天然气集输管网的优化分析

科技创新与应用|2012年5月(下)科技创新天然气集输管网的优化分析孙红萍(天津市日天燃气工程技术有服公司,天津300060)摘要:天然气集输系统日益庞大,对运行管网进行优化调整可以有效减少費用提高管网的经济效益。文章首先概述了目前国内天然气管网組合形式,之后分别就井组、气田站及集气站管网进行优化分析。关键词:天然气管网;集输系统;气田站天然气集输工程是气田地面工程的主体工程,也是天然气生产过接影响到整个气田集输管网的结构形式网络布局而用于集输的管线程中的一个重要环节,集输的任务是收集自地下开采出的天然气或其投资也高达每千米数万元,管线总的投资般要占气田集输系统投资混合物并进行分离转运外输。集输系统的耗资十分巨大,主要包括的60-70%,因此研究最优化集气站位问题具有十分重要的实际意义。管网造价,中间站投资及运行费用,其中中转站的投资近千万元,管材气田地面集输系统是由气井集气站压缩机站等部分组成。一般费用也髙达每千米数万元。因而在管网規划设计中采用优化技术确定而言气井和井位是根据已探明的地层构造在油藏工程设计中确定合理的网络拓扑结构并确定最佳工艺设计方案可以获得较好的经济效集气站位置一般是建在所辖组生产井的中间。我国的油气田地面集益输系统有二级布站和三级布站两种主要类型,采取二级布站,即先将气1天然气集输管网概述井用星形网络连接集气站再将集气站用树枝网络连接到集气总站,形目前国内广泛釆用的是多级集输流程,所采用的集输系统管网主成“集气站一集气总站两级布站系统。要有放射状、枝状和环状以及这三种的组合形式。放射状管网按照23集气站管网布局优化定的要求将若千气井划分为一组,每组设一个集气站各气井天然气通如何将各集气站与集气总站连接起来,最终形成气田集输系统是过集气管线纳人集气站再经集气支线集气干线进入集气总站。枝状本节所讨论的问题。在以往的管网布局优化中,一般是根据图论知识将管网有一条贯穿于气田的主干线由干线输入到集气总站。环状管网是问题分解为两个子问题来考虑,一个是树枝管网的连接方式优化,另一将集气干线布置成环状承接沿线集气站来气,在环网上适当的位置引个是中心集气站的选址问题。在问题一的求解过程中采用的顶点加权出管线至集气总站的方法进行加权计算得出最小的流量长度之和,求出最小生成数但天然气集输网络是由弧与节点组成的总体,网络的拓扑结构问题是,当无向数转化为有向数后这个最小的流量长度之和不一定就是干有向网络还要确定弧的方向。与网络有关的组合最优化问题称为网络了流量的分配问题,目的是为了避免某些管段流量过度集中,造成管径最优化问题,就是在网络上找一个特定的子网络,使它的权最小或最过大增加费用,这样,当把问题二的中心集气站加入到问题一的最小生大。网络的最优拓扑结构问题也是一类网络最优化冋题,求解的是满足成数时,会出现某些集气站的气体输往中心站所经过的管线距离过长给定的最优化准则以及约束条件的网络拓扑结构。可以制定经济最优而使各管段的流量长度之和没有达到最小。因此,必须将这些集气站的化准则一最大利润、最小总费用、最低成本等:也可以制定技术最优化气体进入集气干线接入点进行适当的调整。求得使整个集气干线的流准则一最大可靠性最快动作等。这些最优化准则可以作为选择系统功量长度之和达到最小的管网布局。能和系统发展目标的明确策略。天然气管网系统布局优化问题是指在集气总站的选址问题是属于上述第二类问题中的中心问题,即在给定气源、用户位置的情况下,确定天然气管道输送系统的最优拓扑结给定的集气站中选出一个集气站作为集气总站,使得其它集气站距离集气总站的最大距离为最小。集气总站作为整个气田中综合开发的生2天然气集输管网的优化分析处理、外输及管理中心,其位置的选择要考虑到整个气田管网的流量气田地面集输管网工程是气田地面工程的主体工程,也是一个投分布应使管网的流量分配尽可能合理有利于整个气田进行最优区域资巨大内容复杂的系统。气田地面集输管网的优化即明确气井与集划分和管网布置气站的最佳归属关系最优网络布局以及最优管径组合。在优化气田综合开发方案时,要在以各集气站作为顶点组成的网21井组优化络中确定集气总站的位置,其原则是:首先要考虑到各集气站距离集气气田内部的集输流程根据气田的地质、地理条件及气田开发阶段总站不要太远即集气总站应处于气田的中心地带以利于对整个气田的不同可分为单井集输流程和多井集输流程。对于面积较大和井数较的日常管理和维护这就是网络的中心问题;此外,还要考虑到管网中多的气田,为了生产和管理上的方便通常将气井划分为若干组,每一流量的分配,即要避免某管段中流量太集中,以防管径过大,费用增加组气井的天然气都在各自的集气站进行汇集处理后然后外输。其各组这就是网络图中的加权问题。所含的气井数取决于地理条件、气井和集气站的生产规模、井位分布3结束语等。根据经验,产量较大的为6-10口井,产量较小的为11~16口井,最油气管网系统是大系统,由于其复杂性、多元性,其优化的工作量多不宜超过20口井。气田集输系统井组最优划分解决的问题是如何最相当大。当前有必要开展现有设备集输能力优化研究工作,充分利用现优划分井组,以使建设投资费用最省。目前,在井组最优划分时大都釆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,并指导用在一定井式和集输半径约束下,以距离之和最短为原则对井组进行集输设备的更换和改造。然而迄今为止,世界上尚未出现完善的油气管划分,没有考虑集气站的集气量规模问题。井组最优划分的目标就是确网系统优化设计专用软件,有待科技工作者和工程技术人员进一步努定气井与集气站间的最佳隶属关系即在一定的井式约東下,把各气井力开拓。划分为隶属于各自集气站的井组以使各气井到相应集气站费用最小,参考文献各集气站的集气量分布最合理]刘武,张鹏等天然气管网优化调度方法研究西南石油大学学报(自22气田站址优化然科学版),2009,03在气田集输系统工程中,首先遇到的问题是如何确定集气站的数闪2潘海源输油管线优化运行技术研究D中国石油大学,2007目和站位。很显然集气站的多少直接与投资相关而且站位的确定又直的方法也同时提供给现场维护人员作为参考,以便现场维护人员可以有一套完善的应急预案,同时多咨询设备厂家,这样见到棘手的故障而尽快找到故障处理的突破口。这样结合网管技术支持力量与现场维护不去惧怕它解决故障做到胸有成竹。人员相互配合处理故障的途径就大大压缩了故障处理的时间4结束语从技术角度去分析故障处理的时候,我们还应加强对故障处理管对于GSM-R系统中基站的维护,是一个长期研究的课题,只有不理的水平。不仅从设备分析去人手,还要加强员工处理和解决故障的能断在维护中去深化和摸索,才会逐步提高我们的业务技术水平和完善力。在日常故障总结的同时,还要多举办故障分析解决的专题讲座使设备质量水平,从而扩展到GSMR系统维护中的各个专业中去,确保员工在得到故障处理知识的同时还可以相互进行交流,充分发挥员工大秦线铁路通信的畅通以及铁路各项重要业务的良好使用,进一步保的主观能动性。在日常处理故障中,要不断去总结故障的原因,对经常障铁路运输的安全运营,为铁路的发展做出贡献。