[发明专利]一种天然气输气管道中天然气水合物的抑制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气输气管道中天然气水合物的抑制方法。

背景技术

在一定条件下，天然气可以和水生成由晶胞组成的天然气水合物结晶；该水合物结晶首先在天然气与水的界面上析出并分散于水中，随后这些结晶长大、聚并、沉积；如果不采取有效的抑制方法，该天然气水合物将对天然气输送管道造成堵塞，使天然气不能正常输送，严重时会导致管道堵塞事故，造成重大经济损失。目前采用的天然气水合物抑制方法有降低压力法、保持一定温度法、减少天然气水含量法、用天然气水合物抑制剂法等，但均存在一定的缺陷。

降低压力法是对一定温度和一定组成的天然气，将压力降至水合物生成压力之下输送，从而避免天然气水合物的生成。该方法是天然气输送中常用的一种抑制天然气水合物的方法，存在以下缺陷：一是该方法会白白浪费掉大量的压力能，造成大量能量损失；二是该方法需要复杂的增压设施不断补充降压损失的压力能，导致输气成本上升，输气工艺复杂化；三是用于气田集气管线时会导致气温大幅降低而作用相反，仍然需要投加醇等水合物抑制剂。

保持一定温度法是对一定压力和一定组成的天然气，使天然气温度保持在水合物生成温度之上输送，从而避免天然气水合物的生成。该方法是天然气输送中常用的一种抑制天然气水合物的方法，存在以下缺陷：一是该方法往往需要专门的加热设备，需要大量的热能，导致输气成本上升，输气工艺复杂化；二是该方法需要对输气管线进行良好的保温，导致输气管线固定投资大幅增加；三是因为火源和高压天然气管线共存，存在严重的事故隐患，属于本质不安全工艺。

减少天然气水含量法是用脱水法减少天然气中的含水量，降低天然气的水露点，用高于天然气水露点的温度输气，从而避免天然气水合物的生成。该方法是天然气输送中常用的一种抑制天然气水合物的方法，存在以下缺陷：一是该方法需要专门的脱水设备，不仅工艺复杂，而且需要专人管理、管理难度大、运行成本高，导致输气成本上升，输气工艺复杂化；二是该方法需要对输气管线进行良好的保温，导致输气管线固定投资大幅增加；三是因为脱水设备庞大复杂，只能在大型输气管线站区、集气站建造，一般气田井场、集气管线无法使用。

用天然气水合物抑制剂法是往天然气管线中加入液态的天然气水合物抑制剂，从而避免天然气水合物的生成或长大、聚并，堵塞管线。该天然气水合物抑制剂一般分为三类：一类是醇，可以有效抑制水合物结晶的析出；另一类是表面活性剂，可以抑制天然气水合物结晶的长大；第三类是水溶性聚合物，能够有效抑制天然气水合物结晶的聚并、沉积。该方法是天然气输送中常用的一种抑制天然气水合物的方法，存在以下缺陷：一是目前上述三类天然气水合物抑制剂往管线投加时均呈液态，需要专门储运设施和专用高压加药装置频繁或连续投加；二是其在集气站等站内使用时可以方便管理，但用于无人值守的野外气井井场、集气管线时管理难度很大，不仅需要解决设备野外运行问题，药剂储运问题等等，而且面临被盗、巡检等管理问题；三是气井井场、集气管线一般没有电源，无法使用泵类加药装置，只能使用加药包自流加药，不仅药剂投加量控制困难，药剂浪费严重，易因药剂投加不均匀或中断造成堵塞管线等事故，而且因为受压力限制加药包体积有限，导致加药工作频繁，往往需要专车、专人进行，使药剂储运、投加成本过高；四是每次往加药包加药时需要放空高压天然气，不仅浪费能源，而且危险性高，劳动强度大；五是醇类抑制剂抑制水合物的能力小，加药量大，而其他两类则或者因凝点问题或者因为系固形物均要制成醇溶液或水溶液使用，从而降低了其有效含量，额外增加加药工作量，而且其以水溶液使用时实际上又增加了气管线天然气的含水量，亦即为水合物形成提供了有利条件，从机理上讲是与药剂的抑制水合物功能相矛盾的，为此必然要额外浪费大量药剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种天然气输气管道中天然气水合物的抑制方法。本方法能够有效的解决天然气水合物堵塞输气管线的难题，克服现有天然气水合物抑制方法的缺陷，能够确保天然气输气管线的畅通，大幅降低输气成本；而且实施容易，安全可靠，经济效益显著。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种天然气输气管道中天然气水合物的抑制装置。

为解决上述第一个技术问题，本发明所采用如下的技术方案：一种天然气输气管道中天然气水合物的抑制方法，该方法是：在天然气的输送管线上设置一装有固态药剂柱的管件来抑制天然气输送管线中天然气水合物；所述的固态药剂柱对天然气输送管线中天然气水合物有抑制作用。