度、最大轴力值小于试验结果;随着钢管厚度增大,钢管径厚比减小,其相互作用增大明显.当钢管径厚比小于25时,若考虑相互作用的破坏形式,建议混凝土按三轴膨胀破坏设计.

化学清防蜡技术

在石蜡基原油的生产过程中,由于温度、压力等的变化会破坏石蜡在原油中溶解状态,从而导致石蜡从原油中析出。其中部分析出的石蜡会粘附在管壁上,造成管道流通面积减小,进而引起集输管线压降损失严重,能耗提高,严重的甚至会造成油田停产。目前,解决该问题最有效的方法是化学请防蜡技术。通过防蜡剂减缓石蜡的沉积速度和蜡的粘附牢固程度,配以周期性用清蜡剂进行清蜡处理。

紧凑型静电分离器的技术进展

为了提高原油的脱水效率和减小处理设备体积,国外研发了一系列紧凑型静电聚结设备如EPIC、CEC、IEC、CES等。详细阐述了国外最新的紧凑型静电分离器(CES)的发展历程,对其发展过程中所历经的"L"型、小"y"型、大"Y"型、斜体"H"型CES的优缺点进行了分析,并探讨了其在原油处理过程中的应用方式和改进思路,为国内研发和应用该技术提供了参考。

基于单片机的扭矩测量技术研究

阐述了一种基于单片机的扭矩测量系统。该系统利用应变式扭矩传感器实现了扭矩及轴向力的监测,并详细介绍了用AD7705芯片采集传感器的输出电压进行模数转换,通过无线收发芯片nRF2401实现数据的无线传送,实现了扭矩的实时监测。

从库兹涅茨克煤层气开发探究俄罗斯煤层气地面建设需求和解决方案

俄罗斯的煤层气工业化开发集中于库兹涅茨克煤盆地区域内,所开采煤层气用于发电、压缩天然气车辆燃料和液化天然气。降低建设和人力成本是当地煤层气地面建设的主要需求。对此提出以橇装模块化装置为基础,结合集输流程和下游需求选择适当脱水工艺的解决方案。

分子筛脱水装置再生加热系统技术对比分析

目的确定直接式电加热器、盘管式铸铝电加热器、燃气导热油炉、电加热导热油炉4种分子筛再生加热系统的技术和经济适用性,为选择最优的再生加热系统提供技术参考。方法对再生加热系统的设备结构、常见故障、技术要点进行了介绍,从适用工况、安全性能、设备投资、优缺点等方面进行了技术对比分析。结果直接式电加热器的建议热负荷在300 kW以内,同时应配备完善的多维度多点控制保护措施;盘管式铸铝电加热器建议使用在高压、腐蚀性、有毒介质等特殊工况,单台热负荷在200 kW以内;电加热导热油炉系统易于实现小型化、标准化、模块化,建议热负荷为150~400 kW;燃气导热油炉系统在热负荷大、多点用热和双温位用热等工况下建议选用。结论分子筛脱水装置应在设计条件下进行技术经济对比后选择合适的再生加热方式。

零散气处理回收装置快速搬迁技术的研究

文章针对油气田开发过程中边远、零散井回收处理装置进行研究,在模块化设计、自动化模块配置、模块间管线电缆的快速连接等方面开发出与装置配套的快速搬迁技术,可满足新站7天建成,搬迁3天建成的建设要求。

石油原油储运过程中常见危险有害因素与防范

石油原油储运过程中存在石油原油蒸发、石油原油储运设备腐蚀、储运静电三个方面的风险。为防止石油原油出现蒸发、泄漏等安全事故,石油企业应在开展相关作业任务前,制定完善的石油原油防泄漏储运方案,通过此种方式落实对油品的安全集中管理。坚持石油储运与消防的联动设计,将可燃物或可燃性气体预警装置(探头)安装在油罐密集区域,实现对企业石油原油罐区的安全设计。根据石油原油罐区的腐蚀类型,设计储备设备对应的防腐蚀方案,提高装置的使用寿命。在储运作业现场,应尽量选择防静电的材料用于制作储运设备,辅助缓和器进行防静电处理,为石油原油提供一个相对安全的储运作业环境。

石油机械设备维修保养要点研析

石油是重要的能源,对国家的发生以及人们的出行具有重要的影响作用。目前石油资源的开采对提升应用的安全性,做好石油机械设备的维修保养是关键。机械设备的正常运行可以有效地提升开采的效率,对石油的开采具有重要的影响作用。石油机械设备的维修保养可以有效地对设备进行定期检查,及时发现问题,规避可能造成的不利影响。从目前石油机械设备维修保养的实际情况来看,也存在一定的不利因素,造成了维护保养科学性不足的问题。基于此,对目前常见的石油机械设备发生的故障进行分析,从而针对性地落实改善措施,提升维护保养的科学性、全面性。

丝网气液分离元件结构及性能研究进展

丝网气液分离元件广泛应用于石油化工等领域,文章综述了近年来丝网气液分离元件结构与性能的研究进展。首先阐述丝网气液分离元件的分离机理,总结出其分离效率和压降计算模型。调研了操作条件及丝网结构参数等影响因素对丝网分离效率和压降的影响,从丝网持液量和液滴撞击网丝两方面揭示丝网气液分离元件的二次夹带机理,并分析了气速、液体体积百分比、丝网结构参数等主要影响因素对二次夹带的影响机制。分析了应用于石油化工领域的典型丝网气液分离元件的结构特点及与其他分离方式的组合形式,总结出丝网气液分离元件的机理研究、结构设计与性能优化的发展方向。

文丘里洗涤器内气液两相流的压降特性研究

通过实验和CFD数值模拟相结合的方法,研究文丘里洗涤器内气液两相流压降特性。实验测量不同喉管长度、气体流量、液气比和喷嘴喷淋形式下,文丘里洗涤器压降的变化规律;建立CFD数值模型并验证其可靠性,考察文丘里洗涤器内液滴速度和浓度、管内压力和湍流强度的分布规律。研究结果表明,文丘里洗涤器内气液两相压降随气流量和喉管长度增加近似呈线性增加;采用轴流实心喷嘴产生的压降要大于采用轴流空心喷嘴产生的压降;压降随液气比增大而增大但不同液气比下变化速率不同;喉管段加速液滴和扩张段湍流强度的增大是长喉管和高气液比下压降大的主要原因。