中文名 | 集輸管道 | 外文名 | gathering line |
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管理者 | 油田管理 | 特????點(diǎn) | 口徑小,壓力低 |
材????質(zhì) | 鋼管塑料管 | 所屬類別 | 運(yùn)輸 |
影響因素
概述
煤層氣田的特點(diǎn)是煤層氣(煤層氣)組分較純,氣田單井產(chǎn)量低,井網(wǎng)分布密集且井口數(shù)量眾多,井口壓力一般在0.5 bar 左右,壓力較低。常見的煤層氣田集輸工藝一般為低壓集氣、多井串接、集中增壓。由于煤層氣田集輸壓力較低,需建設(shè)大量管道,投資費(fèi)用高。研究煤層氣集輸管道設(shè)計影響因素及其規(guī)律對管道參數(shù)設(shè)計和優(yōu)化、降低管道總體投資具有重要意義。本文采用多相流模擬軟件OLGA 建立了煤層氣集輸管道水力計算模型,模擬分析管道流量、管徑、含水率、進(jìn)站壓力對管道壓降參數(shù)的影響。
1 基礎(chǔ)參數(shù)
管道集氣站進(jìn)站壓力0.5 bar,井口流量150 kg/h,管徑150 mm。模擬使用的煤層氣帶有少量的游離水,含水率為0.50%。
2 計算結(jié)果分析
2.1 流量影響計算結(jié)果
集氣站的進(jìn)站壓力設(shè)為0.5 bar,管道總長為5 公里,由于管道最大高程差低于100 m,可認(rèn)定為該集氣管道的水平管道,管徑設(shè)定為150 mm。煤層氣單井產(chǎn)量較低,因此,本次計算選取了50 kg/h至400 kg/h 的8 種井口流量,可包括大部分煤層氣田的實(shí)際井口流量值。
在管徑和進(jìn)站壓力固定時,管線壓降隨著流量的增加而增大。當(dāng)流量為50 kg/h 時,管道沿線壓力從0.509 bar 降低到0.5bar,壓降為 0.18×10-5 bar/m;當(dāng)流量增大為 400 kg/h時,管道沿線壓力從 0.783 bar 降低到 0.5 bar,壓降為 5.66×10-5 bar/m。這是由于在相同管徑的條件下,流量與流速成正比,而摩擦阻力與流速的平方成正比,因此,在管道內(nèi)壁阻力的作用下,流量的逐漸增加導(dǎo)致壓降越來越大。
2.2 管徑影響計算結(jié)果
集氣站的進(jìn)站壓力設(shè)為0.5 bar,管道總長為5 公里,管道流量為150 kg/h,選取了8 種管徑。在相同流量工況條件下,管線壓降隨著管道的增大而顯著減小。管徑對管道壓降影響較大,當(dāng)管徑為80 mm 時,管道沿線壓力從1.244 bar 降低到0.5 bar,壓降為14.88×10bar/m;當(dāng)管徑增大為300 mm 時,管道沿線壓力從0.502 bar 降低到0.5 bar,壓降為0.04×10bar/m。因此,管徑的增大會顯著減小管道的壓降。管徑80 mm 至150 mm 范圍內(nèi)的管道壓降變化幅度較大,管徑150 mm 至300 mm 范圍內(nèi)的管道壓降變化幅度不大。因此,當(dāng)管徑增大到一定程度時,增大管徑對降低管道壓降作用不大。這是由于當(dāng)流量一定時,管徑越大,管道的截面積就越大,流速越小,管道的摩阻就會越小,壓降變化也就會越小。
2.3 含水率影響計算結(jié)果
集氣站的進(jìn)站壓力設(shè)為 0.5 bar,管道總長為 5公里,管道流量為 150 kg/h,管徑設(shè)定為 150 mm,選取了不同含水量進(jìn)行計算。煤層氣內(nèi)的含水率的變化對管道壓降變化的影響不明顯。當(dāng)含水率為0.20% 時,管道沿線壓力從0.558 7 bar 降低到0.5 bar,壓降為1.175×10bar/m;當(dāng)含水率增大為1.00%時,管道沿線壓力從0.558 6 bar 降低到0.5 bar,壓降為1.172×10bar/m。
2.4 進(jìn)站壓力影響計算結(jié)果
設(shè)定管道長度5 km,管道流量為150 kg/h,管徑設(shè)定為150 mm,針對管道進(jìn)站不同壓力工況進(jìn)行計算。當(dāng)進(jìn)站壓力為0.5 bar 時,管道沿線壓力從0.558 7 bar 降低到0.5 bar,壓降為1.175×10bar/m;當(dāng)進(jìn)站壓力增大為0.6 bar 時,管道沿線壓力從0.601 9 bar 降低到0.6 bar,壓降為0.039×10bar/m。壓降較為明顯。但是隨著進(jìn)站壓力繼續(xù)增大到1 bar時,管道沿線壓力從1.001 2bar 降低到1 bar,壓降為0.024×10bar/m。壓降降低的幅度并不明顯。
3 敏感因素分析
根據(jù)管道壓力梯度的變化程度判斷管道流量、管徑、含水率和進(jìn)站壓力對管道參數(shù)影響的敏感性。當(dāng)壓降變化幅度超過5×10bar/m 時,即認(rèn)為管道對該參數(shù)敏感。從上述計算結(jié)果可以得到煤層氣集氣管道參數(shù)的敏感性情況。
4 結(jié)論及建議
(1)管徑和流量是影響煤層氣集輸管道參數(shù)設(shè)計的關(guān)鍵影響因素,且管徑的影響最大,應(yīng)著重考慮管徑的影響,以達(dá)到在設(shè)計過程中的優(yōu)化目標(biāo)。
(2)盡管增大管徑對管道計算的影響很大,但是當(dāng)管徑增大到一定值時,繼續(xù)增大管徑不再明顯影響管道壓降,因此,在集輸管道設(shè)計中,存在一個最優(yōu)管徑。
(3)煤層氣氣質(zhì)較純,含水量不高,且隨著含水量的增高,管道壓降變化幅度很小,但是,當(dāng)含水量過高時,應(yīng)考慮管道內(nèi)積液量的增加帶來的管道排液問題。 2100433B
不屬于。集輸管道一般指油氣田礦場內(nèi)部的管道,包括從井口到小站、小站到聯(lián)合站的管道。長輸管道一般指礦場油庫、壓氣站到用戶的長距離輸油輸氣管道,有獨(dú)立的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。長輸管道系指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位間的用于...
長輸管道施工縱向角一般是指垂直方向的轉(zhuǎn)角、水平轉(zhuǎn)角一般是指水平方向的轉(zhuǎn)角; 這些一般是用彎頭管件處理的。
按 TSG R1001-2008 壓力容器壓力管道設(shè)計許可規(guī)則 附件B長輸管道B1 GA類(長輸管道)長輸(油氣)管道是指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位之間的用于輸送商品介質(zhì)的管道,劃分為GA1級和GA2級...
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凝析氣田集輸管道中介質(zhì)的流態(tài)和成分比較復(fù)雜,容易引起管道彎管發(fā)生沖刷腐蝕,導(dǎo)致管道事故。針對這一現(xiàn)象,將計算流體的方法引入到彎管的沖刷腐蝕的研究中,根據(jù)流體流動的規(guī)律,建立了彎管沖刷腐蝕的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)氣田集輸管道中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù),模擬三種工況下管道彎管中流體的運(yùn)動。結(jié)果顯示,管道中確實(shí)存在最大剪切應(yīng)力和最大含液率的區(qū)域,并且氣相介質(zhì)流速越大,沖刷腐蝕越嚴(yán)重;彎管結(jié)構(gòu)的改變,引起管道內(nèi)介質(zhì)流速和湍流強(qiáng)度等參數(shù)發(fā)生改變。研究成果可為研究流體力學(xué)因素對管道沖刷腐蝕的影響提供指導(dǎo)依據(jù),還可以用以指導(dǎo)實(shí)際管道的腐蝕檢測和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,減少氣田事故的發(fā)生。
用管道輸煤或輸送其它固體礦物都以液體為介質(zhì),也就是固體加液體制成漿體后,再經(jīng)管道輸送。管道輸煤系統(tǒng)由制漿廠、管道與泵站、終端脫水廠三個主要部分組成,同時還包括供水、供電、通訊和自動控制等有關(guān)配套措施。首先在原煤廠內(nèi),經(jīng)過初步分選和破碎礦石,在泵駁機(jī)中加工成粒度、濃度合適管道輸送要求的煤水夾雜漿體(煤水比例各約占50%),然后采用多級泵站,把煤漿壓進(jìn)管道,并選擇一定的流速,以穩(wěn)流輸送方式輸送煤漿,最后經(jīng)過專門的脫水裝備,把煤漿制成含水15%左右的粉煤供電廠使用。管道輸煤,可以實(shí)現(xiàn)長距離、高運(yùn)量、低成本地運(yùn)輸煤炭。管道藏匿于凍土之下,具有施工周期短、地形順應(yīng)性強(qiáng)、占用耕地少、無污染、無消耗等優(yōu)點(diǎn),而且自動化水平高。但管道輸煤也存在單品種、單向運(yùn)輸和運(yùn)量固定等局限。
1891年,輸煤管道技術(shù)就已在美國出現(xiàn)。不過,全美國,也是全球第一條商業(yè)性輸煤管道時隔66年后才建成。這條毗連俄荷俄州喬治城選煤廠和東圖電廠的小型輸煤管道運(yùn)行5年后,因受萬噸單元列車開行的沖擊而關(guān)閉。爾后,為了輸送亞利桑那州的煤炭,供給內(nèi)華達(dá)州發(fā)電用煤,美國修建了從菲邁莎露天煤礦到莫哈夫電廠的跨州輸煤管道。這條管道1970年建成,長439千米,年運(yùn)煤量約500萬噸,至今仍平安運(yùn)行。其間,煤炭運(yùn)輸成本和發(fā)電成本年年下降,使莫哈夫電廠效益名列全美第二??墒牵捎阼F路財團(tuán)竭力否決,美國鐵路和交通十分蓬勃,輸煤管道再也沒有新的成長。
1995年,我國煤炭產(chǎn)量已達(dá)12億噸,占世界的第一位。但我國煤炭分布極不平衡:東少西多,南少北多。60-70%的煤炭儲量集中在山西、陜西和內(nèi)蒙西部。在北煤南運(yùn)、西煤東運(yùn)的形式下,煤炭生產(chǎn)同煤炭運(yùn)輸之間存在較突出的矛盾。
煤炭運(yùn)輸有水運(yùn)、鐵路和公路三種途徑。由于北方缺少便于航運(yùn)的江河,水運(yùn)是欠發(fā)達(dá)的。公路短途運(yùn)輸便當(dāng),但遠(yuǎn)程運(yùn)輸不經(jīng)濟(jì)??焖俣?jīng)濟(jì)地長距離運(yùn)輸煤炭只有鐵路。面臨日益增加的煤炭產(chǎn)量和需求,鐵路沒法一柱擎天,需要尋覓其它運(yùn)輸方式。經(jīng)過長期研究論證,煤炭部門于1981年提出管道輸煤,為西煤、北煤外運(yùn)再找一條前途。
1982年,清華大學(xué)和唐山煤礦學(xué)院牽頭做了我國管道輸煤的理論研究和實(shí)驗(yàn)工作,科研人員在煤漿穩(wěn)定性、輸送速度和阻力特征等方面實(shí)現(xiàn)了突破,管道運(yùn)輸煤技術(shù)上已成熟。經(jīng)過多方面綜合論證,煤炭部門把我國第一條輸煤管道選擇在山西榆縣至山東淮坊之間。位于山西中部的榆縣,煤炭產(chǎn)量很是豐碩,但相當(dāng)一部分煤運(yùn)不出去;而山東膠東半島地域近幾年經(jīng)濟(jì)成長很快,發(fā)電用煤欠缺,淮坊電廠二期擴(kuò)建工程行將開工。選擇這樣一條輸煤管道,既解決了山西煤炭外運(yùn)問題,又解決了山東發(fā)電用煤問題。設(shè)計中的榆濰輸煤管道全長600千米,年輸送能力500萬噸。1996年7月,國家計委正式核準(zhǔn)總投資30億元的榆濰輸煤管道立項(xiàng)。
用管道輸煤,或輸送其它固體礦物都以液體為介質(zhì),也就是固體加液體制成漿體后,再利用管道輸送。
管道輸煤系統(tǒng)由制漿廠、管道與泵站、終端脫水廠三個主要部分構(gòu)成,同時還包括供水、供電、通信和自動控制等有關(guān)配套設(shè)施。首先在原煤廠內(nèi),通過初步分選和破碎礦石,在泵駁機(jī)中加工成粒度、濃度符合管道輸送要求的煤水混合漿體(煤水比例各占50%),然后采用多級泵沾,把煤漿壓入管道,并選擇一定的流速,以穩(wěn)流輸送方式輸送煤漿,最后利用專門的脫水設(shè)備,把煤漿制成含水15%左右的粉煤供電廠使用。管道輸煤,可以實(shí)現(xiàn)長距離,大運(yùn)量、低成本地運(yùn)輸煤炭。管道埋沒于凍土之下,具有施工周期短,地形適應(yīng)性強(qiáng),(不用開山打遂道)占用耕地少,無污染,無損耗等優(yōu)點(diǎn),而且自動化程度高。但管道輸煤也存在單品種,單向運(yùn)輸和運(yùn)量固定等局限。
根據(jù)油田油氣集輸工藝的密閉程度,分為:
開式集輸流程:其中有部分過程不與大氣隔絕。
密閉集輸流程:油氣集輸全密閉流程,主要包括密閉集輸、密閉處理、密閉儲存及輕油和污油回收。