集輸技師培訓(xùn)教程

《裝備技師培訓(xùn)教程》是2010年6月群眾出版社出版的圖書，圖書作者是公安部消防局。2100433B

《集輸工》是由中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心，依據(jù)集輸工職業(yè)資格等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一組織編寫的《石油石化職業(yè)技能培訓(xùn)教程》中的一本。主要內(nèi)容包括油氣集輸及工藝流程、容器及相關(guān)工藝安裝、集輸用泵、集輸電氣設(shè)備、計(jì)量?jī)x表及控制系統(tǒng)、常用工用具、安全生產(chǎn)及培訓(xùn)等集輸工應(yīng)掌握的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)。

《集輸工》語(yǔ)言通俗易懂，理論知識(shí)重點(diǎn)突出，實(shí)用性和可操作性較強(qiáng)，是集輸工職業(yè)技能培訓(xùn)的必備教材。

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(jiàn)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(jì)影響因素及其規(guī)律對(duì)管道參數(shù)設(shè)計(jì)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(jì)算模型，模擬分析管道流量、管徑、含水率、進(jìn)站壓力對(duì)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(jì)算結(jié)果分析

2.1 流量影響計(jì)算結(jié)果

集氣站的進(jìn)站壓力設(shè)為0.5 bar，管道總長(zhǎng)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(jì)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(shí)，管線壓降隨著流量的增加而增大。當(dāng)流量為50 kg/h 時(shí)，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(shí)，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(lái)越大。

2.2 管徑影響計(jì)算結(jié)果

集氣站的進(jìn)站壓力設(shè)為0.5 bar，管道總長(zhǎng)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(duì)管道壓降影響較大，當(dāng)管徑為80 mm 時(shí)，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(shí)，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(huì)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(shí)，增大管徑對(duì)降低管道壓降作用不大。這是由于當(dāng)流量一定時(shí)，管徑越大，管道的截面積就越大，流速越小，管道的摩阻就會(huì)越小，壓降變化也就會(huì)越小。

2.3 含水率影響計(jì)算結(jié)果

集氣站的進(jìn)站壓力設(shè)為 0.5 bar，管道總長(zhǎng)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(jì)算。煤層氣內(nèi)的含水率的變化對(duì)管道壓降變化的影響不明顯。當(dāng)含水率為0.20% 時(shí)，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(shí)，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(jì)算結(jié)果

設(shè)定管道長(zhǎng)度5 km，管道流量為150 kg/h，管徑設(shè)定為150 mm，針對(duì)管道進(jìn)站不同壓力工況進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)進(jìn)站壓力為0.5 bar 時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(duì)管道參數(shù)影響的敏感性。當(dāng)壓降變化幅度超過(guò)5×10bar/m 時(shí)，即認(rèn)為管道對(duì)該參數(shù)敏感。從上述計(jì)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(jì)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(jì)過(guò)程中的優(yōu)化目標(biāo)。

（2）盡管增大管徑對(duì)管道計(jì)算的影響很大，但是當(dāng)管徑增大到一定值時(shí)，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(jì)中，存在一個(gè)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(guò)高時(shí)，應(yīng)考慮管道內(nèi)積液量的增加帶來(lái)的管道排液?jiǎn)栴}。 2100433B