集输管网课程设计报告书

东北石油大学课程设计

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指导教师

2013年3月15日

目录

一、课程设计的基本任务 (2)

（一）设计的目的意义 (2)

（二）设计任务 (2)

二、油气集输管网的设计方法 (4)

（一）油气集输管网的常见流程 (4)

（二）单管流程油气集输管网的设计步骤 (6)

三、油气混输管线的工艺计算公式 (7)

（一）热力计算公式 (7)

（二）水力计算公式 (8)

（三）混输管线中有关油气物性参数的计算 (10)

四、PIPEPHASE软件 (13)

（一）PIPEPHASE软件介绍 (13)

（二）PIPEPHASE软件计算过程 (15)

五、设计结果及分析 (23)

（一）选择的基本参数 (23)

（二）设计所得参数 (24)

（三）结果分析 (36)

结束语 (37)

一、课程设计的基本任务

（一）设计的目的意义

油气集输系统是将油田油井生产的油气产物加以收集、处理直至输送到用户的全过程的主体体现。油气集输流程是油气集输处理系统的中心环节，是油、气在油田部流向的总说明。油气集输流程可分为集油、脱水、稳定和储运四个工艺段，其中集油部分是将分井计量后的油气水混合物汇集送到油气水分离站场，该部分是油田地面生产的投资大户与耗能大户，选择合理的集油工艺流程可为整个油气集输处理系统的节能、低耗和高效益打下坚实的基础。

油气集输集油管网一般包括井口至计量站及计量站至转油站的管线。其工艺设计应解决下列问题：确定输油能力、输送工艺、敷设方式、管线埋深、初步设计与施工图设计。其中确定输油能力是最重要的环节，是指根据要求的输油量及其他已知条件，确定管径。管线的管径直接影响管线的建造费用和经营成本。一般加大管径可使介质输送压力降低而减少动力消耗，对于热输管线来说可增大散热，但从总效应来看，虽使运营费用降低了，但管材消耗增多，建造费用高。因此，合理选择管径，使管线具有经济、合理的输油能力，具有重要的现实意义。

本次课程设计的目的是，通过油气集输集油管网的工艺设计，了解油气集输管线的作用及分类，管线设计的一般问题；掌握油气集输管线工艺设计的方法、热力计算及水力计算；熟悉油气集输管网工艺设计的过程；熟悉油井产量、油品物性、运行参数、管线保温方式等已知条件的确定；利用PIPEPHASE软件，计算出管网设计得出的各段集输管线的管径，并对温降与压降的主要影响因素进行分析。

（二）设计任务

1．基础数据

（1）物性参数

ρ

油=865.4 kg/m3；ρ

气

=0.86 kg/m3；

ρ

水

=1000 kg/m3。

（2）单井参数（见附表）

比容：0.45～0.5 kcal/ kg⋅℃；

油品黏度：7.9cp(50℃)，9.9 cp(20℃)。

（3）单井管线

长度：200～500米（自己在井位图中测量并按照比例尺计算出实际长度）；

传热系数：1.38W/ m2⋅℃。

（4）管径系列(mm)

φ48×3.5，φ60×3.5，φ76×4.5，φ89×4.5，φ114×4.5，φ159×6，φ219×6，φ273×7。

（5）环境温度

t

=-8℃

2. 设计任务

油田某区块有40口油井，一个转油站。各油井基础数据见附表，集输管网如图所示。现拟在该区块设计4~5个计量间，请据已知条件完成管网设计。097班设计单管环状掺水流程。

二、油气集输管网的设计方法

（一）油气集输管网的常见流程

油气集输流程是油田地面工程的中心环节。采用什么样的流程，主要取决于各油田地质条件、油井产量、原油的物理性质、自然条件以及国民经济和科学技术的发展水平等。国外油气集输流程的发展趋势基本是小站计量，大站集中处理，密闭输送，充分利用天然资源。总的有两种流程：高凝、高粘原油的加热输送流程，单管或双管不加热密闭混输流程。

1．单管热输流程

在井场设加热炉提高油井流温度后，沿出油管线流入计量站。被计量油井井流先经加热后进入计量分离器，在分离器分成气、液两相并在计量后重新汇合。不计量的油井井流在计量站管汇处混合后，经加热并和计量油井井流混合送往下游。

（1）流程优点：

1）井口设水套炉，除用来加热井口原油外，还可用于热油循环清蜡；

2）节省管道投资；

3）计量站设备规模小;对不同类型油品的适用围广。

（2）流程缺点：

1）停井或作业期间管道易堵塞；

2）加热炉分散，管理难度大；

3）能耗高；

4）对于无气或少气的油井，需敷设供气管道。

2．单管冷输流程

在出油、集油、输油管线中输送油气水混合物、含水原油和出矿原油，以及在集气、输气管线中输送未经处理和出矿天然气时，采用不需加热的连续输送工艺，一般适用于稀油油田开采初期及中期，辽河油田稀油区块应用较多。

（1）流程优点：

1）流程简单，节省投资，施工速度快，投产见效早；

2）计量站流程简单，设备小。

（2）流程缺点：

1）对油品要求条件高；

2）井口回压高。

3．双管掺活性水流程

油气水三相分离器分出的油井采出水在供热站加热、增压后通过单独的管线送至计量站，经计量站阀组分配、输送到各井井口。热水由井口掺入油井出油管线。热水提高井流温度、降低液相粘度的同时也增加了出油管线的出量。从井口到计量站有两条管线，一条是出油管线，一条是热水管线，属双管流程。

（1）流程优点：

1）对集输困难的油井适应性强；

2）投产容易，停产简单，管理方便，生产安全；

3）不设加热炉，能耗低；

4）井口流程简单，易实现油井集中控制和自动化；

5）井口回压低。

（1）流程缺点：

1）各井掺水量不易控制；

2）计量工艺复杂。

4．双管掺稀油流程

油气水三相分离器分出的油井采出热油在供热站加热、增压后通过单独的管线送至计量站，经计量站阀组分配、输送到各井井口。热油由井口掺入油井出油管线。热水提高井流温度、降低液相粘度的同时也增加了出油管线的出量。从井口到计量站有两条管线，一条是出油管线，一条是热油管线，属双管流程。

（1）流程优点：

1）对集输困难的油井适应性强；

2）投产容易，停产简单，管理方便，生产安全；

3）不设加热炉，能耗低；

4）井口流程简单，易实现油井集中控制和自动化；

5）井口回压低。

（2）流程缺点：