煤层气田地面集输设计范文

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《天然气工业杂志》2014年第八期

1集气站

目前，山西沁水盆地煤层气田樊庄区块集气站集气规模一般为20×104～50×104m3／d，郑庄区块集气站集气规模一般为50×104～80×104m3／d；鄂尔多斯东缘盆地煤层气田韩城区块集气站集气规模为一般为30×104～100×104m3／d。根据已开发煤层气田集气站的集气规模及目前煤层气田集气站建设需求，集气站标准化设计分为3种，即集气规模分别为50×104m3／d、75×104m3／d和100×104m3／d的集气站。集气站根据功能分为进站区、分离器区、压缩机区、二次分离器区、清管区、外输计量区、放空区及污水罐区等8个功能分区，采用模块化设计手段，能更好地应对煤层气开发各地区的多样性、规模化挑战。在标准化设计中引入模块化设计方法，使地面工程按照“预制”“组装”“复制”的模式建设，实现了特殊场站的标准化设计，提高了设计对滚动开发的应变能力。

1．1工艺流程集气工艺流程：煤层气经采气干管进站后，经分离器进行气液分离，再进入压缩机组增压，增压后的煤层气压力为1．2～1．6MPa，经空冷器冷却至50～54℃后二次分离，经计量后外输。放空流程：进站区放空（分离器放空、压缩机安全放空、二次分离器安全放空、收发球筒放空）→放空总管→放空管。排污流程：工艺设备（分离器、压缩机、二次分离器、收球筒）排污→排污总管→污水罐→污水罐车。

1．2平面布置平面布置根据生产性质和功能将集气站内、外分成3个区：生产区、生活区、放空区。考虑到生产区内压缩机组噪音对住站人员影响较大，压缩机布置在集气站生活区最远端。各区相对独立，又相互联系，既减少相互影响，又满足生产要求。生产区主要包括：进站区、分离器区、压缩机区、二次分离器区、清管区、外输计量区、放空区、污水罐区。生活区主要包括：值班室、休息室、壁挂炉间、厨房、餐厅、工具间、空压机房、低压配电间及10kV开关室等。放空区：放空区位于全站最小频率风向的上风侧，距集气站的围墙不小于40m。集气规模为50×104m3／d、75×104m3／d和100×104m3／d的集气站标准化平面的占地面积分别为4600m2、5600m2和6000m2。由于煤层气田多处于山区、林区，集气站平面布置受地形地貌影响，部分集气站只能依山而建，或者部分集气站征地可能为不规则形状，如刀靶形、L形，因此，部分集气站无法采用标准化平面［14］。但是，这些集气站可以将各分区的单体模块进行组装拼接形成站场的整体设计。

1．3功能模块分区在站内设计时，把每个功能分区做成独立的、标准的小型模块，小模块单独给出安装图，各模块之间由管网连接在一起，既相互独立又相互联系，有利于设计图纸的模块组合，也给施工预制化奠定了基础。整个站场设置8个功能分区，每个功能分区根据规模划分成各模块，各功能分区情况见表2。每个分区根据集气规模划分成不同模块，比如进站区可划分为35×104m3／d、50×104m3／d模块，分离器区可划分为25×104m3／d、35×104m3／d等模块，这些定型模块所完成的功能一致，模块内的布局和风格保持不变，模块的设备实现定型化、系列化，模块的配管标准、配管要求统一，模块采用三维配管，下料、统计准确，外部的功能和布局，模块的外部接口（开口）高度、方位固化，模块的外部接口连接方式和配管标准统一。选用时可根据集气站规模、设计压力、集输条等工况对各个单体模块进行不同的组合，定型的单体模块通过组装、拼接就可以形成不同类型、不同规模站场的整体设计。

1．4模型图集气规模为50×104m3／d和100×104m3／d的集气站鸟瞰图见图3、4。

2应用效果

目前，该标准化设计成果已应用在山西沁水盆地郑庄区块（产能建设规模为9×108m3、960口单井、5座集气站）的产能建设中，效果良好。1）缩短建设时间。标准化设计使井场设计周期由原来的10d减为3d，集气站设计周期由20d减为10d，同时大大缩短了设备材料的采购和供货周期。模块化建设还大大减少了影响建站的不利因素，缩短了建站周期，工艺安装施工工期预计由原来的120d降为90d，总体有效工期由原来的160d降为110d。2）提高建设质量。避免了施工图纸的错误与安全隐患，模块化建设改善了预制作业环境，实现了单位工程流程化。焊口一次合格率达90％以上。材料采购的系列化、规模化，有利于物资质量验收把关。3）提高综合经济效益。对比山西沁水盆地煤层气田开发的樊庄区块（产能建设规模为6×108m3，2009年建成投产）和郑庄区块（产能建设规模为9×108m3，2012年建成投产），郑庄区块较樊庄区块开发提高了综合经济效益：①缩短新井投产周期。标准化设计使郑庄区块平均投产时间提前50d，气价按2．2元／m3计算，郑庄区块9×108m3煤层气（气量按产量的20％计）预计实现销售收入约3．96亿元。②缩短设计周期。郑庄区块井场设计周期由5d减为3d，需要工艺、电仪、土建、防腐及排水等工程师设计，则每座井场平均节省10个人工日，设计提速产生直接效益约1500元。集气站设计周期由20d减为10d，需要工艺、电仪、防腐、通信、土建及给排水等工程师设计，每座集气站平均节省60个人工日，设计提速产生直接效益约9000元。郑庄区块9×108m3煤层气，建煤层气井960口，集气站5座，设计提速产生直接效益约148．5万元。根据上述测算，郑庄区块产能建设规模为9×108m3，缩短新井投产周期将预计多实现销售收入约3．96亿元，设计提速产生直接效益约148．5万元。

3结论与建议

1）建议煤层气田实施模块化建设。煤层气田大多地处山区、林区，建议煤层气田采用标准化设计、模块化设计的同时，采用模块化的预制和建设。模块化建设是根据标准化设计确定的各个单台模块进行生产，然后按照分项预制、组件成模和现场拼装的工序进行施工。其特点是组件预制工厂化、工序作业流水化、过程控制程序化，模块出厂成品化、现场安装插件化、施工管理可控化。通过深度预配，努力提高工厂预制化程度，采用先进的施工和检测工艺，确保工程质量。可通过施工工序深度交叉，安装、土建、电仪等工序协同作业，现场施工工程量和施工时间降低到最低限度，加快建设进度；通过规模采购、批量预制、现场组装，确保建设成本得到有效控制。2）标准化、模块化向橇装化的逐步推进。目前，煤层气田采用标准化设计、模块化设计已经取得较好的效果，但是，煤层气田均处于山地丘陵地带，地形地貌复杂，煤层气田建设现场安装工程量很大，而且，随着气田建设，环境保护问题、征地问题、建设进度问题等越来越突出。因此，橇装化将是降低地面投资、缩短建设周期、解决征地等问题的又一有力手段。橇装化装置在工厂组装完成后运至现场进行橇与橇之间的连接，现场安装焊接工作量大大减少，施工作业人员减少，工程质量得以提高；橇装化装置安装紧凑，占地小。因此，进一步深化标准化设计，推广橇装化装置，实现集成化、一体化、智能化、工厂化，以达到工程橇装化是煤层气田工程建设的必然趋势。

作者：许茜李娜海显莲单位：西安长庆科技工程有限责任公司中国石油长庆油田公司第二采气厂