天然气集输管网优化
集输系统优化改造后如何提高轻烃回收率
按 冬 季 ５个 月 １ ０天 计 算 ： ５ 全 年 增 产 一 ８ ０ ８ ｇ× １ ０天 ×２台 一 ２ ９ ２吨 ３ ．ｋ ５ ４． 平 均 每天增 加 １ ７ ． 吨
× １ ０５－ ８３ ． ｋｇ ． － ０８
清水 管 网共 包 括 浮头 式 冷 却器 冷 却 水 、 缩 机 压
０ ２ Ｍｐ ， ． ３ ａ 压力 偏 低
［ 参考 文献 ］ Ｅ ］ 唐 晓东 ， 林 ， １ 诸 陈智 华 等 ．提 高 油 气 田轻烃 回
２４２ 设备因素。①浮头式冷却器结垢 ， ．． 换热系数 降低影响轻烃收率。 ②稳定塔塔盘结盐 ， 有效蒸发面 积减小影响轻烃收率。 ３ 工 艺流 程改 造 采 用 负压 螺杆 压缩 机进 、 口两级 冷 却工 艺 ， 出 不
炉用水彻底分离 ， 每天轻烃产量增加 ２１ ． 吨。
天然气管道输送
天然气管道输送1 集输管道1．1天然气的预处理及气质要求从地层中开采出的天然气往往含有砂和混入的铁锈等固体杂质，以及水、硫化物和二氧化碳等有害物质。
固体杂质容易造成设备仪表损坏；水容易与硫化氢和二氧化碳形成酸性水溶液，腐蚀管道。
因此，天然气在进入干线之前，必须净化。
分离和除尘一般采用重力式和旋风式分离器；脱水方法有低温分离、干燥剂吸附和液体吸收三种；脱硫一般采用醇胺法和环丁砜法。
我国管输天然气的气质标准是：硫化氢含量不大于10mg/m3,气体的露点应比最低输气温度低5℃。
1．2天然气集输管道的功能和集输管网布局的原则气田内部集输系统是天然气集输配总系统的子系统，是整个系统的源头部分，它的主要功能是将各气井的天然气集输至集气站，然后在处理厂进行脱水、脱油、脱硫等预处理，最后计量调压后外输。
集输管网的布局主要是确定气田中各气井、处理厂和集气站等单元设施间的连接形式。
连接形式一般有三种：树枝状、放射状和环状。
管网布局是个复杂的系统工程，涉及很多因素：如气田地形地貌、地质构造、气体组成及特性和用户的不同需求等。
因此必须用系统工程的方法选择最优方案，首先确定最优网络布局，然后确定费用最小的管径组合。
2、干线管道2．1干线管道的系统构成和特点天然气长输管道系统是由输气站库、线路工程、通讯工程和监控系统等四个基本部分构成。
输气站库包括储气库、压气站、清管站、分输站、阴极保护站和调压计量站等。
压气站多采用以天然气为燃料的燃气轮机直接拖动压缩机为输送天然气增压；线路工程包括管道、防腐涂层、截断阀室、穿跨越工程和管道标志等；通讯工程包括通讯线路和站内交换系统，以传输调度指令和监控管道运行参数，保证管道安全和正常运行；监控系统包括调度中心、远传通道和监控终端三大部分，实现对管道运行工况的监测、数据采集和过程控制，是保证管道安全、平稳和优化运行的重要手段。
2．2干线管道的水力、热力分布和输气管沿线的压力是按抛物线规律变化的，靠近起点的管短压力降落比较缓慢，距离起点越远，压力降落越快，在前3/4的管段上，压力损失约占一半，另一半消耗在后面的1/4管段上。
油气集输系统优化分析
（ １ ） 离心泵变 调速 。离 心泵在低 负荷状况 下工作 ，：工 作流量远 低于
井 口加热降黏变得多余。因此，在集输过程中再进行加热就没有必要了。
原油 自身能量不足 以完成 自身的集输和处埋 ， 需要加热 、 加压来补充能量， 功 口 热、 加压 目的是为原油补充 能量 ， 但这个过程其实 是在增加“ 液体” 的能量 。
中 国 化 工 贸 易
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Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
厦
油气集输系统优化分析
霍小 旺 陆 野 戚 广彪
长庆油 田分公司第二输油处
摘要 ：所谓 的油气 集输 系统效率是指整个集输系统的能量利用率 ，即从井 口开始算起 ，经过计量 、接 转、加热、加廿三及脱水稳定等处理过程 的能量 用率。效率是指获得的能量与供给 的能量 的比值 ，总 的系统效率是各流程段 效率的乘积 。因此 ，要分析集输 系统各方面的情况才能准确地计算集输 系统
（ ３ ）高 效化学药 剂 的研制 及筛选 。针对小 同油品 ，筛选破 乳剂 ，降低
｛ 效率必须大于 ６ ５ ％，但某油 田采油厂输油泵总体效率却只有 ４ ３ ％。
效率 的高低 ，首 先取决于油 品性 质。油品性质好 ，可以在较低的温度
原 油处理站 中原 油脱水温度 。通 过对乳化 降黏技术和减 阻技术研究 ，降低
污染 问题 ，年可 回收天 然气 （ （ ４ ０～ ７ ２ ） ×１ ０ ４ ｍ ３ ，年节约 资金 ５ Ｏ～ ６ ５ ．７
产 出液数量和性质 的变化 ，开展先 导试验 ，重新考 虑和确定地面工程 设计
技 术界限 ；为 改造 工程的设计方 案提供科 学、合 理的技术依据 ，充 分做
石油地面集输管网系统的优化设计
浅谈石油地面集输管网系统的优化设计【摘要】随着经济的不断发展，我国石油工程事业得到了快速地发展，在油田地面工程中，集输管网系统的内容较为复杂，且在投资上也较大，如果对其进行优化设计，不仅能提高工程的经济效益，同时还能推动石油工程建设的发展。
本文笔者就石油地面集输管网系统的优化设计进行探讨和分析，提出有关设计要求。
【关键词】石油地面集输管网系统优化设计石油地面集输管网系统作为石油工程中一项重要组成部分之一，对于工程的整个建设有着举足轻重的作用，必须要引起石油工程企业的重视。
本文笔者就石油地面集输管网系统的优化设计进行探讨和分析，提出相关优化设计思路和方法。
1 石油地面集输管网系统的概述石油地面集输管网系统主要有以下几个方面组成：油井加热、油井计量、油气混混输以及油井掺液。
在实际石油地面集输管网系统的运行过程中，必须要根据管道承压能力、集输站的工作能力以及管输系统的运行情况，对石油地面集输管道系统进行优化设计。
2 石油地面集输管网系统的优化设计2.1 石油地面集输管网系统的优化模型在石油地面集输管网设计中，笔者为了方便于计算，对石油地面集输管网系统进行了以下假设：第一，地面集输管网系统的流动较为稳定；第二，每一条管道的温度保持不变，但是在集输管网系统的中的各条管道其温度可以有所不同；第三，进行优化设计的时候，要忽略阀门、配件以及弯管的影响；第四，整个地面集输管网系统中的流体构成不变，创建一个地面集输管网系统的水力学模型以及优化数学模型。
通过该模型来计算管网的两相流系统以及单相流系统的流动特性。
其中两相流模型的形式为：2.3 石油地面集输管网系统中的参数优化模型和其他的优化设计所谓参数优化，就是立足油品粘度、含水量、含气量等基础数据，明确集输模式后，对集输管网的各站点数量、回压、集输温度、支管管径、壁厚等参数进行全局优化、，达到管网动力能耗、管网热力能耗、管网工程投资的最优化设计。
在石油地面集输管网优化设计上，通常选用的是一系列离散数值的管道外径壁厚，一般使用混合离散变量的优化设计方法，其主要是从有限离散点进行计算的，通过离散优化设计方法来计算出其函数，在一定程度上能够加快计算机的工作速度，大大提高了其效率。
浅谈天然气集输气常见问题以及对策
浅谈天然气集输气常见问题以及对策【摘要】随着天然气逐步从城市，走进城乡，在天然气被广泛的应用的同时，也给天然气集输带来了很多的困难，天然气的可靠性、安全性、稳定性、以及价格等，都在时刻的影响着我们的生活，如何保证天然气集输工作的正常运行，成为每位天然气工作者要考虑的问题，笔者就天然气集输气工作中要遇到的事情简单的阐述一下自己的观点。
【关键词】天然气；集输气；安全；质量天然气集输是继气田勘探、开发和开采以后的一个非常重要是工作过程。
可以简单的概括为从井口把天然气通过管网收集起来，在经过特殊的加工以后，让他们转化为合格的天然气，输送到需要的地区，输送给千家万户。
天然气的集输包括采集和输送两部分，如气田内部集输管网、井场、集气站等单元工艺。
集输工艺集输水平的高低，对降低天然气生产成本、提高安全、平稳供气的可靠性及保护环境都有直接的影响。
因此，它在天然气工业中有非常中的作用十分重要。
一、天然气集输气系统一般情况下，气田多数是属于纯气藏，没有凝析油生成，因此决定了其开采工艺和集输设备的特点。
1）单井站单井常温分离工艺流程。
天然气从井里采出---针形阀节流降压---水套加热炉加热----二级节流降压后进入分离器，并在分离器中分离，气体经过计量后进入集气干线。
一般分离器分离出来的污水，可以注回原地也可以用汽车运送到集中地点进行处理。
2）集气站一般情况下我们把多个天然气集中在某一处进行处理的站点称之为集气站。
因为气田的多是纯气藏，通常采用常温集气分离的流程。
在站内进行节流调压和分离操作，然后把分离处来的气在通过管道输送出去。
3）脱水站输送出去的天然气，通常都是处于饱和状态，这样就造成了天然气中的饱和水气，就不能通过分离器分离，天然气中的水的存在，在一定条件下生成水化合物，影响生成。
这样就会造成管道的腐蚀。
因此，需要对天然气进行脱水处理。
一般情况下脱水方法有低温冷凝法、溶剂吸收脱水法、固体吸附脱水法等。
但在脱水剂与天然气中的水分发生反应，只能对水有很好的溶解能力，溶水后蒸汽压很低、并且有可再生和循环使用的特点，使用一般情况下都使用三甘醇为脱水剂的吸水托水法。
天然气集输工艺及处理方案
天然气集输工艺及处理方案摘要：天然气集输工艺需满足工艺流程密封、井流体压力合理利用、环境基础适配等问题，以保障天然气集输的技术性和经济性。
通过合理的工艺方案处理，来提高天然气生产的产品质量，从而确保天然气在工业生产和居民生活中达到相关的标准。
天然气企业亟待寻求科学而有效的集输工艺及处理，为天然气企业的安全运行提供支点。
本文通过对天然气生产中集输工艺的作业流程和集输工艺的处理措施进行了阐述，并在实际调研的基础上，以实例的方式，对天然气集输工艺的处理的基本方法和对策进行了分析。
将为天然气集输工艺及处理方案的应用与革新提供有效借鉴。
关键词：集输工艺；处理；策略伴随着新型城镇化快步推进，新时期以来我国的工业生产和居民生活对天然气的需求进一步加大，天然气的高效、安全运营成为确保国家能源安全和经济建设能够顺利实现的重要前提。
天然气集输这一由井口开始，利用管网收集并进行天然气预处理的工艺模式，开始被在天然气开采中广泛地应用。
我国在上世纪80年代开始大规模地建设天然气集输管道，以提高天然气生产的产品质量，从而确保天然气在工业生产和居民生活的使用中达到相关的标准。
天然气企业亟待寻求科学而有效的集输工艺及处理，为天然气企业的安全运行提供支点。
天然气集输工艺及处理方案的优化和升级，将为天然气的健康、稳步发展提供有力的技术保障。
在这一背景下，对天然气集输工艺及处理方案的研究具有重要的意义。
1.天然气生产中集输的工艺流程天然气本身具有独特的物理和化学性质，这就要求在集输工艺的流程设计中优选出最佳的输送方案。
对于天然气集输工艺而言，其在作业过程中需满足工艺流程密封、井流体压力合理利用、环境基础适配等问题，以保障天然气集输的技术性和经济性。
其中，就工艺流程密封的要求而言，是指在天然气集输过程中要充分地降低传输损耗，在作业过程中，集输管道应对天然气井内产物进行充分的收集，后经预处理工艺，最终达到工业和居民的相关使用要求；对井流体压力合理利用是指，在天然气集输过程中需通过适度的控制整体压力，并调整天然气的集输半径，从而有效减少天然气集输中的中转，降低过程性损耗，提高天然气运输的整体效益。
天然气集输工艺流程
1 2
市场需求持续增长
随着人们对天然气的需求不断增加，天然气集 输工艺的市场需求将持续增长。
技术创新不断推动
随着科技的不断进步，天然气集输工艺将不断 进行技术创新，提高工艺的效率和安全性。
3
环保和可持续发展成为主题
未来，天然气集输工艺将更加注重环保和可持 续发展，减少对环境的影响，实现经济、社会 和环境的协调发展。
分离器
用于将气体与液体进行分 离的设备，如旋风分离器 和离心分离器。
除尘器
用于清除天然气中的固体 颗粒，常用的有袋式除尘 器和湿式除尘器。
处理设备及设施
压缩机组
用于提高天然气的压力，以实现其输送和处理。
冷却器
用于将高温气体降温，常用的有管式冷却器和板式冷却器。
干燥器
用于除去天然气中的水分，常用的有吸附式干燥器和吸收式干燥 器。
随着数字化技术的不断发展，天然气集输工艺将逐渐实现数字化 转型，提高工艺的效率和安全性。
环保要求
随着环保要求的不断提高，天然气集输工艺将更加注重环保，减 少对环境的影响。
多气源供气
随着天然气需求的不断增加，多气源供气将成为发展趋势，天然 气集输工艺将更加注重灵活性和可靠性。
天然气集输工艺的前景展望
加强气藏监测
通过加强气藏监测，及时掌握气藏动态，为收集作业提供准确 的数据支持。
优化天然气处理流程
去除杂质
通过采用高效的去除技术，去除天然气中的 水分、硫化物等有害杂质，提高天然气的品 质。
压缩处理
通过压缩处理，将天然气压力提高到管输要求，以 减少输送过程中的能量损失。
制冷分离
利用制冷分离技术，将天然气中的液态烃类 物质分离出来，提高天然气的纯度。
川渝地区天然气集输管网系统的完整性管理
（ ）集 气工 艺 、处理 方式 的多 样性 。与 国内其 ３ 他 的管 道公 司不 同 ，西南 油气 田公 司 除净化 气管 道 外 ，还 管理 着 ９０ ０ ｋ 的集 输 管 道 ，大 多 数 的集 ０ ｍ 输 管线 输送 的介 质 含 水 和 硫 化 氢 ，介 质 腐 蚀 性 强 ， 毒性大 ，易 发生 内腐 蚀和 应力 腐蚀 开裂 ，失 效后 果 也 比净 化气 管道 更严 重 。
Ｔ ７ ０全站 仪 、拓普 康 全 站 仪及 ｓ Ｃ２ ３水 准 仪 ，与 目
前 采 用 的 各 种 水 下 管 道 检 测 方 法 相 比 ，具 有 性 能 稳
定 、数据 可靠 、 自动 化成 度 高 、操 作灵 活方 便 、技
术先 进及 成本 耗 费低 等 明显优 点 。
２ 完整 性 管 理 检 测 技 术
对水 下穿 越管 道 的覆盖 层厚 度 ，管 道在河 床 上
的位 置及 位移 ，是 否 出现悬 空 、裸 露管 段等信 息 进 行精 确 的定量 检测 ，以确定 穿 越管 线是 否处 于安 全 状 态 。通 过长 期对 地 下管 道 检 测 设 备 的 使用 研 究 ， 形成 了一 套可 操作 性 强 、经 济 实用 的水 下穿越 管 道 检测 技 术 方 案 。该 检 测 系 统 主 要 设 备 包 括 Ａｓ — ｈ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
重点区域 的安全预警 。应用管 道声波 安全 预警 系统 ，
在管道上 贴传感 器 进行 振 动监 测 ，能够 对 管道 防腐
层 遭破坏 、敲击 和钻 孔等进行 及时报警 和定位 。 ２ ３ 输气 站 场超 声导 波检 测技 术应 用 ．
通 过 引 进 超 声 导 波 检 测 设 备 和 技 术 ，对 输 气 站
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天然气集输管网优化
摘要：在我国，近些年来天然气集输管网系统向密闭化、复杂化、
大型化的方向发展，天然气的集输管网工程也是一个投资巨大，内
容繁琐的工程。因此，对于天然气输管网进行优化就有很现实的意
义，并且十分迫切，本文笔者通过大量调研中外相关资料的基础上，
概述了我国目前的天然气集输管网的现状，并分析我国天然气管网
的问题，进而提出了天然气输管的优化分析及其常见的优化方法以
供读者参考。
关键词：天然气；集输管网；现状；分析；优化
中图分类号：te832
寻找发现可供人类使用的新的第四代能源是这个世纪全世界的
一个重要问题，也是一个重要挑战。新一代能源，要求不仅在技术
及其存储量上能够满足人类人们日益增长的物质经济要求，还要实
现人与自然和谐发展，资源的再利用。新能源研究资料及其技术显
示未来核能，天然气及其氢气是未来有可能代替石油供人类使用的
新一代能源。其中天然气本身的清洁、环保的特点，当作为新一代
优质能源的首选。发展天然气，改善国内的能源结构，是目前我国
能源发展的大趋势。世界能源专家普遍认为我们将迈入天然气的时
代，世界上一些朱明的研究机构表明，未来中东地区交通运输行业
中能源消耗构成中，天然气将成为一个重要的能源发挥至关重要的
作用。伴随着天然气的使用及其天然气集输配网的规模的大型化，
密集化，同时为了能提高天然气的管网的利用率以及增加天然气的
经济效益，对天然气管网的优化显得越来越重要了。天然气集输管
网的建设耗资巨大，一旦建成不会轻易改动，因此在集输网管的设
计时，如何进行优化必须慎之又慎。
1、我国天然气集输管网的现状
进入二十一世纪，伴随着我国经济的快速增长，我国对能源的需
要越来越大，其中天然气由于它自身的一些优点，如低污染、便于
运输，存储等特点，受到了更多的关注。相应的天然气集输管网的
建设也越来越重要。我国已经开始了一批区域性管网建设，为以后
的市场做好铺垫。在开始建设“西气东输”工程之前，中国的已经
建设总长达9972km的输气管道，形成一个基础的三类区域性管线：
陕甘宁气区、川渝区环形管网、各油田自己的管网。这些管网与后
来“西气东输”工程的建设对我国天然气的集输有着至关重要的作
用。我国的第一区域性环形管网就是1989年从渠县到城都的川渝
气区，经过这些年的不断发展，川渝区天然气管网基础设施已经趋
于完善，目前已经建成超过6500km的输气管网。2001年青海气区
建设的涩宁兰管道工程是为了打通西宁至兰州的输气要求，东至甘
肃省兰州，途径青海、甘肃两省的十三个市区县，输管线总长930km。
1997年建成以京津为目标市场的环渤海地区的陕京线是我国大陆
上第一条大口径高压输气管道，为满足需要并缓解冬季供气压力，
在随后的2000年、2001年和2003年建成3个配套的地下储气室。
后来为了将川渝地区的天然气资源用在中南地区修建了忠武线，管
道总长1365km。后来的西气东输工程是我国最大的一项输气线路的
建设，目前一直在建过程中，部分已经投入使用。
2、天然气管网优化分析
2.1天然气管网中井组的优化分析
天然气集输管网系统优化设计中的井组的优化就是要确定集输
网系统中集气站和气井
之间的最佳归属关系，寻求整个集输系统里面气井与集气站的距
离和的最小值，从而达到集输管网的投资节约的效果，并且提高集
输管网的经济效益。通常情况下，集输管网井组的最优化是不考虑
管道流量的问题，只遵循井式条件极其集输半径，按照各个气井与
集气站的距离最近的最优化原则确定方案。但是这种优化方案由于
条件的局限性，通常在现实中实用性不强，并且不是很合理。所以
在集输管网的井网的优化设计时候，不仅要考虑集气站的集气规模
还要在计算井组和集气站之间的距离时加上各个计算点之间的高
差，用来提高精确度，除此之外，还应将传统井组优化的约束条件
作为迭代计算的初始条件进行保留处理。
2.2集输管网系统枝状管网的优化分析
天然气集输管网系统的枝状管网的最优化设计，其实就是为了是
集输管网系统中各个集气站之间的集气管线连接投资成本最小化，
以实现节约成本，提高效益。传统的集输管网系统枝状管网的优化
需要根据设计集输管网系统里枝状管网的图样，集输枝状管网布局
的中心集气站位置选择的优化情况分析，集输管网的枝状管网的连
接方式的优化这三者的基础之上进行最优化设计。在以往的集输管
网枝状管网的最优设计中，通常不清楚图样方向及其管网各段的流
向和流量，才用的顶点加权的方法的准确性不够。所以枝状管网优
化应先确定管网连接方式，再确定枝状管网的集气中心站位置，然
后调整有向生成树中调整管网布局，来实现枝状管网的最优方案。
3、集输管网的优化方法
3.1集输场站和集输管网的布局、选址要求应当一致
集输场站的选址布局是否合理与集输生产成本的高低有很大的
关系，要想做好集输管
网的优化，也就要求必须做好集输场站的优化，二者相结合才能
更好的实现集输管网的优化。在气田的集输系统工程建立的时候，
最先考虑的就是怎样确定合理的集输集气站的数目及其位置。由于
集输集气站的数量的多少与投资相关联，并且集输站位置的确定与
整个气田集输管网也就是网络布局的结构形成有很大的关系，集输
管网的投资费用很高，基本上达到每千米高达几十万元，在集输管
网的总投资中集输管线的投资占据十分是六七的比例，在集输管网
优化的过程中研究集气站的问题是很有现实意义的。
3.2寻求集输管网的最佳管径组合
集输管网的最佳管径组合就是集输管网的管道内的流动能够满
足使用要求的情况下尽可能使管道的直径最小，并寻求一种最佳的
管径组合方式，在管道的总长度保持恒定的情况下使得大直径管道
的长度在管道总的长度中的占有的比例尽可能的小。
3.3确定合理的制管方式及其选择合适的管道材质
集输管网管道的材质应当天然气的气质条件、集输管道在当地低
气温时金属能够正常工作的最低温度、已经确定的腐蚀防护做法对
集输管道的最低要求等相适应，其管道的强度应当由钢管制作工艺
和管道的计算壁厚共同确定的最小管壁厚度来决定，如果出现计算
壁厚远大于最小壁厚的情况，可以适当提高强度水平来降低最低计
算壁厚；如果出现最小壁厚与计算壁厚很相近的情况，可以以最小
壁厚为依据来确定金属管道材料强度值。在管道材质选择方面，对
于管道直径要求不大的集输管道可以采用无缝钢管，大直径集输管
道一般需要采用焊接钢管。但是应当注意的是：假如在湿状状态下
输送含有 的天然气时，不能使用螺旋缝埋弧焊或者高频电阻焊的
钢管。
总结：二十一世纪是信息时代，随着科技的进步，计算机的广泛
使用等为集输管网布局的优化提供了必要的理论基础和实现途径。
“最优化”已经成为现代工程技术的主题。集输管网的优化目标就
是不进要满足工艺和用户使用的需求，而且要求集输管网的建设投
资花费最少，确保整个集输管网的运行经济、可靠及安全。当前世
界的输气管网的发展方向是长远距、网络化、控制管理的自动化、
使用高级钢管道等等，因此在进行天然气集输管网系统的优化规划
过程中，应结合集输管网的集体情况，顺应时代发展，利用高科技，
确定相对应的规划设计准则，进而确定科学合理方案，达到设计的
合理性及其适用性，节约成本，提高效率。
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