探究長輸管道天然氣集輸管網優化設計

方忠，徐勇俊(新地能源工程技術有限公司，河北 廊坊 065001)

0 引言

集輸管網設備系統復雜，在有些企業的建設過程之中成本巨大，投入大量的資金之后也難以達到設計師預期的效果，導致天然氣集輸管網系統運行成本較高，并且存在許多的安全隱患。因此我們需要對集輸管網系統進行優化和設計。經濟的迅猛發展帶動了當地天然氣集輸管網的數目增加。天然氣集輸管網絡越來越復雜，使整個系統變得更復雜化，而管道之間常常會由于安裝人員自身技術問題導致管道的交叉和連接存在問題，不僅增加了企業的經濟投入，還影響到后續工作的進行。油氣田的生產與管理和整個天然氣集輸管網的運行狀態緊密地聯系在一起，想要盡可能地保障天然氣輸送的安全性，就需要有關的設計人員根據實際情況進行考察。優化長輸管道的天然氣集輸管網，既要保障集輸管網的建設成本較低，也需要滿足當地經濟發展的需要，促進居民生活幸福度的提升。

1 長輸管道天然氣集輸管網設計概述

想要優化長輸管道天然氣集輸管網的設計，我們首先需要對它有一定的了解。天然氣集輸管網的建設難度較大，并且用時時間長，在建設過程之中受到很多因素的影響。因此在氣田開發地面工程建設過程中，就對施工企業提出了較高的要求，施工企業需要具備一定的專業知識與技能，建設一二級氣站，井口和一級集氣站之間的管網。在建設過程中，需要按照規范操作，選取質量過硬的原材料，技術人員只有做到科學地進行建設，才能夠確保各級集氣站合理布局。倘若由于技術因素影響到集氣站的布局狀況，就會給后續的運營過程帶來麻煩，增加企業的經濟支出，也不利于長輸管道天然氣集輸管網的運營。很多地區由于建筑企業的技術不過關，導致二次建設的狀況發生，極大地增加了企業的經濟支出。不僅如此，還給后續的施工帶來許多的麻煩。因此我們需要優化設計長輸管道天然氣集輸管網的運營，盡可能的提高運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的可能性。

在優化過程之中，設計人員應當實地考察當地的狀況，充分地了解當地的天氣情況以及土壤結構，堅持安全性、經濟性等原則。保障長輸管道處于穩定運行的狀態之中。設計人員應當考察當地各方面的資源，并且針對該地區的資源加以利用，促進集輸管網運行經濟性的提高。分析當地的氣候以及管道布局，在設計過程之中規避那些重要的管道，防止對其他管道造成破壞，設計人員針對管網進行全方位地評價。在施工人員施工過程中，也需要設計人員不定期到施工工地進行考察，了解各個環節的施工狀況，保障施工效果，能夠按照設計師的要求進行。設計人員還需要提高自己的專業技能，了解不同類型天然氣管道的參數以及直徑、管壁厚度等狀況，這樣才能夠更好地針對天然氣集輸管網進行設計，保障集輸管網處于高效的運行狀態之中。

2 長輸管道天然氣集輸管網優化設計途徑

2.1 優化設置布局

天然氣集輸管網布局是集輸系統規劃優化之中的重要組成部分。設計人員前期針對天然氣集輸系統管網進行設計，科學地優化該系統。按照要求，對油氣田井組走線進行合理地布局，幫助他們滿足氣田生產的需求，降低企業的經濟成本，合理地保障現場的安全，建設完成之后能夠滿足企業外銷供求的情況。在設計過程之中盡可能地減小企業的經濟支出，保障有關施工人員生命的安全性[1]。

2.1.1 天然氣田井組區域劃分優化

在天然氣管道管理過程中，設計人員可以根據天然氣儲存的資源量，了解當地的地理條件，將氣井獨立連接管網輸送或多個氣井組合在一起進行集輸。想要提高設備的利用率，促進開采的效率，就可以同時開挖生產的氣井。油氣田規模較大，在實際開挖的過程中，可以根據生產企業的自身情況，將現場的氣井按照地區進行劃分，保障每一個施工小隊都有任務。讓每個施工小隊的管理人員明確自己的職責，提高自己的專業知識與技能，加強對油氣田的管理，促進開采的便捷性，提高每個工作人員參與到開采之中的熱情。對同一個井組的開采氣資源運用相同的集輸站進行集輸處理。保障每一個氣井和與之對應的集輸站處在高效安全的工作狀態之中，保障施工人員的生命安全，降低企業的生產成本。

文章針對氣井和集氣站之間的距離進行研究，希望能夠了解氣井集氣站之間的產量，并且根據這些內容對相關集氣站進行優化，保障氣井和井組，集氣站之間的隸屬關系，促進油氣田產量的提高。在優化的過程中，需要設計人員運用自己的專業知識與技能，采用拓撲優化的方式對天然氣集輸管網進行優化。劃分的結構圖如圖1所示。

圖1 井組劃分優化布局

針對上圖進行分析，我們可以發現虛線是一種井組劃分布局結構，而其中的實線則是另外一組的布局結構。這兩種結構雖然劃分的形式不同，但都是最優秀的井組劃分。圖1之中的集氣站用J1，J2表示。其中1號和2號氣井位置已經標注在圖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。設計人員在設計的過程中需要了解集氣站的規模以及企業平均每天需要輸送的天然氣容量，保障每一個集氣站的氣井數目較為均勻[2]。

2.1.2 集輸場站選址規劃優化

在對氣田集輸管網系統進行優化的過程之中，需要對集輸場站進行合理的選址，因為它擔負了氣田天然氣集輸的存儲以及中轉功能。選址完成之后，既要保障輸氣站的位置符合井組的例數，又需要盡可能的節約成本，減小輸氣站和其他地方之間的距離，降低企業的經濟支出。一般情況下，天然氣井的位置是固定的，主要根據安裝之前不同設備設施的位置進行確定。當然，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，而集氣站的設置一般會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化如圖2所示。

2.2 管網設計優化

圖2 氣田集輸場站選址布局優化

想要對天然氣管網進行優化，不僅需要優化其布局，還需要優化天然氣技術的管網設計。在安裝之前需要設計人員科學地設計管網，了解到不同集輸管道直徑的最佳組合，結合自己的專業知識與技能以及以往的工作經驗，運用不同的理論對管道流量和壓力等參數進行計算，尋找到最節省資金、降低企業生產成本的設計方案。在計算天然氣集輸管網系統成本的過程中需要了解不同變量參數之間的關系，運用連續變量函數模型計算最優解。將油氣田生產設備設施的布置以及企業的經濟投入進行對比，保障企業的資金都能夠得到合理地利用。最初進行集輸管網的設計時，一定要秉承著降低企業經濟成本，保障管道安全性的理念，提高整個系統的科學性，尋找到最優秀的建設方案。

2.3 管網運行優化

天然氣集輸管網運行優化是指當天然氣集輸管網建設完成之后，需要后續有關工作人員針對天然氣集輸管網的運行狀況進行了解，彌補它在運行之中的不足，合理地設置運行參數，加強對天然氣集輸管網的管理，保障整個管網都處在穩定的運行狀態之中。確保天然氣集輸管網運行過程之中的安全性。后期不斷地修改管道結構以及管道的分布方式，保障在運行過程之中天然氣管網運行的順暢，降低企業的資金投入。在優化過程之中，需要有關工作人員針對天然氣集輸管網的天然氣產量以及運輸量進行合理地考量，充分調查當時的市場需求，針對天然氣管網內部集輸管道氣體壓力進行測定，保障整個天然氣管網的運行過程安全。輸出天然氣數目較大，降低企業的生產成本[3]。

3 結語

天然氣在我們的日常生活中起到了重要的作用，是整個城市甚至工業發展中必須運用到的原料以及燃料。只有保障運輸管道的安全性，才能夠順利地運輸天然氣。文章針對長輸管道天然氣集輸管網優化設計進行論述，幫助大家了解長輸管道天然氣集輸管網設計的有關內容，想要更好地促進天然氣集輸管網的優化，就需要優化設置布局，對天然氣田井組區域進行劃分和優化。對集輸場站選址規劃進行優化，優化管網的設計，在管網設計和安裝完成之后，對整個管網的運行狀態進行優化。