長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)建議

閆飛

摘要：伴隨著人們對(duì)天然氣的需求越來越大，天然氣開發(fā)的規(guī)模也在增加，集輸管網(wǎng)覆蓋的面積也在不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也變得相對(duì)復(fù)雜，長輸管道還是需要進(jìn)一步的優(yōu)化以及完善，才可以最大限度保障天然氣的長輸管道的運(yùn)輸是安全的，會(huì)降低對(duì)人們產(chǎn)生危害的可能，并且可以有效促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：長輸管道;天然氣;集輸管網(wǎng);優(yōu)化設(shè)計(jì)

前言：

伴隨著天然氣開發(fā)的規(guī)模不斷增加，集輸管網(wǎng)隨之增多、系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，其中管網(wǎng)還是主要使用放射狀、枝狀、換裝等等形式進(jìn)行安裝，其管道之間還有交叉，在連接的點(diǎn)還有問題以及不協(xié)調(diào)的地方，與此同時(shí)，這些問題還需要在集輸網(wǎng)設(shè)計(jì)安裝之前或者在使用中有充分的考慮。對(duì)集輸管網(wǎng)不斷的優(yōu)化完善不但保證了成本低廉，關(guān)鍵是使用安全，還對(duì)天然氣生產(chǎn)與管理提供方便。

一、優(yōu)化管網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置布局

天然氣集輸管網(wǎng)的布局是集輸系統(tǒng)的規(guī)劃以及優(yōu)化最重要的內(nèi)容，天然氣集輸系統(tǒng)管網(wǎng)在布局設(shè)計(jì)之前是優(yōu)化集輸系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)置的重要步驟，在設(shè)計(jì)規(guī)劃之前，應(yīng)該按照要求對(duì)天然氣支管道的走線還有地點(diǎn)的選擇進(jìn)行合理的布局，經(jīng)過優(yōu)化可以促進(jìn)既要滿足天然氣生產(chǎn)開發(fā)的工藝、現(xiàn)場(chǎng)的條件、成本等條件，還需要滿足投資小、安全的要求。

（一）優(yōu)化天然氣井組地區(qū)規(guī)劃

天然氣田集輸?shù)南到y(tǒng)是依據(jù)天然氣儲(chǔ)存的資源能量、開發(fā)集輸?shù)乃揭约皩?shí)際的地理?xiàng)l件等，可以分成單個(gè)氣井獨(dú)立連接管網(wǎng)的輸送和多個(gè)氣井組合在一起進(jìn)行集輸兩種方法[1]。其中氣田的規(guī)模比較大，開采生產(chǎn)的氣井?dāng)?shù)量大于氣田，為了有效提升設(shè)備的利用效率，經(jīng)常會(huì)依據(jù)生產(chǎn)需要把現(xiàn)場(chǎng)所有的氣井劃分成小組，對(duì)同一井組的開采氣資源使用同一個(gè)集輸站進(jìn)行集輸?shù)奶幚怼?duì)井組區(qū)域的劃分優(yōu)化就是為了保證集輸管的長度、直徑等使其處于有利于減少成本的前提。

（二）優(yōu)化集輸?shù)攸c(diǎn)選址規(guī)劃

集輸?shù)攸c(diǎn)是天然氣集輸?shù)膬?chǔ)存以及中轉(zhuǎn)的裝置，所以在天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)集輸?shù)牡攸c(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的選址，一方面保證氣井集輸氣站的地點(diǎn)、數(shù)量有沒有符合井組的隸屬，另一方面要保證氣井集輸?shù)臄?shù)量、距離科學(xué)合理，關(guān)鍵是節(jié)約投入成本。其中天然氣田集氣站的數(shù)量還會(huì)直接影響油田的生產(chǎn)的成本，集輸場(chǎng)站的地理位置布置會(huì)直接和集輸管網(wǎng)線連接、管網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局形式有關(guān)系，天然氣集輸管網(wǎng)管道安裝的成本每公里最高會(huì)達(dá)到萬元，但是管道又是整個(gè)集輸系統(tǒng)中重要的設(shè)施，投入資金最大的部分[2]。所以，優(yōu)化集氣站的地理位置，會(huì)有效減少集輸管線的長度。

通常的情況，天然氣井的地點(diǎn)基本上是在油藏設(shè)計(jì)以及設(shè)備設(shè)施安裝之前就確定好了，還有是依據(jù)天然氣資源的分布以及資源的開采難易程度等等條件決定的;集氣站的建設(shè)通常設(shè)置在同一組隸屬氣井位置分布的地區(qū)中。但是我國的額天然氣田地面集輸安裝設(shè)計(jì)大多數(shù)分成：二級(jí)分布安裝;三級(jí)分布安裝、根據(jù)天然氣田的實(shí)際情況對(duì)天然氣集輸站布置設(shè)計(jì)規(guī)劃進(jìn)行合理的優(yōu)化，就可以對(duì)集中的氣井以及集氣站依據(jù)輻射形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安裝，最后再經(jīng)過樹枝狀的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)把每個(gè)集氣站連接在集氣的總站，變?yōu)榫M--集氣站--集氣總站的規(guī)劃布置。

（三）優(yōu)化干支管網(wǎng)布局

氣井和氣井所屬集氣站在合理連接的基礎(chǔ)上，連接干支管網(wǎng)布局。以往的天然氣集輸管網(wǎng)在設(shè)計(jì)布局的時(shí)候，通常是依據(jù)數(shù)學(xué)論和集合論中的圖論分布知識(shí)進(jìn)行分析，包含著集輸管網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的集氣總站、使用多交叉樹枝網(wǎng)絡(luò)狀連接兩種[3]。但是在對(duì)天然氣集輸干支管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化分析的時(shí)候，還是要用田安琪輸送管總長最小、總的流量分布最均勻作為目的，為此作為依據(jù)對(duì)集氣站的管網(wǎng)連接干線以及直線等，然后科學(xué)的調(diào)整，保證干支管道氣體的傳送順利安全。主要還是考慮四個(gè)方面：1、連接方式使用樹枝狀管網(wǎng)對(duì)干支管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，能合理安排管網(wǎng)的連接以及布局。2、樹枝狀管網(wǎng)在中心集氣站的地點(diǎn)選擇，能保證集氣場(chǎng)站可以連接在總站，保證集氣管最短。3、依據(jù)樹枝網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行干支管網(wǎng)布局的確定。4、將管網(wǎng)布局引入其他的集散地點(diǎn)，依據(jù)集散優(yōu)化的理論對(duì)干線、直線等進(jìn)行合理的布置。

二、優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計(jì)

要想優(yōu)化天然氣管網(wǎng)，不但需要將其布局進(jìn)行優(yōu)化，還得優(yōu)化天然氣集輸?shù)墓芫W(wǎng)設(shè)計(jì)。并且在安裝之前還需要設(shè)計(jì)人員合理科學(xué)設(shè)計(jì)管網(wǎng)，充分了解不同集輸管網(wǎng)的直徑在多大最合適，將自己的專業(yè)知識(shí)和自己的工作經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際情況結(jié)合在一起，使用不同的方式對(duì)管道流經(jīng)量與壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，找到節(jié)省資金、減少成本的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)師在計(jì)算天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)成本的時(shí)候，應(yīng)該明白不同的變量參數(shù)之間的關(guān)系，使用連續(xù)變量的函數(shù)模型計(jì)算。一方面提升整個(gè)系統(tǒng)結(jié)果的收斂，另一方面有效解決設(shè)計(jì)變量在優(yōu)化條件的極值問題。根據(jù)這些得到問題的最好解決，得到天然氣集輸管網(wǎng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的適用性。把氣田的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行布置優(yōu)化，保證企業(yè)的資金可以合理的被使用。在集輸管網(wǎng)最開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該將降低企業(yè)的投入成本作為設(shè)計(jì)理念，還應(yīng)該保證管道的安全，有效提升整個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)性，找到最合適的建設(shè)方案。

結(jié)語：

天然氣在生活中越來越常見，也成為生活中重要的一部分，甚至是整個(gè)城市的發(fā)展必須用的原料。然而長輸管道天然氣集輸?shù)墓芫W(wǎng)系統(tǒng)可以運(yùn)輸能源。一般來說，長輸天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)中的距離跨度都比較大，周圍的環(huán)境比較復(fù)雜，并且由于建設(shè)、管理等因素的影響，會(huì)影響集輸管網(wǎng)系統(tǒng)在使用中有安全隱患的存在，這些安全隱患對(duì)人們的生命、財(cái)產(chǎn)都有一些威脅。所以，有效降低集輸管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中含有風(fēng)險(xiǎn)的因素，是目前長輸集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]方忠，徐勇俊. 探究長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 化工管理，2021，{4}（12）：193-194.

[2]段振茹. 長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J]. 石化集輸，2019，26（05）：318+341.

[3]秦志坤. 長輸管道天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探析[J]. 石化集輸，2018，25（02）：159.