天然气管道冰堵原因与解堵方法探析

＊陈丙军

（中国石油天然气股份有限公司管道大庆输油气分公司 黑龙江 163000）

天然气管道冰堵原因与解堵方法探析

＊陈丙军

（中国石油天然气股份有限公司管道大庆输油气分公司 黑龙江 163000）

天然气管道输送环节中，考虑水露点高，容易形成水合物，进而会引起管道冰堵问题，导致天然气运输不畅，降低了管道运行的安全性。结合天然气水合物形成条件进行详细分析，针对管道产生的冰堵问题采取有效的防范与解堵措施具有重要意义。本文结合天然气水合物生成原理进行分析，根据冰堵发生过程得出解堵方法，为天然气管道稳定运行打下良好基础。

天然气管道；冰堵原因；预防方法；解堵

引言：针对天然气长距离输送管道、天然气分输站等进行总结，发现冰堵问题极其严重。其产生原因主要包括：第一、长距离输送管道投产前，注水试压后的清理工作不够完善，引起管道内部残留部分积水，温度过低状况容易生成天然气水合物，该问题一般发生在长距离输送管道位置，管道低洼处发生概率高；第二、天然气经过分输站过滤分离器后，温度下降明显，一旦温度低于水合物露点，会导致介质中的水分子大量析出，高压环境下生成水合物，导致阀门、流量计等位置会发生冰堵问题。

一、天然气管道冰堵的危害分析

天然气运输管道中，一旦形成水合物，对内部介质运输的危害极大，主要表现在下述几方面：第一、天然气水合物在干线运输或输气场特殊位置流通后，（特殊位置包括阀门、节流装置），受流通棉结过小影响易发生局部堵塞问题，导致上部压力增加、流量下降，受下部压力过低影响会降低输送的稳定性。第二、天然气水合物一般会在节流装置位置处生产，导致介质流量计量出现偏差问题，流量计量精度下降。第三、如果水合物在气液联动截断阀的引压管位置生产，会导致控制单元不能快速精确的检测到信号，会引起阀门误关问题。第四、如果关闭阀门后，在阀腔、死气段区域形成水合物，受体积增加影响会导致设备发生较为严重的冻裂问题，该状况一般在项目初期运行或冬季低温天气下容易发生。

二、冰堵预防方法分析

(1)气质要求

为了降低管道发生冰堵，最为有效的方法是降低天然气露点，从保证管道清洁度、天然气干燥度出发进行预防。运行工况下，管道内部不满足水露点条件，将不会发生水析出、冰堵等问题。但是新建管道受施工原因影响，经常发生内部积水村里路问题，导致下部冰堵问题频繁发生。为此，需要充分加强水试压后冰堵预防管理。由此必须加强管道建设工程期间水试压后的清管、干燥质量监管，在管道置换投产过程中增加站内设备和阀室球阀的排污、吹扫作业。

(2)抑制剂的添加

天然气运输管道中，借助化学抑制剂，如乙二醇，可及时吸收管道内部水分，从而降低露点，避免生产水合物。现阶段，较为常见的抑制剂是甲醇，该物质易气化，与天然无可快速混合，避免雾化设备的应用，使用便捷度高。注入甲醇后，管道温度升高、压力降低后将会发生甲醇气化，不会形成管道内部积液问题。甲醇注入了可结合介质总量进行分析，针对抑制剂用量进行合理计算。甲醇注入中，安装位置主要在：若向主干线管道注醇，装在出站阀后压力表接口处；若向分输管道注醇，安装在计量橇后调压橇前的压力表接口处，可选择临时拆除仪表接口，连接注醇装置接口。

(3)输送温度的提升

第一、加热装置法。借助电加热器、水套炉等进行天然气的加热，从而实现管道内部温度增加的目的，调压节流后天然气温度如果仍较高，需要及时进行水合物生成的预防控制，该方法一般在管道冻涨预防中较为常见。管道运输中，露点不确定状况，可采取加热法，加热装置的投用功率以调压后天然气温度仍能达到 5℃为宜。第二、电伴热法。在天然气站场分离器、调压橇及其后管段、引压管、排污集液包等位置缠绕电伴热带并做保温，可实现降低冰堵的目的。但是天然气流量较大区域，如分离器等，一旦发生冰堵状况，需要及时关闭冰堵上下游阀门，借助电伴热的加热及时保证解堵效果全面实现。电伴热带的功率需要控制在30w/m以上，及时进行伴热管段的妥善缠绕，需要注重保温材料种类的选择，提高保温效果、持续时间，根据项目要求考虑温控装置的选用与否。

(4)清管。该方法的目的是降低运输管道内部残留杂质的负面影响，只有在不能生成水合物的压力和温度下，管道清管作业才是安全的。如果管道内部压力、温度高于水合物生成条件的药效，需要及时进行污物清除，降低积水的负面影响。管道内部水量不大状况下，如果不会形成严重的冰堵状况可暂不做处理。由于长输管道长、管径大，在管道的弯头和起伏段会产生侧漏及管道焊接处积水，同时，管壁会有附着的水膜，所以，在高于水合物温度压力下清管就很难清除管道内的全部积水。

三、冰堵应对方法

现阶段，工程实践中常用冰堵解堵方法包括下述几点。

第一、降压解堵法。水合物形成初期，考虑输气管道影响，需要借助特设直观进行天然气放空作业，降低管道内部压力、温度后，当水合物的形成温度低于输气管道的气体温度时，水合物立即分解。大量工程经验表明，水合物分解快，一般10min之内即可分解，原因在于水合物结晶壳液化后会发生快速脱落管壁的现象，会随着气流排除管道体。

第二、注入防冻剂，针对管道冰堵区域进行防冻剂的注入，如甲醇，考虑防冻剂会吸收水分，管道内部的平衡关系将会被打破，温度下降导致水合物无法生成，同时已经形成的水和物将会大量分解。需要引起注意的是，防冻剂法作业中，管道内部会残留防冻剂、凝析水，需要及时排除关外。同时对有毒的防冻剂处理中，相关作业人员需要做好自身防护，如甲醇即属于高危物质。

第三、冰堵区域进行热水浇筑、蒸汽加热法进行解除冰堵。该方法中如果遇到埋地管道，需要及时进行开挖作业，方可进行后续施工。

第四、放空吹扫冰堵位置。该方法中可借助下游分输管道特点进行反吹扫作业。

第五、增加分输压力。冬季运行时便采用了该方法。

第六、反向充填冰堵区域。对于天然气运输管道经常发生冰堵位置，如调压撬后的管段，在接触冰堵充压后，需要先进行进站阀门的关闭，降低内部压力至达到分输压力后，打开调压阀，再进行进站区域旁通阀的调压作业，避免因调压节流发生冰堵现象。工程作业中，如果进站阀门的旁路无法满足分输流量要求，可及时将上游阀体关闭，保证上游阀室与站场管道间的压力维持平衡状况，当站场分输压力、干线内部压力平衡后，在打开上游阀室旁路，调压平衡后及时进行下游分输作业。

[1]孙海燕,王庆阳,张新昌,等．大连—沈阳天然气管道冰堵成因及处置措施[J]．油气储运,2013,32(12):1340-1343．

[2]袁运栋,文剑,杨克瑞．清管作业冰堵问题与解决建议[J]．油气储运,2011,30(2): 154-155．

[3]李大全,艾慕阳,王玉彬,等．涩宁兰输气管道水合物事故及其预防[J]．油气储运,2012,31(4): 267-269．

(责任编辑 牛玉娟)

Analysis of the Ice Plug Reason and Plug Removal Method for Natural Gas Pipeline

Chen Bingjun
（Oil and Gas Transportation Branch Company of Daqing, PetroChina Company Limited, Heilongjiang, 163000）

For the link of natural gas pipeline transportation, the high water dew point is easy to form the hydrate and then cause the ice plug problem of pipeline, which will cause the poor transportation condition and reduce the safety of pipeline running. Taking detail analysis based on the forming condition of natural gas hydrate has important signi ficance for adopting effective precautionary and plug removal measure for the appeared ice plug problem of pipeline. In this paper, take analysis based on the forming principle of natural gas hydrate and get the plug removal method according to the process of ice plug so that to lay good foundation for the stable running of natural gas pipeline.

natural gas pipeline；ice plug reason；precaution；plug removal

T

A

陈丙军（1979～）男，中国石油天然气股份有限公司管道大庆输油气分公司；研究方向：石油天然气方向。