天然氣集輸管網(wǎng)的優(yōu)化分析

科技創(chuàng )新與應用|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(天津市日天燃氣工程技術(shù)有服公司,天津300060摘要:天然氣集輸系統日益龐大,對運行管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調整可以有效減少用提高管網(wǎng)的經(jīng)濟效益。文章首先概述了目前國內天然氣管網(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;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)的結構形式(網(wǎng)絡(luò )布局,而用于集輸的管線(xiàn)程中的一個(gè)重要環(huán)節,集輸的任務(wù)是收集自地下開(kāi)采出的天然氣或其投資也高達每千米數萬(wàn)元,管線(xiàn)總的投資一般要占氣田集輸系統投資混合物,并進(jìn)行分離、轉運、外輸。集輸系統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),中間站投資及運行費用,其中中轉站的投資近千萬(wàn)元管材氣田地面集輸系統是由氣井集氣站壓縮機站等部分組成。一般費用也高達每千米數萬(wàn)元。因而在管網(wǎng)規劃設計中采用優(yōu)化技術(shù)確定而言氣井和井位是根據已探明的地層構造在油藏工程設計中確定合理的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構并確定最佳工藝設計方案可以獲得較好的經(jīng)濟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有二級布站和三級布站兩種主要類(lèi)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(shù)枝網(wǎng)絡(luò )連接到集氣總站,形目前國內廣泛采用的是多級集輸流程,所采用的集輸系統管網(wǎng)主成“集氣站一集氣總站”兩級布站系統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是過(guò)集氣管線(xiàn)納人集氣站再經(jīng)集氣支線(xiàn)、集氣干線(xiàn)進(jìn)入集氣總站。枝狀本節所討論的問(wèn)題。在以往的管網(wǎng)布局優(yōu)化中,一般是根據圖論知識將管網(wǎng)有一條貫穿于氣田的主干線(xiàn)由干線(xiàn)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(xiàn)布置成環(huán)狀承接沿線(xiàn)集氣站來(lái)氣,在環(huán)網(wǎng)上適當的位置引個(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)加權出管線(xiàn)至集氣總站。的方法進(jìn)行加權計算得出最小的流量長(cháng)度之和,求出最小生成數但天然氣集輸網(wǎng)絡(luò )是由弧與節點(diǎn)組成的總體,網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構問(wèn)題是,當無(wú)向數轉化為有向數后這個(gè)最小的流量長(cháng)度之和不一定就是干就是確定網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)之間連接關(guān)系以完成某種特定功能的問(wèn)題,若是線(xiàn)各管段的最小流量長(cháng)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(chēng)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 ),使它的權最小或最過(guò)大增加費用,這樣,當把問(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)拓撲結構問(wèn)題也是一類(lèi)網(wǎng)絡(luò )最優(yōu)化問(wèn)題,求解的是滿(mǎn)足成數時(shí),會(huì )出現某些集氣站的氣體輸往中心站所經(jīng)過(guò)的管線(xiàn)距離過(guò)長(cháng),給定的最優(yōu)化準則以及約束條件的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構?？梢灾贫ń?jīng)濟最優(yōu)而使各管段的流量長(cháng)度之和沒(méi)有達到最小。因此,必須將這些集氣站的化準則一最大利潤最小總費用、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(xiàn)接入點(diǎn)進(jìn)行適當的調整。求得使整個(gè)集氣干線(xiàn)的流準則一最大可靠性、最快動(dòng)作等。這些最優(yōu)化準則可以作為選擇系統功量長(cháng)度之和達到最小的管網(wǎng)布局。能和系統發(fā)展目標的明確策略。天然氣管網(wǎng)系統布局優(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(lèi)問(wèn)題中的中心問(wèn)題,即在給定氣源、用戶(hù)位置的情況下,確定天然氣管道輸送系統的最優(yōu)拓撲結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)區域資巨大、內容復雜的系統。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部的集輸流程根據氣田的地質(zhì)、地理條件及氣田開(kāi)發(fā)階段總站不要太遠即集氣總站應處于氣田的中心地帶,以利于對整個(gè)氣田的不同可分為單井集輸流程和多井集輸流程。對于面積較大和井數較的日常管理和維護,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 )圖中的加權問(wèn)題。所含的氣井數取決于地理條件、氣井和集氣站的生產(chǎn)規模、井位分布3結束語(yǔ)等。根據經(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)系統是大系統由于其復雜性、多元性,其優(yōu)化的工作量多不宜超過(guò)20口井。氣田集輸系統井組最優(yōu)劃分解決的問(wèn)題是如何最相當大。當前有必要開(kāi)展現有設備集輸能力優(yōu)化研究工作,充分利用現優(yōu)劃分井組以使建設投資費用最省。目前在井組最優(yōu)劃分時(shí),大都釆有集輸設備的工作能力確保集輸管網(wǎng)系統安全、高效地運行,并指導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)行集輸設備的更換和改造。然而迄今為止,世界上尚未出現完善的油氣管劃分,沒(méi)有考慮集氣站的集氣量規模問(wèn)題。井組最優(yōu)劃分的目標就是確網(wǎng)系統優(yōu)化設計專(zhuān)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,以使各氣井到相應集氣站費用最小參考文獻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)在氣田集輸系統工程中,首先遇到的問(wèn)題是如何確定集氣站的數四2潘海源輸油管線(xiàn)優(yōu)化運行技術(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,在詳細告知現場(chǎng)故障的時(shí)間、地點(diǎn)、名稱(chēng)的基礎上,還應把解決故障出現的故障有一套清晰的處理思路,對疑難故障要建立一套預防機制的方法也同時(shí)提供給現場(chǎng)維護人員作為參考,以便現場(chǎng)維護人員可以有一套完善的應急預案,同時(shí)多咨詢(xún)設備廠(chǎng)家,這樣見(jiàn)到棘手的故障而盡快找到故障處理的突破口。這樣結合網(wǎng)管技術(shù)支持力量與現場(chǎng)維護不去懼怕它,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結束中國煤化工從技術(shù)角度去分析故障處理的時(shí)候,我們還應加強對故障處理管長(cháng)期研究的課題,只有不理的水平。不僅從設備分析去入手還要加強員工處理和解決故障的能斷在維護中CNMH我們的業(yè)務(wù)技術(shù)水平和完善力。在日常故障總結的同時(shí),還要多舉辦故障分析解決的專(zhuān)題講座使設備質(zhì)量水平,從而擴展到GSMR系統維護中的各個(gè)專(zhuān)業(yè)中去,確保員工在得到故障處理知識的冋時(shí),還可以相互進(jìn)行交流,充分發(fā)揮員工大秦線(xiàn)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(guān)能動(dòng)性。在日常處理故障中,要不斷去總結故障的原因,對經(jīng)常障鐵路運輸的安全運營(yíng),為鐵路的發(fā)展做出貢獻。