输油气管网系统优化设计与实施

输油气管网系统优化设计与实施

陈东,王钰,马开冀

江西省天然气管道有限公司运营分公司

摘要：油气资源的开采和使用需要通过一定的运载方式才能实现，目前效率最高的运载方式是油气集输管网系统。对此国家还加大了规范油气集输作业流程和作业标准的力度。在对钢管和聚乙烯等不同类型管道进行焊接作业时，可通过引进先进连接技术、使用先进水平的设备来提高作业水平，对油气集输管道实施有效的防腐措施，提升油气集输管网系统的优化程度。

关键词：输油气；管网系统；优化设计

1油气集输管网的概念

油井生产石油、天然气等通常具有分散性特点，对其进行收集并加工成可使用资源，然后再将其输送往各处炼油厂及天然气使用地，这个工艺性过程被称作油气集输。油气集输的具体流程环节，包括对油气进行的分离作业，对原油进行的脱水作业，对油气进行的计量和稳定作业，还有对天然气进行的净化作业等。收集油井中的分散原油，是油气集输管网系统的重要功能之一，是油田生产的基础作业环节，在收集和输送油气的过程中需要对原油和天然气进行脱水作业，对产生的污水、天然气和轻质油做回收处理，在实施分离和净化等作业后将原油和天然气等资源加工成油气商品，而后再进行储存和外输。

2油气集输工程项目中管网系统优化的现实意义

在整个油田工程项目中造价最高的是油气集输工程，在投资建设成本中的比重超过了70%。在油田开采的基础生产环节中，最重要的一项作业就是油气集输工程，根据油气的基本物性，结合此前作的设计及产品方案，在已具备自然条件提前下对其进行开发建设。鉴于油气集输工程的重要性，对其工艺技术水平提出了较高要求，在引进先进技术的同时还需注重其经济性，一定程度上要对管网系统进行不断的优化操作，在保证安全性和适用性的基础上最大限度地降低成本造价。目前我国油气集输工程发展较为迅速，开采的深度和油气的纯度均得到了大幅提升，开采投入的资金随之不断增多，相应的建设成本也不断增加。以开采设备为例，在升级设备过程中需要改用集输管道的使用材料；以中转站及脱水系统为例，在建设过程中相应的成本也会增加，等等这些均可通过优化管网来实现工程造价的有效把控，让投资方更易接受。当前我国在集输管网上通常采用的是星形和环形两种布局方式，两相比较后者更为经济实用，无须较多的中转站，产生的建设成本也低于前一种方式下的造价成本。

3优化油气集输管网系统实施技术的措施

3.1清理油气集输的作业带

在油气集输前期需要做好以下准备工作，办理好施工区域的征地手续，记录下施工区域内的林木、植被信息，以及现有建筑物情况，还有清洗和填坑等。应尽可能地避开作业区域内的植被及果园用地，减少带来水土流失等环境恶化问题的发生概率，对区域内的树木、石块进行清洗，对坑洼处进行填平处理，最大限度地确保线路控制桩完好。

3.2修筑施工便道

（1）在施工区域范围内修建便道，在与运输通道间相连接的施工区域间修建便道；

（2）修建平坦的便道，确保其具备足够的承载力，为施工车辆及设备的安全提供有力保障；

（3）在修建施工区域和运输通道间的连接便道时，应结合现场的实际状况，建设单位和承包商间应做好协商对接工作并在现场作出认定，再由承包商来负责完成修筑作业。

3.3焊接油气集输管道

油气集输通常使用的管道按质地不同分为两种，分别是钢管和聚乙烯PE，在对其进行焊接作业时，需提高两种管间的连接性能，确保油气集输管道的连接质量。

3.3.1连接油气集输钢管管道

为确保管道连接质量，需对焊接管道的施工人员进行培训，提高工人的焊接技能，需对钢管管道的焊缝处进行检验，避免出现焊渣问题。不在雨雪等潮湿天气实施焊接管道作业，对完成焊接作业的钢管管道的合格程度进行检查，为后续回填作业的有效进行打好基础。

3.3.2连接油气集输PE管道

为使不同质地管道间保持较好的连接性能，确保焊接的质量，相应的环境、温度及管道的管径和清洁度应达到既定的要求。焊接的前提是保持管道表面洁净，在焊接过程中出现超过5级的风力时应进行防风作业，温度不及-5℃时应进行保温作业，管径小于9cm时应进行电熔连接处理，管径大于9cm时应进行热熔连接处理。在连接钢管和PE两种管道时宜采用钢塑接头方式，并进行降温处理，在对金属部分做防腐处理时，宜使用防腐性能较好的聚丙烯胶带。

3.4对油气集输管网进行防腐处理

作为油气集输管道的重要维护措施之一，钢材管道是整个油气集输管道的重要防腐对象，主要通过两种方式来提高其抗腐蚀性。

3.4.1添加硫化氢吸收剂

在敞口罐流程罐口位置先进行硫化氢H2S减少作业，在罐口位置添加雾化型吸收剂。举例来讲，经过试验得出，110m3的原油和4800m3的天然气中每单位所包含的H2S含量为860mg，在井口和分离器两处分别注入一定量的除硫剂，而后再对放油口的H2S含量值进行测验，结果显示此时每单位的H2S含量不足30mg，随着药剂剂量的加大，原油逸出吸附剂的能力会随之减弱，相应的H2S中和能力也会随之弱化。在井口和分离器位置添加药剂，均能使硫化氢吸收剂起到有效减少H2S含量的作用，使储油罐中H2S浓度快速下降。通过试验还证实了喷淋方式是当下添加除硫剂的最佳化学防治方式。

3.4.2油气集输系统端点加药处理

在集输干线的端点站持续添加缓蚀剂，可提高管线的抗腐蚀性，让管线的使用周期更长。端点站作为集输干线的起始位置，添加的药剂就是从这个位置经流程到达干线的终点位置，以达到保护整个管线的目的。使用计量泵对缓蚀剂进行筛选，选出适用性较好的并进行浓度调整处理，持续投放于端点站处，让钢材外表能够全面均匀的布及缓蚀剂，形成的保护膜可使钢材和腐蚀介质间保持较好的隔离状态，不仅能够提高管道抗腐蚀性，还能加长管道的使用时间。

3.5油气管网系统安全评价指标体系

3.5.1压力类指标

油气管道运行安全的外部压力可分为社会压力、环境压力及供应压力。其中，社会压力来自于管道对周边民众和财产造成伤害和损失的可能，同时也可以指社会活动对管道造成破坏的可能。环境压力包括2个方面：①管道泄漏对水体或土体造成污染的可能；②土体移动、河流冲刷导致管道破坏的可能。供应压力主要是指市场对于油气的需求与现有管网管输能力间的关系。除了以上可能导致管道发生事故或事故后果扩大的因素，由管道制造、施工或后期腐蚀等因素导致的管道缺陷也是导致管道失效的重要原因，因此，在压力类指标中也应体现该类因素。

3.5.2响应类指标

响应类指标应该包括应急响应和日常响应2类指标。油气管道一旦发生事故，需立即进行应急处置以降低事故后果，应急响应指标即是用于衡量运营方应急响应效率的一类指标。在管道的日常运营中，对于管道内检测发现的缺陷及外部威胁，运营方应及时处理，以保障管道运行安全，日常响应类指标就是对运营方的管道维护水平进行衡量的一类指标。

修复率和外部风险防御度是日常响应类指标，分别表征运营方对于管道本体缺陷和外部风险的响应情况。缺陷修复率可以根据上一年度内检测和外检测发现的管道本体和防腐层需要维修的缺陷数量，以及本年度完成的修复数量来定量计算。而外部风险防御度则需要对运营方的水工状况、管道警示牌、巡检等设施或作业情况进行审核，经过打分和加权得出。

结语

本文针对输油气管网系统在布局方面和参数方面存在的问题，提出一套输油气管网系统优化方案，并且通过对该套优化方案的实践效果分析，证明了此次设计的输油气管网系统优化方案具有较高的可行性和可靠性。此次研究对降低输油气管网系统运行成本、提高输油气管网系统开发的效率具有重要的现实价值，对解决目前市场油气供不应求问题具有重要作用，同时对推动输油气管网系统优化理论研究的发展也具有着良好的积极作用。

参考文献

[1]梁永图。油气田集输管网系统优化研究进展[J].油气储运，2016（7）：685.690.

[2]李法龙。油气集输管网系统优化实施技术要求分析[J].石化技术，2017（09）：75.