沙特农业部长距离输水管线水力计算公式比选

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Ｘ８ ｅ ｎ
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（ ＡＷ Ｗ Ａ ）
２ 规范推荐公 式
美 国 自 来 水 厂 协 会 （ ｍ ｒ ａ ｔｒＷｏｋ ｅｉ ｎＷａ ｒｓ Ａ ｃ ｅ
， ＿ 一 — ■ 豆—
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一
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Ｃｈ． ２ ， ｂｄ Ｉ ｇ ４
Ａ ｓ ｉｉ ，简称 Ａ ｓ ｃ ｔｎ ｏ ａｏ ＷＷＡ ）标准 、《 室外给水设计
（ ）油井 参数 优化 。管 理 系统通 过对 油井 历史 报 警 信 号 ，报 警 信 号 通 过 Ｒ Ｕ与井 场摄 像 机 及 语 ６ Ｔ
油井 生产 预测 等功 能 ，为油 井设 计 、油井 生产 、作 摄像 机监 视 ，语音 提示 入侵者 远离 井场 。
业维护等提供合理方案。
３ 安 防系统
沙特 农业 部长 距离输 水 管线是 中石化 国际 石油
工程 有 限 公 司与 沙特 签 署 的 国际 Ｅ Ｃ Ｐ Ｃ项 目，主要
达西 （ Ａ Ｃ Ｄ Ｒ Ｙ）公式 为
Ｌ ． ２
包括 １０ｋ ８ ｍ输 水 管线 、２ 加 压 泵站 和 ｌ 螺旋 泵 座 座 房 。设 计关 键 点是 管道水 力计 算 和壁厚 的确 定 。该 项 目采用 国际通用 软件 确定 了壁厚 ；水力计 算 包含 沿程 水头 损失 和局 部水 头损 失 ，而局 部水 头损 失可 取 沿 程 水 头 损 失 的 ５ ～１％或 利 用 公 式 计 算 确 ％ ０ 定 。因此本 文重 点讨 论沿 程水 头损失 的计 算方 法 。 式 中 矗 为沿程 损失 （ ； Ｃ 为 海 曾一 威廉 系 ， ｍ） ＾ 数 ； Ｑ 为 管 道 流 量 （ ／） ｄ为 管 道 计 算 内 径 ｍ。 ； ｓ （ ； 为管段 长 度 （ ； ，为沿程 阻力 系数 ； ｇ ｍ） ｍ） １ 为重 力加 速度 （ ／ ） Ｃ为谢 才 系数 ； ｉ ｍｓ ； 为水 力坡 降 ； Ｒ 为 水 力 半 径 （ ； ０为 流 速 （ ／） ７为 ｍ） ｒ ｍｓ； ／ 粗糙 系数 。 谢才 （ＨＥ Ｙ）公 式 为 Ｃ Ｚ
规 范 （ Ｂ５ ０３ ２０ ）》 建 筑 给水排 水设 计规 Ｇ ０ １－ ０ ６ 、《 范 （ Ｂ５ ０５ ２ ０ ，２ ０ ： ）》 及 其 他 规 范 Ｇ ０１— ０ ３ ０ ９年版 标准 推荐公 式 见表 １ 。
曼宁 （ Ｎ Ｎ ＭＡ Ｎ Ｇ）公 式 为
ｈ６ｎ （ Ｗ） ｆ．２ Ａ Ａ ＝７ ３饕 Ｗ
算 ，而宜用柯式或通过试验对其进行修正。 距 。按 照 国标 计 算 的总 扬 程 选 泵 比按 Ａ ＷｗＡＭｌ ｌ 与上 述类 似 ，用谢 才公 式计 算 时 ，如果管 径 大 算 出 的总 扬 程 选 泵 ，每 台泵 功 率 高 约 １５ｋ ，１ ７ Ｗ ４ 于 ２ｍ时不应 采 用曼 宁公 式 ，应 采 用 巴甫 洛夫 斯 基 台将增 加 ２ ５ Ｗ ，投资 势必大 大增 加 。 ０ ４ ｋ 公 式 ，其 适 用 管 径 可 达 １ ２ｍ，对 一般 输 水 管 道 已 针 对 上 述 问题 ，采 取 在 ０～３ｍ。 流量 之 间选 ／ ｓ 完 全足 够 。 取 １ 个 点 ，在 同 一 个 数 轴 上 绘 出 Ｃ ＝ ２ 、 １０ ４ １０ ３ 、
１ ０２（ ５ ０ｍ ６ ） ５ ． １ ０ ｍ＝ ０ｉ 不一致 。 ｎ
（ 目主持 栏 张 秀丽 ）
根 据 国 内规 范 Ｃ ＝ ２ 算 出一 级 加压 管 段沿 程 ＾ １０ 油矗 田地 面工程 Ｉ ｌ （ｔｐ／、 ｙ ｔ ｍｇ ．。 ｎｔ ：／＾ Ｍ ｑ ｄ ｃｃ ｍ） 一４ — ９
安全 基 数 ，必 须从 设 计抓 起 ，在 设 计 时根 据相 关设 计规 范及 生 产经验 ，通过 不断 改进 ，使 整个
油 田站 外 集输 系统本 身具 有 安 全性 ，最 终达 到本 质 安 全 。应 选择 适合 安 全 生 产的 各种 设备 和 工
艺流 程 ，从 源 头上使 油 气集输 系统 具有 完善 的安全 防护 功能 。
沙特项 目甲方建 议采 用 内衬水 泥砂 浆 螺旋焊 接 钢管 。已知输水 管线 流 量为 ２３４８ｍ ｓ ．１ ｇ ，应 用 国际
通用软件计算出的螺旋焊接钢管 Ｄ＝ ０ ｍ （ １ ０ ５ ｍ 外 径 为 １５ ４ ｍｍ、前 段 壁 厚 为 ９５ ｍ、 后 段 为 ２ ． ｍ ３
（ ）井 场视频 系统 。丛 式井 场安 装摄 像仪 。摄 １
信号或井场摄像机发现有异常情况时，系统触发室
外广 播 ，语音 提示 入侵 者远 离井 场 。
（ 目主持 栏 张秀丽 ）
像仪与采油树 阀组水平距离 ≥９ｎ ，全天候实时采 ｉ 集井场安全及生产视频信息 ，并将信息实时远传 ，
结合公式适用范围、安全可靠性、投资等因素采用Ａ ＷＷＡＭ１ 的 ｃ ＝ ５ ． １ ＾ １０ 进行水力计算。 ４ 关键词：长输管道 ； 水力计算 ；海曾一威廉 系数 ； 水头损失
ｄｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１０ — ８ ６２ １ ．．２ ｏ： ． ９ｊｓ ． ６ ６ ９ ． ２７ ５ １ ９ ．ｓ ０ ０ ０
油气 田地 面工 程 （ｔｐ／、Ⅵｗ． ｔ ｍｇ ．。 ｈｔ ：／Ⅳ ， ｙ ｄ ｃｃ ｍ） ｑ
一４ — ７
第 ３ 卷第 ７ （０２ ７ 规划设计） １ 期 ２ １． ）（ ０
站外集输管道本质安全设计
李 清作 大庆 采油 油田 二厂
摘要 ：萨南油田油气集输站外管道危险源多、事故危害大，为 了消除安全 隐患 ，提 高系统
１ ． ｍ） 流 速 ＝ ． ８ ２ ｍ ｓ Ｒｅ： ．８ ０３ ｍ １ 、 １ ４ ／、 ３ ２１ ５Ｘ
பைடு நூலகம்
图 １ Ｑ ～Ｈ 曲线
根 据 图 ｌ Ｑ—Ｈ 曲线 ，结 合 公式 适 用 范 围 、 中 １。 流。该材质 的输水管线沿程水损计算不适 ０、紊 安全 可靠性 、投 资 等 因素与业 主及 监理 一起 反复 分 合采用达西公式和谢才公式 ，应选用海 曾—威廉公式。 析 、讨 论 ，各 方 一致 同 意采 用 Ａ ＷＷＡ Ｍｌ 规 定 的 ｌ 在计算 中，国内规范规定海曾～威廉系数 Ｃ ＝ Ｃ ＝ ５．进行水力计算 。 ＾ １０ ４ １ ０ ３ ，与 Ａ ２ ～１ ０ ＷＷＡＭｌ 规定 的 Ｃ ＝１０ ．７ １ ＾ ４ ＋０１ ｄ＝
量 、单井 耗 电量分 析 、抽油 机井 实时 工况 分析 与故 障诊 断等 。 数 据 的分 析 及 当前 工 况分 析 ，实 现 当前 工况 诊 断 、
态 、静 态 数 据 ，计 算 机 终 端 实 时实 现 远 程 液 量 计 及 时发 现现场 异常情 况 。 （）互射 式 电子 围墙 。丛式 井场 边界 土堤 外安 ２ 装 电子 围墙 。 当入 侵者 遮 断红外 线光束 时 系统 产生 音报 警 系统连 锁 ，发 出报警 信号 ，触 发室 外广 播和 （）语音 报警 。在 丛式 井场 通讯 杆上 安装 室外 ３ 广 播 ，用 于井 场 语 音 报 警 ， 当 电子 围墙 触 发报 警
关键词 ：萨南油 田；集输管道 ； 本质安全 ；安全距离 ；安全基数 ； 敷设 ；标志桩
ｄ ｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１０ — ８ ６２ １ ．．２ ｏ １ ． ９ｊｓ ． ６ ６ ９ ． ２７ ６ ： ９ ．ｓ ０ ０ ０
目前 萨 南 油 田 共 有 各 类 油 气 集 输 站 外 管 道 统本 身具 有安 全性 ，最 终达 到本 质安 全 。站外 管道 ５００ｋ ０ ｍ以上 ，主 要用 来将 采 油井 、计 量 间 、转油 站 、脱水 站等 站库 设施 连接 起来 ，使 之构成 完 整 的 主要 敷设 方式 宜 为埋地 敷设 ，在 设计 时 除了要 满足 其强 度 、流量 等要 求外 ，还 应注 意管 道线 路布 置和 油气 集输 生产 流程 。站 外集 输管 道危 险源 多 ，事故 管道 穿越 问题 。 危 害 大 ，为 了 消除 安全 隐患 ，提 高 系 统安 全 基 数 ， 就必 须从 设计 抓起 ，在设 计 时根 据相 关设计 规 范及 生 产经验 ，通 过不 断改进 ，使整个 油 田站 外集 输 系
第 ３ 卷 第 ７ （０ ２ ７ 规 划设计 ） １ 期 ２ １． ）（ ０
沙特农业部长距离输水管线水力计算公式比选
任 重 海 中 原油田勘察设计研究院
摘要 ：沙 特农 业部 长 距 离输 水 管 线主 要 包括 １０ｋ ８ ｍ输 水 管线 和 ２ 加 压 泵站 。水 力计 算 包 座 含 沿程 水 头损 失 和局 部 水 头损 失 ，而局部 损 失 可取 沿程 水 头损 失 的 ５ ％～１％或 利 用公 式 计 算确 Ｏ 定 。 海 曾一 威 廉公 式适 用 于各 种 不 同材质 管道 的水 力 计算 ， 简单 易用 ，被 广 泛运 用在 管 网水 力 计算 中，且 欧 美国家采 用的水 力计 算公 式和 配水 管 网计 算软 件一般 多用 海曾一成 廉公 式。该项 目
海 曾一 威廉 公式 适用 于各 种不 同材 质管 道 的水 １０ ５ ４ 、１０四条 Ｑ～Ｈ 曲线 ，见 图 １ 。
力计算 ，简单易用 ，被广泛运用在 管网水力 计算 中 ，且 欧美 国家采 用 的水力 计算 公式 和 配水管 网计 算 软件 一般 多用海 曾— 威廉 公式 。
５ 比选 和 应用
１ 管道 线路布置
（）集输 管道 与架 空输 电线 路 。集输 管道 与架 １
修 正公式 计算 结果 ：小 口径 管偏 安全 ，中等 口径管 损失为 ８ ．３ｍＨ ；Ａ ５８ Ｏ ＷＷＡＭｌ 规定 Ｃ ＝ ５ ．算 ｌ ＾ １０２ 与柯 式 吻合 较 好 ，大 口径管 误 差 在 ７ ％以上 。 因此 出一 级 加 压管段 沿 程损 失 为 ５ ． ６６ ｍＨ ；二者 相 ７ Ｏ 认 为 ：布式 不宜 用于 大 口径 塑料 管或 塑料 内衬 管计 差 ２ ． ９１ ｍＨ， ，这 在 泵 扬 取 上 是 一 个 大 差 ６ Ｏ 程选
：
Ｃ
， Ｃ ： Ｒ
１ 常用 的水力计算公 式
管 道 沿 程 水 头 损 失 是 水 流摩 阻做 功 消 耗 的能 量 ，不 同流态遵 循不 同规 律 ，计 算 方法也 不 同 。 海 曾一 威廉 （ Ａ Ｅ —ＷＩＩＭＳ Ｈ ＺＮ ＬＡ ）公 式为
ｈ ： — ６ Ｑ ｒ １ ５ ０ ｘ