超高压气田井口管汇泄放方案研究.pdf

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1、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

2、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HYSYS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8150kPaG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8150kPaG，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1610kg/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6591kg/h。因润湿泄放系统的处理能力

3、，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8150kPaG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

4、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

5、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确定方法据。根据美国石油协会APIRP521推荐，火灾工况2.1泄放系统材料选择依据下15min将容器内的压力泄放到690PaG或泄放到根据减压系统安全设置原则，单向阀至孔板设计压力的一半，若容器的壁厚在1英寸及以上，及孔板至下游隔离球阀之间材料选择时既要考虑[2]为降低泄放速率，采用的通常做法是将容器内的承受高压又要考虑承受泄放时所产生的低温，见[1]压力泄放到设计压力的一半。但需要考虑较低的图1。泄放速率是否会造成容器壁温集聚升高以至容器作者简介：蔡广远（1984—），男，

6、河南人，中国石油大学（北迅速破裂，即：在受火吸热一定时间内应控制容京）油气储运专业毕业，本科，工程师。现从事海上油气田平台工器内壁温度。艺设计工作。第4期蔡广远等超高压气田井口管汇泄放方案研究-73-温度-97.2℃，若按照常规设计，泄放系统需同时承受超高压和超低温的材料，常规材料（碳钢和双相钢）难以实现。通过HYSYS动态计算，图1泄放系统材料选择示意图如果调整泄放阀后背压，减小泄放压差，就能2.2关井压力下冷态泄放低温计算适当抬高阀后初始泄放温度和泄放过程中的最低温度。图2给出了关井压力下泄放至8000kPaG以关井压力58200kPaG和最低环境-5.2℃为初时

7、，阀后的初始泄放温度-34.7℃和最低泄放温始条件，通过调整泄放阀的开度，模拟计算泄放度-44℃，上述泄放温度均在双相钢能够承受的阀后低温的影响。图2给出了泄放阀两种开度下的低温范围内。在管内低温介质充分吸热至环境温阀后低温计算结果。度-5.2℃后，再进行二次泄放，二次泄放最低温度[3]为-47℃，采用低压不锈钢既能满足要求。图2两种开度下阀后低温分布曲线图3关井压力冷态泄放至8000kPaG的阀后温度分布曲线从图2中可看出：3结论(1)阀门开度影响阀后低温的集聚速度，阀门(1)采用HYSYS动态分析方法可以准确模拟火开度越大，达到最低泄放温度需要的