天然气输气管线清管通球计算机仿真系统的设计与实现
长输天然气管道 分段、通球、清管、试压方案
西安—商州输气管道工程线路工程II标段整体通球、清管、试压方案编制：审核：批准：陕西化建西安—商州输气管道工程II标段2010年8月2日目录１１第一章：工程概况 3页第二章：编制依据 3页第三章：试压方案指导思想 3页第四章：施工组织 4页第五章：清管、试压施工方案 6页第六章：清管、试压安全保证措施 13页第七章：分段清管和试压计划 14页第八章：附件 15页西安—商州输气管道工程II标段整体通球、清管、试压方案一、工程概况:西安至商州输气管道工程II标段，由蓝田县蓝桥乡蓝桥西街4#阀室东侧桩号FS151至商州四合村末站FS621，线路总长约，管道规格φ273×材质L290，设计压力为。
整体为东南走向，因二标段管线沿线敷设情况较为复杂，管道经过地段地势起伏较大，管道先后翻越牧护关隧道山脉、黑龙口山、麻街岭山、构峪山、笔架山到达商州未站，全线路最高点在牧护关隧道山顶桩号FS288—FS289里程59+584高程为1326米；最低点位于陈塬街办新西村笔架山西侧山脚下桩号FS597 里程100+462高程为718米，最高点与最低点高差为608米，根据管道高程相差太大的实际情况，II标段管道清管、强度及严密性试验采用气压试验，根据现场实际施工进度情况西商线II标段共分四段进行通球、清管、试压。
二、编制依据1、中国市政工程华北设计研究总院《线路及穿越施工技术要求》、《设计说明书》、《西安—商州输气管道线路工程II标段平面图、纵面图》，本工程施工图设计说明；2、GB50369—2006《油气长输管道工程施工及验收规范》3、GB50424—2007《油气输送管道穿越工程施工规范》4、国家有关技术规范标准及有关法律性文件。
三、试压方案指导思想1、第一段：麻街镇中流村桩号FS520 里程89+051 —洪门河乡桩号FS435里程74+508,此段管道长度,本段地区等级FS520-FS508为二级地区,FS508-FS435为三级地区,试验时就高不就低按三级地区进行试验。
长输天然气管线清管试压方案.
目录1工程概况...................................................................................................................... 错误!未定义书签。
2施工工序 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
3准备工作 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
4管段清管 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
5管段试压 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
6HSE办法......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
天然气管道清管通球操作规程
天然气管道清管通球操作规程集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）天然气管道清管通球操作规程1 适用范围本规程适用于天然气管道的清管通球操作。
本规程规定了清管器或橡胶球清管通球前的检查及通球的操作步骤。
2 操作内容2.1通球前的检查2.1.1 正确穿戴劳保用品，并进行危害辨识和风险分析，落实必要的风险削减措施。
2.1.2 检查压力表、手持可燃气体报警仪、硫化氢检测仪在有效检定周期内。
2.1.3根据通球管径确定相应清管球或清管器，预备两个以上同型号清管球或清管器，将清管球注满水或清管器充足电。
2.1.4用游标卡尺测量球径，过盈量为通球管内径的3%～5%，并进行外观检查，应无重大裂痕并记录。
2.1.5 在天然气管线的暴露部分设置监听点。
2.1.6 关闭通球管线来气计量仪表，防止气量及压力波动过大损坏仪表。
2.1.7 发球站切断外输天然气并放空，收球站切断外输阀，全开收球筒阀，打开球筒排污阀、放空阀。
2.1.8 检查收、发球筒应具有足够的完好性，杜绝对人、环境造成的意外危害因素。
2.2通球2.2.1 关闭发球筒上各连通阀门，开启收球筒的主阀门、倒气阀门，关闭收球筒流程上外输气阀门。
2.2.2 开启发球筒放空阀门，使用硫化氢检测仪进行检测，并制定相应的防控措施。
2.2.3 放空排净发球筒内的气体，确认无压后，使用防爆工具开启发球筒盖。
2.2.4 将清管器放入发球筒，推至发球筒主阀门附近，清管器皮碗应与球筒内壁无缝隙。
2.2.5 封闭发球筒盖，开启清管器信号接收仪。
2.2.6 缓慢开启发球筒供气阀门，待压力平衡后，开启发球筒主阀门。
2.2.7 关闭发球筒流程上的天然气外输阀门压力控制≤0.6MPa，同时观察清管器信号接收仪，确认清管器是否发出。
2.2.8 清管器发出后将发球筒流程倒回正常。
2.2.9 在收球筒处使用清管器信号接收仪探测清管器是否到达收球筒。
燃气长输管道带气通球清管的分析
，
４
Ｑ ０
． ， Ｉ ｄ Ｐ
Ｌ——精 管 器离起点 的距离 ｍ ） Ｐ ｏ — 标准大气 压 １ ． ０ ３ ３ （ ｋ ｇ ／ ｍ ） Ｔ ｎ — — 工程标 准状态绝列温度 ， ２ ９ ３ （ Ｋ ） Ｑ ——发球后累计ｊ 气量（ 标米 ） Ｐ— —球 后平均绝对 压力（ ｋ ｇ ／ ｃ ｍｚ ） Ｔ— —球 后管 段平均绝 对温度（ Ｋ ） ｚ——燃气压缩系数 ｄ— —管 道内径（ １ ３ ｑ ） 将有关数 值代 ＾ 式（ ３ ） ， 可得 Ｌ＝０ ． ０ １ １ ８ ３ ５ Ｔ Ｚ Ｑ ｄ Ｐ （ ０ ６ ３ ０ ） ０ ． ０ ０ ９ ０ １ Ｔ Ｚ Ｑ ｏ ／ Ｐ （ ０ ７ ２ ０ ） １ ． ３ ． ４算 通过一 段路程 所用时间
・
３ ４・
科 技 论 坛
燃气长输管道带气通球清管 的分析
刘 丽 平
（ 中煤龙化煤４ Ｌ ｘ － 有限公 司输 气分公司， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ８ ）
摘 要： 文章介绍 了燃气长输管道带气通球清管的过程 ， 分析 了清管球的运行规律 、 出现 的问题及其解决措施。 关键词： 燃 气长输管道； 清管 ； 清管器
由此可以推算出 作者简介： 刘丽平（ １ ９ ７ 嗽 黑龙江省哈 尔滨人， 工程师， 学士ｊ 毕业于哈尔滨理工大学从 事计量管理工作。
３结论
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Ｏ ． ０ １ １ ８ ３ ５ ＴＱ￣
ＬＰ Ｏ ． ０ ０９ ０１ ７ 《
（ ０ ６ ３ ０ ）
天然气公司清管作业管理规定
天然气公司清管作业管理规定一、目的与范围为了确保某天然气有限公司输气管线通球清管作业的安全平稳，规范清管作业，制定此规定。
本规定适用于某省天然气有限公司所有涉及到通球清管作业的输气管线。
二、职责1、生产运行部组织编制通球清管作业方案、经批准后组织实施；2、安全环保部负责通球清管作业的现场安全监督；3、各输气站负责通球清管作业工艺流程的操作，协助维抢修中心进行清管器的发送与接收操作；4、维抢修中心负责输气管线收发球设施的检查、清管器的发送、接收、跟踪，以及故障处理。
三、清管安全措施1、所有参加清管的人员必须树立‘安全第一，预防为主’的方针，并且必须接受安全教育。
清管前组织作业人员认真学习清管作业方案，明确职责和安全注意事项。
2、参加清管的人员必须听从统一指挥，禁止无关人员进入站场及阀室。
所有工作人员应劳保着装，现场工作人员应佩带统一标志。
禁止将火种带入现场，生产区内禁止一切火源。
3、进入场站车辆必须配戴防火帽，按指定位置停放。
4、站场消防设施器材齐全到位。
5、清管前按清管方案对清管器、收发球筒、收发球指示器、快开盲板、现场工艺流程等进行详细的检查，发现问题及时处理。
6、清管期间尽量保持运行参数稳定，及时分析清管器的运行情况，对异常情况要采取相应的措施。
7、清管期间各站每小时记录一次运行参数，同时做好操作或异常情况的生产记录，并对运行参数进行分析，通讯联系确保畅通，随时向调控中心汇报。
8、收发球流程操作时，操作要平稳，放空、排污更不能猛开猛关，快开盲板的正前方严禁站人，打开快开盲板前必须确认收发球筒压力为零，并保持放空阀处于常开状态，关闭盲板后必须用可燃气体检测仪检测盲板密封是否良好，是否有漏气现象。
9、如果判断接收筒内硫化铁粉较多，打开快开盲板前，必须先向收球筒内注水。
天然气管道清理瞬态模型及过程仿真
- 34 -高 新 技 术天然气是重要的生产和生活能源，确保天然气供给的安全和效率具有十分重要的意义。
但是在连续的供给过程中，天然气管道会出现积液和杂质沉淀，从而阻塞管道内径[1]。
在阻塞情况不严重的情况下，天然气管道有效截面积会变小，从而降低天然气的供给效率。
在阻塞严重的情况下，天然气管道可能被完全堵塞，天然气无法通过、气压不断增高，甚至可能引发爆管等危险事故[2]。
该种情况下，必须对天然气管道进行清管处理，以确保天然气的供应安全和供应效率。
但是，天然气清管操作会受很多因素的影响，如果天然气供给管道自身落差较大，清管器工作时的冲击会对管道造成更大影响[3]。
因此对天然气管道清理过程进行深入细致的分析，构建对应的数学模型，进而对相关因素的影响进行仿真验证，对提升清管效果具有重要的实践价值。
1 天然气管道模型构建为了建立天然气管道清理模型，需要先设定一个涵盖更多可能实际情况的天然气管道物理模型，进而从数学角度对清管过程建立一个瞬态模型。
1.1 天然气管道的物理模型涵盖更多可能实际情况的天然气管道的物理模型，如图1所示。
根据图1可知，管道内部的情况分为4类区域。
第一区间，是一个气体液体多相流动的区间，也是新旧气液相态转换、新气液相态的再生区间。
第一区间的下方是液体积存区域。
第一区间的上方是传输的天然气混合气体。
2个区域之间存在一个边界，边界是动态变化的。
随着管道内、外条件的变化，气态物质中会析出液态物质，液态物质中也可能析出部分气态物质，气、液2种物质不断地动态演化，并在动态过程中达成平衡。
第二区间，是一个纯气体流动的区间。
该区间中没有液体积存，是单纯的天然气混合气体。
第三区间，是液体积存阻塞区间，也是清管要处理的重点区间。
在该个区间中，液体积存面积大，形成了较严重的阻塞，上方气体区间变窄。
在清管过程中，清管球一般放置在第二区间和第三区间的衔接处，在清管球的作用下，液体流动速度较大。
第四区间，是液体积存消除渐进区间。
长输天然气管道分段通球清管试压方案
西安—商州输气管道工程线路工程II标段整体通球、清管、试压方案编制：审核：批准：陕西化建西安—商州输气管道工程II标段2010年8月2日１目录第一章：工程概况3页第二章：编制依据3页第三章：试压方案指导思想3页第四章：施工组织4页第五章：清管、试压施工方案6页第六章：清管、试压安全保证措施13页第七章：分段清管和试压计划14页第八章：附件15页２西安—商州输气管道工程II标段整体通球、清管、试压方案一、工程概况:西安至商州输气管道工程II标段，由蓝田县蓝桥乡蓝桥西街4#阀室东侧桩号FS151至商州四合村末站FS621，线路总长约62.8km，管道规格φ273×5.6(6.5)材质L290，设计压力为4.0MPa。
整体为东南走向，因二标段管线沿线敷设情况较为复杂，管道经过地段地势起伏较大，管道先后翻越牧护关隧道山脉、黑龙口山、麻街岭山、构峪山、笔架山到达商州未站，全线路最高点在牧护关隧道山顶桩号FS288—FS289里程59+584高程为1326米；最低点位于陈塬街办新西村笔架山西侧山脚下桩号FS597 里程100+462高程为718米，最高点与最低点高差为608米，根据管道高程相差太大的实际情况，II标段管道清管、强度及严密性试验采用气压试验，根据现场实际施工进度情况西商线II标段共分四段进行通球、清管、试压。
二、编制依据1、中国市政工程华北设计研究总院《线路及穿越施工技术要求》、《设计说明书》、《西安—商州输气管道线路工程II标段平面图、纵面图》，本工程施工图设计说明；2、GB50369—2006《油气长输管道工程施工及验收规范》3、GB50424—2007《油气输送管道穿越工程施工规范》4、国家有关技术规范标准及有关法律性文件。
三、试压方案指导思想1、第一段：麻街镇中流村桩号FS520 里程89+051 —洪门河乡桩号FS435里程74+508,此段管道长度14.6km,本段地区等级FS520-FS508为二级地区,FS508-FS435为三级地区,试验时就高不就低按三级地区进行试验。
天然气管线系统软件模拟仿真与设计
天然气管线系统软件模拟仿真与设计近年来，随着能源需求的不断增长，天然气一直在全球范围内被广泛应用。
为了确保天然气的安全运输与供应，高效可靠的管线系统软件模拟仿真与设计显得尤为重要。
本文将探讨天然气管线系统软件模拟仿真与设计的关键步骤与技术要点。
在天然气管线系统的软件模拟仿真与设计过程中，首先需要进行管段参数的建模与输入。
天然气管段的主要参数包括管道材料、管径、壁厚、管道长度、介质物性以及工作条件等。
这些参数的准确输入对于后续模拟仿真与设计的结果至关重要。
在建模过程中，需要充分考虑天然气管道所处地区的地质条件、气候环境、交通通行情况等因素，以确保管线系统的安全运行和功能完善。
其次，进行气体流动仿真模拟与分析。
气体流动是天然气管线系统中最为关键的环节，其流动性能对系统的输运效率和安全性有着直接影响。
在仿真模拟过程中，需要考虑气体压力、温度、密度、流速等参数的变化情况，并结合连通节点、调压设备、阀门等附属设施的设置，对整个管网系统进行模拟仿真。
通过对气体流动的分析，可以评估系统中潜在的风险与瓶颈，从而制定有效的优化方案，提高管线系统的运输效率。
同时，天然气管线系统软件模拟仿真与设计还需要考虑系统的安全性与可靠性。
天然气是一种高压、易燃易爆的气体，在输运过程中存在一定的安全风险。
因此，在软件模拟仿真与设计过程中，需要对系统中的风险因素进行全面分析，并采取相应的应对措施。
例如，设置安全阀、检测仪器和报警装置等，以及制定安全操作规程和应急预案等，以确保天然气管线系统的安全可靠运行。
此外，天然气管线系统软件模拟仿真与设计还需要考虑系统的经济性与环境友好性。
在模拟仿真与设计过程中，需要综合考虑管线系统的建设成本、维护成本以及能源利用效率等因素，以找到最佳的设计方案。
同时，还需要关注系统对环境的影响，减少温室气体的排放和污染物的释放，提高天然气管线系统的环境友好性。
在天然气管线系统软件模拟仿真与设计中，不仅需要运用先进的软件技术与工具，还需要结合实际情况与经验知识。
天然气管线通球扫线施工方案
天然气管线通球扫线施工方案天然气管线工程的全长为15公里，由于与道路工程同期施工，工期紧张。
此次通球管径较大，通球距离过长，施工难度大，风险高。
通球扫线是必要的，因为新建管线内会遗留焊渣、尘土、铁锈等物质，对设备损害很大。
通球扫线的目的是清理这些物质，确保设备运行安全。
为保证通球扫线的质量和工期，采用清管器为机械三级皮碗清管器，过盈量较大。
通球结束后，特请各方到场共同验收，最终确认管内干净，无杂物，满足技术规范的要求。
施工组织机构和技术要求包括采用球体为机械三级皮碗清管器，焊接法兰安装发球装置和收球装置或收球网等。
通球作业对管线的要求包括附属设备如阀门要在通球扫线完成后安装，管线使用的弯头为1.5D以上的弯头，折点不大于15°等。
通球过程中必须认真做好记录，对各时段清管器的运行压力、运行时间必须详细进行记录，以此来判断清管器的运行状况及大概的运行距离。
通球工艺包括连接6台12m3/min空气压缩机，在0.25mpa情况下推动清管器行进，完成通球扫线的目的。
To ensure the safe n of the pipe cleaner in the pipeline。
electronic tracking equipment should be prepared。
If the pipe cleaner gets stuck during n。
an nal set of pipe cleaners will be sent to unblock it。
If unblocking is ineffective。
a pipe cleaner with a pulse signal transmitter will be sent to the blockage point。
It will emit a pulse signal。
and the receiver on the ground will move along the pipeline n。
天然气长输管道清管技术
天然气长输管道清管技术天然气长输管道的过程中，还对其进行清管工作作业，这项作业技术能够使我们清楚的了解管道内部的真实情况，如发现内部管道有缺陷还可及时进行维修护理，还能降低管道的成本费用，我国现运用清管技术，它可以准确的获取相关数据信息，为输气管道进行基线评价，整体评估提供参考依据，加强输气管道全面的防护水平，确保管道能长期安全的运行，避免管道被腐蚀穿孔而出现气体泄漏情况。
对此，我们着重介绍了管道运用清管器的种类，在管道清管技术上选择何种清管措施以及长输管道的清管技术涉及的重点内容，为天然气长输管道的清管技术提供参考依据。
关键词：长输管道清管技术清管球清管器我们为确保天然气长输管道在正常运行时的输气效率，要对天然气管道进行及时有效的清管工作，特别是输气管道内因长期使用而聚集的硫化氢腐蚀产物，凝析水以及带进管道里的杂物，防止阻塞输气管道，设备故障，就必须对管道进行定期清管工作的作业。
为保证清管作业的稳定安全，确保清管器发出后能收回。
那么，就必须按照管网的实际运用状况来调整作业区域管道的作业工艺，在不影响下方用户的情况下，进行控制清管器的合理运行速度。
所以，对天然气长输管道的清管技术进行分析探讨有着十分重要的作用。
一、天然气长输管道清管技术中，主要应用清管器的种类有三种1、清管球通常输气管道用的清管球是橡胶材料制作而成的，中间是空的，管壁厚度在3-5 厘米的范围，清管球的上部还有一个密封式的注水排气孔，在注水口处还有用于加压的单向阀门，它有控制球内水量的作用，也就控制了输气管道的过盈量。
清管球具有清除输气管道内部液体及分离介质的作用，但对于块状物的清除能力上相对较差。
2、直板清管器直板管道清管器的主要构架与皮碗清管器的结构基本类似，直板清管器它又分导向板与密封板两种，它的形状呈圆盘形，导向板的直径略小于输气管道的内径；密封板与输气管管内径相比要有一定程度的过盈量，这种清管器能够进行双向运动，它对管道杂物的清理能力特别强，建议在管道进行投产前用直板清管器，因为如果有管道堵塞的情况，可用这种清管器进行反吹作业，从而解除管道堵塞。
输气管道工程整体通球、清管、试压方案
输气管道工程整体通球、清管、试压方案工程概况：本管线为次高压管线，设计压力1.6Mpa，本公司施工的线路为三标段，全长约5Km。
管道干线管径为Ф273，管道壁厚7.1mm，管材为L360有缝钢管。
管道外防腐采用聚乙烯三层结构特加强级防腐。
一、编制依据：1.1. 《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-891.2. 《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-971.3. 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98 1.4. 《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-981.6. 其他相关技术规范二、施工程序：确定总体试压方案→准备工作→吹扫→临时试压设施的制作→强度气压试验→严密性气压试验三、施工技术措施：3.1试压要求：3.1.1依据有关规范的要求，采用空气做试验介质进行强度及严密性试验。
3.1.2安装管线不作通球，分段进行试压和吹扫。
3.1.3吹扫口应选在开阔地段并加固。
3.1.4 每次吹扫管道的长度不宜超过500m，当管道长度超过500m时，宜分段吹扫。
3.1.5强度试验压力为：2.4MPa；严密性试验压力为1.84Mpa。
严密性试压应在强度试压合格后进行，强度试压稳压时间为4小时，严密性试压稳压时间为24小时。
3.1.6每段试压管段应在首尾两端安装压力表和温度计，其安装位置必须在无阳光照射处，压力表精度不得低于0.5级，温度计分度值不小于1℃。
3.2准备工作：3.2.1成立试压组织机构。
3.2.3准备好试验用的空压机、压力表、温度计及钢管、封头、阀门等机具和材料。
3.2.4编制作业指导书并进行工人培训。
3.2.5准备好气压试验的交通、照明及医护设施。
3.2.6试压方案经技术人员向试压人员进行交底。
3.2.7沿线群众的宣传工作已做好，安全设施已准备。
3.3吹扫试压应具备条件：3.3.1吹扫试压前，试压段内的管道应已连通，并经监理检查合格。
3.3.2管道回填工作已全部完成。
天然气集输管道清管工艺流程设计优化
天然气集输管道清管工艺流程设计优化摘要本文通过介绍国内目前清管器收发流程现状，针对收发筒球阀内漏对清管作业操作造成的安全影响，提出了一些基本看法和建议。
关键词清管作业球阀内漏难点对策一、前言为了提高天然气集输管道的输送效率，降低输气压差，清除管道内的凝聚物和沉积物，或者在隔离、置换气体或进行管道智能检测时，需进行清管作业。
清管作业是天然气储运系统投产前或运行中的一项重要工作。
清管系统是天然气集输场站的重要设备，较好地使用清管系统，保证清管系统的功能有效和降低操作风险，实现管道连续平稳输送供气，对天然气集输场站的安全生产具有重要意义。
文章主要介绍了目前管道清管器收、发球筒工艺流程设计在现场的应用情况，并分析使用过程中存在的问题，提出了今后的技术改进措施。
二、管道清管运用情况通常地层条件下的天然气都含有饱和水气，当天然气开采至地面，随着压力、温度变化，饱和水气就会凝析成液态水，水与天然气中的酸性组分生成酸液腐蚀设备内壁，在一定条件下水还与天然气中的组分形成水合物堵塞。
管道中的积液和腐蚀产物会降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。
为了清除管内污物保证输送介质的纯度，改善管道内壁的光洁度，提高管道输送效率，定期开展清管作业很有必要。
此外，在管道投产前或大修后，为了置换空气和干燥管道，管道投运后因内、外壁腐蚀和第三方破坏，需全面了解和掌握管道运行现状时开展的智能检测，都要开展清管作业。
清管收、发球筒工艺流程如图一所示。
集输管道正常生产时，清管收、发球筒为常压，天然气不流经收、发球筒，通过出站阀②进入管道，经进站阀（2）进入下游站场或集输管道。
清管时，将清管器装入发球筒大小头处塞紧，经过倒换流程，控制天然气从发球筒引流（平衡）阀③进入发球筒，推动清管器进入并沿着集输管道继续前进；清管器进入收球筒后滞留在球筒内，天然气经收球筒引流（平衡）阀（3）输往下游站场，经过倒换流程放空球筒后取出清管球。
图一清管器收发球筒工艺流程①-球筒球阀；②-出站（生产）阀；③-球筒引流（平衡）阀；④-球筒放空阀；⑤-球筒与大小头平衡阀；⑴-球筒球阀；⑵-进站（生产）阀；⑶-球筒引流（平衡）阀；⑷-球筒放空阀；⑸-球筒与大小头平衡阀；⑹-大小头放空阀；⑺-球筒排污阀；⑻-注水阀。
天然气长输管道仿真系统的设计
（ｃｏｌ ｆ ｅｏ ｕ ＆ Ｇ ｓ ｎｉ ｅ ｎ， ｈ ａＵ ｉ ｒｔ ｏ ｅｏ ｕ ，ｅｉｇ１２４ ，ｈｎ） Ｓｈｏ ｏ Ｐｔ ｌ ｍ ｒｅ ａ ｇ ｅｒ ｇＣ ｉ ｎ ｅ ｉ Ｐｔ ｌ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｖ ｓｙｆ ｒ ｅ Ｂ ｉｎ ０２９ Ｃ ａ ｍ ｊ ｉ
园 圈
向执行机构下发控制 指令 ， 向上位 机传送现场数据 ； 局 域 网采用 星形 拓 扑结 构 ， 由集 线 器将 各 台 微机 连 接
起来 ， 中一 台计 算 机模 拟 调 度 控 制 中心 ， 外 几 台 其 另 计 算机 分别模 拟 天然 气 长输 管 道 的各 个 站场 ； 流 程 用 板 模 拟 现 场 ， 指 示 灯 和仪 表 模 拟 现 场 的变 化 ， 按 用 用 钮 模拟 现场 的手 动操作 过程 。
的操作都是通过界面来完成 的， 每次操作都直接写入
数据 库 中。界面 实时 从数 据 库 中读 取 一 次数 据 ， 新 更
界面显示。系统仿真软件 中， 据库是核心和枢纽。 数
控制 中心 既可 以独立运 行 ， 可与 站连 接上 运行 。 也
１２． 站 软 件 ． ２
站 软件结 构与 控制 中心 软件 相 似 ， 没 有仿 真 发 但
维普资讯
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Ｎｏ． ４
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天 然气 长 输 管 道仿 真 系统 的设 计
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天然气管道通球通球、清管作业指导书
连云港XX天然气有限公司高压输气管线工程通球、清管作业指导书编制： XX审核： XX审定： XX连云港XX天然气管道工程有限公司目录一、工程概况 (1)二、施工组织设计编制依据 (1)三、施工组织及部署 (1)四、清管|通球施工案 (2)五、安全措施 (6)六、质量措施 (8)七、机具设备表 (8)一、管道清管1。
钢管全部连通和回填后，安装收、发球装置,开挖排污坑。
确认安全、技术措施到位。
管道内注入清水，目的是管道内部润滑和使泥土松软。
2。
装入聚氨酯清管器，在起点后端注入压缩空气，利用空气推动聚氨脂清管器至终点通球清管。
达到使较大杂物被清管器本体带出为止。
3。
球速控制:将压缩空气直接打入钢管，通球速度过快则三皮碗聚安酯清管器易磨损,管道易发生振动，一般应在2～6Km/h 之间，最高时速不超过3 Km/h 。
4.压差范围：当清管器与收球装置间压力为大气压时，清管器与发球装置间压力大于0.2 Mpa 即可推进清管器前行.5。
清管器与发球装置间压力持续升高则表示有卡阻,应分析原因。
清管器正常推进时清管器与发球装置间压力应保持0.2Mpa 左右.当球速过快时,可调节空气压缩机出口阀控制管道进气量，或调节收球端排气阀,均可达到控制球速的目的。
6.卡阻处理方案：通球卡阻时，应按下列优先顺序处理： （1）找出卡阻位置，分析原因.临时发球装制作示意图 临时收球装置制作示意图（2)加压（不得超过设计压力)。
（3）顶管部分卡球处理办法可用双向清管器。
（4）切管取球，连通后再正向推球 .二.管道二次清管1。
装入聚氨酯清管器，在起点后端注入压缩空气，利用空气推动聚氨脂清管器至终点通球清管一次。
这次通球的目的是使较小杂物被清管器本体带出。
2. 管道二次清管完成，拆除收、发球装置，安装试压装置。
3。
分段试压按照设计文件及施工标准规范的要求，分段管道单独进行强度试压、严密性试压。
试压在管道贯通完成后进行。
试压介质采用空气。
天然气高压管道带气通球清管的分析[1] 2
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天然气高压管道带气通球清管的分析摘要：介绍了重庆天然气高压管线清管过程，分析了出现的问题及解决措施关键词：天然气输气管道；清管；清管器l 前言重庆天然气高压管线清管，配气站管线全长80公里，管径DN400，设计压力为4．0Mpa。
在施工过程中残留下来的污物(水、土、砂、石块、焊渣等杂物)和管道投产运行中积存的凝析液及腐蚀物，会影响气质和输气能力、堵塞仪表、降低计量精度，加剧管道内壁腐蚀。
利用清管器清除管内污物是解决上述问题的有效措施，为此，我公司于1999年10月进行了首次带气通球清管作业。
2 通球清管方案2.l 清管器的选择清管器品种较多，可分为清管球、普通型皮碗清管器和智能型皮碗清管器3类。
清管球外层材料为耐磨耐油的氯丁橡胶，公称直径不超过100mm 的清管球一般采用实心球，大于100mm时采用内腔注水的空心球。
清管球在注水不足或管道内污物较多的情况下容易出现卡阻或破损。
鉴于该管道的施工单位较多，作业面较广，在管道内遗留的施工残余物较多，为了确保首次带气清管的顺利进行，决定不采用清管球。
普通型皮碗清管器与智能型皮碗清管器在结构与材料上完全相同，均为3层皮碗结构，皮碗材料为耐油耐磨的氯丁橡胶，并且具有良好的密封性与耐磨性。
两者不同点是智能型皮碗清管器带有精度较高且抗干扰能力强的电子定位系统，在清管过程中一旦出现卡阻现象，智能型皮碗清管器能及时确定卡阻位置，以便采取必要的应急措施。
因此，本次清管作业采用智能型皮碗清管器。
2．2 压力控制(1)清管器后压力的控制清管器的运行速度应适宜，过块容易使管道产生振动，并且清管器容易磨损。
另外，清管作业从上午开始，一般要求在下午供气高峰前完成，由此确定清管器的运行时间为6—7h，清管器的运行速度为lOkm／h。
清管作业时，天津支线清管器后的压力：Poqo／To＝ZPq／T (1)式中：Po一工程大气压力，0．1033 MPaTo一工程状态下的绝对温度，293Kqqo一工程状况(0．1033Mpa，293K)下的供气量，m3／h；q一清管作业时的工作状态下的燃气流量，m3／h；P一清管器后的绝对压力，Mpa；T一发送站的天然气温度，KZ一压缩系数一般清管作业时的压力P<1.2MPa，Z＝l.0；若近似认为T＝To，式(1)简化为P≈Poqo／q＝4×10-3．Poqo ／πd2v (2)式中：d一管道内径，0．414m；V一清管器在管道内的运动速度，km／h。
某油田输气管网运行仿真及方案优选
输气管网优化算法 研究与应用
针对输气管网运行过程中的复 杂性和不确定性，可开展优化 算法研究与应用工作，如机器 学习、遗传算法等，以提高管 网优化方案的质量和效率。
推广数字化与智能 化运营管理模式
在油田数字化转型的背景下， 应推广数字化与智能化运营管 理模式在输气管网领域的应用 实施智能化监控、数据分析与 决策支持等功能降低运营成本 并提高运营效率。
经验教训分享与启示
01
数据准确性对仿真结 果影响重大
在项目实施过程中，发现数据准确性 对仿真结果具有重要影响。因此，在 后续项目中应加强对基础数据的收集 、整理和验证工作。
02
仿真模型需不断完善 与更新
随着油田开发进程的不断推进，输气 管网的实际运行状况会发生变化。因 此，需要定期对仿真模型进行完善和 更新，以适应新的工程需求。
模型参数设置与调整
01
管道参数
包括管道长度、直径、粗糙度等 ，影响气体在管道中的流动阻力 和流量。
设备参数
02
03
边界条件
如压缩机性能参数、阀门开度等 ，影响管网中气体的压力、流量 分布。
包括进口压力、流量、温度等， 以及出口压力、流量等，作为仿 真模型的输入条件。
仿真结果展示与分析
压力、流量分布
虑投资成本、运营成本、节能减排效益等因 素，选择最佳方案。
数据收集与处理
02
油田输气管网基础数据
管网拓扑结构
包括管道起点、终点、管径、长度、阀门等信 息。
输气设备参数
压缩机、调压阀、流量计等设备的型号、性能 参数。
油田产量数据
各油井的产量、压力、温度等实时数据。
数据清洗与整合
数据去重
去除重复记录，确保数据准确性。
某输气管道清管作业方案探讨
2016年第12期工业、生产某输气管道清管作业方案探讨陈倩如1,21.西安石油大学石油工程学院陕西西安7100652.长庆固井公司陕西西安710018摘要：本文以某输气管道的一段检测管段为例，进行了清管前的风险分析和技术准备，制定了合理的清管方案。
关键词：天然气管道风险分析清管作业Discussion on the scheme of pipeline cleaning operation of a gas pipelineChen Qianru1,21. College o f p etroleum engineering ，X i’ an Petroleum University, Shanxi ，X i’ an 710065Abstract ： The paper m ade pipeline cleaning operation by using a length g a s pipeline a s example，and prepared the detail before the work.Key words ：natural g a s pipeline；risk analysis；cleaning operation 随着智能清管器的发展，清管作业可以同时达到管道 清洗和检测管道缺陷的目的，不仅可以清除管内杂质，延 长管道使用寿命；还可以通过测径清管和漏磁检测来了解 管道变形、内外腐蚀、制造安装缺陷、机械损伤以及管道金属异常等方面的情况，分析检测数据，对管道进行完整 性、安全性评估。
1清管器选择传统清管器从简单到复杂，已发展到300多个种类， 主要分为三大类：清管球、机械清管器、用于管道检测的清管器。
常用的清管器有皮碗清管球、直板清管器、测径清管器、漏磁检测清管器等[9]。
智能清管器及智能检测技术是目前掌握管道缺陷情况的重要手段，在开展内检测前需要选择清管器将管道内杂质清理干净，以保证内检测数 据的准确。
通球清扫技术在天津市天然气高压输气管道中的应用
收 器沿管 线行 走跟踪 寻找 ， 接近 阻卡处 时 ， 无线 电接 收 器 发现强 烈震荡 指 示音响 。 发送 前将发 射 机 和 接收 器 均调 整到 工 作 状态 ， 首
图 ３ 收 球 装 置
先将 跟踪 器接 收机放 在该 清 扫管线 位于京 山铁路 北侧 的沟渠 处 ． 球通 过 后再 将 接 收 机先 后 移 至 二号 河 处 及
段管 线 位于天 津 市外 环 线 东半 环 ， 全长 ８ ４ ｍ。管 线 、ｋ 上设 ＤＮ５ ０球 阀两 个 ， ０ ＤＮ４ ０支线 １ ， ０ 条 支线 与干 线
２ 通球清扫方案的制定与实施
２ １ 通球试 压工艺 流程 、
本工 程 尚未进行 总 体压力 试验 。为 防止通球 后 球 体 剥落 物残 留在管 道 内． 定接 通 球 、 压 、 压 吹 扫 决 试 泄 的顺 序进行 ， 球试 压工 艺流 程见 图 １ 通 。
发球方 向
２ 过 盈 量 ６２ ５ ９ｘ８为基 准计 算 。
Ｘ球一
ｚ 道止鼻１
２ ３ 通球 方向 及收 发球位 置选 定 ． 本 工 程起点 卫 国道 桩 号 ０＋０ ０处位 于 外 环 线 内 ０ 侧 沟渠 中， 终点桩 号 ６＋８０处 位于 京 山 铁路 南 侧 ， ９ 地
连接 处 采用 特 制 挡 板三 通 。 沿 线 共 三 处 采 用 架 空 敷
设， 从工 程起 点卫 国道 分 别 为 一号 河 、 号 河 、 山铁 二 京 路北 侧 沟渠 ． 材 采用 帖２ 管 ９×１ ０钢管 。其余 地段 均 埋 地敷 设 ． 材 采用 ４ ２ 管 ５ ９×８钢 管 。 为达 到 管线 带 气 后
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3作者简介见本刊1997年第2期。
天然气输气管线清管通球计算机仿真系统的设计与实现李天太3 方 明 杨军全(西安石油学院) 刘向东 张振文 单吉全(长庆石油勘探局采气厂) 李天太等.天然气输气管线清管通球计算机仿真系统的设计与实现.天然气工业,1998;18(3):69～72摘 要 由于天然气输气管线埋在地下,在通球清管过程中,球的运行情况不能直接观察,管线入口和出口压力在球运行过程中的变化也不能提前预测,也难准确控制进气量,使球能以1m/s 的速度到达出口,为此进行了天然气输气管线清管通球计算机仿真系统的设计与实现的研制。
该仿真系统是在深入分析和研究天然气输气管线清管通球运行规律的影响因素的基础上,以数据库管理、计算机仿真技术和人工智能等新技术为主要工具来开发的。
着重介绍了该仿真系统的总体结构与功能设计,软件编程与调试。
该仿真系统能真实仿真清管球在管线内运行,通过对靖边—榆林输气管线多次清管通球的运行过程实际模拟,其符合率在93%以上。
主题词 天然气 输气管道 清管 设备 数学模拟 计算机应用 随着陕北大气田勘探开发的进一步深入和发展,气田开发工作已经全面展开,气井与气井之间,气井与联合站之间,联合站与用户之间的输气管线也已经全面建设。
这些输气管线的正常运行是大气田正常生产的重要影响因素之一。
输气生产一段时间以后,管内将会积存一些液体和固体杂质,这会影响输气生产的正常运行,所以必须定时进行通球清管。
在通球清管过程中,由于管线埋在地下,球的运行情况(如速度、距离、位置、球是否完好等)不能直接观察到,管线入口和出口的压力在球运行过程中的变化也不能提前预测,而且也难以准确控制进气量的变化,以使球能以1m/s 的速度到达出口。
这些问题都是通球清管过程中必须解决的基本问题。
为此,我们进行天然气输气管线清管通球计算机仿真通用系统的研究和开发。
该系统在深入分析和研究天然气输气管线清管通球运行规律及其影响因素的基础上,建立清管通球运行规律的有关数学模型,完成系统总体结构、功能设计及系统数据管理子系统和清管通球运行仿真子系统的软件编程和调试,使该系统能真实仿真球在管线内的运行情况。
完成后的系统能以图形(动画)和数字等方式显示球运行的距离、位置、速度、入口气压、入口气量的变化,以及球每到一点的环境情况(如桩号、管线通过河流、公路等主要工程,球到什么地理位置或哪个乡村等),该系统能真实地仿真如何控制进气量的变化,以使球能以1m/s 的速度到达出口。
工程技术人员能根据该系统清楚而准确地知道某时某刻球的运行情况、入口压力和进气量的变化情况等,为安全生产提供了必要的检验手段。
系统功能设计系统功能设计以满足用户需求和便于系统实现为前提,以功能完整、统一、实用为目标。
该仿真系统包括数据管理和清管通球仿真两个子系统,这两个子系统的功能设计如图1和图2所示。
系统分析按照《软件开发指南》的要求,进行系统分析是系统开发首先要做的一项基础工作,该仿真数据管理系统软件作为联结库与用户的纽带,以功能全面和方便实用为目标,必须对软件所处理的对象、所处在的软硬件环境以及用户的需求情况等要有比较清楚的了解,才能有的放矢地进行软件系统的设计和开发。
96 第18卷第3期 天 然 气 工 业 储运与地面工程 图1 数据管理子系统功能设计框图图2 清管通球仿真子系统功能设计框图1.数据分析在数据管理系统中,输气管线的环境参数是直接被管理的对象,通过对这些数据的分析,可以发现每个管线的环境参数都不一样,并且具有量大、种类多、数据间关系复杂等特点,这些无疑会增加系统实现的难度;另外还有一些其它数据特性也为系统的开发和实现提出了一些专门要求。
清管通球仿真系统所依赖的数据均来自数据管理系统,此外,还有一些初始条件参数是根据具体拐线来确定的。
2.用户分析数据管理系统及其应用的服务对象(即使用人员)主要可以分为两类:一类是系统管理人员和数据录入人员,他们除了应了解计算机的日常维护和一般操作规程外,同时还应该对该数据管理系统的使用和维护有比较全面和熟悉的了解,尤其对系统管理人员更是如此;另一类人员是工程技术人员和生产管理人员,因为他们是为解决生产和管理的某些实际或具体问题来使用的,所以也只有这类人员的使用才具有更大的实际意义。
这就要求系统在使用上一定要操作方便、简单易用、要有尽可能详细的汉字操作提示。
3.环境分析硬件环境:IBM —PC/XT 386以上微机、V G A 显示器、普通打印机。
软件环境:MS —DOS 3130以上版本、金山汉字系统或UCDOS 3100以上版本、FOXPL US 2110、C 语言。
4.其它性能要求(1)运行结果准确可靠;(2)程序和数据之间要有较高的独立性;(3)系统功能全面;(4)要有较强的容错能力;(5)用户界面友好,灵活通用;(6)具有一定的安全保密措施。
系统总体结构设计该系统从软件结构上分为数据管理系统、清管通球仿真系统、辅助系统3个二级模块,这3个二级模块又分为若干个三级模块及若干个四级模块。
系统总体结构设计框图如图3所示。
图3 系统总体结构设计框图系统工作原理按照系统的结构设计,各系统的工作原理如下。
(1)数据库管理系统系统的数据库管理系统是以行政区域数据库、海拔高度数据库、工程名称数据库、桩号数据库、积液量计算数据库为基础,以计算机应用软件为手段,结合程序化的模块方法,为整个系统提供必要的数据管理和数据服务。
使系统的清管通球仿真子系统可方便地对任何一条输气管线的清管通球进行计算机仿真。
7 储运与地面工程 天 然 气 工 业 1998年5月 (2)清管通球仿真系统清管通球仿真系统是依据数据管理系统所构造的任意一条管线的基本数据,可对任意一条管线的清管通球过程进行计算机仿真,仿真结果能以曲线、数表和屏幕动画的形式输出,以达到为生产决策服务的目的。
此系统所依赖的数据均来自数据管理系统,此外,还有一些初始条件参数是根据具体管线来确定的。
系统的主要功能为:参数输入、仿真运行、结果输出、系统维护。
该系统具有帮助系统和辅助系统。
帮助系统提供了用户使用指南;辅助系统对各子系统的结果进行综合分析,产生综合报告、标准设计文档,并予以显示或打印等。
帮助及辅助系统直属于总控系统,用户可以随意调用。
以上各系统相互有一定的独立性,在总控系统的控制下形成一个集成化的智能软件系统。
计算机仿真理论模型的建立输气管线通球仿真所需建立的基本数学模式包括以下7个方面:(1)沿程压力分布及平均压力计算模式的研究与建立;(2)沿程温度分布及平均温度计算模式的研究与建立;(3)输气量与压力和温度的关系的计算模式的研究与建立;(4)清管球与管壁的摩擦阻力的计算模式的研究与建立;(5)清管球前后段,天然气流动沿程阻力计算模式的研究与建立;(6)积液(析出液)静压引起的压力损失计算模式的研究与建立;(7)积液(析出液)流动的沿程阻力的计算模式的研究与建立。
其详细数学模型见参考文献〔4〕。
系统应用软件的设计与实现该仿真系统以C语言、FOX BASE数据库语言联合实现,使系统具有实用性强、实时性强、仿真度高、速度快、在486以上档次微机上可装载、安全可靠等特点。
系统应用软件的设计主要包括以下几个部分。
(1)总控系统总控系统全部由C语言实现,良好的用户界面,新颖的汉字窗口提示,只需功能键、光标键和回车键便可完成全部操作,简单可靠,灵活方便,十分有利于现场推广应用。
(2)数据库管理系统依据天然气输气管线数据资源的表现形式,选用FOX BASE作为本系统的主语言,以C语言为辅助语言,使系统设计及用户界面更加完善。
数据库由行政区域数据库、海拔高度数据库、工程名称数据库、桩号数据库、积液量计算数据库等5个数据库构成,总共包括24个数据项,内容全面,实用性强。
其逻辑设计是根据数据库系统的应用特点和数据库系统设计理论等而确定的,在关系型数据的模型下确定每一个数据库哪些属性被选作关键字,同时对数据库系统的设计配制诸如安全保密、故障恢复、并行控制、数据完整性控制等功能软件。
数据库管理系统具有数据预处理功能、数据综合管理功能(对数据进行再加工,完成数据的统计计算、统计分析、查询、图形显示、报表生成和输出等)、辅助决策支持系统和用户服务系统。
(3)清管通球仿真系统根据已经设计出的系统总体结构设计方案和各个子系统的功能模块结构设计方案,在满足系统基本需求和各项性能要求的前提下,采取了自上而下和逐步求精的程序设计方法,并确定用C语言作为开发语言。
对于那些能够公用的模块,都将其编写成公用的子程序,供其它模块调用,只要代入不同的参数,就可以实现相应功能。
该系统软件的开发和研制过程,就是在数据分析、用户分析、需求分析、环境分析和系统总体结构设计的基础上,不断地进行程序编写、上机调试和修改完善,以逐步达到设计功能的过程。
系统的标准规范和安全保密措施(1)系统的标准规范为了便于系统的移植推广和扩充升级,我们在设计及实现中采用了一系列标准规范和约定。
如模块设计的标准化、指标体系的标准化、信息采集的标准化、数据库、知识库、模型库和方法库设计的标准化、应用开发环境的标准规范、以至于文件名和变量名命名的标准规范等。
(2)系统的安全保密措施该系统是根据数据库、知识库、模型库和方法库17 第18卷第3期 天 然 气 工 业 储运与地面工程 3孙延祚,1936年生,教授,1961年毕业于莫斯科石油与天然气大学;现为北京化工大学自动化系流量研究室主任。
中国仪器仪表学会理事,流量测量技术与仪表专业委员会委员,国际测量联合会(IMEKO )第九技术委员会委员,美国机械工程师学会(ASME )流体测量协作组(CGPM )成员。
地址:(100029)北京市和平街136信箱。
电话:(010)64284802。
中的相应信息进行推理、判断或科学计算后为清管通球生产提供决策服务的智能化系统。
数据信息的准确无误是系统能够正确运行并作出正确决策和服务的重要保证,系统的安全保密是保证系统正常运行、实现系统功能目标的关键措施。
为此,我们对原始数据、原始知识、原始模型方法和系统源程序的修改或更新都设置了特别的口令予以保护。
通过应用该软件系统对靖边—榆林输气管线多次清管通球的运行过程的实际模拟,并与现场实际记录数据相比较,其符合率在93%以上。
参 考 文 献1 冯叔初等编.油气集输.山东东营:石油大学出版社,19882 姚光镇主编.输气管道设计与管理.山东东营:石油大学出版社,19913 李天太等.输气管线清管通球运行规律及计算方法.天然气工业,1997;17(2)4 中华人民共和国行业标准—石油工业应用软件工程规范.中国石油天然气总公司,1991 审稿人 副教授 王寿熹收稿日期 1997211218 编辑 王瑞兰设计气体流量测量领域中的新技术———气体超声流量计孙延祚3(北京化工大学) 孙延祚.气体流量测量领域中的新技术———气体超声流量计.天然气工业,1998;18(3):72～75摘 要 目前在各工业部门普遍使用孔板、涡街和涡轮等流量计测量气体的流量,这些流量计本身固有的缺点,使它们并不能很好地满足现代化气体计量的需要。