超高压气田井口管汇泄放方案研究.pdfVIP

石油和化工设备 - 72 - 技术交流 2017年第20卷 超高压气田井口管汇泄放方案研究 蔡广远，张斌，王志成，穆家华 （海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451） [摘 要] 采取合理泄放方案以确定合适的泄放量和泄放温度，是超高压气田设计中研究的重点。本文利用HYSYS软件，采 用动态泄压计算方法模拟高压气田管汇的泄放过程，为泄放量和泄放低温的计算提供了合理依据。从泄放系统高压力低温 度造成的选材困难出发，提出了适用于高压管汇的二次泄压方案。 [关键词] 超高压气田；HYSYS动态模拟；冷态泄放；低温 在油气田开发及处理工艺中，为保护设备和 以管汇最大操作压力15500kPaG ，操作温度 管道的金属材料在火灾工况下因热输入出现应力 70 ℃为泄放初始状态，利用HY SY S动态方法分 破损，需要在高压天然气系统中设置 自动减压泄 别模拟15min 内将管汇内压力泄放到8 150kPaG和 放系统，以便在发生火灾时将容器应力降到不致 690kPaG两种工况，分别进行计算泄放量、泄放 立即损坏的程度，此外在设备正常检修时，也需 温度和压力。15min 内将压力泄放到8 150kPaG ， 要泄放设备内的压力，以保证检修期间的人员安 其峰值泄放量为16 10kg/h ；15min 内将压力泄放 全。对超高压气田泄放系统的设置，泄放量影响 到690kPaG ，其峰值泄放量为659 1kg/h 。因润湿 泄放系统的处理能力，泄放温度决定着泄放系统 面积的影响，15min 后钢材温度140 ℃，45min 后 相关设备、管线和阀门的材料选择。因此采取合 可将管汇 内压力泄放至690kPaG ，此时钢材壁温 理泄放方案以确定合适的泄放量和泄放温度，是 为354 ℃，还远达不到钢材的破裂温度573 ℃，故 高压气田设计中研究的重点方向。 15min 内将管汇的操作压力降低至8 150kPaG是可 HYSYS软件动态减压模块可模拟容器及相连 以接受的，而此时的泄放量仅是泄放到690kPaG 的 管线内气体和气液混相的减压泄放过程。它不仅 1/4 。 能够给出泄放量随时间的动态变化，还能根据火 2 事故关井压力下的管汇冷态泄压低温计算及泄放 灾和绝热两种模型给出泄放温度 （包括阀后流体 方案研究 温度和容器壁温）随时间的动态变化。 在平台生产周期内，若出现井喷事故，管汇 某 海 上 高 压 气 田 ， 管 汇 最 高 操 作 压 力 操作压力将憋压到关井压力58200kPaG，该条件下 15500kPaG ，关井压力58200kPaG ，该值也是管汇 操作人员来不及紧急泄放，而是在其他设施和设 的设计压力，管汇上设置了BDV 紧急泄压阀和手 备完全脱离危险后通过打开管汇上设置的手动阀 动旁通泄压阀。本文以此为例，通过计算分析， 门进行泄放，此时管汇内的温度极有可能已经冷 对减压泄放系统泄放能力的计算、泄放系统低温 却到最低环境温度-5.2 ℃。因此有必要计算该条件 和高压低温极端泄放原理进行研究和探讨。 下的冷态泄放温度，为泄放系统材料选择提供依 1 火灾工况下泄放能力的