崔宇翔
中国石油长庆油田分公司第二采气厂 陕西 西安 710000
摘要：天然气集输站场能够将将天然气生产与输送进行连接，在开采完天然气后，第一步应该运用各种种类的设备在天然气集输站场内对其进行处理，在天然气满足外输气要求之后，才可以把天然气输送到长输管道当中。天然气集输管网是进行天然气能源输送的重要基础，集输管网运行下需要面临较长的路线，受到影响因素较多。对此设计人员还应该结合实际情况做好管网优化设计，下面文章就对此展开探讨。
关键词：天然气；集输管网；优化设计；管网设计
1天然气集输管网概述
当前阶段，我国通常运用的天然气集输管网重点涵盖了放射状、枝状与环状这几种组合形式的多级集输步骤。当中放射性管网能够遵从相应的规定与标准将相应的气井分派成一组，在这种前提下，各种组当中都需要设置一个集气站，各种气井天然气都在集气管线的功能下停滞在集气站当中，并在集气支线与干线的影响下到达集气总站。枝状管网指的是规划在气田中的主干线，被其余干线所干预到达集气总站；环状管网的意思是将集气干线规划成环绕的形状，并在沿途集气站的衔接过程中，实现通气的需求，最终将管线在环网的恰当地点引出，后到达集气总站中；天然气集输网络主要是指将弧与节点相连接所构成，网络的拓扑结构状况就是确定网络节点当中的相连关系与相应功能性的完成问题。在网络中的最佳拓扑构造问题，其与网络存在很大的关系，其重点是指在网络上寻找特定的子网络，并在这种前提下持续优化使其权达到最小或者最大的标准。由此可以见得，在天然气集输管网中最优化重点关系到经济与技术环节的准则。当中，当中的经济环节最优化的准则应该实现利润最大化、成本最少等，而对于技术最优化的准则还应该实现最大可靠性与最高效等等。在天然气管网系统中进行优化存在的问题主要是指确定好起源与用户位置的前提下，再决定天然气管道的输送系统最佳拓扑结构。这种准则不但可以健全系统功能问题，还可以深入的掌握系统发展目的。
2天然气集输管网优化设计
2.1动态调整管网布局
需要在天然气集输工程中运用系统化的高新集输设备，将分井计量进行落实，对单井中生产的原油、天然气、水的产量值进行计算。在制定设计方案时还需要仔细对管道材进行选择，降低天然气的腐蚀性，最大化延长运行寿命，在增强能源投入效率时采用最新的工艺技术。设备的使用人员需要按照其运行寿命与详细的老化程度展开分析，每年都应该记录、优化与维护没有调整的站，从而保证设备在适当的范围中工作。另外，管道出现频繁穿孔的情况也妨碍了原油生产的成功开展，应该对其展开及时有效的维护，相关管理人员需要运用具有一定针对性的集输技术，合理运用金属管道，满足节能减耗的需求。并且在优化设计天然气集输工程网络管理布局时，需要对油田开发各个时间段与阶段进行规定。
2.2系统布局优化设计
在对天然气集输管网进行优化设计时，重点时适当的对管网系统当中的各种施工单元展开管线布局并将其与集输管路构成一致的整体创建相应的网络模型，利用对模型中的各种数据的运算可以实现经济效益最大化的理论与措施，接着设置天然气集输管网里的普通设计框架，按照各种作业单元的重要程度对地面集输管网的进行规划布局，进一步优化整个集输系统的布局。利用在地面集输管网系统中的规划安排的最优设计，不仅大量降低了有关的建设费用，并且还给建成后的工作提供了相应的保障，给恶劣的天气与复杂的地形条件带来了更强的抗性，进一步确保天然气集输系统的工作稳定性。
2.3数字天然气管道设计
借助现代化的计算机技术、通讯技术等，相关的技术人员能够对天然气管道实际走向、周围地址环境、气候特征等进行现场调查工作。与相关的标准规范内容结合起来，计算机技术能够将现场调查的结果留存在数据库当中，借助管道模拟软件来对天然气管道展开初步计算工作，这能够为后期的管道设计工作提供必要的计算支持。站在地质勘察的角度上进行分析，在对天然气管道的可行性展开研究的过程中，借助分析不同路线所呈现出的地貌特征、水文条件环境、区域性分布规律等进行掌握的形式，对工程地质状况进行全面有效的了解，分析线路价值。在选择数字天然气管道线路时，比较常见的是借助卫星遥感影像图进行选择。结合相关的标准规范，在完成几何校准工作之后，需要对不同管道线路方案进行重叠，对区域、公路、场站等不同的信息进行明确，从而为决策人员提供有效的数据参考，促使其能够在线路中直观地获取相应的信息。
2.4选择合理的输送工艺方案
纵观长输管道的发展历程，高压、长距离、输量大是当今天然气输送管道技术的发展方向。通过高压输送天然气，可以提高密度、降低流速、从而降低摩阻，提高输送效率。同时，天然气密度增加，可以增加天然气的可压缩性，进而降低了压缩能耗，压缩效率提高，这样，压气站就不需要很高的配置来提供大的能耗，只需要低配置的压气站来完成作业，节约了配置所需要的能耗。通过对在不同的设计压力下，对不同管径的输气工艺进行对比得出，在管进不变的情况下，天然气输送压力越低，综合能耗越高;在压力不变的情况下，管径越小，综合能耗越高。综上所述，在长输管道的设计中，高压力和大管径可以有效降低能耗。但是在实际生产中，管径不能无限放大，压力也不能无限增高，这就需要综合考虑项目的综合成本和综合风险承担能力和控制能力。有研究表明，当天然气输送管道管径越大，则当管道发生爆炸事故后，爆炸破坏力影响的范围就越大，影响范围大小在数值上跟管径大小成正比关系，与输送压力数值平方根成正比关系。可以看出，管径大小对输气管道爆炸危害范围的影响要明显大于输送压力对爆炸危害范围的影响，所以，管径越大，所产生的爆炸安全隐患就越大。我们在确定输送方案的同时，既要考虑输送效率和降低能耗，也要考虑输送管道的安全性能和输送过程中产生的风险。
2.5井组优化设计
可以根据气田的地质状况、地理现象与开发程度对气田中的集输流程展开分析，并划分成单井集输与多井集输流程。对于面积范围较广与井数较多的气田，要想进一步满足简化管理与便利性生产，一般情况下，会将气井划为好几个小组，在各自的集气站中将每组气井中的天然气进行聚集处理后，再把它对外输出。其中的各个小组中所涵盖的井量主要取决于地理状况、气井与集气站的规模性、井位分布等。根据有关的经验了解到，一般情况下，设置6至10口井时的产量更大，11-16口井时的产量最小，并且最多限制在20口井内，对气田集输系统进行改善主要指的是划分井口，尽量减少建设投资费用。就当前阶段来说，在满足最优划分井组期间，当中主要是指对一定井式与集输半径的综合性运用，并不对集气站中的集气量规模进行考虑，创建在最短的距离前提上对井组进行划分。对井组进行优化主要是确定气井和集气站当中的最佳隶属关系，也就是在一定的井式约束下，划分各个气井，让其与集气站可以呈现出最优秀的隶属关系，进一步最大化的减少集气站费用，让各集气站的集气量呈现科学分布。
结语
综上所述，天然气集输工程的管网布局优化设计应根据油田实际情况进行动态调整，努力满足油田开发利用的要求，达到节约能源和防止污染的目的。天然气集输工程的管网布局优化设计也应考虑安全性和灵活性。鉴于此，设计人员还应该结合实际情况做好天然气集输管网优化设计，重视系统协调与经济效益，切实提高油气能源开发利用。
参考文献
[1]梁瑞强,刘璟,王大勇.探讨天然气集输管网优化拓扑[J].当代化工研究,2018(10):100-101.
[2]赵洵,陈尉,戚钊华.天然气集输管网优化研究[J].石化技术,2018,25(4):212.
[3]王雷,赵鹏君,侯坤.天然气集输管网系统优化建设[J].石化技术,2017,24(6):281.