数字化技术在天然气长输管道中的应用分析

2020-11-27康义平

商品与质量 2020年29期

康义平

中煤航测遥感集团有限公司陕西西安 710199

我国的科技领域正在高速的发展中，各个层面都有了前所未有的突破性进展，随着电子计算机、仪表自动化技术、通信技术及信息技术的发展，目前已广泛采用数字化技术来完成对天然气管道建设、生产、输送、自动监控等工作。

1 现代数字艺术简述

现代数字艺术是借鉴现代数字及信息技术的一种艺术表现形式，在构造内涵上，它融合了数字技术、元素设计以及互联网传播媒介，普遍具备独立的审美价值，同时它又专指通过计算机程序处理的与艺术有关的平面、影音以及动画等艺术作品；在具体表现方式上它包含了数字影像、数字媒体、VR 虚拟现实以及AR 交互体验等内容，是可以借鉴现代数字技术进行视觉表现的艺术表达方式。总之，数字艺术指的就是以数字科技的发展和全新传媒技术为基础，将人类思维和艺术感觉巧妙融合的一种艺术形式，数字艺术的作品是通过数字的手段实现的，其实现形式包括录像、动画、摄影、图片等内容。

2 数字化技术在天然气长输管道中的应用

2.1 天然气长输过程的数字化

在现阶段的天然气实际长输过程当中，需要对其展开数字化处理，根据各个具体的输送环节，加强实时性的管理以及检测。只有这样，才可以保证其长输的自动化水平与能力。在实际长输过程当中，需要运用SCADA 系统，在单气井产出天然气，之后通过气站进行分离处理作业，经过压缩设备将其输送到相应的管道当中，在通过尝试按斤的管道输送之后，保证天然气长输的顺利完成。对于天然气井场而言，需要安装相应的白控设备以及传感设备，把现场的具体生产作业情况，经过互联网直接传输到控制中心当中，实现实时性的监测，对气井实际生产作业的情况进行监测与控制。在井场上面应该安装相应的装置设备，对其生产天然气的情况进行科学合理的调节，更好的控制其输送方面的压力与复旦，避免天然气形成相应的水合物，防止对气井实际生产作业产生不良的影响。因此，在运用数字化技术对天然气长输过程进行处理的时候，需要逐步提高其数字化水平[1]。

2.2 生产运行

（1）运行管理。实现对数字天然气长输管道运行过程中的温度、压力、流量、密度、介质等基础参数进行实时监控，针对异常数据实现报警统计功能；通过天然气管道输送天然气计划和工艺调整方案，自动生成日常运行统计台账、运行日报、运行月报等分析报告，建立管道调度优化和仿真模拟模型，实现全管网独立运行与组网运行等不同工况下的调度排产优化和管线运行模拟演练功能。

（2）管网调度优化。以天然气长输管网为基础，在考虑管网的站场操作约束等约束的基础上，综合考虑满足现场管网调度计划所需的约束条件，探索出适用于天然气长输管网的优化算法，建设调度计划自动编制软件，实现全管网调度计划的快速编制。管理者通过输入管网初始状态、首站输气计划及分输站需求信息，系统可以自动进行计算，生成合适的批次调度计划，优化生产运行。

（3）在管道工程和站场工程的施工阶段，实施对施工过程数据采集和监理检查。在施工现场，可以对设计数据、图纸进行查询查看，如果现场没有网络环境，可以提前将需要的数据、文档进行下载。在施工提交和上报施工数据阶段，可以在线填报，也可以离线填写，统一保存，待有网络的时候，统一上传同步。施工数据采集除了可以上传数据、文档意外，还可上传施工照片。

2.3 管道智能巡检系统

数字天然气管道正式投入运营过程中，数字天然气管道长期放置在野外，并未安排相关人员对数字天然气管道进行看管，促使数字天然气管道存在着诸多安全隐患，即包含人为因素、自然条件因素等多个方面。为了保证数字天然气管道的安全、稳定、高效的运行，需定期对数字天然气管道进行维修检查，将安全隐患予以排除。为了提升维修排查的工作效率，可以采用数字天然气管道智能巡检系统，实现现代化管理、信息化管理。数字天然气管道智能巡检系统主要利用CPS 技术、GIS 技术以及计算机通信技术等多种数字技术构建，通过对数字天然气管道数据信息进行采集管理，最大限度地保障了数字天然气管道的安全运行[2]。

2.4 泄漏测算

在线泄漏测算功能可根据从实时数据库中获取的管道运行参数和输入的泄漏位置与模拟时间段，自动测算该时段内的泄漏累积量；也可以采用离线泄漏测算，通过EXCEL 表格导入离线运行参数，根据离线参数，实现泄漏量的累计计算。同时系统在地图中显示泄漏位置，并以趋势图的形式显示泄漏点的计算结果。泄漏量测算程序和孔径预测程序拆分为两个独立模块。在泄漏孔径预测计算结束之后将孔径预测结果予以显示，可根据历史数据对泄漏孔径的预测结果进行修正，由操作人员决定采用泄漏孔径预测值或是手动输入泄漏孔径，继而进行下一步的泄漏量估算。

2.5 虚拟化技术的研究

对于天然气管道建设方面，将继续工程虚拟化技术的研究，进行施工组织、施工过程模拟，虚拟装卸，模拟吊装，安全分析等虚拟化研究，并对建设过程中的施工数据、人机定位等信息进行采集，掌控现场进度，指导现场安装。针对运维方面，在虚拟的数字化管道中，对天然气管道设计及周边环境进行模拟，比如特殊工况的模拟，火灾、泄露等特殊场景模拟，可以用于人员的逃生培训，消防演练等，从而保证生产安全运行。