采气工程气井井场工艺课件.pptx

1采气流程：采气流程：气井采出的含有液（固）体杂质的高压天然气井采出的含有液（固）体杂质的高压天然气变为适合矿场输送的合格天然气的各种设备组合气变为适合矿场输送的合格天然气的各种设备组合l 单井常温采气流程单井常温采气流程l 多井常温采气流程多井常温采气流程l 低温回收凝析油采气流程低温回收凝析油采气流程l 低温回收石油液化气采气流程低温回收石油液化气采气流程根据处理天然气的不同方式，可分为：根据处理天然气的不同方式，可分为：第一节第一节 采气流程采气流程 1采气流程：气井采出的含有液（固）体杂质的高压天然气变为适合2一、单井常温采气流程一、单井常温采气流程第一节第一节 采气流程采气流程 井口井口针阀针阀保温套保温套针阀针阀分离器分离器气体气体分离器顶部分离器顶部节流装置计量节流装置计量集气支线集气支线液（固）体液（固）体分离器下部分离器下部计量罐计量罐油罐和水池油罐和水池2一、单井常温采气流程第一节 采气流程 井口针阀保温套3 用在气田边远气井，不需要建集气站，可节约成本；用在气田边远气井，不需要建集气站，可节约成本；用在产水量大的气水同产井，可以进行气水分离，减用在产水量大的气水同产井，可以进行气水分离，减少输气阻力；少输气阻力；用在低压气井，由于井口压力低，集气干线的压力波动用在低压气井，由于井口压力低，集气干线的压力波动对产气影响很大，单井采气可以避免这种影响，保持产气对产气影响很大，单井采气可以避免这种影响，保持产气稳定。

稳定一、单井常温采气流程一、单井常温采气流程第一节第一节 采气流程采气流程 应用范围：应用范围：3 用在气田边远气井，不需要建集气站，可节约成本；用4二、多井常温采气流程二、多井常温采气流程第一节第一节 采气流程采气流程 多井常温采气流程是把几口单井的采气流程集中在气田适多井常温采气流程是把几口单井的采气流程集中在气田适多井常温采气流程是把几口单井的采气流程集中在气田适多井常温采气流程是把几口单井的采气流程集中在气田适当部位进行集中采气和管理当部位进行集中采气和管理当部位进行集中采气和管理当部位进行集中采气和管理工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程 工艺流程一般包括：加热、分离、计量等几部分工艺流程一般包括：加热、分离、计量等几部分工艺流程一般包括：加热、分离、计量等几部分工艺流程一般包括：加热、分离、计量等几部分其中加热的目的是防止在节流降压中气体温度过低形成其中加热的目的是防止在节流降压中气体温度过低形成其中加热的目的是防止在节流降压中气体温度过低形成其中加热的目的是防止在节流降压中气体温度过低形成水化物若气体压力降低，节流后不会形成水化物，集气站的若气体压力降低，节流后不会形成水化物，集气站的若气体压力降低，节流后不会形成水化物，集气站的若气体压力降低，节流后不会形成水化物，集气站的流程可简化为：节流、分离、计量，然后通过汇管输出。

流程可简化为：节流、分离、计量，然后通过汇管输出流程可简化为：节流、分离、计量，然后通过汇管输出流程可简化为：节流、分离、计量，然后通过汇管输出4二、多井常温采气流程第一节 采气流程 多井常温采气5二、多井常温采气流程二、多井常温采气流程第一节第一节 采气流程采气流程 图图4 42 2 多井常温集气流程图多井常温集气流程图5二、多井常温采气流程第一节 采气流程 图42 多井常温6二、多井常温采气流程二、多井常温采气流程第一节第一节 采气流程采气流程 适用范围适用范围适用范围适用范围 多井常温采气流程的优点：便于对气井进行集中多井常温采气流程的优点：便于对气井进行集中调节和管理，实现水、电、蒸汽的一机多用调节和管理，实现水、电、蒸汽的一机多用凡是气井压力相近，气体性质相同，不需要用单凡是气井压力相近，气体性质相同，不需要用单井采气流程的地方，都可以用多井采气流程井采气流程的地方，都可以用多井采气流程6二、多井常温采气流程第一节 采气流程 适用范围 7三、低温回收凝析油采气流程三、低温回收凝析油采气流程第一节第一节 采气流程采气流程 利用高压气节流致冷，大幅度降低温度回收凝析油利用高压气节流致冷，大幅度降低温度回收凝析油。

利用高压气节流致冷，大幅度降低温度回收凝析油利用高压气节流致冷，大幅度降低温度回收凝析油工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程7三、低温回收凝析油采气流程第一节 采气流程 利用高压气节流8 适用范围适用范围适用范围适用范围 天然气中有较高的凝析油含量，一般要求在天然气中有较高的凝析油含量，一般要求在20g/m20g/m3 3以上三、低温回收凝析油采气流程三、低温回收凝析油采气流程第一节第一节 采气流程采气流程 气井有足够高的剩余压力（井口压力与输气压力之差），一般在气井有足够高的剩余压力（井口压力与输气压力之差），一般在8MPa8MPa以上；以上；有相当的气量，一般在有相当的气量，一般在707010104 4m m3 3/d/d以上3 3 3 3优点：优点：优点：优点：不需要外来能源节流制冷，投资少，设备简单，操作方不需要外来能源节流制冷，投资少，设备简单，操作方便，经济高效单井和多井集气站都可使用便，经济高效单井和多井集气站都可使用8 适用范围 天然气中有较高的凝析油含量，一般要求在209 工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程四、低温回收石油液化气采气流程四、低温回收石油液化气采气流程第一节第一节 采气流程采气流程 9 工艺流程四、低温回收石油液化气采气流程第一节 采气流程10四、低温回收石油液化气采气流程四、低温回收石油液化气采气流程第一节第一节 采气流程采气流程 适用范围适用范围适用范围适用范围 天然气含丙烷、丁烷组分高，一般应在天然气含丙烷、丁烷组分高，一般应在3%3%以上；以上；气井剩余压力在气井剩余压力在1010兆帕以上，以造成低温；兆帕以上，以造成低温；气井产量不受限制，只要丙烷、丁烷含量高，剩气井产量不受限制，只要丙烷、丁烷含量高，剩余压力大。

余压力大10四、低温回收石油液化气采气流程第一节 采气流程 适用11第二节第二节 天然气的计量天然气的计量 天然气流量：在单位时间内流过管路横断面的天然气天然气流量：在单位时间内流过管路横断面的天然气数量（体积）数量（体积）天然气流量的测量仪表包括：孔板差压流量计、临天然气流量的测量仪表包括：孔板差压流量计、临界流速流量计、垫圈流量计、涡轮流量计、靶式流量计、界流速流量计、垫圈流量计、涡轮流量计、靶式流量计、质量流量计等质量流量计等11第二节 天然气的计量 天然气流量：在单位时间内流过12一、孔板压差流量计的组成一、孔板压差流量计的组成第二节第二节 天然气的计量天然气的计量孔板差压流量计由节流装置、导压管和差压计三大部分组成孔板差压流量计由节流装置、导压管和差压计三大部分组成12一、孔板压差流量计的组成第二节 天然气的计量孔板差压流量13一、孔板压差流量计的组成一、孔板压差流量计的组成第二节第二节 天然气的计量天然气的计量 节流装置节流装置节流装置节流装置 使管道中的流体产生压差的一套装置完整的节流装置由标使管道中的流体产生压差的一套装置完整的节流装置由标准孔板、带有取压孔的孔板夹持器和上下游测量管所组成。

准孔板、带有取压孔的孔板夹持器和上下游测量管所组成13一、孔板压差流量计的组成第二节 天然气的计量 节流装置14一、孔板压差流量计的组成一、孔板压差流量计的组成第二节第二节 天然气的计量天然气的计量 导压管导压管导压管导压管 一般采用一般采用183183的无缝钢管，其作用是将标准孔板所的无缝钢管，其作用是将标准孔板所产生的压差信号传送给压差计产生的压差信号传送给压差计用于测量差压信息，把此差压转换成流量指示并记录下用于测量差压信息，把此差压转换成流量指示并记录下来差压计差压计差压计差压计14一、孔板压差流量计的组成第二节 天然气的计量 导压管 15二、流量计算公式二、流量计算公式第二节第二节 天然气的计量天然气的计量气体流经孔板时流量的基本公式为：气体流经孔板时流量的基本公式为：令令则则15二、流量计算公式第二节 天然气的计量气体流经孔板时流量的16一、分离设备及类型一、分离设备及类型第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离按作用原理分：重力分离器、旋流分离器、混合式分离器按作用原理分：重力分离器、旋流分离器、混合式分离器根据分离需要分类根据分离需要分类:气液两相分离、油气水三相分离气液两相分离、油气水三相分离根据外形分类：立式和卧式分离器根据外形分类：立式和卧式分离器16一、分离设备及类型第三节 气液（固）分离按作用原理分：重17 重力分离器重力分离器 利用液（固）体和气利用液（固）体和气体之间的密度差分离气体体之间的密度差分离气体中的液（固）体。

中的液（固）体第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离l 为提高重力分离器的效率，为提高重力分离器的效率，进口管线多以切线进入，利进口管线多以切线进入，利用离心力对液体作初步分离用离心力对液体作初步分离l 安装除雾器，利用碰撞原安装除雾器，利用碰撞原理分离微小的雾状液滴理分离微小的雾状液滴17 重力分离器 利用液（固）体和气体之间的密度差分18 为了使液滴沉降，设计分离器时必须使分离器中的为了使液滴沉降，设计分离器时必须使分离器中的气流速度低于液滴沉降速度，一般要求：气流速度低于液滴沉降速度，一般要求：第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 液滴沉降速度与液体的密度、液滴直径、分离器工液滴沉降速度与液体的密度、液滴直径、分离器工作压力等因素有关可以用公式计算或查图表求得作压力等因素有关可以用公式计算或查图表求得18 为了使液滴沉降，设计分离器时必须使分离器中的气流19第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 不同不同压力下压力下水滴直水滴直径与沉径与沉降速度降速度的关系的关系19第三节 气液（固）分离 不同压力下水滴直径与沉降速度的关20第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离（1 1）立式分离器）立式分离器分离段：分离段：混合物由切向进口进分混合物由切向进口进分离器后旋转，在离心力作用下密度离器后旋转，在离心力作用下密度大的液（固）体被抛向器壁顺流而大的液（固）体被抛向器壁顺流而下，液（固）体得到初步分离。

下，液（固）体得到初步分离沉降段：沉降段：沉降段直径比进口管径沉降段直径比进口管径大得多，使得气流在沉降段流速急大得多，使得气流在沉降段流速急剧降低，有利于较小液（固）滴在剧降低，有利于较小液（固）滴在其重力作用下沉降其重力作用下沉降20第三节 气液（固）分离（1）立式分离器分离段：混合物由21除雾段：除雾段：用来捕集未能沉降分离用来捕集未能沉降分离出来的雾状液滴，捕集器有翼状和出来的雾状液滴，捕集器有翼状和丝网储存段：储存段：存储液（固）体，由排存储液（固）体，由排液管排出排污管的作用是定期排液管排出排污管的作用是定期排放污物（泥砂、锈浊物等）放污物（泥砂、锈浊物等）第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离（1 1）立式分离器）立式分离器21除雾段：用来捕集未能沉降分离出来的雾状液滴，捕集器有翼22第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离（1 1）立式分离器）立式分离器另一种结构：入口段另一种结构：入口段22第三节 气液（固）分离（1）立式分离器23翼状捕集器翼状捕集器是带微粒收是带微粒收集带平行金属盘构成的集带平行金属盘构成的迷宫组成迷宫组成丝网捕集器丝网捕集器丝网捕集器丝网捕集器是用直径的金属丝或是用直径的金属丝或尼龙丝、聚乙烯编制成线网，再尼龙丝、聚乙烯编制成线网，再不规则地叠成网垫制成。

不规则地叠成网垫制成第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离翼状捕集器翼状捕集器23翼状捕集器是带微粒收集带平行金属盘构成的迷宫组成丝网捕24第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 影响重力分离器效率的主要因素是分离器的直径影响重力分离器效率的主要因素是分离器的直径在气量一定、工作压力一定时，直径大，气流速度低，对在气量一定、工作压力一定时，直径大，气流速度低，对分离细小液滴有利，但直径过大，钢材消耗量大，加工不易分离细小液滴有利，但直径过大，钢材消耗量大，加工不易合理的分离器直径计算公式：合理的分离器直径计算公式：为分离器内气流允许速度为分离器内气流允许速度24第三节 气液（固）分离 影响重力分离器效率的主要因25第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离（2 2）卧式重力分离器）卧式重力分离器 气液混合物气液混合物碰到导向碰到导向板而改变流向，在惯性力的板而改变流向，在惯性力的作用下作用下大直径液滴大直径液滴被分离下被分离下来，夹带小液滴的气流继续来，夹带小液滴的气流继续向下运动由于分离器直径向下运动由于分离器直径比进口直径大得多，气流速比进口直径大得多，气流速度下降，在重力作用下度下降，在重力作用下较小较小直径液滴直径液滴被分离下来。

气流被分离下来气流通过整流板，紊乱的气流被通过整流板，紊乱的气流被变成直流，更小的液滴与整变成直流，更小的液滴与整流板壁接触，流板壁接触，聚集成大液滴聚集成大液滴而沉降最后，雾状液滴在而沉降最后，雾状液滴在捕集器中捕集器中被捕集被捕集下来25第三节 气液（固）分离（2）卧式重力分离器 气液26第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离卧式分离器与立式分离器的区别：卧式分离器与立式分离器的区别：l 卧式分离器是用径向进口并安有伞形板，伞形板的作用是防卧式分离器是用径向进口并安有伞形板，伞形板的作用是防止气液直接撞击储存段的液面，引起已沉降的液体重新被气流止气液直接撞击储存段的液面，引起已沉降的液体重新被气流携带气流撞击伞形板后，气流速度降低，方向改变，在惯性携带气流撞击伞形板后，气流速度降低，方向改变，在惯性力的作用下液滴被分离，粘附在伞形板上顺流而下力的作用下液滴被分离，粘附在伞形板上顺流而下l 在分离器直径和工作压力相同情况下，卧式重力分离器处理在分离器直径和工作压力相同情况下，卧式重力分离器处理气量比立式高但卧式重力分离器占地面积大，清扫困难多气量比立式高但卧式重力分离器占地面积大，清扫困难。

多用于处理量大的集气站和用以脱流装置前的气体进行分离中用于处理量大的集气站和用以脱流装置前的气体进行分离中小型集气站仍以立式为主小型集气站仍以立式为主26第三节 气液（固）分离卧式分离器与立式分离器的区别：卧27第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离（3 3）三相重力分离器）三相重力分离器 三相重力分离器中的油水也是三相重力分离器中的油水也是利用密度差进行分离的在分离器利用密度差进行分离的在分离器中安有一个堰板，水面上的浮油高中安有一个堰板，水面上的浮油高度超过堰板顶部时，翻过堰板进入度超过堰板顶部时，翻过堰板进入集油室中，集油室中安有浮球，并集油室中，集油室中安有浮球，并用连杆通过控制机构作排油调节阀用连杆通过控制机构作排油调节阀的开关当油面升到规定高度时，的开关当油面升到规定高度时，阀开启排油；液面降低到规定高度阀开启排油；液面降低到规定高度时，阀自动关闭水也是用浮球控时，阀自动关闭水也是用浮球控制阀的开启或关闭进行排放的制阀的开启或关闭进行排放的27第三节 气液（固）分离（3）三相重力分离器 三相重282.2.旋流分离器旋流分离器第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 利用离心力原理分离气液（固）体。

利用离心力原理分离气液（固）体气液（固）混合物由切线方向进入分离器气液（固）混合物由切线方向进入分离器后，沿分离器筒体旋转，产生离心力离心力后，沿分离器筒体旋转，产生离心力离心力与液（固）体颗粒的密度成正比液（固）体与液（固）体颗粒的密度成正比液（固）体颗粒的密度比气体大得多，于是液（固）体颗颗粒的密度比气体大得多，于是液（固）体颗粒就被抛到外圈（靠近器壁），较轻的气体则粒就被抛到外圈（靠近器壁），较轻的气体则在内圈被抛在外圈的液（固）体颗粒继续旋在内圈被抛在外圈的液（固）体颗粒继续旋转，并向下沉淀，最后到达锥形管聚集后从下转，并向下沉淀，最后到达锥形管聚集后从下部出口放出，内圈的气体则从上部出口放出部出口放出，内圈的气体则从上部出口放出282.旋流分离器第三节 气液（固）分离 利用离心力原29 旋流分离器中液（固）体颗粒的沉降速度与颗粒的直径、密旋流分离器中液（固）体颗粒的沉降速度与颗粒的直径、密度、旋转半径、角速度以及气体的密度有关度、旋转半径、角速度以及气体的密度有关在颗粒直径和密度、气体密度、流动状态相同的条件下，旋在颗粒直径和密度、气体密度、流动状态相同的条件下，旋流分离器中颗粒的沉降速度比重力分离器大。

同样直径时，旋流流分离器中颗粒的沉降速度比重力分离器大同样直径时，旋流分离器处理的气量比重力分离器多分离器处理的气量比重力分离器多旋流分离器的直径取决于处理气量的多少、气体经过分离器旋流分离器的直径取决于处理气量的多少、气体经过分离器时的压力损失和水力阻力系数计算公式：时的压力损失和水力阻力系数计算公式：为水力阻力系数，一般取为水力阻力系数，一般取180180；/为气体通过分离器时的压头损为气体通过分离器时的压头损失，一般设计时取失，一般设计时取0.550.551.81.8第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离29 旋流分离器中液（固）体颗粒的沉降速度与颗粒的直径30旋流分离器结构一：旋流分离器结构一：第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离1 1气体进口；气体进口；2 2气体出口；气体出口；3 3内管；内管；4 4螺旋叶片；螺旋叶片；5 5筒体；筒体；6 6锥形管；锥形管；7 7支持板；支持板；8 8排液口；排液口；9 9加强板加强板 螺旋叶片是焊在内管上的薄钢板，对气体起着导向和加速旋转的作用螺旋叶片是焊在内管上的薄钢板，对气体起着导向和加速旋转的作用30旋流分离器结构一：第三节 气液（固）分离1气体进口；螺31旋流分离器结构二：旋流分离器结构二：第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离1 1气体进口；气体进口；2 2气体出口；气体出口；3 3内管；内管；4 4螺旋叶片；螺旋叶片；5 5筒体；筒体；6 6锥形管；锥形管；7 7支持板；支持板；8 8手孔；手孔；9 9排液口；排液口；1010裙座；裙座；1111积液筒积液筒 31旋流分离器结构二：第三节 气液（固）分离1气体进口；323.3.混合式分离器混合式分离器第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 混合式分离器是利用多种分离原理进行气液（固）体分离的，混合式分离器是利用多种分离原理进行气液（固）体分离的，结构比较复杂，类型也很多，如螺道分离器、串连离心式分离器、结构比较复杂，类型也很多，如螺道分离器、串连离心式分离器、多管旋风式分离器等。

多管旋风式分离器等螺道分离器螺道分离器 螺道分离器是利用天然气在狭窄的螺道中作高速旋转螺道分离器是利用天然气在狭窄的螺道中作高速旋转运动，形成强烈的离心力，使气流中的液滴聚合成较大的运动，形成强烈的离心力，使气流中的液滴聚合成较大的液滴沿器壁流下液滴沿器壁流下323.混合式分离器第三节 气液（固）分离 混合式分离33第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离（1 1）螺道分离器）螺道分离器凝聚段凝聚段由多道螺道组成，它的作用是使气流沿螺道由多道螺道组成，它的作用是使气流沿螺道高速旋转，产生强大的离心力，把小液滴甩到器壁高速旋转，产生强大的离心力，把小液滴甩到器壁上凝聚成大液滴顺器壁流到储液段上凝聚成大液滴顺器壁流到储液段扩大段扩大段由紧接凝聚段之后螺距逐渐加大的螺道组由紧接凝聚段之后螺距逐渐加大的螺道组成，由于螺距加大，气流速度降低，避免使已聚成，由于螺距加大，气流速度降低，避免使已聚合的液滴再分散合的液滴再分散捕集器捕集器用金属或尼龙丝网制成，起捕集雾状液滴作用金属或尼龙丝网制成，起捕集雾状液滴作用储液段内设破旋涡板，防止储存的液体产生漩用储液段内设破旋涡板，防止储存的液体产生漩涡而重新被气流夹带。

涡而重新被气流夹带储液段储液段丝网筒体螺道伞形罩中心管矩形开口破旋涡板储液段排液口排污口33第三节 气液（固）分离（1）螺道分离器凝聚段由多道螺道组34第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离（2 2）串连离心式分离器）串连离心式分离器利用重力、惯性力、离心力分离气液（固）体利用重力、惯性力、离心力分离气液（固）体l 气液从顶部进入后向下流动，液滴在本身重气液从顶部进入后向下流动，液滴在本身重力作用下初次沉降力作用下初次沉降l 气液到达环形空间底部时，气流改变方向拐气液到达环形空间底部时，气流改变方向拐向上流，液滴在惯性力作用下二次分离向上流，液滴在惯性力作用下二次分离l 气流进入螺道部分高速旋转，液滴在离心力气流进入螺道部分高速旋转，液滴在离心力作用下第三次分离作用下第三次分离34第三节 气液（固）分离（2）串连离心式分离器利用重力、惯35第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离（3 3）多管旋流式分离器）多管旋流式分离器 由由多个旋风子多个旋风子（小旋流分离器）并列置于一个外壳（小旋流分离器）并列置于一个外壳内，组成多管旋风分离器进入壳内的气体分股进入旋内，组成多管旋风分离器进入壳内的气体分股进入旋风子进行分离。

多管旋风分离器适宜分离固体杂质，并风子进行分离多管旋风分离器适宜分离固体杂质，并可按实际需要增加旋风子的数量可按实际需要增加旋风子的数量35第三节 气液（固）分离（3）多管旋流式分离器 由多36二、分离器的附属设备二、分离器的附属设备自动放水器自动放水器第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 利用连通管原理和浮力原理实现利用连通管原理和浮力原理实现自动进水和放水的自动进水和放水的由于导压管把分离器的气体压力由于导压管把分离器的气体压力和放水器连通在一起，使二者成为一和放水器连通在一起，使二者成为一个压力相等的连通容器因此当分离个压力相等的连通容器因此当分离器内的液面高于放水器的进水口时，器内的液面高于放水器的进水口时，水依靠其本身的高差自动流入放水器水依靠其本身的高差自动流入放水器36二、分离器的附属设备自动放水器第三节 气液（固）分离 371.1.结构结构第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离1 1连通导压管（与分离器的气相部连通导压管（与分离器的气相部分相连，使水靠自重流到放水器）分相连，使水靠自重流到放水器）2 2阀嘴（控制一次排水量）阀嘴（控制一次排水量）3 3阀尖；阀尖；4 4扶正器（对阀尖起扶正和保持对扶正器（对阀尖起扶正和保持对中作用）；中作用）；5 5吸水管（引导水排出放水器）吸水管（引导水排出放水器）6 6浮筒（随着水量的多少沉浮，推浮筒（随着水量的多少沉浮，推动阀尖上下运动，打开或关闭阀）动阀尖上下运动，打开或关闭阀）7 7外壳（承受压力和储存水）外壳（承受压力和储存水）8 8下流阀下流阀 自动放水器自动放水器371.结构第三节 气液（固）分离1连通导压管（与分离器382.2.工作原理工作原理第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 来水进入外壳和浮筒环形空间，来水进入外壳和浮筒环形空间，达到一定高度时，由于水的浮力大于达到一定高度时，由于水的浮力大于浮筒的重量，浮筒上行，并带动阀尖浮筒的重量，浮筒上行，并带动阀尖紧紧接触阀嘴，放水器处于关闭状态。

紧紧接触阀嘴，放水器处于关闭状态水不断地流入，水面继续升高，水不断地流入，水面继续升高，待液面高于浮筒上缘时便流入浮筒内，待液面高于浮筒上缘时便流入浮筒内，当浮筒内的水量与浮筒自身重量之和当浮筒内的水量与浮筒自身重量之和超过水对浮筒的浮力时，浮筒下沉，超过水对浮筒的浮力时，浮筒下沉，阀尖离开阀嘴，浮筒里的水在气压作阀尖离开阀嘴，浮筒里的水在气压作用下从吸水管和阀嘴流出直到浮筒用下从吸水管和阀嘴流出直到浮筒依靠环形空间的浮力再次上浮，放水依靠环形空间的浮力再次上浮，放水器关闭为止如此反复运行，不断地器关闭为止如此反复运行，不断地把水排出把水排出382.工作原理第三节 气液（固）分离 来水进入外壳和393.3.水量计算公式水量计算公式第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离393.水量计算公式第三节 气液（固）分离40三、分离器的选择依据三、分离器的选择依据第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 处理气量和工作压力处理气量和工作压力 所选择的分离器规格要符合气井的产量和集输压力所选择的分离器规格要符合气井的产量和集输压力的要求直径过大浪费钢材，直径过小则分离效率低直径过大浪费钢材，直径过小则分离效率低。

根据计算结果选择相应直径的分离器时，要选择稍大一根据计算结果选择相应直径的分离器时，要选择稍大一点的分离器点的分离器40三、分离器的选择依据第三节 气液（固）分离 处理气量和41三、分离器的选择依据三、分离器的选择依据第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 气井产水量和产水状态气井产水量和产水状态 由于旋风式分离器直径小，储液量小，当气井产水量较由于旋风式分离器直径小，储液量小，当气井产水量较大（大（50m50m3 3/d/d以上），或出水量呈股状时，应选择重力式分离以上），或出水量呈股状时，应选择重力式分离器，或第一级用重力式分离器，第二级用旋风式分离器器，或第一级用重力式分离器，第二级用旋风式分离器当水量较少、水呈雾状或者固体杂质较多时，应选择当水量较少、水呈雾状或者固体杂质较多时，应选择旋风式分离器或螺道式等混合式分离器旋风式分离器或螺道式等混合式分离器41三、分离器的选择依据第三节 气液（固）分离 气井产水量42三、分离器的选择依据三、分离器的选择依据第三节第三节 气液（固）分离气液（固）分离 气体性质和分离温度气体性质和分离温度 l 当气体含硫量较高时，应选择抗硫分离器当气体含硫量较高时，应选择抗硫分离器l 当分离温度较低时，应选择低温分离器当分离温度较低时，应选择低温分离器 42三、分离器的选择依据第三节 气液（固）分离 气体性质和43第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺天然气脱水：天然气脱水：从天然气中脱出水汽以降低露点的工艺。

从天然气中脱出水汽以降低露点的工艺露点降：露点降：在同一压力下，被水汽饱和的天然气露点温度在同一压力下，被水汽饱和的天然气露点温度与经过脱水装置后同一气流的露点温度之差与经过脱水装置后同一气流的露点温度之差露点降是脱水装置能力的主要指标露点降是脱水装置能力的主要指标天然气脱水方法：天然气脱水方法：液体吸收法、固体吸附法（干燥法）和液体吸收法、固体吸附法（干燥法）和冷却法43第四节 天然气脱水工艺天然气脱水：从天然气中脱出水汽以降44第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺一、液体吸收法一、液体吸收法常用的液体吸收剂（干燥剂）：常用的液体吸收剂（干燥剂）：l 乙二醇（乙二醇（EGEG）l 二甘醇（二甘醇（DEGDEG）l 三甘醇（三甘醇（TEGTEG）l 四甘醇（四甘醇（T4EGT4EG）44第四节 天然气脱水工艺一、液体吸收法常用的液体吸收剂（干45 当要求脱水后气体露点降到当要求脱水后气体露点降到-20-20-40-40时，通常选用三甘时，通常选用三甘醇脱水实践证明，使用乙二醇和二甘醇时损失较大，而三甘醇脱水实践证明，使用乙二醇和二甘醇时损失较大，而三甘醇以它较大的露点降、技术上的可靠性和经济上的合理性在天醇以它较大的露点降、技术上的可靠性和经济上的合理性在天然气脱水中使用最普遍。

然气脱水中使用最普遍第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺一、液体吸收法一、液体吸收法三甘醇的应用范围：三甘醇的应用范围：露点降为露点降为22227878，气体压力为，气体压力为0.1720.17217.2MPa17.2MPa，气体温度为，气体温度为4 47171，含硫或不含硫天然气的脱水含硫或不含硫天然气的脱水45 当要求脱水后气体露点降到-20-40时，通常46第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺一、液体吸收法一、液体吸收法 经分离器预分离油水后的经分离器预分离油水后的天然气天然气吸收塔被三甘醇贫液吸收塔被三甘醇贫液将水吸收脱除将水吸收脱除排出再生的三甘醇贫液再生的三甘醇贫液泵送泵送到吸收塔顶部的塔板上到吸收塔顶部的塔板上含水的三甘醇贫液从吸收含水的三甘醇贫液从吸收塔底部排出塔底部排出经过过滤器经过过滤器缓缓冲冲换热器换热器再生塔三甘醇脱水原理流程图三甘醇脱水原理流程图吸收塔吸收塔气提塔气提塔缓冲换热器缓冲换热器重沸器重沸器过滤器过滤器46第四节 天然气脱水工艺一、液体吸收法 经分离器预分47第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺二、二、固体吸附法（干燥法）固体吸附法（干燥法）如果需要将天然气的露点降至如果需要将天然气的露点降至如果需要将天然气的露点降至如果需要将天然气的露点降至-73-73-73-73以下，含水量小于以下，含水量小于以下，含水量小于以下，含水量小于1ppm1ppm1ppm1ppm时，则采用固体吸附法脱水。

时，则采用固体吸附法脱水时，则采用固体吸附法脱水时，则采用固体吸附法脱水常用的干燥剂有硅胶、活性氧化铝、活性炭、沸石分子常用的干燥剂有硅胶、活性氧化铝、活性炭、沸石分子常用的干燥剂有硅胶、活性氧化铝、活性炭、沸石分子常用的干燥剂有硅胶、活性氧化铝、活性炭、沸石分子筛等47第四节 天然气脱水工艺二、固体吸附法（干燥法）48脱水用的干燥剂应满足以下要求：脱水用的干燥剂应满足以下要求：对水有较高的吸附能力；对水有较高的吸附能力；有较高的选择性固体干燥剂无论在表面上或孔隙中都有有较高的选择性固体干燥剂无论在表面上或孔隙中都有吸附重烃和甘醇的趋向，这些物质在再生过程中是很难除掉吸附重烃和甘醇的趋向，这些物质在再生过程中是很难除掉的；的；能再生和多次使用；能再生和多次使用；有足够的强度；有足够的强度；化学性质稳定；化学性质稳定；货源充足，价格便宜货源充足，价格便宜第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺48脱水用的干燥剂应满足以下要求：对水有较高的吸附能力49第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺（1）固体吸附工艺装置中至）固体吸附工艺装置中至少有两个吸附床层，脱水过程少有两个吸附床层，脱水过程是循环进行的。

在一给定的床是循环进行的在一给定的床层上，一定时间内让它进行吸层上，一定时间内让它进行吸附；而在另一给定的床层上进附；而在另一给定的床层上进行加热解吸（即用加热的方法行加热解吸（即用加热的方法使被吸附的水分脱除）然后使被吸附的水分脱除）然后切换流程，使原吸附床层切换切换流程，使原吸附床层切换为加热再生；原加热床层切换为加热再生；原加热床层切换为吸附2）流程中必须有热源，用于加热床层进行再生还必须有热）流程中必须有热源，用于加热床层进行再生还必须有热气流过床层，用以除去被解吸出来的水汽气流过床层，用以除去被解吸出来的水汽49第四节 天然气脱水工艺（1）固体吸附工艺装置中至少有两个50第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺三、冷却法三、冷却法 将天然气冷却，降温到将天然气冷却，降温到稍高于水化物生成温度稍高于水化物生成温度，可使一部分水冷凝出来，并经分离器后排走可使一部分水冷凝出来，并经分离器后排走常用冷却措施常用冷却措施:循环制冷、节流膨胀制冷、膨胀机循环制冷、节流膨胀制冷、膨胀机制冷等冷却法对于天然气中水分的粗分离是很实用的脱冷却法对于天然气中水分的粗分离是很实用的脱水方法50第四节 天然气脱水工艺三、冷却法 将天然气冷却，51第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺外加制冷循环法外加制冷循环法 循环制冷循环制冷 这种方法所需冷量有独立这种方法所需冷量有独立设置的制冷循环产生的冷设置的制冷循环产生的冷量提供。

量提供冷冻介质冷冻介质可以是可以是氨，也可是乙烷和丙烷等，氨，也可是乙烷和丙烷等，具体选择取决于被冷凝分具体选择取决于被冷凝分离的天然气压力、组分和离的天然气压力、组分和分离要求等分离要求等51第四节 天然气脱水工艺外加制冷循环法 循环制冷 这种方52高压气高压气站阀站阀(调压调压)分离器分离器(脱除油、水及杂质脱除油、水及杂质)计量计量防冻防冻剂混合室剂混合室(高压喷注乙二醇高压喷注乙二醇)预冷热换器预冷热换器针形阀节流膨胀针形阀节流膨胀分离后的干气分离后的干气预冷换热器预冷换热器与来气换冷，然后再与另一股与来气换冷，然后再与另一股干气汇合，经换热器升温后进干气汇合，经换热器升温后进入外输干线入外输干线第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺 节流膨胀制冷节流膨胀制冷由于冷却效应，气流温度急由于冷却效应，气流温度急剧降低至剧降低至-20-20左右，水汽及重左右，水汽及重烃凝结成水和凝析油烃凝结成水和凝析油)低温分低温分离器冷凝分离离器冷凝分离52高压气站阀(调压)分离器(脱除油、水及杂质)计量53第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺 膨胀机制冷膨胀机制冷1 1、9 9压缩机；压缩机；2 2冷却器；冷却器；3 3脱水装置；脱水装置；4 4制动压缩机；制动压缩机；5 5部分冷凝器；部分冷凝器；6 6、7 7分离器；分离器；8 8膨胀机；膨胀机；1010液烃增压泵；液烃增压泵；1111、1212换热器；换热器；1313脱乙烷塔；脱乙烷塔；1414稳定塔稳定塔膨胀机制冷冷凝分离流程示意图膨胀机制冷冷凝分离流程示意图 53第四节 天然气脱水工艺 膨胀机制冷1、9压缩机；254底部的凝液底部的凝液泵加压并经升温泵加压并经升温脱乙烷塔。

脱乙烷塔原料气原料气加压、冷却加压、冷却分子筛脱水干燥分子筛脱水干燥膨胀机带动压缩机增膨胀机带动压缩机增压压部分冷凝器（达到部分冷凝器（达到-55-55-60-60）低温分离器分离出的气低温分离器分离出的气体体膨胀机制冷膨胀机制冷外输第四节第四节 天然气脱水工艺天然气脱水工艺 膨胀机制冷膨胀机制冷分离出的液相低温冷凝液分离出的液相低温冷凝液节流闪蒸后与来气换热节流闪蒸后与来气换热复热凝液复热凝液分离器脱乙烷塔中脱出的甲烷、乙烷脱乙烷塔中脱出的甲烷、乙烷膨胀机制冷膨胀机制冷塔底液体与来气压缩冷却后得到的部分液烃送入稳定塔进一步塔底液体与来气压缩冷却后得到的部分液烃送入稳定塔进一步精馏54底部的凝液泵加压并经升温脱乙烷塔原料气加压、55第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺含硫气田采气面临的三个棘手问题：含硫气田采气面临的三个棘手问题：H H2 2S S的剧毒性、腐蚀的剧毒性、腐蚀性和元素硫的沉积性和元素硫的沉积含硫天然气必须经过酸气净化才能投入市场含硫天然气必须经过酸气净化才能投入市场含硫天然气的酸气（含硫天然气的酸气（H H2 2S S和和COCO2 2等）净化包括等）净化包括脱硫、硫磺脱硫、硫磺回收及尾气处理回收及尾气处理三部分。

三部分55第五节 天然气脱硫工艺含硫气田采气面临的三个棘手问题：H56一、脱硫一、脱硫第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺脱硫方法：分为干法和湿法两大类脱硫方法：分为干法和湿法两大类若天然气中酸气含量较少，日处理量不大，可采用分子筛若天然气中酸气含量较少，日处理量不大，可采用分子筛等吸附剂脱除酸气和水分，即干法处理等吸附剂脱除酸气和水分，即干法处理湿法脱硫按溶液的吸收和再生性质，又可分为化学吸收法、湿法脱硫按溶液的吸收和再生性质，又可分为化学吸收法、物理吸收法和直接氧化法物理吸收法和直接氧化法56一、脱硫第五节 天然气脱硫工艺脱硫方法：分为干法和湿法两57 化学吸收法化学吸收法第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺 化学吸收法是以弱碱性溶液为吸收剂与天然气中酸性组化学吸收法是以弱碱性溶液为吸收剂与天然气中酸性组分反应来吸收分反应来吸收H H2 2S S和和COCO2 2而当压力、温度和吸收剂浓度变化而当压力、温度和吸收剂浓度变化时，酸性气体又会从吸收剂中分出时，酸性气体又会从吸收剂中分出目前主要采用吸收剂为目前主要采用吸收剂为一乙醇胺和二乙醇胺一乙醇胺和二乙醇胺57 化学吸收法第五节 天然气脱硫工艺 化学吸收法是58第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺富液富液富液富液经贫经贫经贫经贫-富液换热器（与贫夜焕热）富液换热器（与贫夜焕热）富液换热器（与贫夜焕热）富液换热器（与贫夜焕热）汽提塔（释放酸气汽提塔（释放酸气汽提塔（释放酸气汽提塔（释放酸气组分）。

组分）汽提塔底部的贫液汽提塔底部的贫液汽提塔底部的贫液汽提塔底部的贫液换热器换热器换热器换热器（冷却后）吸收塔冷却后）吸收塔冷却后）吸收塔冷却后）吸收塔出塔的冷凝水作为出塔的冷凝水作为出塔的冷凝水作为出塔的冷凝水作为回流液返回气提塔，回流液返回气提塔，回流液返回气提塔，回流液返回气提塔，分离出的酸气则进入分离出的酸气则进入分离出的酸气则进入分离出的酸气则进入硫磺回收工段硫磺回收工段硫磺回收工段硫磺回收工段原料气原料气原料气原料气吸收塔底吸收塔底吸收塔底吸收塔底与醇胺水溶液相接触与醇胺水溶液相接触与醇胺水溶液相接触与醇胺水溶液相接触酸性气体被溶剂吸酸性气体被溶剂吸酸性气体被溶剂吸酸性气体被溶剂吸收后收后收后收后分离器（脱去游离水）分离器（脱去游离水）分离器（脱去游离水）分离器（脱去游离水）干线醇胺法脱硫工艺流程及原理58第五节 天然气脱硫工艺富液经贫-富液换热器（与贫夜焕59 物理吸收法物理吸收法 第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺 物理吸收法全部采用有机化合物作为物理吸收法全部采用有机化合物作为吸收溶剂吸收溶剂，吸收酸，吸收酸气的过程为物理吸收过程，溶液的酸气负荷正比于气相中酸气的过程为物理吸收过程，溶液的酸气负荷正比于气相中酸气的分压，当富液压力降低时，即放出吸收的酸气组分。

气的分压，当富液压力降低时，即放出吸收的酸气组分物理吸收法的物理吸收法的有机溶剂有机溶剂主要包括：多乙二醇醚、主要包括：多乙二醇醚、N N甲甲基吡咯烷酮基吡咯烷酮(NMP)(NMP)、碳酸丙烯酯、磷酸三丁酯、碳酸丙烯酯、磷酸三丁酯(TBP)(TBP)和环丁砜和环丁砜59 物理吸收法 第五节 天然气脱硫工艺 物理吸收法60 物理吸收法中最重要的是物理吸收法中最重要的是砜胺法砜胺法，砜胺溶液是由环丁砜、，砜胺溶液是由环丁砜、醇胺和水组成的，砜胺法兼有物理吸收和化学吸收两种作用醇胺和水组成的，砜胺法兼有物理吸收和化学吸收两种作用特点，弥补了物理吸收法净化度差的缺点，适用于净化含有特点，弥补了物理吸收法净化度差的缺点，适用于净化含有机硫和轻质油的高含硫天然气机硫和轻质油的高含硫天然气适用条件适用条件：由于物理溶剂对重烃有较大溶解度，因而物：由于物理溶剂对重烃有较大溶解度，因而物理吸收法常用于酸气分压超过理吸收法常用于酸气分压超过3.5,3.5,重烃含量低的天然气净化重烃含量低的天然气净化第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺60 物理吸收法中最重要的是砜胺法，砜胺溶液是由环丁砜61第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺 直接氧化法直接氧化法 国内曾用铁碱法进行天然气单井脱硫，其国内曾用铁碱法进行天然气单井脱硫，其脱硫剂脱硫剂为为硫酸铁和碳酸钠溶液硫酸铁和碳酸钠溶液，适合于低含硫天然气的净化。

适合于低含硫天然气的净化铁碱法是利用悬浮于碱性溶液中的氧化铁与铁碱法是利用悬浮于碱性溶液中的氧化铁与H H2 2S S之间之间的反应，将的反应，将H H2 2S S转化为元素硫的方法转化为元素硫的方法61第五节 天然气脱硫工艺 直接氧化法 国内曾用铁62第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺铁碱法的典型工艺流程铁碱法的典型工艺流程l 碱性溶液由泵打至吸收塔顶部，碱性溶液由泵打至吸收塔顶部，在塔内与自塔底送入的原料气逆在塔内与自塔底送入的原料气逆流接触，而脱除其中的流接触，而脱除其中的H H2 2S S含H H2 2S S的溶液流至再生塔（即氧化的溶液流至再生塔（即氧化槽），在此与空气接触生成元素槽），在此与空气接触生成元素硫l 元素硫呈泡沫状积累于液面上，元素硫呈泡沫状积累于液面上，然后清洗而流入浆液槽，再用泵然后清洗而流入浆液槽，再用泵送至过滤器，除去残余液体送至过滤器，除去残余液体l 再生好的溶液用泵从再生塔打再生好的溶液用泵从再生塔打回吸收塔从而完成溶液循环回吸收塔从而完成溶液循环62第五节 天然气脱硫工艺铁碱法的典型工艺流程 碱性溶液由泵63二、硫磺回收二、硫磺回收第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺 来自脱硫装置的酸性气体主要包括来自脱硫装置的酸性气体主要包括H H2 2S S、COCO2 2和及少量的和及少量的CHCH4 4等烃类。

主要包括部分燃烧法和分流法主要包括部分燃烧法和分流法部分燃烧法（单流法）部分燃烧法（单流法）酸气中酸气中H H2 2S S含量在含量在50%50%以上时，以上时，应选择部分燃烧法应选择部分燃烧法1 1）在部分燃烧法中，所有的酸气）在部分燃烧法中，所有的酸气全部进入燃烧炉，同时严格按配风全部进入燃烧炉，同时严格按配风比送入空气，使酸气中全部烃类完比送入空气，使酸气中全部烃类完全燃烧，而只有全燃烧，而只有1/3H1/3H2 2S S氧化生成氧化生成SOSO2 2,剩下的剩下的2/3H2/3H2 2S S与与SOSO2 2生成元素硫生成元素硫63二、硫磺回收第五节 天然气脱硫工艺 来自脱硫装置的64（2 2）从燃烧炉出来的高温气体，主要由）从燃烧炉出来的高温气体，主要由H H2 2S S、SOSO2 2、S S（蒸汽）、（蒸汽）、COSCOS、CSCS2 2等组成，经废热锅炉回收能量后，进入一级冷凝器再次等组成，经废热锅炉回收能量后，进入一级冷凝器再次回收热量，并分离液硫回收热量，并分离液硫采用部分燃烧法硫磺回收率可达采用部分燃烧法硫磺回收率可达9090 95%95%5 5）二级转化器出来的气流，进入三级冷凝器回收热量并分离液）二级转化器出来的气流，进入三级冷凝器回收热量并分离液硫。

硫4 4）一级转化器出来的气流，经二级冷凝器回收热量并分离硫后，）一级转化器出来的气流，经二级冷凝器回收热量并分离硫后，用酸气再热炉升温到二级转化器所要求的温度后，进入二级转换用酸气再热炉升温到二级转化器所要求的温度后，进入二级转换器3 3）一级冷凝器出来的气流与废热锅炉部分高温气混合掺热，使）一级冷凝器出来的气流与废热锅炉部分高温气混合掺热，使其达到一级转化器所要求的温度，进入一级转换器其达到一级转化器所要求的温度，进入一级转换器第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺64（2）从燃烧炉出来的高温气体，主要由H2S、SO2、S（65第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺 分流法分流法 酸气中酸气中H H2 2S S含量低于含量低于50%50%时，应选择分流法时，应选择分流法1/3 1/3的酸气首先进入燃烧炉在燃烧炉中，仅生成的酸气首先进入燃烧炉在燃烧炉中，仅生成SOSO2 2而而不生成元素硫从燃烧炉出来的含有不生成元素硫从燃烧炉出来的含有SOSO2 2的高温气体，经废的高温气体，经废热锅炉回收热量后，与其余的热锅炉回收热量后，与其余的2/32/3的酸气混合，使其达到一的酸气混合，使其达到一级转化器所要求的温度，进入一级转化器。

以后的流程与部级转化器所要求的温度，进入一级转化器以后的流程与部分燃烧法相同分燃烧法相同分流法的硫磺回收率较低，可达分流法的硫磺回收率较低，可达8585 92%92%65第五节 天然气脱硫工艺 分流法 酸气中H2S含量66三、尾气处理三、尾气处理第五节第五节 天然气脱硫工艺天然气脱硫工艺斯科特装置用加氢还原和二异丙醇胺脱硫的方法处理尾气斯科特装置用加氢还原和二异丙醇胺脱硫的方法处理尾气1 1）硫磺回收装置来的尾气）硫磺回收装置来的尾气燃烧炉燃烧炉还原反应器还原反应器尾气尾气中的中的SOSO2 2、S S（蒸汽）、（蒸汽）、COSCOS和和CSCS2 2均被还原成均被还原成H H2 2SS废热锅炉废热锅炉冷冷却塔却塔气体进入吸收塔气体进入吸收塔2 2）H H2 2S S被二异丙醇胺水溶液吸收，以后的流程同脱硫工艺再生被二异丙醇胺水溶液吸收，以后的流程同脱硫工艺再生脱出的酸气送回硫磺回收装置，吸收塔顶的尾气燃烧后排空脱出的酸气送回硫磺回收装置，吸收塔顶的尾气燃烧后排空END66三、尾气处理第五节 天然气脱硫工艺斯科特装置用加氢还原和。