探究長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

方忠，徐勇俊(新地能源工程技術(shù)有限公司，河北 廊坊 065001)

0 引言

集輸管網(wǎng)設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，在有些企業(yè)的建設(shè)過程之中成本巨大，投入大量的資金之后也難以達(dá)到設(shè)計(jì)師預(yù)期的效果，導(dǎo)致天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行成本較高，并且存在許多的安全隱患。因此我們需要對(duì)集輸管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)。經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了當(dāng)?shù)靥烊粴饧敼芫W(wǎng)的數(shù)目增加。天然氣集輸管網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜，使整個(gè)系統(tǒng)變得更復(fù)雜化，而管道之間常常會(huì)由于安裝人員自身技術(shù)問題導(dǎo)致管道的交叉和連接存在問題，不僅增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)投入，還影響到后續(xù)工作的進(jìn)行。油氣田的生產(chǎn)與管理和整個(gè)天然氣集輸管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)緊密地聯(lián)系在一起，想要盡可能地保障天然氣輸送的安全性，就需要有關(guān)的設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行考察。優(yōu)化長輸管道的天然氣集輸管網(wǎng)，既要保障集輸管網(wǎng)的建設(shè)成本較低，也需要滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，促進(jìn)居民生活幸福度的提升。

1 長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)設(shè)計(jì)概述

想要優(yōu)化長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，我們首先需要對(duì)它有一定的了解。天然氣集輸管網(wǎng)的建設(shè)難度較大，并且用時(shí)時(shí)間長，在建設(shè)過程之中受到很多因素的影響。因此在氣田開發(fā)地面工程建設(shè)過程中，就對(duì)施工企業(yè)提出了較高的要求，施工企業(yè)需要具備一定的專業(yè)知識(shí)與技能，建設(shè)一二級(jí)氣站，井口和一級(jí)集氣站之間的管網(wǎng)。在建設(shè)過程中，需要按照規(guī)范操作，選取質(zhì)量過硬的原材料，技術(shù)人員只有做到科學(xué)地進(jìn)行建設(shè)，才能夠確保各級(jí)集氣站合理布局。倘若由于技術(shù)因素影響到集氣站的布局狀況，就會(huì)給后續(xù)的運(yùn)營過程帶來麻煩，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)支出，也不利于長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)的運(yùn)營。很多地區(qū)由于建筑企業(yè)的技術(shù)不過關(guān)，導(dǎo)致二次建設(shè)的狀況發(fā)生，極大地增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)支出。不僅如此，還給后續(xù)的施工帶來許多的麻煩。因此我們需要優(yōu)化設(shè)計(jì)長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)的運(yùn)營，盡可能的提高運(yùn)營過程之中的安全性，減少給周圍工作人員以及居民帶來危險(xiǎn)的可能性。

在優(yōu)化過程之中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)實(shí)地考察當(dāng)?shù)氐臓顩r，充分地了解當(dāng)?shù)氐奶鞖馇闆r以及土壤結(jié)構(gòu)，堅(jiān)持安全性、經(jīng)濟(jì)性等原則。保障長輸管道處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)之中。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)考察當(dāng)?shù)馗鞣矫娴馁Y源，并且針對(duì)該地區(qū)的資源加以利用，促進(jìn)集輸管網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的提高。分析當(dāng)?shù)氐臍夂蛞约肮艿啦季?，在設(shè)計(jì)過程之中規(guī)避那些重要的管道，防止對(duì)其他管道造成破壞，設(shè)計(jì)人員針對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行全方位地評(píng)價(jià)。在施工人員施工過程中，也需要設(shè)計(jì)人員不定期到施工工地進(jìn)行考察，了解各個(gè)環(huán)節(jié)的施工狀況，保障施工效果，能夠按照設(shè)計(jì)師的要求進(jìn)行。設(shè)計(jì)人員還需要提高自己的專業(yè)技能，了解不同類型天然氣管道的參數(shù)以及直徑、管壁厚度等狀況，這樣才能夠更好地針對(duì)天然氣集輸管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障集輸管網(wǎng)處于高效的運(yùn)行狀態(tài)之中。

2 長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)途徑

2.1 優(yōu)化設(shè)置布局

天然氣集輸管網(wǎng)布局是集輸系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化之中的重要組成部分。設(shè)計(jì)人員前期針對(duì)天然氣集輸系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，科學(xué)地優(yōu)化該系統(tǒng)。按照要求，對(duì)油氣田井組走線進(jìn)行合理地布局，幫助他們滿足氣田生產(chǎn)的需求，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本，合理地保障現(xiàn)場的安全，建設(shè)完成之后能夠滿足企業(yè)外銷供求的情況。在設(shè)計(jì)過程之中盡可能地減小企業(yè)的經(jīng)濟(jì)支出，保障有關(guān)施工人員生命的安全性[1]。

2.1.1 天然氣田井組區(qū)域劃分優(yōu)化

在天然氣管道管理過程中，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)天然氣儲(chǔ)存的資源量，了解當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件，將氣井獨(dú)立連接管網(wǎng)輸送或多個(gè)氣井組合在一起進(jìn)行集輸。想要提高設(shè)備的利用率，促進(jìn)開采的效率，就可以同時(shí)開挖生產(chǎn)的氣井。油氣田規(guī)模較大，在實(shí)際開挖的過程中，可以根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的自身情況，將現(xiàn)場的氣井按照地區(qū)進(jìn)行劃分，保障每一個(gè)施工小隊(duì)都有任務(wù)。讓每個(gè)施工小隊(duì)的管理人員明確自己的職責(zé)，提高自己的專業(yè)知識(shí)與技能，加強(qiáng)對(duì)油氣田的管理，促進(jìn)開采的便捷性，提高每個(gè)工作人員參與到開采之中的熱情。對(duì)同一個(gè)井組的開采氣資源運(yùn)用相同的集輸站進(jìn)行集輸處理。保障每一個(gè)氣井和與之對(duì)應(yīng)的集輸站處在高效安全的工作狀態(tài)之中，保障施工人員的生命安全，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

文章針對(duì)氣井和集氣站之間的距離進(jìn)行研究，希望能夠了解氣井集氣站之間的產(chǎn)量，并且根據(jù)這些內(nèi)容對(duì)相關(guān)集氣站進(jìn)行優(yōu)化，保障氣井和井組，集氣站之間的隸屬關(guān)系，促進(jìn)油氣田產(chǎn)量的提高。在優(yōu)化的過程中，需要設(shè)計(jì)人員運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)與技能，采用拓?fù)鋬?yōu)化的方式對(duì)天然氣集輸管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。劃分的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 井組劃分優(yōu)化布局

針對(duì)上圖進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)虛線是一種井組劃分布局結(jié)構(gòu)，而其中的實(shí)線則是另外一組的布局結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)雖然劃分的形式不同，但都是最優(yōu)秀的井組劃分。圖1之中的集氣站用J1，J2表示。其中1號(hào)和2號(hào)氣井位置已經(jīng)標(biāo)注在圖1之上，這兩者與集氣站之間的距離相等，圓圈則代表不同氣井的方位。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中需要了解集氣站的規(guī)模以及企業(yè)平均每天需要輸送的天然氣容量，保障每一個(gè)集氣站的氣井?dāng)?shù)目較為均勻[2]。

2.1.2 集輸場站選址規(guī)劃優(yōu)化

在對(duì)氣田集輸管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的過程之中，需要對(duì)集輸場站進(jìn)行合理的選址，因?yàn)樗鼡?dān)負(fù)了氣田天然氣集輸?shù)拇鎯?chǔ)以及中轉(zhuǎn)功能。選址完成之后，既要保障輸氣站的位置符合井組的例數(shù)，又需要盡可能的節(jié)約成本，減小輸氣站和其他地方之間的距離，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)支出。一般情況下，天然氣井的位置是固定的，主要根據(jù)安裝之前不同設(shè)備設(shè)施的位置進(jìn)行確定。當(dāng)然，油氣資源的分布以及開采的難易程度也決定了天然氣井的位置，而集氣站的設(shè)置一般會(huì)選擇同一隸屬氣井位置分布的正中央。氣田集輸場站選址布局優(yōu)化如圖2所示。

2.2 管網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)化

圖2 氣田集輸場站選址布局優(yōu)化

想要對(duì)天然氣管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，不僅需要優(yōu)化其布局，還需要優(yōu)化天然氣技術(shù)的管網(wǎng)設(shè)計(jì)。在安裝之前需要設(shè)計(jì)人員科學(xué)地設(shè)計(jì)管網(wǎng)，了解到不同集輸管道直徑的最佳組合，結(jié)合自己的專業(yè)知識(shí)與技能以及以往的工作經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用不同的理論對(duì)管道流量和壓力等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，尋找到最節(jié)省資金、降低企業(yè)生產(chǎn)成本的設(shè)計(jì)方案。在計(jì)算天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)成本的過程中需要了解不同變量參數(shù)之間的關(guān)系，運(yùn)用連續(xù)變量函數(shù)模型計(jì)算最優(yōu)解。將油氣田生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施的布置以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)投入進(jìn)行對(duì)比，保障企業(yè)的資金都能夠得到合理地利用。最初進(jìn)行集輸管網(wǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)，一定要秉承著降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本，保障管道安全性的理念，提高整個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)性，尋找到最優(yōu)秀的建設(shè)方案。

2.3 管網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化

天然氣集輸管網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化是指當(dāng)天然氣集輸管網(wǎng)建設(shè)完成之后，需要后續(xù)有關(guān)工作人員針對(duì)天然氣集輸管網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行了解，彌補(bǔ)它在運(yùn)行之中的不足，合理地設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，加強(qiáng)對(duì)天然氣集輸管網(wǎng)的管理，保障整個(gè)管網(wǎng)都處在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)之中。確保天然氣集輸管網(wǎng)運(yùn)行過程之中的安全性。后期不斷地修改管道結(jié)構(gòu)以及管道的分布方式，保障在運(yùn)行過程之中天然氣管網(wǎng)運(yùn)行的順暢，降低企業(yè)的資金投入。在優(yōu)化過程之中，需要有關(guān)工作人員針對(duì)天然氣集輸管網(wǎng)的天然氣產(chǎn)量以及運(yùn)輸量進(jìn)行合理地考量，充分調(diào)查當(dāng)時(shí)的市場需求，針對(duì)天然氣管網(wǎng)內(nèi)部集輸管道氣體壓力進(jìn)行測定，保障整個(gè)天然氣管網(wǎng)的運(yùn)行過程安全。輸出天然氣數(shù)目較大，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本[3]。

3 結(jié)語

天然氣在我們的日常生活中起到了重要的作用，是整個(gè)城市甚至工業(yè)發(fā)展中必須運(yùn)用到的原料以及燃料。只有保障運(yùn)輸管道的安全性，才能夠順利地運(yùn)輸天然氣。文章針對(duì)長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行論述，幫助大家了解長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容，想要更好地促進(jìn)天然氣集輸管網(wǎng)的優(yōu)化，就需要優(yōu)化設(shè)置布局，對(duì)天然氣田井組區(qū)域進(jìn)行劃分和優(yōu)化。對(duì)集輸場站選址規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，在管網(wǎng)設(shè)計(jì)和安裝完成之后，對(duì)整個(gè)管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。