天然气集输管网优化设计研究

2天然气集输管网优化设计
2.1动态调整管网布局
天然气集输工程应实施高新集输系统优化和使用新设备。落实分井计量，测出单井产物中原油、天然气、采出水的产量值。设计方案时也要精心选择管道材料，减少天然气腐蚀，尽量延长使用寿命。在提高能源投入效率的基础上，应用最新技术。设备用户应根据其使用寿命和具体老化程度，每年要对未调整的站进行记录、更新和维护，以确保设备在合理范围内运行。此外管道频繁穿孔也严重影响原油生产的顺利进行，需要及时更新和维护。维护人员应采取有针对性的集输工艺，正确使用金属管道，达到节能降耗的目的。同时，在天然气集输工程网络管理布局优化设计中，应考虑油田开发不同时期和阶段的要求。
2.5井组优化设计
气田内部的集输流程按照气田的地质、地理条件及气田开发阶段的差异性,可以分为单井集输流程和多井集输流程。针对于面积较大和井数较多的气田,为了能够实现简化管理和方便生产,通常情况下,会把气井划分成若干个小组,每组气井的天然气在各自的集气站做相应的聚集处理后,再对其进行外输。其中,各个小组所包含的井数量是以地理条件、气井和集气站的生产规模、井位分布等相关因素来决定的。据经验分析,通常情况下,6～10口井的产量最大,11～16口井的产量最小,最多控制在20口井之内。气田集输系统最优化问题是指对井口如何最优划分,从而最大程度上节省建设投资费用。现阶段而言,在实现最优划分井组过程中,其多是指对一定井式和集输半径的综合采用,并不考虑集气站的集气量规模问题,建立在距离和最短的基础上来划分对井组。井组优化设计就是对气井与集气站间的最佳隶属关系加以确定,即在一定的井式约束下,对于各个气井进行划分,使气井与集气站能够呈现最佳隶属关系,从而最大程度上缩小相应集气站费用,使各集气站的集气量呈现合理分布。
2.4选择合理的输送工艺方案
纵观长输管道的发展历程,高压、长距离、输量大是当今天然气输送管道技术的发展方向。通过高压输送天然气,可以提高密度、降低流速、从而降低摩阻,提高输送效率。同时,天然气密度增加,可以增加天然气的可压缩性,进而降低了压缩能耗,压缩效率提高,这样,压气站就不需要很高的配置来提供大的能耗,只需要低配置的压气站来完成作业,节约了配置所需要的能耗。通过对在不同的设计压力下,对不同管径的输气工艺进行对比得出,在管进不变的情况下,天然气输送压力越低,综合能耗越高;在压力不变的情况下,管径越小,综合能耗越高。综上所述,在长输管道的设计中,高压力和大管径可以有效降低能耗。但是在实际生产中,管径不能无限放大,压力也不能无限增高,这就需要综合考虑项目的综合成本和综合风险承担能力和控制能力。有研究表明,当天然气输送管道管径越大,则当管道发生爆炸事故后,爆炸破坏力影响的范围就越大,影响范围大小在数值上跟管径大小成正比关系,与输送压力数值平方根成正比关系。可以看出,管径大小对输气管道爆炸危害范围的影响要明显大于输送压力对爆炸危害范围的影响,所以,管径越大,所产生的爆炸安全隐患就越大。我们在确定输送方案的同时,既要考虑输送效率和降低能耗,也要考虑输送管道的安全性能和输送过程中产生的风险。
2.3数字天然气管道设计
借助现代化的计算机技术、通讯技术等,相关的技术人员能够对天然气管道实际走向、周围地址环境、气候特征等进行现场调查工作。与相关的标准规范内容结合起来,计算机技术能够将现场调查的结果留存在数据库当中,借助管道模拟软件来对天然气管道展开初步计算工作,这能够为后期的管道设计工作提供必要的计算支持。站在地质勘察的角度上进行分析,在对天然气管道的可行性展开研究的过程中,借助分析不同路线所呈现出的地貌特征、水文条件环境、区域性分布规律等进行掌握的形式,对工程地质状况进行全面有效的了解,分析线路价值。在选择数字天然气管道线路时,比较常见的是借助卫星遥感影像图进行选择。结合相关的标准规范,在完成几何校准工作之后,需要对不同管道线路方案进行重叠,对区域、公路、场站等不同的信息进行明确,从而为决策人员提供有效的数据参考,促使其能够在线路中直观地获取相应的信息。
2.2系统布局优化设计
对于天然气集输管网的优化设计，其主要是对于管网系统中的各作业单元进行管线的合理布局并将各作业单元与集输管路形成统一整体建立相应的网络模型，通过对模型中各项数据的计算得出经济效益最大的规划理论和方法，然后规划设计天然气集输管网的基本设计框架。基本设计框架确定根据不同作业单元的重要等级进行地面集输管网的系统布局，从而使整个集输系统的布局最优。通过地面集输管网系统布局的的最优化设计，不但大幅减少相关建设费用，同时对于建成后的运行也有一定的保障，对恶劣气候及复杂地形的抗性更强，从而保证天然气集输系统的运行稳定。
1天然气集输管网概述
现阶段,我国普遍采用的天然气集输管网主要包括放射状、枝状和环状这三种组合形式的多级集输流程。其中,放射性管网是遵循一定的规范和标准来把若干气井规划为一组,在此基础上,不同组之间都要投入一个集气站设置,各气井天然气都是借助集气管线的作用下,来统一在集气站中停滞,在集气支线、集气干线的干预下,最终到达集气总站。枝状管网是覆盖于气田的主干线,在干线作用下到达集气总站。环状管网是指集气干线布置为环状形态,在沿线集气站的衔接作用下,达到通气目的,最后在环网的适当位置将管线引出,最终到达集气总站。天然气集输网题则是对网络节点之间的连接关系以及某种功能的完成问题加以确定。网络的最优拓扑结构问题,也是与网络有关组合最优化问题,其主要是指在网络上找到一个特定的子网络,并在此基础上对其权不断调整,使它的权满足最小或者最大的条件。由此来看,天然气集输管网最优化主要涉及到经济和技术等方面准则。其中,对于经济方面最优化准则需要满足利润最大、总费用最小、成本最低等准则,而针对于技术最优化准则需要满足可靠性最大、动作最快等。天然气管网系统优化设计问题指的是在起源、用户位置确定的基础上,对天然气管道输送系统的最优拓扑结构进行确定。最优化准则不仅能够对系统功能问题进行完善和改进,还能够进一步明确系统发展目标。
天然气集输管网优化设计研究
摘要：天然气集输管网是进行天然气能源输送的重要基础，集输管网运行下需要面临较长的路线，受到影响因素较多。对此设计人员还应该结合实际情况做好管网优化设计，下面文章就对此展开探讨。
关键词：天然气；集输管网；优化设计；管网设计
引言
随着城市经济的不断发展，天然气作为一种清洁、高效的能源已经成为人们生活当中不可缺少的一部分，成为21世纪能源利用的主角。我国近十年完成了许多大型天然气输气管道工程，其中使做好集输管网优化设计是天然气输送行业的重中之重。随着天然气行业的大力发展，该系统具有更大的市场前景。