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来源：职称驿站所属分类：材料科学论文 发布时间：2012-09-01浏览：66次
摘要：随着社会的不断发展与进步，重视油气集输工程设计思想探讨具有重要的意义。本文主要探讨油气集输工程设计思想中的有关内容。
关键词：油气，工程，设计，管道，集输
引言
油气集输工程的建设技术要求高，综合性强，每一环节都涉及经济问题。工程实践表明，成功的设计必须是技术与经济的和谐统一体。其中，技术是工程的基础与手段，而经济效益是工程的核心与目的。油气集输工程设计的方法，就是通过一系列的工作，使工程达到技术上可行与经济上合理。
1、油气集输工程技术现状与发展方向
油气集输工程技术主要包含两方面内容：一是集输工艺技术；二是集输系统配管技术。
1.1油气集输工艺技术
所谓工艺，是将原材料或半成品加工成产品的工作和方法，是隐含在加工过程中并对最终结果产生重要影响作用的一种核心因子。油气集输工艺主要包括：油气收集及处理工艺、管道输送工艺、油气计量工艺、油气净化及轻烃储运工艺等。
1）油气集输工艺研究的重点
我国油气集输工艺经过近40年的发展，已形成了一系列配套工艺，其中，油气收集工艺处于世界领先水平。当前，结合油气田油气集输工艺发展现状，应对基础性而且具有发展前景的工艺进行研究，重点是原油常温管输工艺、油气计量工艺、满足环保要求的烃类气体挥发控制与回收技术等。
2）集输工艺研究的延伸方向
由于目前我国主力油田含水率不断上升，原油脱水与采出水处理的技术界限已越来越模糊，如果仍然按专业分工的常规设计，势必造成处理工艺重叠，流程长，投资大，占地面积大。因此，应依据全过程考虑油、水处理工艺，这对于提高工程效益具有重要意义。同时，天然气综合利用与评价工作也显得越来越重要，技术准备与研究势在必行。
3）工艺研究成果的集成与应用
工艺的精髓较集中体现在设备内部结构上，研制生产高效、低耗、多功能、精细化设备是油气集输设计具有深远意义的研究课题。由于不同油气田的油、气物性差别较大，面向不同对象的工艺技术应力求具有鲜明特点，工艺方案应体现出差异性，并宜从下列层次进行研究：工艺技术路线和技术界限；工艺设备研制与选型；操作参数的设定与优化。
1.2集输系统配管技术
管道作为油气集输工艺的载体，配置的好坏直接影响工程功能的发挥及工程的外在形象。
1）要重视管道分级分类
目前我国管道分级分类方法很多，《SY/T0422—1997油田油气集输管道施工及验收规范》是根据管道的使用部位分级，根据设计压力和材质分类的，但该规范没有给出站、库管道分级分类方法，因此在实际工作中可参照SH3501执行。《SH3501—1997石油化工剧毒、可燃介质管道施工及验收规范》是根据介质特性与设计条件分级的，但该规范没有给出其他介质管道分级方法,工作中可以参照《GB50235—1997工业金属管道工程施工及验收规范》执行。无论分级分类方法如何，配管设计都大致涉及设备布置、管道布置、管道材料及器材、管道施工及验收等方面。配管设计由于涉及压力的问题，必须按《压力管道安全管理与监察规定》的要求建立起严格的压力管道设计管理制度，其中，压力管道标准化工作管理现阶段尤为重要。
2）要注重标准的覆盖性、时效性、应用及引用的合理性由于标准的制订有一个很重要的“宁缺毋滥”原则，条文规定具有确定性，对不确定的内容不作规定，所以很难由一个标准规定油气集输专业现场所面临的所有具体问题，往往需要多个标准相互引用，因此，建立完善有序(层次)的标准体系具有极其重要的现实作用。由于标准反映了技术发展的历程与最新成果，对标准的时效性认同实质上体现了设计者对“四新”技术的认同程度，因此，设计者应充分探讨标准的时效性，采纳吸收标准所隐含的技术进步成果。同时，由于标准是从大量的具体工程实际中归纳、提升出来的，具有普遍指导意义，应充分探讨标准的应用及引用的适用范围与合理性。
3）要强化三化设计
配管设计作为一种规范性很强的工作，开展与标准相协调的标准化、系列化、定性化设计以寻求配管设计的同一性，对于提高工程的设计效率、设计质量和设计可信度具有重要意义。
2.流程各类设备
此单井站场的各类设备主要包括；节流阀、输气管道、分离器、放空管线、安全阀等。下面分别对其中的要求和参数进行总结。
2•1节流阀
节流阀大多数都是通过启闭件节流阀的启闭改变通道截面积从而达到调节流量和压力，启闭件多为圆锥流线型，按通道方式节流阀可分为直通式和角式两种；按启闭件的形状分，有针形、沟形和窗形三种。节流阀的构造较简单，便于制造和维修，成本低；调节精度不高，但是不能作调节使用；密封面易冲蚀，也不能作切断介质用；密封性较差的。只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合。设计节流阀的小组成员根据给出的压力和温度等条件，最后计算选出各点节流阀的型号以及各类参数如下表：
表一
阀门 型号名称 公称通径
DN/㎜ 尺寸/㎜ 重量/㎏
L D D1 M D2 DN b Z-φd L0 H H1
阀1 L44W-250R法兰角式节流阀 50 190 165 115 M64X3 58 50 32 6-φ26 650 260 305 26
阀2 L44W-250R法兰角式节流阀 50 190 165 115 M64X3 58 50 32 6-φ26 650 260 305 26
节流阀是通过改变流通面积来实现调节戒指流量和压力的手动阀门。节流阀在管路中主要作节流作用。在多数情况下，人们通过采用改变截止阀的阀瓣形状后作节流阀用。由于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小，还与节流口前后的压差有关阀的刚度小，故只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合。
2•2输气管道
管道设计中不考虑到管内的压降，利用确定经济流速，流量来确定管子的内径，在根据管线的设计工作压力，管线内径，焊缝系数，钢材屈服极限，设计系数，腐蚀余量来确定管壁的厚度，引用节流阀节流后温度、压力的数据，辅助设计管径和壁厚。
由于此井站的天然气进站压力较高，为了保证天然气再管道中的安全输送，故选用的管子均为高压碳素钢管。由此所选用的各种管道的规格和参数如表二：
表二
管道 管线编号 管内径计算值（m） 壁厚计算值(mm) 选型
第一次节流前 Ⅰ 0.063 7.22 707.5
第一次节流后 Ⅱ 0.034 1.77 402.0
第二次节流后 Ⅲ 0.054 1.46 701.5
油气集输多为湿气，因此防止集输过程中形成水合物冻堵管线是设计应解决的重点问题，应通过计算判断集输过程中有无烃类和水等液体析出、有无水合物形成，并采取措施防止或减少液体的积聚，防止水合物冻堵管线，保证管线具有必要的输气效率。
2•3分离器
根据设计成员的数据可得出分离器的各类参数。其中，D、H分指的是其直径和高度。当所选用的分离器是立式两相分离器时，设计小组所得出的各个参数如下表：
分离器类型 分离器直径 分离器高度 进口直径 出口直径
立式分离器 0.697米 2.788米 0.053米 0.065米
旋风分离器 0.108米 0.216米 0.051米 0.072米
立式分离器利用沉降分离原理，沉降分离要满足一定的停留时间，应选取适宜的气流速度。分离器的处理能力决定于它的外形尺寸。当用于小气量或负荷波动较大的气体处理时，课采用可调节多管式旋风分离器。由于多管式旋风分离器的每根旋风管，起旋转半径均较小，可在气流线速较低的情况下获得较大的气、液分离能力。
2．4安全阀
安全阀在受内压的管道和容器上起保护作用，当被保护系统内介质压力升高到超过规定值（即安全阀的开启压力）时，自动开启，排放部分介质，防止压力继续升高；当介质压力降低到规定值（即安全阀的回座压力）时，自动关闭。
设计小组选用弹簧式安全阀，此安全阀的优点在于轻便，灵敏度高，安装位置不受严格限制，在油气集输工程中普遍采用。下表为安全阀的选型参数
下表为安全阀的选型参数
序号 安全阀型号 公称直径 公称压力 d0 导阀整定弹簧型号
1 AX46—100 DN40 PN10 25 Ⅱ
2 AX46—100 DN40 PN6 25 Ⅱ
3.输气管道与各区的安全距离分析
管道与管道以及管道与各类设备的安全距离要求根据GB50028-2006《城镇燃气设计规范》。
下表是各类管道与相应的设施的距离要求：
管道设施 高压管道 低压管道 中压管道
建筑物 0.7 1.0 1.5
给水管 0.5 0.5 0.5
污水管 1.0 1.2 1.2
电力电缆（直埋） 0.5 0.5 0.5
通信电缆（直埋） 0.5 0.5 0.5
热力管（直埋） 1.0 1.0 1.0
电杆（塔）的基础 1.0 1.0 1.0
表中的长度单位均为米（国际单位），则集气站的管道应以高压管道的距离要求来进行布置。即：管道与建筑物在0.7米以上，管道与污水管的距离为1.0米以上。
通过以上各类设施设备以及建筑物的安全距离分析之后，根据实际情况既得出该单井站场的平面布置图。
4、油气集输工程设计的经济评价
油气集输建设项目必须注重投资效益，应对关系到项目建设条件、经济效益及环境影响等一些重大问题进行多方案比选，通过多方案比较，选出技术上可行、经济上合理的方案作为推荐方案，并对推荐方案做出全面的经济评价，为项目决策提供依据。经济评价工作的程序一般包括：基本参数的设定；投资项目的效益和风险分析尺度的确定；根据需要，运用选定的尺度对各经济系统进行经济测算和图表分析；排队选优，给出推荐方案；对推荐方案做出全面的经济评价，做出是否有利于投资的结论。
结束语
总之，油气集输工程设计要求应用系统的观点，将油气集输工程放在整个开发建设项目的总环境中统筹考虑，以达到总体优化之目的。要充分发挥油气集输工程设计在整个地面工程设计中的导向作用。优秀的油气集输工程设计必然是技术与经济的和谐统一体。技术的核心是工艺，工艺的基础是对油井产出物认知程度的不断深化，工艺的发展源于不竭的创新意识。配管设计的重点是压力管道，压力管道设计必须强调法制原则，整个设计活动必须寻求标准依据，自觉接受标准的制约。经济评价中的基本参数及比较尺度是一项基础性工作，对评价结论正确性起重要作用。建设信息共享、协同工作的网络平台是提高设计效率的有效途径。
参考文献
[1]梁平，王天祥.天然气集输技术[M].北京:石油工业出版社,2010.
[2]GB50183-2004石油天然气工程设计防火规范
[3]石油制图标准石油工业出版社2009
[4]GB50350-2011油气集输设计规范
[5]GB50028-2011城镇燃气设计规范
《浅析油气集输工程设计》
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文章名称： 浅析油气集输工程设计
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