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)過接影響到整個氣田集輸管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式(網(wǎng)絡(luò)布局,而用于集輸?shù)墓芫€程中的一個重要環(huán)節(jié),集輸?shù)娜蝿?wù)是收集自地下開采出的天然氣或其投資也高達(dá)每千米數(shù)萬元,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)化集氣站位問題具有十分重要的實際意義管網(wǎng)造價,中間站投資及運(yùn)行費(fèi)用,其中中轉(zhuǎn)站的投資近千萬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)萬元。因而在管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中采用優(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。我國的油氣田地面集益輸系統(tǒng)有二級布站和三級布站兩種主要類型采取二級布站,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枝網(wǎng)絡(luò)連接到集氣總站,形目前國內(nèi)廣泛采用的是多級集輸流程,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,最終形成氣田集輸系統(tǒng)是過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)所討論的問題。在以往的管網(wǎng)布局優(yōu)化中,一般是根據(jù)圖論知識將管網(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)是問題分解為兩個子問題來考慮,一個是樹枝管網(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氣,在環(huán)網(wǎng)上適當(dāng)?shù)奈恢靡齻€是中心集氣站的選址問題。在問題一的求解過程中,采用的頂點加權(quán)出管線至集氣總站。的方法進(jìn)行加權(quán)計算得出最小的流量長度之和,求出最小生成數(shù)但天然氣集輸網(wǎng)絡(luò)是由弧與節(jié)點組成的總體,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問題是,當(dāng)無向數(shù)轉(zhuǎn)化為有向數(shù)后這個最小的流量長度之和不一定就是干就是確定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間連接關(guān)系以完成某種特定功能的問題,若是線各管段的最小流量長度之和。雖然在中心集氣站的選址問題中考慮有向網(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)化問題稱為網(wǎng)絡(luò)了流量的分配問題,目的是為了避免某些管段流量過度集中,造成管徑最優(yōu)化問題,就是在網(wǎng)絡(luò)上找一個特定的子網(wǎng)絡(luò),使它的權(quán)最小或最過大增加費(fèi)用,這樣,當(dāng)把問題二的中心集氣站加入到問題一的最小生大。網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問題也是一類網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化問題,求解的是滿足成數(shù)時,會出現(xiàn)某些集氣站的氣體輸往中心站所經(jīng)過的管線距離過長,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度之和沒有達(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)入集氣干線接入點進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。求得使整個集氣干線的流準(zhǔn)則一最大可靠性、最快動作等。這些最優(yōu)化準(zhǔn)則可以作為選擇系統(tǒng)功量長度之和達(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)化問題是指在集氣總站的選址問題是屬于上述第二類問題中的中心問題,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。集氣總站作為整個氣田中綜合開發(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,也是一個投分布應(yīng)使管網(wǎng)的流量分配盡可能合理有利于整個氣田進(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)化氣田綜合開發(fā)方案時,要在以各集氣站作為頂點組成的網(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)、地理條件及氣田開發(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,以利于對整個氣田的不同可分為單井集輸流程和多井集輸流程。對于面積較大和井?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)問題。所含的氣井?dāng)?shù)取決于地理條件、氣井和集氣站的生產(chǎn)規(guī)模、井位分布3結(jié)束語等。根據(jù)經(jīng)驗產(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20口井。氣田集輸系統(tǒng)井組最優(yōu)劃分解決的問題是如何最相當(dāng)大。當(dāng)前有必要開展現(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,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,沒有考慮集氣站的集氣量規(guī)模問題。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(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)場故障的時間、地點、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,對疑難故障要建立一套預(yù)防機(jī)制的方法也同時提供給現(xiàn)場維護(hù)人員作為參考,以便現(xiàn)場維護(hù)人員可以有一套完善的應(yīng)急預(yù)案,同時多咨詢設(shè)備廠家,這樣見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間4結(jié)束中國煤化工從技術(shù)角度去分析故障處理的時候,我們還應(yīng)加強(qiáng)對故障處理管長期研究的課題,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,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)中的各個專業(yè)中去,確保員工在得到故障處理知識的冋時,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重要業(yè)務(wù)的良好使用,進(jìn)一步保的主觀能動性。在日常處理故障中,要不斷去總結(jié)故障的原因,對經(jīng)常障鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)營,為鐵路的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。