长输管道天然气集输管网优化设计

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1、第34卷第4期(2015．04)(集输处理)长输管道天然气集输管网优化设计李学军天津中海油工程设计有限公司摘要：针对天然气集输管网规划设计问题，从井组划分优化、集输场站选址布置优化、干支管网连接网格化设计优化等三个方面对其管网系统的规划进行优化，通过对各优化方案进行设计方案分析表明，本文提出的优化方案好于传统优化方法。在天然气集输管网布局优化的基础上，从集输管网设计优化、管网运行优化等方面对其系统整体优化设计进行补充分析。详细提出了设计优化、运行优化的数学函数优化模型，界定了优化约束条件，对管网优

2、化方案思路进行了明确。关键词：天然气；集输管网；规划；运行优化doi：lO．3969~．issn．1006-6896．2015．4．012油气集输工程是油气田地面工程的主体工程，性好的要求。包括天然气输送、转送必不可少的传输设施，以及1．1天然气田井组区域划分优化油田生产天然气系统中的核心环节设备。集输管道天然气田集输系统根据天然气储存资源量、开的主要功能就是对油气田开采出的天然气和伴生物发技术水平、现场地理地质条件等实际可分为单个进行处理，包括分离、净化、输送、外销等。集输气井独立连接管网输送和

3、多个气井组合到一起进行管网设备系统复杂、建造成本巨大，投入使用后运集输等两种方式。对于油气田规模较大，同时开挖行和维护费用昂贵，并且由于天然气的易燃易爆特生产的气井数量较多的气田，为提高设备利用效率性，导致天然气集输管网系统不但建设运行成本和开采的便捷，通常根据生产需要将现场所有气井高，而且存在的潜在风险隐患较大。因此，对集输划分成若干组，对同一井组的开采气资源用同一个管网系统进行优化设计和规划在经济效益、安全可集输站进行集输处理。井组区域划分优化就是确保靠方面都具有重要的实用意义。每一个气井与其

4、相连接的集输站处在最佳的隶属条随着天然气开发规模的扩大，集输管网越来越件下，确保集输管道长度、直径、集输流量等处于多、系统越来越复杂，管网主要采用放射状、枝最有利于降低成本的前提下。状、环状等形式安装，管道之间交叉、连接存在许本文在考虑气井与集气站之间的距离和气井集多问题和不协调之处，这些问题都需要在集输管网输产量的基础上对其进行优化，按照距离最短原则设计安装初期以及运行过程中进行充分考虑。不断确定气井一井组一集气站的隶属关系，按照产量较地优化使集输管网不但运行成本最低、使用最安大的气井组隶属6—

5、10口井、产量较小的气井组隶全，同时还可方便于油气田生产和管理。本文从最属11~15口井，最多不能超过2O口井。按照拓扑优低成本、最大安全性、最快动作、最佳可靠性等要化方式对天然气集输管网进行优化。井组划分的求出发对油气田天然气的集输管网系统的布局规划优化结构见图1。进行合理优化和设计。1管网系统设置布局优化天然气集输管网布局是集输系统规划优化的最气井主要内容，天然气集输系统管网前期布局设计是优化集输系统规划设置的首要内容，在设计规划初期，按照要求对油气田井组、干支管道走线、集输场站选址等进行合理

6、布局n，通过优化促使其既要图1井组划分优化布局满足气田生产开发工艺、现场条件、成本、外销供图1中所示虚线为一种井组划分布局结构，实求情况等要求的条件，又要满足投资小、安全稳定线为另一种井组划分布局结构，两种结构均为最优一24一油气田地面工程(http：／／vmwW．yqtdmgc．corn)第34卷第4期(2015．04)(集输处理)化井组划分。图l中J1、J2代表两个集气站，圆圈1．3干支管网布局优化代表各个气井位置，其中1号、2号气井分布在两在气井与其所属集气站合理连接的基础上，进个集气站中间

7、，且与集气站的距离大致相等，这就行干支管网布局连接。在传统的天然气集输管网设需要根据集气站的规模、输送天然气量、集气站隶计布局时，一般是根据数学论和集合论中的图论分属井组数量进行实际确定，确保每一个集气站的气布知识进行分析，包括在集输管网系统中设置一个井数量、集输天然气量均匀化。独立的集气总站或采用多交叉树枝网络状连接等两1．2集输场站选址规划优化种。对天然气集输干支管网优化分析时，就是要以集输场站是气田天然气集输的储存和中转装天然气输送管段总长最小、总流量分布最均匀为目置，因此在对气田集输管网系

8、统进行优化时，首先标，以此为依据对集气站的管网连接干线、支线、要对集输场站进行合理选址，既要确保集输气站位分接等接人点进行科学调整，确保干支管道气体传址、数目符合井组的隶属，又要保证气井集输量、输顺畅。对干支管网进行布局优化时需要考虑四个距离合理，节约成本。天然气田集气场站设置的数方面的内容：量会直接影响油田生产的成本，集输场站的位置布(1)采用树枝状管网的连接方式优化干支管置又直接与集输管网管线连接和网管结构布局形式网，可以合理安排管网连接和布置。(2)树枝状管网在中心集气站选址