长输管道天然气集输管网优化设计建议

闫飞

摘要：伴随着人们对天然气的需求越来越大，天然气开发的规模也在增加，集输管网覆盖的面积也在不断扩大，网络系统也变得相对复杂，长输管道还是需要进一步的优化以及完善，才可以最大限度保障天然气的长输管道的运输是安全的，会降低对人们产生危害的可能，并且可以有效促进企业经济的稳定发展。

关键词：长输管道;天然气;集输管网;优化设计

前言：

伴随着天然气开发的规模不断增加，集输管网随之增多、系统也越来越复杂，其中管网还是主要使用放射状、枝状、换装等等形式进行安装，其管道之间还有交叉，在连接的点还有问题以及不协调的地方，与此同时，这些问题还需要在集输网设计安装之前或者在使用中有充分的考虑。对集输管网不断的优化完善不但保证了成本低廉，关键是使用安全，还对天然气生产与管理提供方便。

一、优化管网系统中设置布局

天然气集输管网的布局是集输系统的规划以及优化最重要的内容，天然气集输系统管网在布局设计之前是优化集输系统规划设置的重要步骤，在设计规划之前，应该按照要求对天然气支管道的走线还有地点的选择进行合理的布局，经过优化可以促进既要满足天然气生产开发的工艺、现场的条件、成本等条件，还需要满足投资小、安全的要求。

（一）优化天然气井组地区规划

天然气田集输的系统是依据天然气储存的资源能量、开发集输的水平以及实际的地理条件等，可以分成单个气井独立连接管网的输送和多个气井组合在一起进行集输两种方法[1]。其中气田的规模比较大，开采生产的气井数量大于气田，为了有效提升设备的利用效率，经常会依据生产需要把现场所有的气井划分成小组，对同一井组的开采气资源使用同一个集输站进行集输的处理。对井组区域的划分优化就是为了保证集输管的长度、直径等使其处于有利于减少成本的前提。

（二）优化集输地点选址规划

集输地点是天然气集输的储存以及中转的装置，所以在天然气集输管网系统进行优化的时候，应该对集输的地点进行科学的选址，一方面保证气井集输气站的地点、数量有没有符合井组的隶属，另一方面要保证气井集输的数量、距离科学合理，关键是节约投入成本。其中天然气田集气站的数量还会直接影响油田的生产的成本，集输场站的地理位置布置会直接和集输管网线连接、管网结构布局形式有关系，天然气集输管网管道安装的成本每公里最高会达到万元，但是管道又是整个集输系统中重要的设施，投入资金最大的部分[2]。所以，优化集气站的地理位置，会有效减少集输管线的长度。

通常的情况，天然气井的地点基本上是在油藏设计以及设备设施安装之前就确定好了，还有是依据天然气资源的分布以及资源的开采难易程度等等条件决定的;集气站的建设通常设置在同一组隶属气井位置分布的地区中。但是我国的额天然气田地面集输安装设计大多数分成：二级分布安装;三级分布安装、根据天然气田的实际情况对天然气集输站布置设计规划进行合理的优化，就可以对集中的气井以及集气站依据辐射形网络进行安装，最后再经过树枝状的结构系统把每个集气站连接在集气的总站，变为井组--集气站--集气总站的规划布置。

（三）優化干支管网布局

气井和气井所属集气站在合理连接的基础上，连接干支管网布局。以往的天然气集输管网在设计布局的时候，通常是依据数学论和集合论中的图论分布知识进行分析，包含着集输管网系统中设置一个独立的集气总站、使用多交叉树枝网络状连接两种[3]。但是在对天然气集输干支管网进行优化分析的时候，还是要用田安琪输送管总长最小、总的流量分布最均匀作为目的，为此作为依据对集气站的管网连接干线以及直线等，然后科学的调整，保证干支管道气体的传送顺利安全。主要还是考虑四个方面：1、连接方式使用树枝状管网对干支管网进行优化，能合理安排管网的连接以及布局。2、树枝状管网在中心集气站的地点选择，能保证集气场站可以连接在总站，保证集气管最短。3、依据树枝网络的方式进行干支管网布局的确定。4、将管网布局引入其他的集散地点，依据集散优化的理论对干线、直线等进行合理的布置。

二、优化管网设计

要想优化天然气管网，不但需要将其布局进行优化，还得优化天然气集输的管网设计。并且在安装之前还需要设计人员合理科学设计管网，充分了解不同集输管网的直径在多大最合适，将自己的专业知识和自己的工作经验与实际情况结合在一起，使用不同的方式对管道流经量与压力等数据进行研究，找到节省资金、减少成本的最优化设计方案。设计师在计算天然气集输管网系统成本的时候，应该明白不同的变量参数之间的关系，使用连续变量的函数模型计算。一方面提升整个系统结果的收敛，另一方面有效解决设计变量在优化条件的极值问题。根据这些得到问题的最好解决，得到天然气集输管网设计数据的适用性。把气田的生产设备进行布置优化，保证企业的资金可以合理的被使用。在集输管网最开始设计的时候，应该将降低企业的投入成本作为设计理念，还应该保证管道的安全，有效提升整个系统的科学性，找到最合适的建设方案。

结语：

天然气在生活中越来越常见，也成为生活中重要的一部分，甚至是整个城市的发展必须用的原料。然而长输管道天然气集输的管网系统可以运输能源。一般来说，长输天然气集输管网系统中的距离跨度都比较大，周围的环境比较复杂，并且由于建设、管理等因素的影响，会影响集输管网系统在使用中有安全隐患的存在，这些安全隐患对人们的生命、财产都有一些威胁。所以，有效降低集输管网系统运行中含有风险的因素，是目前长输集输管网优化设计应该考虑的问题。

参考文献：

[1]方忠，徐勇俊. 探究长输管道天然气集输管网优化设计[J]. 化工管理，2021，{4}（12）：193-194.

[2]段振茹. 长输管道天然气集输管网优化设计探讨[J]. 石化集输，2019，26（05）：318+341.

[3]秦志坤. 长输管道天然气集输管网优化设计探析[J]. 石化集输，2018，25（02）：159.