高含硫湿气集输系统增压模式优化研究

随着高含硫湿气田低于外输压力要求的气井不断增加,影响气田稳产,开发后期必须进行增压集输。基于前期研究成果,建立了增压集输模式的数值模型,采用热-力耦合方法,模拟分析了某气田典型增压模式下集输管内的流速、持液率、压降的变化情况。研究结果表明:1~#～4~#线流速过高,需提高相应管段的运行压力,进行增压集输,以降低相应管段的流速;为避免段塞流风险和压降,需对1~#～3~#线进行汽液分输增压;综合各方面因素采用汽液分输的区域增压加干线增压的集输模式,既能最大限度地开发气田资源,又能满足管网外输压力的要求,是高含硫湿气集输系统增压开采最优的增压集输模式。上述研究成果为高含硫湿气集输系统增压模式确定和增压点布局提供了重要依据。     

大型气田集输管网布局优化

大型气田集输管网的布局可采用分级优化方法来解决，分为网络布局优化和管径组合优化。采用ＳＩ算法确定出最优网络布局；在管径优化组合部分，建立了合理的数学模型，采用混合离散优化ＭＤＯＤ算法来求解数学模型，得到优化管径组合和各节点的优化压力。     

基于混合整数规划模型的星树型油气管网布局整体优化研究北大核心CSCD

油气管网建设成本巨大,因此需要根据管网的特点对其布局进行优化来降低投资,保障其合理性和经济性。本文针对油气集输系统管网设施选址离散性的特点,建立了考虑集输半径约束、处理容量约束以及数量约束条件的星树型油气管网的混合整数规划模型,并以陆上虚拟气田为例,采用分支定界法整体求解数学模型,得到了不同约束条件下的最优集输方案,分析了单个约束对整体布局的影响,进行了分级优化与整体优化下的井组划分和管网投资对比;最后以某陆上油田和海上油田为例进行了整体优化求解,进一步验证了模型的可靠性以及整体优化集输方案的经济性。     

煤层气地面集输管网优化

由于煤层气开采具有“低产、低压、低渗、井多”等特点,国内煤层气田的开发主要参考苏里格气田等低压气田的地面集输工程设计,其地面集输工程主要存在集输管网布局及工艺参数不合理、投资较大、能耗较高等问题。因此针对煤层气地面集输工艺特点,对煤层气集输管网优化方法进行研究,分析了煤层气地面集输工艺和特点以及不同集输管网形式的适应性,发现应用分级优化方法能很好解决集输管网优化问题,提出基于集输管网等效水力模拟图的集输管网管径优化方法,在煤层气地面集输工程设计中得到了实践应用。     

低压气田集输管网管径优化

针对低压气田集输工艺的特点,将其集输管网管径优化问题视为线性规划问题,以管网建设折算费用最小为目标函数,以管道的稳态分析、管道和压缩机参数及集气站进站气压限制等为约束条件,运用PIPEPHASE软件优选集输管网经济管径,并在此基础上对管网管径方案进行了比选.再结合工程经验,对优选出的管径方案进行管线压降损失、气体流速和管线投资费用等多方面综合考虑验证,确保满足技术经济要求.     

高含硫气田集输系统增压模式优化研究

随着高含硫气田的持续开发,气井井口压力逐步低于集输压力,亟需实施集输系统增压运行。采用OLGA软件,以气液两相流、压降预测、耦合传热理论为基础,针对高含硫气田集输管网高程差、气体组分、液气比、管网全尺寸参数等工况条件,建立了复杂山地高含硫湿气集输系统生产运行的数值模型,以集输系统生产历史数据为基础,验证模型准确性并进行修正。考虑单井、多井或单线配置压缩机等情况,根据开发预测的各井压力变化情况,计算集输管网的压力分布及系统能耗,重点分析了单站增压、区域+单站增压、集输干线增压三种模式,最终优选出高含硫气田集输系统增压模式。     

高含硫气田集输系统增压模式优化研究屈丹龙

随着高含硫气田的持续开发,气井井口压力逐步低于集输压力,亟需实施集输系统增压运行。采用OLGA软件,以气液两相流、压降预测、耦合传热理论为基础,针对高含硫气田集输管网高程差、气体组分、液气比、管网全尺寸参数等工况条件,建立了复杂山地高含硫湿气集输系统生产运行的数值模型,以集输系统生产历史数据为基础,验证模型准确性并进行修正。考虑单井、多井或单线配置压缩机等情况,根据开发预测的各井压力变化情况,计算集输管网的压力分布及系统能耗,重点分析了单站增压、区域+单站增压、集输干线增压三种模式,最终优选出高含硫气田集输系统增压模式。     

苏里格气田集输管网动态分析模型的建立

初步分析了苏里格气田集输管网运行动态分析的必要性,确定了分析管网集输能力的约束条件,建立了管网输送能力的校核模型,并用此模型对苏里格集输管网进行了分析,取得了较好的效果。     

气田地面集输管网运行优化及其应用研究

国内某些老气田地面集输设备已运行多年，部分旧管道承压能力和集输站集输能力都有所下降，给集输管网运营带来了安全隐患。因此，有必要开展现有设备集输能力优化研究工作，充分利用现有集输设备的工作能力，确保集输管网系统安全、高效地运行，并指导集输设备的更换和改造。在分析集输管网实际运营状况的基础上，以集输管网内天然气最大流量为目标函数，综合考虑集输站工作能力、管道承压能力以及管输系统运行工况条件，建立了气田地面集输管网运行优化数学模型，并采用线性化算法求解了该优化模型。实例分析结果表明，建立的集输管网运行优化模型和采用的优化算法切实可行。此集输管网优化方案既可用于优化该集输管网的日常运营，又可用于指导集输管网的改造和未来规划。     

油田集输管网仿真评价及优化研究

喇嘛甸油田进入特高含水期后,集输系统管网的效率普遍降低,能耗升高.为降低集输系统管网运行能耗,通过对集输系统管网结构的分析,建立了管网的矩阵模型,利用连续性方程及能量平衡方程对矩阵模型进行求解,并应用能量平衡模型建立了管网能耗评价系统.通过应用仿真评价系统对集输管网的能耗影响因素进行分析,确定了采用经济管径作为管网评价的方法;并在实际应用中通过将实际管径和经济管径进行对比,确定了需要调整的低效管线;并以能耗最小为目标,提出了集输管网缩小管径及加强保温等优化措施,优化后集输管网能耗大幅降低,实现了集输管网的优化运行     

基于鱼骨图分析的城市燃气运营风险要因剖析

通过城市燃气运营事故案例、安全检查结果与事故统计分析的诸多数据,识别了城市燃气运行过程中存在的各种可能的风险因素,采用基于鱼骨图的风险分析方法,得出了管材及施工质量不高、第三方破坏、设备管网资料缺失、地下管网地理信息缺失、保养不到位、未预防性更新改造、用户安全知识不足、员工安全意识与知识不足、未严格加臭、规划落后、执行不到位11个城市燃气运营的重要风险因素,并据此提出了防范风险的措施及建议。     

异构化装置排放气回收氢气可行性分析

中国石化塔河炼化有限责任公司300 kt/a临氢异构化装置采用氢气一次通过流程,反应尾气富含70％左右的氢气经碱洗塔后排入燃料气系统,造成大量氢源浪费.为此提出三种氢气回收可行性方案.方案1:尾气进1号加氢膜分离装置氢气提纯装置后并入全厂氢气管网;方案2:尾气进2号制氢装置作为制氢的原料之一,经工艺流程后产出氢纯度99...     

乙烯装置裂解炉燃料气系统的平衡与优化

通过分析某乙烯装置燃料气系统运行现状及影响因素,阐述了燃料气平衡思路和多项优化调整措施。通过外补天然气、外补碳四和系统动态优化调整等方法,提高了燃料气管网运行稳定性,避免出现排放火炬情况,达到节能减排、提高经济效益的目的。     

复杂城市管网多气源混输模型的构建及工程应用

为研究复杂城市燃气管网多气源混输的影响,在传统燃气管网水力仿真模型的基础上补充气体组分追踪方程,构建燃气管网多气源混输仿真数学模型.通过某省规划管网算例,验证所构建模型的准确性.将所构建多气源混输模型应用于A城市高压燃气管网系统,研究多气源混输对管网中气体压力、气源结构及气体组成的影响.结果表明,季节性供气方案调整会导...     

我国原油天然气输送用管发展展望

从油气能源是制约国民经济发展的主要因素之一和石油工业的发展战略，论述了２１世纪初将是我国管道工业达到世界先进水平的发展时期。作者从几条跨国管道和国内管道建设的预测和设想介绍了我国管道工业未来发展的四个特点：（１）长运距，成网络，天然气管网发展更为突出；（２）大输量，大口径，高压力；（３）高品质，高强度，高韧性；（４）彩和直缝埋弧焊钢管，最后提出了对我国油气输送用钢管的研制，开发，生产的七点建议，其     

基于改进的遗传算法的天然气管网系统运行优化

在天然气管网系统安全稳定运行的基础上,为了实现节能减排,充分合理地利用管道的输配能力,将目标函数定义为天然气的最大流量,同时考虑管道内天然气稳定流动、各节点流量平衡、节点及管段压力等约束条件,建立了天然气管网系统优化数学模型。采用整数编码来进行管径编码,用模拟退火罚函数转化约束条件,并合理地将遗传算法的全局寻优能力和模拟退火的局部搜索能力互补融合起来,实现算法的改进和优化。将改进的遗传算法应用到某大型天然气管网优化设计的实例中,计算结果表明,改进的遗传算法在解的质量上和收敛的速度上都优于基本遗传算法,验证了所建立的优化模型是高效可行的。     

基于有限体积法的城市燃气管网运行分析

在大力发展燃气用户的同时,要确保燃气输配管网运行的可靠性,就需要对燃气输配管网进行工程计算。目前对燃气管网工程计算的研究多集中在天然气长输管线,而与之相比,城市燃气管网结构更复杂、计算数据量更庞大。为此,建立了采用有限体积法对管网模拟方程组进行求解的燃气管网分析系统,并据此对某次高压管线进行了动态工程计算,各站点压力的计算结果与实际监控信息平均相对误差为0.02%～4.13%（与采用美国SPS软件验证计算结果基本一致）;采用燃气管网分析系统还对某城市中压管网进行了稳态工程计算,得到管网压力最低点及“瓶颈”管段,这将有助于管网改造与运行方案的制订;同时结合运营经验、监控信息对计算结果进行了综合分析。结论认为：①如果对城市燃气输配管网进行动态模拟,必须研究各燃气用户的用气规律,找出不同工况下燃气用户的小时流量估算方法;②监控点信息值选取城市全年最大小时流量发生日对应的时段值,并结合日常运营工作的经验判断计算结果的合理性。     

小型移动式天然气临时供应装置及应用示范

为了方便、快捷地解决燃气管网维修期间用户的连续用气问题,以LNG钢瓶组气态天然气作为供气气源,设计了一种小型移动式天然气临时供应装置,对装置的重要组成部分LNG钢瓶组、增热器和调压加臭器进行了介绍,并对用户用气量、钢瓶流量、增热器的设置、压力调节和加臭方式等进行了优化设计,总结了该装置具有的4点创新性：①机动灵活,实用性强;②自由组合,操作简单;③LNG气相外供,创新使用;④外形美观,便于批量生产。应用该装置对一栋楼宇的236户居民用户临时供气,结果表明：用户最大用气量可达24.5 m³/h,气体最低温度为11 ℃,完全满足应急供气要求和相关国家标准。该装置的研发和使用,填补了我国燃气行业在非正常工况下保障天然气连续供应的技术空白,获得了中国外观设计和实用新型技术2项专利,在天然气的供气保障体系中有着广泛的应用前景。     

气体钻井中气体携岩对钻杆的冲蚀机理研究

气体钻井中气体携岩冲蚀钻杆是引起钻杆快速失效的主要原因之一。基于此,文中采用计算流体动力学(CFD)方法建立了圆形规则井眼、钻杆居中情况下的高速气体携岩冲蚀钻杆的两相流模型。通过对环空气体流场、钻杆表面冲蚀速度和岩屑颗粒对钻杆的冲蚀过程及其运动轨迹的分析后发现,与钻杆接头斜坡碰撞的岩屑颗粒对钻杆有冲蚀作用,最大冲蚀速度发生在钻杆接头斜坡面上,其次在公接头以上0.2～1.8m长度范围内的钻杆本体表面上。这些区域可能形成严重的冲蚀坑,也可能出现微裂纹,在受到钻井过程中的弯、扭、拉等动载荷联合作用下可能发生裂纹扩展、失效现象。     

长输管线气体泄漏率的计算方法研究

应用计算流体力学理论,给出了长输管线气体泄漏率新的计算方法.当管线破坏的孔径较小(属于小孔泄漏)时,采用孔模型计算气体泄漏率;当管线发生全截面断裂时,利用管线模型计算;孔径介于两者之间时则利用新推荐的方法.由计算实例可知,管内起始压力大于1.5MPa时,临界流阶段泄漏的气体质量占总泄漏质量的90%以上,可用临界流阶段的平均泄漏率代替总平均泄漏率;也可用起始泄漏率的30%近似代替总平均泄漏率.随管内起始压力的增加,这种近似效果更好.利用文中的数学模型可以较好地估算不同孔径的气体泄漏率,可为定量评价长输管线失效后对环境的影响提供依据.