儲(chǔ)氣構(gòu)造、地形地物條件、自然條件、氣井壓力溫度、天然氣組成以及含油含水情況等因素是千變?nèi)f化的，而適應(yīng)這些因素的氣田天然氣集輸流程也是多種多樣的。以下僅對(duì)較為典型和常見(jiàn)的流程加以描述。

    1. 井場(chǎng)裝置

    井場(chǎng)裝置具有三種功能：①調(diào)控氣井的產(chǎn)量；②調(diào)控天然氣的輸送壓力；③防止天然氣生成水合物。

    比較典型的井場(chǎng)裝置流程，也是目前現(xiàn)場(chǎng)通常采用的有兩種類型：一種是加熱天然氣防止生成水合物的流程；另一種是向天然氣中注入抑制劑防止生成水合物的流程，如圖2-6和圖2-7所示。

 

    圖2-6中1為氣井，天然氣從針形閥2出來(lái)后進(jìn)入井場(chǎng)裝置，首先通過(guò)加熱爐3進(jìn)行加熱升溫，然后經(jīng)過(guò)第一級(jí)節(jié)流閥(氣井產(chǎn)量調(diào)控節(jié)流閥)4進(jìn)行氣量調(diào)控和降壓，天然氣再次通過(guò)加熱器5進(jìn)行加熱升溫，和第二級(jí)節(jié)流閥(氣體輸壓調(diào)控節(jié)流閥)6進(jìn)行降壓以滿足采氣管線起點(diǎn)壓力的要求。

    如圖2-7所示，流程圖中的抑制劑注入器1替換了圖2-6中的加熱爐3和5，流經(jīng)注入器的天然氣與抑制劑相混合，一部分飽和水汽被吸收下來(lái)，天然氣的水露點(diǎn)隨之降低。經(jīng)過(guò)第一級(jí)節(jié)流閥(氣井產(chǎn)量調(diào)控閥)進(jìn)行氣量控制和降壓，再經(jīng)第二級(jí)節(jié)流閥(氣體輸壓調(diào)控閥)進(jìn)行降壓以滿足采氣管線起點(diǎn)壓力的要求。

    2. 常溫分離集氣站

    天然氣在分離器操作壓力下，以不形成水合物的溫度條件下進(jìn)行氣-液分離，稱為常溫分離。通常分離器的操作溫度要比分離器操作壓力條件下水合物形成溫度高3～5℃。

    常溫分離工藝的特點(diǎn)是輔助設(shè)備較少，操作簡(jiǎn)便，適用于干氣的礦場(chǎng)分離。

    我國(guó)目前常用的常溫分離集氣站流程有以下幾種。

    (1) 常溫分離單井集氣站流程

常溫分離流程如圖2-8所示。采氣管線1來(lái)氣經(jīng)進(jìn)站截?cái)嚅y2后到加熱爐3加熱，加熱后的天然氣經(jīng)節(jié)流閥4降壓節(jié)流后輸送到三相分離器5分別分離出氣、油、水，天然氣經(jīng)分離器頂部經(jīng)孔板計(jì)量裝置6計(jì)量后經(jīng)出站截?cái)嚅y7輸送到集氣管線8；天然氣的中部分離液烴經(jīng)液位控制自動(dòng)放液閥9輸送到流量計(jì)10計(jì)量后通過(guò)出站截?cái)嚅y11輸入液烴管線12。分離器底部分離出水經(jīng)液位控制自動(dòng)放液閥13通過(guò)流量計(jì)14計(jì)量后經(jīng)出站截?cái)嚅y15外輸?shù)椒潘芫€16。

 

    在圖2-9中與圖2-8不同之處在于分離設(shè)備的選型不同，前者為三相分離器，后者為氣液兩相分離器，因此其使用條件各不相同。前者適用于天然氣中液烴和水含量均較高的氣井，后者適用于天然氣中只含水或液烴較多和微量水的氣井。

 

    常溫分離單井集氣站通常設(shè)置在氣井井場(chǎng)。

    (2) 常溫分離多井集氣站流程

    常溫分離多井集氣站一般有兩種類型，如圖2-10和圖-11所示。兩種流程的不同點(diǎn)在于前者的分離設(shè)備是三相分離器，后者的分離設(shè)備是氣液分離器。兩者的適用條件不同。前者適用于天然氣中油和水的含量均較高的氣田，后者適用于天然氣中只有較多的水或較多的液烴的氣田。

    圖2-10租圖2-11所示僅為兩口氣井的常溫分離多井集氣站。多井集氣站的井?dāng)?shù)取決于氣田井網(wǎng)布置的密度，一般采氣管線的長(zhǎng)度不超過(guò)5km，井?dāng)?shù)不受限制。以集氣站為中心，5km為半徑的面積內(nèi)，所有氣井的天然氣處理均可集于集氣站內(nèi)。圖2-10中管線和設(shè)備與圖2-8相同，圖2-11中管線和設(shè)備與圖2-9相同，此處流程簡(jiǎn)述從略。

 

    (3) 常溫分離多井輪換計(jì)量集氣站流程

常溫分離多井輪換計(jì)量集氣站流程適用于單井產(chǎn)量較低而井?dāng)?shù)較多的氣田。全站按井?dāng)?shù)多少設(shè)置一個(gè)或數(shù)個(gè)計(jì)量分離器供各井輪換計(jì)量；再按集氣量多少設(shè)置一個(gè)或數(shù)個(gè)生產(chǎn)分離器，分離器供多井共用。如圖2-12所示。

 

    3. 低溫分離集氣站流程

    在很多情況下，天然氣采氣壓力遠(yuǎn)高于外輸壓力。利用天然氣在氣田集輸過(guò)程出現(xiàn)的大差壓節(jié)流降壓所產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)達(dá)到的低溫條件，在此條件下進(jìn)行氣體、水及液烴分離，稱為礦場(chǎng)低溫分離。此種分離工藝同時(shí)產(chǎn)生兩種效果：①增加液烴回收量；②降低天然氣露點(diǎn)。因此氣田集輸系統(tǒng)即可利用這兩種效果，對(duì)天然氣進(jìn)行液烴回收和脫水。氣田集輸系統(tǒng)可利用低溫分離工藝使天然氣的烴露點(diǎn)和水露點(diǎn)降低以滿足管輸要求，也是氣田集輸系統(tǒng)的節(jié)能措施之一。

    來(lái)自井場(chǎng)裝置的天然氣，經(jīng)過(guò)脫液分離器脫除其所攜帶的游離水和液烴以及固體雜質(zhì)后，經(jīng)注入水合物抑制劑，再進(jìn)入氣一氣換熱器與低溫天然氣換熱后溫度下降，然后通過(guò)節(jié)流閥產(chǎn)生大差壓節(jié)流降壓，溫度進(jìn)一步下降并達(dá)到所要求的低溫條件。在此條件下天然氣中C₅⁺組分大部分被冷凝下來(lái)。C₃和C₄也有相當(dāng)一部分成為液相溶于液烴內(nèi)。所有液相物質(zhì)沉聚到分離器底部，最終達(dá)到分離氣、油、水的目的。

    由于低溫分離的操作溫度一般在O℃以下，通常為-4～-20℃。為了取得分離器的低溫操作條件，同時(shí)又要防止在大差壓節(jié)流降壓過(guò)程中天然氣生成水合物，必須采用注抑制劑防凍法以防止生成水合物。

    低溫分離工藝通常適用于富氣的分離。對(duì)于貧氣，在通過(guò)氣-液平衡計(jì)算，表明低溫分離工藝對(duì)液烴回收具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值時(shí)，則應(yīng)采用低溫分離工藝。

    比較典型的兩種低溫分離集氣站流程分別如圖2-13和圖2-14所示。

 

    圖2-13流程的特點(diǎn)是低溫分離器底部出來(lái)的液烴和抑制劑富液混合物在站內(nèi)未進(jìn)行分離。圖2-14流程圖的特點(diǎn)是低溫分離器底部出來(lái)的混合液在站內(nèi)進(jìn)行分離。前者是以混合液直接送到液烴穩(wěn)定裝置去處理，后者是將液烴和抑制劑富液分別送到液烴穩(wěn)定裝置和富液再生裝置去處理。

    圖2-13流程圖所示：井場(chǎng)裝置通過(guò)采氣管線1輸來(lái)氣體經(jīng)過(guò)進(jìn)站截?cái)嚅y2進(jìn)入低溫站。天然氣經(jīng)過(guò)節(jié)流閥3進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)以符合高壓分離器4的操作壓力要求。脫除液體的天然氣經(jīng)過(guò)孔板計(jì)量裝置5進(jìn)行計(jì)量后，再通過(guò)裝置截?cái)嚅y6進(jìn)入?yún)R氣管。各氣井的天然氣匯集后進(jìn)入抑制劑注入器7，與注入的霧狀抑制劑相混合，部分水汽被吸收，使天然氣水露點(diǎn)降低，然后進(jìn)入氣-氣換熱器8使天然氣預(yù)冷。降溫后的天然氣通過(guò)節(jié)流閥進(jìn)行大差壓節(jié)流降壓，使其溫度降到低溫分離器所要求的溫度。從分離器頂部出來(lái)的冷天然氣通過(guò)換熱器8后溫度上升至0℃以上，經(jīng)過(guò)孔板計(jì)量裝置10計(jì)量后進(jìn)入集氣管線。

    從高壓分離器4的底部出來(lái)的游離水和少量液烴通過(guò)液位調(diào)節(jié)閥11進(jìn)行液位控制，流出的液體混合物計(jì)量后經(jīng)裝置截?cái)嚅y12進(jìn)入?yún)R液管。匯集的液體進(jìn)入閃蒸分離器13，閃蒸出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥14后進(jìn)入低溫分離器9的氣相段。閃蒸分離器底部出來(lái)的液體再經(jīng)液位控制閥15，然后進(jìn)入低溫分離器底部液相段。

    從低溫分離器底部出來(lái)的液烴和抑制劑富液混合液經(jīng)液位控制閥16再經(jīng)流量計(jì)17，然后通過(guò)出站截?cái)嚅y進(jìn)入混合液輸送管線送至液烴穩(wěn)定裝置。

    圖2-14流程圖與圖2-13流程圖所不同之處是：從低溫分離器底部出來(lái)的混合液，不直接送到液烴穩(wěn)定裝置去，而是經(jīng)過(guò)加熱器1加熱升溫后進(jìn)入三相分離器2進(jìn)行液烴和抑制劑分離。液烴從三相分離器左端底部出來(lái)，經(jīng)過(guò)液位控制閥3再經(jīng)流量計(jì)4然后通過(guò)氣-液換熱器5與低溫分離器頂部引來(lái)的冷天然氣換熱被冷卻，降溫到0℃左右。最后，液烴通過(guò)出站截?cái)嚅y，由管線送至穩(wěn)定裝置。從三相分離器右端底部出來(lái)的抑制劑富液經(jīng)液位控制閥6再經(jīng)流量計(jì)7后，通過(guò)出站截?cái)嚅y送至抑制劑再生裝置。

    圖2-13和圖2-14兩種低溫分離流程的選取，取決于天然氣的組成、低溫分離器的操作溫度、穩(wěn)定裝置和提濃再生裝置的流程設(shè)計(jì)要求。低溫分離器操作溫度越低，輕組分溶入液烴的量越多。此種情況以采用圖2-13低溫分離流程為宜。