煤層氣集輸問(wèn)題與對(duì)策

1、煤層氣集輸問(wèn)題與對(duì)策煤層氣集輸問(wèn)題與對(duì)策阿山摘要摘要：煤層氣屬非常規(guī)天然氣，煤層氣的集輸不同于常規(guī)天然氣，從管材的選型到管網(wǎng)布置，從井場(chǎng)采氣到氣站集氣輸送，水分和煤粉是影響輸送的主要不利因素，對(duì)管路氣體中固相及液相雜質(zhì)的分離是提高輸送效率的主要途徑。主題詞：主題詞：煤層氣管網(wǎng)管材井場(chǎng)工藝集輸站工藝管道積液概述：概述：煤層氣俗名“瓦斯”，它是一種混合氣體，它的主要成分是甲烷，占瓦斯體積的90%左右（沁水盆地煤層氣甲烷含量達(dá)97%以上），此

2、外瓦斯中還含有少量的二氧化碳、氮?dú)?、乙烷及微量的其他氣體。常規(guī)天然氣主要以游離氣存在于砂巖為主要儲(chǔ)集層的孔隙或裂隙中，而煤層氣主要90%以上是以吸附狀態(tài)附著于煤基質(zhì)顆粒表面上，只有少量的煤層氣以游離態(tài)儲(chǔ)存在煤巖的割理、裂隙和孔隙中，或者溶解在煤層的水中。采出的煤層氣中，一般含有飽和的水蒸氣和雜質(zhì)，水汽和雜質(zhì)是煤層氣中有害無(wú)益的組分，對(duì)輸送產(chǎn)生較大的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞管道和閥門而影響供氣，現(xiàn)場(chǎng)常采用加熱、節(jié)流、分離、脫水等工藝對(duì)煤層氣進(jìn)行

3、處理，以保證安全平穩(wěn)地輸送合格的煤層氣，因而對(duì)集輸系統(tǒng)的探討研究具有十分重要的意義。一、管網(wǎng)布置一、管網(wǎng)布置集輸管線分為采氣管線和集氣管線，集氣管線又分為集氣支線和集氣干線。采氣管線是氣井到集氣站的管線，一般直徑較小（一般為73~114mm沁水盆地也有使用108及159管線），集氣支線是集氣站到集氣站或集氣站到集氣干線的管線，一般直徑較大（159~325mm），集氣干線是將各集氣站或集氣支線的來(lái)氣集中輸送到集配氣總站或加氣站的管線，一般

4、直徑很大（一般為219~457mm，，沁水盆地也有508、559管線），集輸管網(wǎng)流程如下：目前煤層氣的集氣管網(wǎng)一般有枝狀管網(wǎng)、環(huán)狀管網(wǎng)和放射狀管網(wǎng)三種類型。實(shí)際的集氣管網(wǎng)常常是兩種或三種的組合。圖2集氣管網(wǎng)的形式取決于井位和產(chǎn)氣量和井口壓力。二、集輸管材的選取二、集輸管材的選取目前集輸管網(wǎng)常用的管材有金屬管道和PE管道（聚乙烯管）。其中PE管材（承壓小于0.7MPa）在城鎮(zhèn)燃?xì)饧懊簩託鈫尉苈芬呀?jīng)使用，PE管由于其成本較低，與金屬管道相

5、比其內(nèi)壁平滑，降低了摩擦阻力，與相同直徑的鋼管相比可輸送更多的氣量，節(jié)省了動(dòng)力消耗；另外它是絕緣體抗腐蝕能力強(qiáng)，又是熱的不良導(dǎo)體，因而在單井管路有較大的應(yīng)用空間。井場(chǎng)集氣站集輸總站中心處理站級(jí)別為二級(jí)和一級(jí)，增壓后直接輸送至中心站或總站。井場(chǎng)的排水計(jì)量目前有兩種方式：1、儀表計(jì)量（由于水中含有固相雜質(zhì)和氣體，精度與準(zhǔn)確性較低）如渦輪流量計(jì)和水表等。2、容器計(jì)量如計(jì)量罐、計(jì)量桶等。井場(chǎng)采出水的處理：1、蒸發(fā)池處理法，利用井場(chǎng)污水收集池靠自

6、然蒸發(fā)，占地面積大在冬季作用較小。2、地面排方法，把收集的污水進(jìn)行處理達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)后排放地面。3、深井注入法，打井費(fèi)用高，單處理能力大。在沁水盆地目前使用第一種較多。排采井場(chǎng)的氣體計(jì)量目前使用渦輪渦街流量計(jì)較多。壓力表的選型因?yàn)榱鞒逃袎鹤兊拇嬖谒詻](méi)必要選用精密壓力表。五、集氣站工藝五、集氣站工藝集氣站主要作用是對(duì)外輸送，對(duì)于管道氣體壓力不能滿足輸送要求的增壓后才能輸送，能夠滿足要求的可對(duì)各井來(lái)氣匯集后對(duì)外輸送，但不管是增壓或是不增壓對(duì)

7、外輸送前是必須要脫水的，因?yàn)閺臍怏w的成分看煤層氣中含有飽和的水汽、二氧化碳和氧氣等其它組分，沒(méi)有分離措施易對(duì)鋼質(zhì)管道造成腐蝕且雜質(zhì)和凝析水容易氣塞造成輸送氣體壓力損失增大。圖4圖4是沁水盆地某些企業(yè)采用的工藝流程，圖中黑色的緩沖罐多數(shù)企業(yè)是沒(méi)有的，從使用效果看，前面的分離器已能滿足企業(yè)要求，而壓縮機(jī)后面多數(shù)缺少油水分離裝置，對(duì)下游的輸送將會(huì)產(chǎn)生一定的影響，有的企業(yè)發(fā)球筒的安裝還和輸氣干線呈90也是不便于合理通球的。對(duì)于集氣站的現(xiàn)場(chǎng)排水情

8、況，冬季排水量較大，夏季很小或沒(méi)有，其中0.05MPa進(jìn)氣壓力下匯管、分離器、緩沖罐三個(gè)排水量同時(shí)比較，匯管分離器緩沖罐，進(jìn)氣壓力超過(guò)0.12MPa以上，分離器的排水量大于匯管和緩沖罐。圖5集氣站的來(lái)氣進(jìn)入中心站經(jīng)過(guò)脫水后進(jìn)行銷售，可以和天然氣混輸混用，但煤層氣的脫水后指標(biāo)要達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)：項(xiàng)目項(xiàng)目一類天然氣一類天然氣(民用民用)二類天然氣二類天然氣(民用民用)三類天然氣三類天然氣(工業(yè)原料或燃料工業(yè)原料或燃料)高位發(fā)熱量(MJm3)31