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摘要：作为我国最为主要的能源部分，石油天然气为我国生活、生产等提供了重要基础。我国现有在役石油天然气管道几乎遍布全国各个海域十几万公里，构成了我国重要的国民经济“血脉”。天然气集气工艺性能的好坏对天然气的生产具有极大影响。为了提高天然气集气工艺，本研究提出天然气电热管单管集气工艺。下面本研究就针对此工艺进行详细分析，以供参考。
关键词：天然气；电热管；集气工艺
引言
随着社会的进步，我国天然气工业的快速发展，石油和天然气这种重要的能源在社会生活和生产中的运用越来越广泛，为了能够高效、科学以及安全的开发天然气气田，大力发展气田地面建设中最为关键的技术集气工艺技术尤为重要。而天然气电热管单管集气工艺技术是一种高新节能技术，其不仅能够保证集气优化运行，同时对降低天然气生产成本也具有重要的意义。下面本研究首先分析了天然气电热管结构原理和天然气电热管道单管集气工艺原理，然后对天然气电热管道单管集气工艺应用以及经济效益进行分析，以供参考。
一、工作原理
（一）天然气电热管结构原理研究
天然气电热管属于预制成品的防腐保温管道，天然气电热管道的结构原理主要是通过对电热管道外部的碳纤维电热线进行发热，然后热量通过管壁传导促使管道内介质均匀受热，同时对加热层外进行保温，最终达到介质管输温度的相关要求。天然气电热管道在运行的过程中，使电热管道各个加热线并联运行，互不影响，一旦电热管道中一组加热线出现故障时，其他加热线能够正常运行，这样不仅能够有效保证天然气电热管线的连续运行，同时对电热管线的局部维修工作也带来极大的方便。其中天然气电热管道的结构主要有无缝钢管、保温层、防腐层以及电源线和电热线等其他系统构成。天然气电热管道不仅能够保证连续集气生产，同时还能够有效减少热量损耗，另外由于电热管道的控制部分能够根据不同的天然气生产工况进行调节电热管到的加热功率，进一步满足天然气生产要求。其中天然气电热管道结构图如下1所示：
其中图中序号1表示无缝钢管；2表示电源超街头；3表示防水帽；4表示保温层；5表示电热线；6表示电源线；7表示电源接点；8表示防腐层
图1 天然气电热管道结构图
（二）天然气电热管道单管集气工艺原理分析
天然气电热管道单管集气工艺主要是通过采用电热管道将输送和伴热功能相结合的一种工艺，其将原有的三管流程通过改造优化成为单管的流程。其工艺原理主要是首先从天然气从井口采出之后，立即采用电热管道将天然气输送到集气站，在天然气输送中，为了保证天然气集气温度的相关要求，由电热管道对天然气继续进行加热。电热管道单管集气工艺在天然气输送中应用，不仅能够实现天然气生产要求， 同时对提高集气温度，降低热能损失也具有重要的意义。
二、天然气电热管道单管集气工艺应用分析
某气井在2010年底竣工投产，天然气集气工艺主要采用电热管道单管集气系统，其中电热管道根据气井的特点和参数以及天然气出口的温度将管道的规格设计成为f60×8，其总功率设计成为62.8KW。但是在气井投产后，在试运行的过程中发现天然气进站温度过高，所以按照试运行的结果及气井的特点，将天然气电热管道的加热功率从原来的59kW调节到36kW，将天然气进站温度由原来的80℃调节到55℃，最后将温度控制在22.0℃。经过调试后，再次投产运行，则能够有效控制集气的温度，同时也保证了气井安全稳定的生产运行。 所以，此气井在2011年年初正式投入生产，而电热管道也进入恒功率的运行。
在天然气管道运行的过程中，应根据集气工艺的实际情况对电热管道温度进行调整，以能够实现对天然气电热管道进一步优化和节能降耗。所以本工程研究人员以电热管道线性加热特性作为保护措施，对常规管道温度不低于20℃的要求进行深入研究实验。因此，经过深入的研究以及试验后，在2012年2月将电热管道的功率设定在7KW，而天然气集气进站的温度控制在15～17℃，调整后进行密切观察后结果显示，天然气电热管道运行正常，集气温度平稳，同时也达到节能降耗的预期要求。
最后，此气井在2013年年初停止生产，天然气电热管道停止运行。停运大约1个星期后，通过对天然气电热管道集气系统进行检验发现，此天然气集气站中分离器压力没有发生变化，最后判断结果显示集气管道不通。通过总体实验分析结果说明，电热管道在天然气集气系统中应用不能能够迅速预热，解通管道，另外，此系统还能够进一步实现气井集气管线冻堵后自解堵。
三、电热管集气工艺经济效益分析
通过对上述试验以及运行后经济效益分析发现，此工程通过采用电热管单管集气生产总投资是32万元，此系统比传统采用三管伴热集气工艺系统投资节约大约有10万元。同时在本工程中，通过对气井采用电热管集气工艺后通过计算发现，此工艺平均每井每天大约消耗费用为102元，平均单位产气能耗大约在3.8元/103m3，而如果采用传统的集气工艺时，则每天每井需要消耗费用为300元，而平均单位产气能耗大约在元50/103m3。通过上述分析可以得知，采用天然气电热管单管集气工艺不仅能够降低生产成本，同时还能够降低能耗，并且电热管单管集气工艺的伴热管线以及循环水泵和加热炉等折旧费也比传统的三管伴热集气工艺优越性好。
四、结束语
总而言之，天然气电热管单管集气工艺在满足气井连续生产的基本要求下，还具有集气工艺技术先进、工艺简单，运行成本低，对降低气田建设投资也具有重要的意义，值得推广使用。
参考文献：
[1]田晶，李杰训.大庆外围油田电热管集油简化工艺[J].石油规划设计，2007，（03）：14-16+49.
[2]D·J·利内.用于电热管道的感应加热器系统[P].CN201180054006.1 2013-07-10.
[3]刘伟.基于PLC的天然气集气站站控系统研究与开发[D].重庆大学，2013.
[4]MukherjeeH， Brill J P， Beggs H D.Experimental study of oil-water flow in inclined pipes[J].Energy Resources Tech.1981，103（3）：56～66.
[5]温栋，马红军.电伴热系统在西气东输管道工程中的应用[J].节能与环保，2004，（12）：41-43.
[6]冷冬梅.大庆外围油田电热管单管通球工艺现场试验[J].油气储运，2013，（10）：1080-1083.
关键词：天然气；电热管；集气工艺
引言
随着社会的进步，我国天然气工业的快速发展，石油和天然气这种重要的能源在社会生活和生产中的运用越来越广泛，为了能够高效、科学以及安全的开发天然气气田，大力发展气田地面建设中最为关键的技术集气工艺技术尤为重要。而天然气电热管单管集气工艺技术是一种高新节能技术，其不仅能够保证集气优化运行，同时对降低天然气生产成本也具有重要的意义。下面本研究首先分析了天然气电热管结构原理和天然气电热管道单管集气工艺原理，然后对天然气电热管道单管集气工艺应用以及经济效益进行分析，以供参考。
一、工作原理
（一）天然气电热管结构原理研究
天然气电热管属于预制成品的防腐保温管道，天然气电热管道的结构原理主要是通过对电热管道外部的碳纤维电热线进行发热，然后热量通过管壁传导促使管道内介质均匀受热，同时对加热层外进行保温，最终达到介质管输温度的相关要求。天然气电热管道在运行的过程中，使电热管道各个加热线并联运行，互不影响，一旦电热管道中一组加热线出现故障时，其他加热线能够正常运行，这样不仅能够有效保证天然气电热管线的连续运行，同时对电热管线的局部维修工作也带来极大的方便。其中天然气电热管道的结构主要有无缝钢管、保温层、防腐层以及电源线和电热线等其他系统构成。天然气电热管道不仅能够保证连续集气生产，同时还能够有效减少热量损耗，另外由于电热管道的控制部分能够根据不同的天然气生产工况进行调节电热管到的加热功率，进一步满足天然气生产要求。其中天然气电热管道结构图如下1所示：
其中图中序号1表示无缝钢管；2表示电源超街头；3表示防水帽；4表示保温层；5表示电热线；6表示电源线；7表示电源接点；8表示防腐层
图1 天然气电热管道结构图
（二）天然气电热管道单管集气工艺原理分析
天然气电热管道单管集气工艺主要是通过采用电热管道将输送和伴热功能相结合的一种工艺，其将原有的三管流程通过改造优化成为单管的流程。其工艺原理主要是首先从天然气从井口采出之后，立即采用电热管道将天然气输送到集气站，在天然气输送中，为了保证天然气集气温度的相关要求，由电热管道对天然气继续进行加热。电热管道单管集气工艺在天然气输送中应用，不仅能够实现天然气生产要求， 同时对提高集气温度，降低热能损失也具有重要的意义。
二、天然气电热管道单管集气工艺应用分析
某气井在2010年底竣工投产，天然气集气工艺主要采用电热管道单管集气系统，其中电热管道根据气井的特点和参数以及天然气出口的温度将管道的规格设计成为f60×8，其总功率设计成为62.8KW。但是在气井投产后，在试运行的过程中发现天然气进站温度过高，所以按照试运行的结果及气井的特点，将天然气电热管道的加热功率从原来的59kW调节到36kW，将天然气进站温度由原来的80℃调节到55℃，最后将温度控制在22.0℃。经过调试后，再次投产运行，则能够有效控制集气的温度，同时也保证了气井安全稳定的生产运行。 所以，此气井在2011年年初正式投入生产，而电热管道也进入恒功率的运行。
在天然气管道运行的过程中，应根据集气工艺的实际情况对电热管道温度进行调整，以能够实现对天然气电热管道进一步优化和节能降耗。所以本工程研究人员以电热管道线性加热特性作为保护措施，对常规管道温度不低于20℃的要求进行深入研究实验。因此，经过深入的研究以及试验后，在2012年2月将电热管道的功率设定在7KW，而天然气集气进站的温度控制在15～17℃，调整后进行密切观察后结果显示，天然气电热管道运行正常，集气温度平稳，同时也达到节能降耗的预期要求。
最后，此气井在2013年年初停止生产，天然气电热管道停止运行。停运大约1个星期后，通过对天然气电热管道集气系统进行检验发现，此天然气集气站中分离器压力没有发生变化，最后判断结果显示集气管道不通。通过总体实验分析结果说明，电热管道在天然气集气系统中应用不能能够迅速预热，解通管道，另外，此系统还能够进一步实现气井集气管线冻堵后自解堵。
三、电热管集气工艺经济效益分析
通过对上述试验以及运行后经济效益分析发现，此工程通过采用电热管单管集气生产总投资是32万元，此系统比传统采用三管伴热集气工艺系统投资节约大约有10万元。同时在本工程中，通过对气井采用电热管集气工艺后通过计算发现，此工艺平均每井每天大约消耗费用为102元，平均单位产气能耗大约在3.8元/103m3，而如果采用传统的集气工艺时，则每天每井需要消耗费用为300元，而平均单位产气能耗大约在元50/103m3。通过上述分析可以得知，采用天然气电热管单管集气工艺不仅能够降低生产成本，同时还能够降低能耗，并且电热管单管集气工艺的伴热管线以及循环水泵和加热炉等折旧费也比传统的三管伴热集气工艺优越性好。
四、结束语
总而言之，天然气电热管单管集气工艺在满足气井连续生产的基本要求下，还具有集气工艺技术先进、工艺简单，运行成本低，对降低气田建设投资也具有重要的意义，值得推广使用。
参考文献：
[1]田晶，李杰训.大庆外围油田电热管集油简化工艺[J].石油规划设计，2007，（03）：14-16+49.
[2]D·J·利内.用于电热管道的感应加热器系统[P].CN201180054006.1 2013-07-10.
[3]刘伟.基于PLC的天然气集气站站控系统研究与开发[D].重庆大学，2013.
[4]MukherjeeH， Brill J P， Beggs H D.Experimental study of oil-water flow in inclined pipes[J].Energy Resources Tech.1981，103（3）：56～66.
[5]温栋，马红军.电伴热系统在西气东输管道工程中的应用[J].节能与环保，2004，（12）：41-43.
[6]冷冬梅.大庆外围油田电热管单管通球工艺现场试验[J].油气储运，2013，（10）：1080-1083.