科技創(chuàng)新與應(yīng)用|2012年5月(下)科技創(chuàng)新天然氣集輸管網(wǎng)的優(yōu)化分析孫紅萍(天津市日天燃?xì)夤こ碳夹g(shù)有服公司,天津300060摘要:天然氣集輸系統(tǒng)日益龐大,對(duì)運(yùn)行管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整可以有效減少用提高管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。文章首先概述了目前國(guó)內(nèi)天然氣管網(wǎng)組合形式,之后分別就井組、氣田站及集氣站管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化分析。關(guān)鍵詞:天然氣管網(wǎng);集輸系統(tǒng);氣田站天然氣集輸工程是氣田地面工程的主體工程,也是天然氣生產(chǎn)過(guò)接影響到整個(gè)氣田集輸管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式(網(wǎng)絡(luò)布局,而用于集輸?shù)墓芫€程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),集輸?shù)娜蝿?wù)是收集自地下開(kāi)采出的天然氣或其投資也高達(dá)每千米數(shù)萬(wàn)元,管線總的投資一般要占?xì)馓锛斚到y(tǒng)投資混合物,并進(jìn)行分離、轉(zhuǎn)運(yùn)、外輸。集輸系統(tǒng)的耗資十分巨大主要包括的60-70%因此研究最優(yōu)化集氣站位問(wèn)題具有十分重要的實(shí)際意義管網(wǎng)造價(jià),中間站投資及運(yùn)行費(fèi)用,其中中轉(zhuǎn)站的投資近千萬(wàn)元管材氣田地面集輸系統(tǒng)是由氣井集氣站壓縮機(jī)站等部分組成。一般費(fèi)用也高達(dá)每千米數(shù)萬(wàn)元。因而在管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中采用優(yōu)化技術(shù)確定而言氣井和井位是根據(jù)已探明的地層構(gòu)造在油藏工程設(shè)計(jì)中確定合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并確定最佳工藝設(shè)計(jì)方案可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效集氣站位置一般是建在所轄組生產(chǎn)井的中間。我國(guó)的油氣田地面集益輸系統(tǒng)有二級(jí)布站和三級(jí)布站兩種主要類型采取二級(jí)布站,即先將氣1天然氣集輸管網(wǎng)概述井用星形網(wǎng)絡(luò)連接集氣站再將集氣站用樹(shù)枝網(wǎng)絡(luò)連接到集氣總站,形目前國(guó)內(nèi)廣泛采用的是多級(jí)集輸流程,所采用的集輸系統(tǒng)管網(wǎng)主成“集氣站一集氣總站”兩級(jí)布站系統(tǒng)要有放射狀枝狀和環(huán)狀,以及這三種的組合形式。放射狀管網(wǎng)按照3集氣站管網(wǎng)布局優(yōu)化定的要求將若干氣井劃分為一組每組設(shè)一個(gè)集氣站各氣井天然氣通如何將各集氣站與集氣總站連接起來(lái),最終形成氣田集輸系統(tǒng)是過(guò)集氣管線納人集氣站再經(jīng)集氣支線、集氣干線進(jìn)入集氣總站。枝狀本節(jié)所討論的問(wèn)題。在以往的管網(wǎng)布局優(yōu)化中,一般是根據(jù)圖論知識(shí)將管網(wǎng)有一條貫穿于氣田的主干線由干線輸入到集氣總站。環(huán)狀管網(wǎng)是問(wèn)題分解為兩個(gè)子問(wèn)題來(lái)考慮,一個(gè)是樹(shù)枝管網(wǎng)的連接方式優(yōu)化,另將集氣干線布置成環(huán)狀承接沿線集氣站來(lái)氣,在環(huán)網(wǎng)上適當(dāng)?shù)奈恢靡齻€(gè)是中心集氣站的選址問(wèn)題。在問(wèn)題一的求解過(guò)程中,采用的頂點(diǎn)加權(quán)出管線至集氣總站。的方法進(jìn)行加權(quán)計(jì)算得出最小的流量長(zhǎng)度之和,求出最小生成數(shù)但天然氣集輸網(wǎng)絡(luò)是由弧與節(jié)點(diǎn)組成的總體,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問(wèn)題是,當(dāng)無(wú)向數(shù)轉(zhuǎn)化為有向數(shù)后這個(gè)最小的流量長(zhǎng)度之和不一定就是干就是確定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間連接關(guān)系以完成某種特定功能的問(wèn)題,若是線各管段的最小流量長(zhǎng)度之和。雖然在中心集氣站的選址問(wèn)題中考慮有向網(wǎng)絡(luò)還要確定弧的方向。與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的組合最優(yōu)化問(wèn)題稱為網(wǎng)絡(luò)了流量的分配問(wèn)題,目的是為了避免某些管段流量過(guò)度集中,造成管徑最優(yōu)化問(wèn)題,就是在網(wǎng)絡(luò)上找一個(gè)特定的子網(wǎng)絡(luò),使它的權(quán)最小或最過(guò)大增加費(fèi)用,這樣,當(dāng)把問(wèn)題二的中心集氣站加入到問(wèn)題一的最小生大。網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問(wèn)題也是一類網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化問(wèn)題,求解的是滿足成數(shù)時(shí),會(huì)出現(xiàn)某些集氣站的氣體輸往中心站所經(jīng)過(guò)的管線距離過(guò)長(zhǎng),給定的最優(yōu)化準(zhǔn)則以及約束條件的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？梢灾贫ń?jīng)濟(jì)最優(yōu)而使各管段的流量長(zhǎng)度之和沒(méi)有達(dá)到最小。因此,必須將這些集氣站的化準(zhǔn)則一最大利潤(rùn)最小總費(fèi)用、最低成本等:也可以制定技術(shù)最優(yōu)化氣體進(jìn)入集氣干線接入點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。求得使整個(gè)集氣干線的流準(zhǔn)則一最大可靠性、最快動(dòng)作等。這些最優(yōu)化準(zhǔn)則可以作為選擇系統(tǒng)功量長(zhǎng)度之和達(dá)到最小的管網(wǎng)布局。能和系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)的明確策略。天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)布局優(yōu)化問(wèn)題是指在集氣總站的選址問(wèn)題是屬于上述第二類問(wèn)題中的中心問(wèn)題,即在給定氣源、用戶位置的情況下,確定天然氣管道輸送系統(tǒng)的最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)給定的集氣站中選出-一個(gè)集氣站作為集氣總站,使得其它集氣站距離構(gòu)集氣總站的最大距離為最小。集氣總站作為整個(gè)氣田中綜合開(kāi)發(fā)的生2天然氣集輸管網(wǎng)的優(yōu)化分析處理、外輸及管理中心,其位置的選擇要考慮到整個(gè)氣田管網(wǎng)的流量氣田地面集輸管網(wǎng)工程是氣田地面工程的主體工程,也是一個(gè)投分布應(yīng)使管網(wǎng)的流量分配盡可能合理有利于整個(gè)氣田進(jìn)行最優(yōu)區(qū)域資巨大、內(nèi)容復(fù)雜的系統(tǒng)。氣田地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化,即明確氣井與集劃分和管網(wǎng)布置。氣站的最佳歸屬關(guān)系最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)布局以及最優(yōu)管徑組合。在優(yōu)化氣田綜合開(kāi)發(fā)方案時(shí),要在以各集氣站作為頂點(diǎn)組成的網(wǎng)21井組優(yōu)化絡(luò)中確定集氣總站的位置,其原則是:首先要考慮到各集氣站距離集氣氣田內(nèi)部的集輸流程根據(jù)氣田的地質(zhì)、地理?xiàng)l件及氣田開(kāi)發(fā)階段總站不要太遠(yuǎn)即集氣總站應(yīng)處于氣田的中心地帶,以利于對(duì)整個(gè)氣田的不同可分為單井集輸流程和多井集輸流程。對(duì)于面積較大和井?dāng)?shù)較的日常管理和維護(hù),這就是網(wǎng)絡(luò)的中心問(wèn)題;此外,還要考慮到管網(wǎng)中多的氣田,為了生產(chǎn)和管理上的方便通常將氣井劃分為若干組,每一流量的分配,即要避免某管段中流量太集中,以防管徑過(guò)大,費(fèi)用增加,組氣井的天然氣都在各自的集氣站進(jìn)行匯集處理后然后外輸。其各組這就是網(wǎng)絡(luò)圖中的加權(quán)問(wèn)題。所含的氣井?dāng)?shù)取決于地理?xiàng)l件、氣井和集氣站的生產(chǎn)規(guī)模、井位分布3結(jié)束語(yǔ)等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)量較大的為6-10口井,產(chǎn)量較小的為11-16口井,最油氣管網(wǎng)系統(tǒng)是大系統(tǒng)由于其復(fù)雜性、多元性,其優(yōu)化的工作量多不宜超過(guò)20口井。氣田集輸系統(tǒng)井組最優(yōu)劃分解決的問(wèn)題是如何最相當(dāng)大。當(dāng)前有必要開(kāi)展現(xiàn)有設(shè)備集輸能力優(yōu)化研究工作,充分利用現(xiàn)優(yōu)劃分井組以使建設(shè)投資費(fèi)用最省。目前在井組最優(yōu)劃分時(shí),大都釆有集輸設(shè)備的工作能力確保集輸管網(wǎng)系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)行,并指導(dǎo)用在一定井式和集輸半徑約束下,以距離之和最短為原則對(duì)井組進(jìn)行集輸設(shè)備的更換和改造。然而迄今為止,世界上尚未出現(xiàn)完善的油氣管劃分,沒(méi)有考慮集氣站的集氣量規(guī)模問(wèn)題。井組最優(yōu)劃分的目標(biāo)就是確網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)專用軟件,有待科技工作者和工程技術(shù)人員進(jìn)一步努定氣井與集氣站間的最佳隸屬關(guān)系即在一定的井式約束下,把各氣井力開(kāi)拓。劃分為隸屬于各自集氣站的井組,以使各氣井到相應(yīng)集氣站費(fèi)用最小參考文獻(xiàn)各集氣站的集氣量分布最合理]劉武,張鵬,等天然氣管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法研究西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自2氣田站址優(yōu)化然科學(xué)版),2009,03)在氣田集輸系統(tǒng)工程中,首先遇到的問(wèn)題是如何確定集氣站的數(shù)四2潘海源輸油管線優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)研究D中國(guó)石油大學(xué),2007目和站位。很顯然集氣站的多少直接與投資相關(guān)而且站位的確定又直考,在詳細(xì)告知現(xiàn)場(chǎng)故障的時(shí)間、地點(diǎn)、名稱的基礎(chǔ)上,還應(yīng)把解決故障出現(xiàn)的故障有一套清晰的處理思路,對(duì)疑難故障要建立一套預(yù)防機(jī)制的方法也同時(shí)提供給現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員作為參考,以便現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員可以有一套完善的應(yīng)急預(yù)案,同時(shí)多咨詢?cè)O(shè)備廠家,這樣見(jiàn)到棘手的故障而盡快找到故障處理的突破口。這樣結(jié)合網(wǎng)管技術(shù)支持力量與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)不去懼怕它,解決故障做到胸有成付人員相互配合處理故障的途徑,就大大壓縮了故障處理的時(shí)間4結(jié)束中國(guó)煤化工從技術(shù)角度去分析故障處理的時(shí)候,我們還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)故障處理管長(zhǎng)期研究的課題,只有不理的水平。不僅從設(shè)備分析去入手還要加強(qiáng)員工處理和解決故障的能斷在維護(hù)中CNMH我們的業(yè)務(wù)技術(shù)水平和完善力。在日常故障總結(jié)的同時(shí),還要多舉辦故障分析解決的專題講座使設(shè)備質(zhì)量水平,從而擴(kuò)展到GSMR系統(tǒng)維護(hù)中的各個(gè)專業(yè)中去,確保員工在得到故障處理知識(shí)的冋時(shí),還可以相互進(jìn)行交流,充分發(fā)揮員工大秦線鐵路通信的暢通以及鐵路各項(xiàng)重要業(yè)務(wù)的良好使用,進(jìn)一步保的主觀能動(dòng)性。在日常處理故障中,要不斷去總結(jié)故障的原因,對(duì)經(jīng)常障鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)營(yíng),為鐵路的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。