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文檔簡介
1、<p> 課 程 設 計</p><p> 課 程 </p><p> 題 目 </p><p> 院 系 </p><
2、p> 專業(yè)班級 </p><p> 學生姓名 </p><p> 學生學號 </p><p> 指導教師
3、 </p><p> 2013年3月15日</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 一、課程設計的基本任務1</p><p> ?。ㄒ唬┰O計的目的意義1</p><p><b> ?。ǘ┰O計任務1</b></p>&
4、lt;p> 二、油氣集輸管網(wǎng)的設計方法3</p><p> ?。ㄒ唬┯蜌饧敼芫W(wǎng)的常見流程3</p><p> ?。ǘ﹩喂芰鞒逃蜌饧敼芫W(wǎng)的設計步驟5</p><p> 三、油氣混輸管線的工藝計算公式6</p><p> ?。ㄒ唬崃τ嬎愎?</p><p> ?。ǘ┧τ嬎愎?</
5、p><p> ?。ㄈ┗燧敼芫€中有關油氣物性參數(shù)的計算9</p><p> 四、PIPEPHASE軟件12</p><p> (一)PIPEPHASE軟件介紹12</p><p> ?。ǘ㏄IPEPHASE軟件計算過程14</p><p> 五、設計結(jié)果及分析21</p><p>
6、 ?。ㄒ唬┻x擇的基本參數(shù)21</p><p> ?。ǘ┰O計所得參數(shù)23</p><p> ?。ㄈ┙Y(jié)果分析34</p><p><b> 結(jié)束語35</b></p><p> 一、課程設計的基本任務</p><p> ?。ㄒ唬┰O計的目的意義</p><p>
7、 油氣集輸系統(tǒng)是將油田油井生產(chǎn)的油氣產(chǎn)物加以收集、處理直至輸送到用戶的全過程的主體體現(xiàn)。油氣集輸流程是油氣集輸處理系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié),是油、氣在油田內(nèi)部流向的總說明。油氣集輸流程可分為集油、脫水、穩(wěn)定和儲運四個工藝段,其中集油部分是將分井計量后的油氣水混合物匯集送到油氣水分離站場,該部分是油田地面生產(chǎn)的投資大戶與耗能大戶,選擇合理的集油工藝流程可為整個油氣集輸處理系統(tǒng)的節(jié)能、低耗和高效益打下堅實的基礎。</p><p&g
8、t; 油氣集輸集油管網(wǎng)一般包括井口至計量站及計量站至轉(zhuǎn)油站的管線。其工藝設計應解決下列問題:確定輸油能力、輸送工藝、敷設方式、管線埋深、初步設計與施工圖設計。其中確定輸油能力是最重要的環(huán)節(jié),是指根據(jù)要求的輸油量及其他已知條件,確定管徑。管線的管徑直接影響管線的建造費用和經(jīng)營成本。一般加大管徑可使介質(zhì)輸送壓力降低而減少動力消耗,對于熱輸管線來說可增大散熱,但從總效應來看,雖使運營費用降低了,但管材消耗增多,建造費用高。因此,合理選擇管徑
9、,使管線具有經(jīng)濟、合理的輸油能力,具有重要的現(xiàn)實意義。</p><p> 本次課程設計的目的是,通過油氣集輸集油管網(wǎng)的工藝設計,了解油氣集輸管線的作用及分類,管線設計的一般問題;掌握油氣集輸管線工藝設計的方法、熱力計算及水力計算;熟悉油氣集輸管網(wǎng)工藝設計的過程;熟悉油井產(chǎn)量、油品物性、運行參數(shù)、管線保溫方式等已知條件的確定;利用PIPEPHASE軟件,計算出管網(wǎng)設計得出的各段集輸管線的管徑,并對溫降與壓降的主要
10、影響因素進行分析。</p><p><b> (二)設計任務</b></p><p><b> 1.基礎數(shù)據(jù)</b></p><p><b> ?。?)物性參數(shù)</b></p><p> ρ油=865.4 kg/m3; ρ氣=0.86 kg/m3;</p>
11、<p> ρ水=1000 kg/m3。</p><p> ?。?)單井參數(shù)(見附表)</p><p> 比容:0.45~0.5 kcal/ kg℃;</p><p> 油品黏度:7.9cp(50℃),9.9 cp(20℃)。</p><p><b> ?。?)單井管線</b></p>
12、<p> 長度:200~500米(自己在井位圖中測量并按照比例尺計算出實際長度);</p><p> 傳熱系數(shù):1.38W/ m2℃。</p><p> ?。?)管徑系列(mm)</p><p> φ48×3.5, φ60×3.5, φ76×4.5,φ89×4.5,φ114×4.5,φ159×
13、;6,φ219×6,φ273×7。</p><p><b> ?。?)環(huán)境溫度</b></p><p><b> t0=-8℃</b></p><p><b> 2. 設計任務</b></p><p> 大慶油田某區(qū)塊有40口油井,一個轉(zhuǎn)油站。各油井基
14、礎數(shù)據(jù)見附表,集輸管網(wǎng)如圖所示。現(xiàn)擬在該區(qū)塊設計4~5個計量間,請據(jù)已知條件完成管網(wǎng)設計。097班設計單管環(huán)狀摻水流程。</p><p> 二、油氣集輸管網(wǎng)的設計方法</p><p> ?。ㄒ唬┯蜌饧敼芫W(wǎng)的常見流程</p><p> 油氣集輸流程是油田地面工程的中心環(huán)節(jié)。采用什么樣的流程,主要取決于各油田地質(zhì)條件、油井產(chǎn)量、原油的物理性質(zhì)、自然條件以及國民經(jīng)濟
15、和科學技術的發(fā)展水平等。國內(nèi)外油氣集輸流程的發(fā)展趨勢基本是小站計量,大站集中處理,密閉輸送,充分利用天然資源??偟挠袃煞N流程:高凝、高粘原油的加熱輸送流程,單管或雙管不加熱密閉混輸流程。</p><p><b> 1.單管熱輸流程</b></p><p> 在井場設加熱爐提高油井流溫度后,沿出油管線流入計量站。被計量油井井流先經(jīng)加熱后進入計量分離器,在分離器內(nèi)分成
16、氣、液兩相并在計量后重新匯合。不計量的油井井流在計量站管匯處混合后,經(jīng)加熱并和計量油井井流混合送往下游。</p><p><b> ?。?)流程優(yōu)點:</b></p><p> 1)井口設水套爐,除用來加熱井口原油外,還可用于熱油循環(huán)清蠟;</p><p><b> 2)節(jié)省管道投資;</b></p>&
17、lt;p> 3)計量站設備規(guī)模小;對不同類型油品的適用范圍廣。 </p><p><b> (2)流程缺點:</b></p><p> 1)停井或作業(yè)期間管道易堵塞; </p><p> 2)加熱爐分散,管理難度大;</p><p><b> 3)能耗高; </b></p>
18、;<p> 4)對于無氣或少氣的油井,需敷設供氣管道。</p><p><b> 2.單管冷輸流程</b></p><p> 在出油、集油、輸油管線中輸送油氣水混合物、含水原油和出礦原油,以及在集氣、輸氣管線中輸送未經(jīng)處理和出礦天然氣時,采用不需加熱的連續(xù)輸送工藝,一般適用于稀油油田開采初期及中期,遼河油田稀油區(qū)塊應用較多。</p>
19、<p><b> (1)流程優(yōu)點:</b></p><p> 1)流程簡單,節(jié)省投資,施工速度快,投產(chǎn)見效早; </p><p> 2)計量站流程簡單,設備小。</p><p><b> (2)流程缺點:</b></p><p> 1)對油品要求條件高; </p>
20、<p><b> 2)井口回壓高。</b></p><p> 3.雙管摻活性水流程</p><p> 油氣水三相分離器分出的油井采出水在供熱站加熱、增壓后通過單獨的管線送至計量站,經(jīng)計量站閥組分配、輸送到各井井口。熱水由井口摻入油井出油管線。熱水提高井流溫度、降低液相粘度的同時也增加了出油管線的出量。從井口到計量站有兩條管線,一條是出油管線,一條是熱水
21、管線,屬雙管流程。</p><p><b> (1)流程優(yōu)點:</b></p><p> 1)對集輸困難的油井適應性強; </p><p> 2)投產(chǎn)容易,停產(chǎn)簡單,管理方便,生產(chǎn)安全;</p><p> 3)不設加熱爐,能耗低; </p><p> 4)井口流程簡單,易實現(xiàn)油井
22、集中控制和自動化;</p><p><b> 5)井口回壓低。</b></p><p><b> ?。?)流程缺點:</b></p><p> 1)各井摻水量不易控制; </p><p><b> 2)計量工藝復雜。</b></p><p><
23、;b> 4.雙管摻稀油流程</b></p><p> 油氣水三相分離器分出的油井采出熱油在供熱站加熱、增壓后通過單獨的管線送至計量站,經(jīng)計量站閥組分配、輸送到各井井口。熱油由井口摻入油井出油管線。熱水提高井流溫度、降低液相粘度的同時也增加了出油管線的出量。從井口到計量站有兩條管線,一條是出油管線,一條是熱油管線,屬雙管流程。</p><p><b> ?。?
24、)流程優(yōu)點:</b></p><p> 1)對集輸困難的油井適應性強; </p><p> 2)投產(chǎn)容易,停產(chǎn)簡單,管理方便,生產(chǎn)安全;</p><p> 3)不設加熱爐,能耗低; </p><p> 4)井口流程簡單,易實現(xiàn)油井集中控制和自動化;</p><p><b> 5)
25、井口回壓低。</b></p><p><b> (2)流程缺點:</b></p><p> 1)各井摻水量不易控制; </p><p><b> 2)計量工藝復雜。</b></p><p><b> 5.三管伴熱流程</b></p><p
26、> 這種流程與摻熱水流程相似,熱水從供熱站通過單獨的管道,增壓后送到計量站,再經(jīng)閥組分配輸送到井口。從井口返回時熱水并不摻入集油管線中,回水管道與集油管線保溫在一起,一直伴隨到計量站進而到接轉(zhuǎn)站,利用兩管之間的換熱,達到安全集油的目的。</p><p><b> ?。?)流程優(yōu)點:</b></p><p> 1)對集輸困難的油井適應性強; </p>
27、;<p> 2)井場簡化、集中計量、集中管理,便于實現(xiàn)油井集中管理及自動化;</p><p> 3)停井和作業(yè)方便,不會堵塞管道; </p><p> 4)比摻液流程計量簡單。</p><p><b> (2)流程缺點:</b></p><p><b> 1)投資大; </
28、b></p><p><b> 2)運行費用高;</b></p><p> 3)受伴熱系統(tǒng)限制,油井集輸半徑短。</p><p> (二)單管流程油氣集輸管網(wǎng)的設計步驟</p><p> 1.油氣集輸系統(tǒng)任務</p><p> 由油氣集輸工藝流程中物流流經(jīng)的裝置、設備、管網(wǎng)等構成的
29、流程網(wǎng)絡。從井口收集油井產(chǎn)出液(油、氣、水),并把它們輸送到計量站、接轉(zhuǎn)站、集中處理站進行計量、分離、凈化等工作,最后輸送到油庫用于原油外輸。</p><p> 2. 單管流程油氣集輸管網(wǎng)的設計步驟</p><p> (1)根據(jù)油井的數(shù)量估算出所需計量間個數(shù)。</p><p> (2)根據(jù)油井分布采取就近和互不交叉原則,在圖紙上畫出轉(zhuǎn)油站和計量間的大致位置。&
30、lt;/p><p> ?。?)適當調(diào)整計量間位置,盡量確保管線長度在200至500m之間。</p><p> (4)將設計完的管網(wǎng)在PIPEPHASE中建模,適當調(diào)整摻水率和管徑以確保溫度和壓力在規(guī)定范圍內(nèi)。</p><p> 三、油氣混輸管線的工藝計算公式</p><p><b> (一)熱力計算公式</b><
31、/p><p> 1. 舒霍夫公式的推導:</p><p> 設管路的起、終點油溫分別為和。周圍i介質(zhì)的自然溫度為(℃),距管路起點1米處油溫將為℃,在該處向前長為的管段內(nèi)原油溫度降低了℃。原油的質(zhì)量流量為(公斤/秒),比熱為[焦耳/(公斤·℃)]。原油與周圍介質(zhì)溫差1℃下每秒時間內(nèi)原油經(jīng)1平方米管路外表面積向周圍介質(zhì)散失的熱量為焦耳,在穩(wěn)定傳熱過程中,如不考慮油流的摩擦熱,則管段
32、的熱平衡關系為:</p><p><b> (3-1) </b></p><p> 稱為油流至周圍介質(zhì)的總傳熱系數(shù),設為常數(shù),原油流經(jīng)長為的管段后溫度降為則</p><p><b> (3-2) </b></p><p> ln (3-3)
33、</p><p> 式中: t1,t2 —— 管線起終點溫度,℃;</p><p> t0 —— 周圍介質(zhì)的自然溫度, ℃;</p><p> K —— 油流至周圍介質(zhì)的總傳熱系數(shù),W/(m2·℃);</p><p> C —— 介質(zhì)熱容,J/kg·℃;</p><p
34、> Gm —— 介質(zhì)質(zhì)量流量, kg/s;</p><p> D —— 管道外徑, m。</p><p> 2. 傳熱系數(shù)K的經(jīng)驗值(大慶油田)</p><p> ?。?)埋地瀝青絕緣管:3.4W/(m2·℃) 或 3kcal/(m2·h·℃);</p><p> ?。?)埋地泡沫塑料保
35、溫管: 1.51~1.86W/(m2·℃) 或1.3~1.6kcal/( m2·h·℃);</p><p> ?。?)泡沫黃夾克保溫:0.9~1.1kcal/( m2·h·℃);</p><p> 3. 井口出油溫度:</p><p><b> (3-4)</b></p>&l
36、t;p> 式中: w——含水率; </p><p> G——單井產(chǎn)液量,t/d; </p><p> A=2.24,B=5.3,C=0.0673,D=23.3。</p><p><b> ?。ǘ┧τ嬎愎?lt;/b></p><p><b> (3-5) </b></p>
37、;<p><b> (3-6)</b></p><p> 式中: p1,p2 —— 管線起終點壓力,MPa;</p><p> △p —— 起終點壓降, MPa;</p><p> P —— 管線平均壓力, MPa;</p><p> η0 —— 氣油(液)比,
38、m3/t;</p><p> G —— 液相質(zhì)量流量,t/d;</p><p> L —— 管線長度,km;</p><p> d —— 管線內(nèi)徑,m。</p><p><b> (3-7)</b></p><p> 式中: Gm —— 油氣混合物的質(zhì)量
39、流量,kg/s;</p><p> d —— 管線內(nèi)經(jīng),m;</p><p> L —— 管線長度,m。</p><p><b> (3-8)</b></p><p> 式中: —— 氣、油質(zhì)量比,kg/kg;</p><p> —— 20oC下空氣的密度,kg/m3;&l
40、t;/p><p> —— 原油密度,kg/m3。</p><p> 1. 對于高粘原油的油氣混輸計算公式:</p><p><b> (3-9)</b></p><p> 式中: p1,p2 —— 管線起、終點壓力(絕對),Mpa;</p><p> μ —— 氣液混
41、合物粘度,Pa·s;</p><p> Z —— 氣體壓縮系數(shù);</p><p> T —— 管線平均溫度(絕對),K;</p><p> S —— 氣體相對密度;</p><p> G1 —— 液體質(zhì)量流量,kg/s;</p><p> L —— 管線長度,m;<
42、/p><p> d —— 管線內(nèi)經(jīng),m;</p><p> λ —— 水力摩阻系數(shù)。</p><p> 將Z=1,代入上式進行單位換算,則有:</p><p><b> (3-10)</b></p><p> 式(3-7),(3-8)相同的假設條件下取流態(tài)為層流(C=64,n=
43、1)??蛇m用于液相原油粘度大于50mPa·s的油氣混合管線的水力計算。</p><p> 2. 用于油、氣、水三相流動的混輸計算公式:</p><p><b> (3-11)</b></p><p><b> 或</b></p><p><b> (3-12)</b
44、></p><p> 式中: p1,p2 —— 管線起、終點壓力(11)式單位是Pa,(10)式單位是MPa;</p><p> G 1,G —— 液相質(zhì)量流量,單位分別是kg/s,t/d;</p><p> L,Lk —— 管線長度,單位分別是m和km;</p><p> u—— 混合物粘度,Pa·s;
45、</p><p> um —— 混合物粘度,Pa·s。</p><p> 對于油、氣、水三相流動管線來說,um一般為飽和氣的油水乳化液粘度,可采用油田實測值。式(3-11)推導中已假設S=0.7、ρ(原油)=0.86,式(3-10)是與式(3-11)相同的假設條件下并取流態(tài)為紊流光滑區(qū)(C=0.3164,n=0.25)推導出來的,可用于考慮粘度影響的雙相流或三相流,水平管
46、的水力計算。</p><p> ?。ㄈ┗燧敼芫€中有關油氣物性參數(shù)的計算</p><p><b> 1.溶解度</b></p><p> 天然氣在原油中的溶解度Rs是指1m3脫氣原油在某一壓力和溫度下溶解的天然氣量,也成為溶解氣油比,以m3(氣)/m3(油)為單位。</p><p><b> 雷薩特關系式
47、:</b></p><p><b> (3-13)</b></p><p> 式中:yg——天然氣分子分數(shù),按下式計算:</p><p><b> (3-14)</b></p><p> d0——脫氣原油相對密度</p><p> S ——天然氣的相對密
48、度</p><p> P ——管線平均絕對壓力,MPa</p><p> T ——管線平均溫度,K</p><p><b> 斯坦丁關系式:</b></p><p><b> (3-15)</b></p><p> 式中: t——溫度,℃</p>&l
49、t;p><b> 2.體積系數(shù)</b></p><p> 天然氣溶解于原油中使原油體積增大。1m3脫氣原油中溶入天然氣后所具有的體積即為原油的體積系數(shù)Bo(無因次)。Bo總是大于1。</p><p> 利用公式計算Bo體積系數(shù)Bo可表示為:</p><p><b> (3-16)</b></p>
50、<p> 式中:Vosg ----溶氣原油體積,m3</p><p> Vo -----脫氣原油體積,m3</p><p> 體積系數(shù)可由以下關系式計算:</p><p><b> (3-17)</b></p><p> F=5.62Rs(s/d0)0.5+2.25t+40 </p>
51、<p> 式中各符號意義同式(3-15)</p><p><b> 3.壓縮系數(shù)</b></p><p> 利用公式計算,當滿足時,</p><p><b> 可用下式計算:</b></p><p> Z=1+(0.34Tr-0.6)Pr
52、 (3-18)</p><p><b> 式中:</b></p><p><b> Tr=</b></p><p> Tr—天然氣的假定溫度,℃;</p><p> Pr—為對比壓力,MPa;</p><p> Pr=
53、 (3-19)</p><p> P—天然氣的假臨界壓力,MPa;</p><p> P,T—管線內(nèi)天然氣的平均壓力,Pa(絕對);和平均溫度(K);</p><p> P,T可用下列一種方法求算:</p><p> 按天然氣組分的臨界參數(shù)加平均求算:&l
54、t;/p><p> P= (3-20)</p><p> T= (3-21)</p><p><b> 式中:</b></p><p> Ci—天然氣中i組分的分子
55、分數(shù);</p><p> P、T—純i組分的臨界壓力,Pa;和臨界溫度K;</p><p><b> —組分數(shù)。</b></p><p><b> 經(jīng)驗公式求算</b></p><p> P=(48.9255-4.0485S)×105 (3-22)
56、</p><p> Tc=94.6468+170.6196S (3-23)</p><p> 式中: S—天然氣的相對密度。 </p><p><b> 4.原油的表面張力</b></p><p> 原油的表面張力可由下列公式計算:</p><
57、p> σ=(47.5d0-0.08427t-3.1896)×10 (3-24)</p><p> σ=σexp(-0.1027p-0.018563) (3-25)</p><p><b> 式中:</b></p><p> σ—在一定
58、溫度下脫氣原油表面張力,N/m;</p><p> σ—在一定溫度、壓力下容器表面張力,N/m;</p><p> t—原油平均溫度,℃;</p><p> d0—原油相對密度;</p><p> p—原油平均飽和蒸汽壓,MPa。</p><p> 在常壓下多數(shù)原油的表面張力為0.025~0.035 N/m。
59、</p><p> 四、PIPEPHASE軟件</p><p> (一)PIPEPHASE軟件介紹</p><p> 1.PIPEPHASE軟件簡介</p><p> PIPEPHASE軟件是一個穩(wěn)態(tài)多相流網(wǎng)絡模擬器,應用于油氣管道網(wǎng)絡和管道系統(tǒng)中,它可以精確模擬油氣集輸管網(wǎng),是石油石化領域單相和多相流工藝管道和管網(wǎng)系統(tǒng)分析、設計和計
60、算軟件。在一個單井中,該軟件能適應從主要參數(shù)的靈敏度分析中模擬應用并廣泛地搜索;對一個完整的領域,它可以實現(xiàn)多年可行性計劃研究。該款軟件是一個堅固而有效的石油領域設計和計劃的工具,具有現(xiàn)代化的生產(chǎn)方法和軟件分析技術,這已經(jīng)被驗證。主要用于油氣集輸系統(tǒng)的精確建模,不僅具有現(xiàn)代化的生產(chǎn)方法和軟件分析技術,還擁有龐大的物性數(shù)據(jù)庫和基于WINDOWS的用戶界面。是目前世界領先的石油和油氣生產(chǎn)公司的必備工具。</p><p&g
61、t; PIPEPHASE在石油工業(yè),包括單相和黑色石油、合成的混合物,覆蓋最全面的流動性混合。該軟件可以完成單個蒸氣組份或CO注入網(wǎng)絡。</p><p><b> ?。?)流體模型</b></p><p> PIPEPHASE提供的流體模型包括:單相流體(氣體和液體)、混合組分、黑油、凝析油、蒸汽、純組分(例如:注入CO)系統(tǒng)。對于定義油、水、氣體和油氣乳狀液等組
62、分的物性,該程序提供所有已驗證的方法。</p><p><b> ?。?)生產(chǎn)和注入井</b></p><p> PIPEPHASE對生產(chǎn)或注入井系統(tǒng)提供了一個綜合而詳細的特性設置,包含詳細的油藏向井流動特性(包括用戶自定義的IPR特性)。在沙層表面的整個模型,井筒幾何變量調(diào)節(jié)生產(chǎn),注入或人工舉升(ESP或氣舉)操作,地面管線和裝置模型模擬大多數(shù)的油田操作。所有的已
63、知關聯(lián),無論是經(jīng)過試驗認證的,還是機械學理論上認可的,在流動條件和傾斜角度上都有一個較大的范圍。靈敏度分析特性是一個概括的節(jié)點分析工具,所分析的節(jié)點可以任意指向油層套管,并且輸入和輸出曲線可以描述多個參數(shù)。 </p><p> ?。?)集輸和分配管網(wǎng)</p><p> 在集輸和分配管網(wǎng)PIPEPHASE允許管道和裝置綜合起來組成一個完整的模型。對任何裝置,包括不平衡管網(wǎng)和有多個環(huán)的網(wǎng)絡,
64、先進的結(jié)算方法都能給出精確而有效的結(jié)果。PIPEPHASE提供靈活而方便的操作,包括井和傳輸點壓力和流率的定義,裝置的配置。</p><p> (4)管道分析工具 </p><p> PIPEPHASE是設計和分析單相和多相管道系統(tǒng)的有力工具。它具有精確的能量平衡和詳細的熱傳遞模型,能精確的模擬在絕緣和/或熱傳導油管和蒸汽注入系統(tǒng)的粘性流體,能準確的預測濕氣管道中的逆向冷凝。清理模型在
65、設計下游的液體段塞捕集分離器時可以用來估計段塞流的特性。</p><p> ?。?)整個油田的生產(chǎn)計劃</p><p> PIPEPHASE可以模擬整個油田或氣田的變量元素,包括所有的油井、聚集和注入管道、地面裝置、相互關聯(lián)的傳輸點,也可以對同一個區(qū)塊的生產(chǎn)組模擬其隨時間變化油藏壓力下降情況,從而改變井的生產(chǎn)條件(增加油氣比和水的百分比)。這些功能已使其成為油田模擬生產(chǎn)、改進裝置不可缺少
66、的計劃工具。 </p><p><b> ?。?)完備的兼容性</b></p><p> PIPEPHASE程序能運行在PC和UNIX工作站上?;赪indows的圖形界面(GUI),直接進行數(shù)據(jù)輸入,通過結(jié)點訪問系統(tǒng)(RAS)可以用圖形的方式來顯示模擬的結(jié)果。在PC機上的圖形界面(GUI)可以生成輸入文件,并能輸出到一個UXIX服務器遠程執(zhí)行,結(jié)果返回到PC機,通
67、過結(jié)點訪問系統(tǒng)(RAS)就可以瀏覽結(jié)果。</p><p><b> ?。?)軟件版本介紹</b></p><p> PIPEPHASE是一個穩(wěn)態(tài)多相流體模擬工具,它精確的模擬油氣集輸管網(wǎng)。下面新的特性和改進在PIPEPHASE7.0版本中都可以看到。</p><p> 1)新的結(jié)果訪問系統(tǒng)(RAS)</p><p>
68、 在同一個圖上用戶可選多個相關變量;</p><p> 從圖形界面(GUI)通過動態(tài)數(shù)據(jù)鏈接輸出到Microsoft,Excel 上;</p><p> 模擬結(jié)果存儲在數(shù)據(jù)庫IV文件中,以備用戶進行宏定義和審查后部工藝。</p><p> 2)增強的圖形用戶界面(GUI)</p><p> 新的界面更直觀,數(shù)據(jù)輸入更方便;</
69、p><p> 支持6.0x和7.0x文件格式的關鍵字輸入;</p><p> 基于圖形界面的PC機和UXIX計算服務器,具有遠程批執(zhí)行的功能。</p><p><b> 2.應用范圍介紹</b></p><p> 油氣生產(chǎn)和輸送系統(tǒng)、天然氣傳輸和分配管線、化工流體管道網(wǎng)絡、傳輸管線的傳熱分析、管線尺寸設計、節(jié)點分析、
70、水合物生成分析、氣舉分析單相流體(氣體和液體)、混合組分、黑油、凝析油、蒸汽、純組分(例如:注入CO)系統(tǒng)的計算模擬,單管分析、管網(wǎng)系統(tǒng)、多相流、井筒分析、輸送能力分析、冷凝液析出問題簡易管路、蒸汽注入管網(wǎng)、熱油管道與熱交換器、性能分析、氣提分析、區(qū)塊范圍研究、模擬、規(guī)劃(時基模擬)、油藏遞減、改變設施、管道傳送物流分析。</p><p> 3. PIPEPHASE還有兩個附加模塊</p>&l
71、t;p> ?。?)NETOPT:網(wǎng)絡優(yōu)化模塊,向用戶提供了最優(yōu)化的性能,可以通過定義滿足物理約束和用戶指定約束條件的具體運行目標來優(yōu)化網(wǎng)絡性能。 </p><p> ?。?)TACITE:TACIT代碼是基于組成的瞬態(tài)多相流模擬工具,用在油氣生產(chǎn)管線和井的設計和控制中。</p><p> 4. PIPEPHASE主要優(yōu)勢</p><p> ?。?)非組成
72、模型:氣體凝析油模型,蒸汽模型</p><p> ?。?)自帶水化物單元</p><p> (3)強大的復雜管網(wǎng)處理能力</p><p> ?。?)35鐘壓降模型包括OLGA2000</p><p> (4)集成的優(yōu)化模塊NetOpt</p><p> ?。?)能嚴格模擬傳熱過程</p><p&
73、gt; ?。?)能模擬某些特殊現(xiàn)象:焦耳·湯姆遜冷卻效應</p><p> (7)支持關鍵詞文件</p><p> ?。?)35個管件和設備</p><p> ?。?)模擬軟件的3個特點</p><p> 1)用戶環(huán)境:學習和使用簡單。</p><p> 2)工程計算:嚴格可靠。</p>
74、<p> 3)應用集成:靈活開放的平臺。</p><p> ?。ǘ㏄IPEPHASE軟件計算過程</p><p> 模型選用黑油模型里的網(wǎng)絡模型,設計大慶油田某區(qū)塊井位圖單管環(huán)狀摻水流程。</p><p> 1. 單位設置:選用SI制,單位設置如下圖</p><p><b> 2.PVT數(shù)據(jù)設置</b&g
75、t;</p><p> 單擊General下的PVT Data </p><p> 單擊Edit 進行數(shù)據(jù)設置,設置如下圖</p><p> 3.建立模型(以轉(zhuǎn)油站到計量間1模型為例)</p><p> (1)將轉(zhuǎn)油站命名為ZY,在界面雙擊ZY為源點輸入數(shù)據(jù):</p><p> ?。?)將計量間命名為JL,在界
76、面雙擊JL ,為終點輸入數(shù)據(jù):</p><p> L003為計量間和轉(zhuǎn)油站之間的管線,在界面雙擊L003為連接設備輸入數(shù)據(jù):</p><p> (4)雙擊短管,進入短管參數(shù)輸入數(shù)據(jù)界面:</p><p> ?。?)運行模擬程序,在主窗口點擊運行按鈕打開運行模擬和查看結(jié)果窗口</p><p> 上述數(shù)據(jù)生成過程:點擊Check若Numbe
77、r of boundary node(已知數(shù))和Number of unknowns(未知數(shù))相等,則單擊Run否則檢查已知數(shù)據(jù)是否填全。單擊View查看NODE SUMMARY和DEVICE SUMMARY進行壓力和溫度的結(jié)果查詢。</p><p><b> 五、設計結(jié)果及分析</b></p><p> ?。ㄒ唬┻x擇的基本參數(shù)</p><p&g
78、t;<b> 1. 井位圖</b></p><p> 圖1-1井位圖(比例尺為1:15000)</p><p><b> 2. 基本參數(shù)</b></p><p><b> ?。?)物性參數(shù)</b></p><p> ρ油=865.4 kg/m3; ρ氣=0.86
79、 kg/m3;</p><p> ρ水=1000 kg/m3。</p><p> ?。?)單井參數(shù)(見附表)</p><p> 氣液比:30~60m3/ m3(自己選?。?lt;/p><p> 比容:0.45~0.5 kcal/ kg℃;</p><p> 油品黏度:7.9cp(50℃),9.9 cp(20℃)。
80、</p><p><b> ?。?)單井管線</b></p><p> 長度:200~500米(自己在井位圖中測量并按照比例尺計算出實際長度);</p><p> 傳熱系數(shù):1.38W/ m2℃。</p><p> ?。?)管徑系列(mm)</p><p> φ48×3.5, φ
81、60×3.5, φ76×4.5, φ89×4.5,φ114×4.5, φ159×6,φ219×6,φ273×7。</p><p><b> ?。?)環(huán)境溫度</b></p><p><b> t0=-8℃</b></p><p> (6)計量分離器的
82、工作壓力</p><p> 0.6~0.8Mpa</p><p> (7)中轉(zhuǎn)站油水分離器的工作壓力</p><p> 0.15~0.2Mpa</p><p><b> 3. 附表</b></p><p> 表5-1 單井基本參數(shù)</p><p><b&g
83、t; (二)設計所得參數(shù)</b></p><p> 1. 井位圖在PIPEPHASE中的模型</p><p> ?。?)轉(zhuǎn)油站到計量間1的模型</p><p> (2)轉(zhuǎn)油站到計量間2的模型</p><p> ?。?)轉(zhuǎn)油站到計量間3的模型</p><p> ?。?)轉(zhuǎn)油站到計量間4的模型</
84、p><p> 2.油井壓力計算結(jié)果</p><p> ?。?)轉(zhuǎn)油站到計量間1中各油井的壓力</p><p> (2)轉(zhuǎn)油站到計量間2中各油井的壓力</p><p> ?。?)轉(zhuǎn)油站到計量間3中各油井的壓力</p><p> ?。?)轉(zhuǎn)油站到計量間4中各油井的壓力</p><p> 3.模型中
85、管線、油井及格計量間溫度計算結(jié)果</p><p> ?。?)轉(zhuǎn)油站到計量間1</p><p> (2)轉(zhuǎn)油站到計量間2</p><p> ?。?)轉(zhuǎn)油站到計量間3</p><p> (4)轉(zhuǎn)油站到計量間4</p><p> 表5-2-1 設計參數(shù)</p><p> 表5-2-2 設計參數(shù)
86、</p><p> 表5-2-3設計參數(shù)</p><p> 表5-2-4設計參數(shù)</p><p><b> 表5-3 運行參數(shù)</b></p><p><b> ?。ㄈ┙Y(jié)果分析</b></p><p> 單管摻水流程在設計過程中,不斷調(diào)節(jié)管徑和摻水量,以滿足題目要求
87、,通過參數(shù)的修改得到以下結(jié)論:井口回壓主要取決于管徑,油品輸送時,沿程摩阻損失、沿程摩阻損失和位能損失導致管道壓力下降。分析一座計量間與其管轄的一口油井間的管線,根據(jù)水力計算公式,當氣液比和液量一定時,加大管徑可使介質(zhì)輸送壓力降低而減少動力消耗,如果井口回壓過高,高于1兆帕,需要增大管徑;進轉(zhuǎn)油站溫度主要取決于摻水量,當水量過高,會導致回油溫度偏高,能量浪費,因此需要合理控制摻水量。</p><p> 通過水力
88、計算公式和熱力計算公式,求出理論上所允許的溫降;再通過PIPEPHASE軟件計算出壓力和溫度,得出實際的溫降和壓降,其結(jié)果在允許誤差的5%范圍之內(nèi),即設計的管徑可以。</p><p><b> 結(jié)束語</b></p><p> (1)通過本次課程設計,專業(yè)知識得到了哪些方面的鞏固?</p><p> 這次課程設計不但鞏固了我們的專業(yè)知識,
89、更為即將走上工作崗位是我們提供了一個再學習再體會的過程。在課程設計中,我對所學的專業(yè)課《油氣集輸》和《管輸工藝》有了更深刻的理解和掌握,對于油氣集輸管網(wǎng)的常見流程、管徑的選取、管網(wǎng)的水力和熱力計算以及計量站和中間站的選取、布置都有了新的認識。這些專業(yè)知識是我們在工作中必備的知識信息,通過課程設計更夯實了我的專業(yè)知識基礎。</p><p> (2)通過本次課程設計,在加強計算機應用能力方面得到了哪些提高?<
90、/p><p> 通過本次課程設計,使我們學會使用PIPEPHASE,了解PIPEPHASE軟件是一個穩(wěn)態(tài)多相流網(wǎng)絡模擬器,應用于油氣管道網(wǎng)絡和管道系統(tǒng)中,它可以精確模擬油氣集輸管網(wǎng),是石油石化領域單相和多相流工藝管道和管網(wǎng)系統(tǒng)分析、設計和計算軟件,并熟練運用PIPEPHASE進行油氣集輸系統(tǒng)的精確建模。</p><p> ?。?)通過本次課程設計,你感覺還有哪些不足或需要改進的地方?<
91、/p><p> 通過本次課程設計,對集輸管網(wǎng)等相關知識理解的更為透徹,初步擁有了管網(wǎng)設計的能力,熟悉了PIPEPHASE軟件。把所學的知識應用到設計中,鍛煉了活學活用的能力。讓我學會了如何使用PIPEPHASE建模,了解了單管環(huán)狀摻水流程的原理,對集輸管網(wǎng)有了深入的理解。在建模應用方面還有待提高,需要進一步進行理論和實踐,使設計的管網(wǎng)更加優(yōu)化、經(jīng)濟。</p><p> 這三周里我們學到了很
92、多東西,不僅鞏固了以前學到的專業(yè)知識,還學到了很多書本上沒有的知識。通過這次課程設計,我更加深刻的體會到理論與實踐相結(jié)合的重要性,只有理論知識是遠遠不夠的只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來從實踐中得出結(jié)論,才能真正為社會服務,從而提高自己是實際動手能力和獨立思考能力。在設計的過程中遇到很多問題,也發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處,發(fā)現(xiàn)自己對之前所學過的知識理解還不夠深刻,掌握的不夠牢固,有待加強。在設計的過程中我們也在不斷提高自己獨立解決問題的
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