油氣集輸課程設計---站內(nèi)管徑及壁厚設計

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　院（系）:石油與天然氣工程學院 專業(yè)班級:油氣儲運工程071</p><p>　　學生姓名: xxxxx x 學 號: 200744xxxx </p><p>　　設計地點（單位）_____ ___G304____ __ _

2、______ __</p><p>　　設計題目: 2﹟低溫集氣站的工藝設計 </p><p>　　——站內(nèi)管徑及壁厚設計 </p><p>　　完成日期：2010年7月2日</p><p>　　指導教師評語: _______________________________________</p>&

3、lt;p>　　____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ </p><p>　　成績（五級記分制）:______ __________

4、 指導教師（簽字）:________ ________ </p><p>　　2﹟低溫集氣站的工藝設計</p><p>　　—站內(nèi)管徑及壁厚設計</p><p>　　摘 要：本文根據(jù)課程設計任務書，進行2﹟低溫集氣站的工藝設計中站內(nèi)管徑及壁厚的設計。設計中我們主要通過氣井產(chǎn)量、進站壓力及進站溫度等數(shù)據(jù)，并根據(jù)公式計算管徑及壁厚，最后通過選型設

5、計出合適的管道。</p><p>　　關(guān)鍵詞：天然氣 管徑 壁厚</p><p>　　天然氣從井口出來，計量后進行一次節(jié)流。一次節(jié)流后的天然氣必須滿足不生成水合物的最低溫度和壓力的條件（此前為第一段管道的設計）。此后的天然氣在管道內(nèi)注入適量的抑制劑，并進行換熱器換熱作業(yè)，在進入分離器之間進行二次節(jié)流（此前為第二段管道的設計）。二次節(jié)流的后，使天然氣壓力達到出站壓力6MPa，并使天然氣的

6、溫度進一步降低（此為第三段管道的設計）。</p><p>　　在此次設計中，我們是通過壓力和密度來確定管道的經(jīng)濟流速，再根據(jù)流量和經(jīng)濟流速來確定管徑，管道壁厚。最后根據(jù)管徑和一系列參數(shù)來選型并確定合適的管道。</p><p><b>　　相對密度</b></p><p>　　1.1天然氣相對分子質(zhì)量</p><p>　　

7、根據(jù)課程設計任務書中氣體組成（%）：</p><p>　　-82.3，-2.2，-2.0，-1.8，-1.5，-0.9，-7.1，-2.2由氣體的相對分子質(zhì)量公式： </p><p><b>　　即：</b></p><p>　　得出：M= 16×82.3﹪＋30×2.2﹪＋44×2.0﹪＋58×1.8﹪

8、＋72×1.5﹪</p><p>　?。?6×0.9﹪＋34×7.1﹪＋44×2.2﹪</p><p>　　1.2空氣相對分子質(zhì)量</p><p>　　查表得到空氣的相對分子質(zhì)量是28.97。</p><p><b>　　1.3相對密度</b></p><p&g

9、t;　　天然氣的相對密度用符號S表示，則有：</p><p><b>　　S==</b></p><p>　　式中，分別為天然氣的密度和相對分子質(zhì)量；</p><p>　　分別為空氣的密度和相對分子質(zhì)量。</p><p>　　代入數(shù)值，得出 ： </p><p>　　即計算出氣體的相對密度S

10、為0.724。</p><p>　　2 第一段管道的設計（第一次截流降壓前）</p><p>　　2．1壓縮因子的確定</p><p>　　表1 基礎資料：每口井的產(chǎn)量、進站壓力及進站溫度。</p><p>　　由井口1、2、3、4、5、6的相對密度均為S=0.724；對于凝析氣藏氣，當相對密度S≥0.7時根據(jù)公式：</p>

11、<p>　　帶入S=0.724計算得： </p><p>　　2.1.1井號1、2、3天然氣的壓縮因子Z</p><p>　　根據(jù)公式可算得天然氣的擬對比壓力及擬對比溫度:</p><p><b>　　， </b></p><p>　　對于井號1、2、3的進站壓力及溫度均相等，則根據(jù)公式可得它們的壓縮

12、因子也相同。代入數(shù)值可算得：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　查圖1，當；</b></p><p><b>　　時，</b></p><p><b>　　時，</b></p><p>　　由內(nèi)插法

13、得出當 時，</p><p>　　有： </p><p>　　對于井口1、2、3可得天然氣一次節(jié)流的壓縮因子為： </p><p>　　2.1.2井號4、5、6天然氣的壓縮因子Z</p><p>　　由1表：井號4的進站壓力及溫度</p><p>　　由公式帶入算出： ；<

14、/p><p>　　由1表：井號5的進站壓力及溫度</p><p>　　由公式帶入算出： ；</p><p>　　由1表：井號6的進站壓力及溫度</p><p>　　由公式帶入算出： ； </p><p>　　對于井口4、5、6查圖1得：</p><p><b>　　當 時 ，。</

15、b></p><p><b>　　擬對比壓力Ppr</b></p><p><b>　　擬對比壓力Ppr</b></p><p>　　圖1 天然氣壓縮因子圖版</p><p><b>　　2.2流量的確定</b></p><p>　　由：

16、 </p><p>　　根據(jù)表格1的數(shù)據(jù)代入公式：</p><p><b>　　井口1： </b></p><p><b>　　井口2: </b></p><p><b>　　井口3： </b></p><p><b>　　井口4： &

17、lt;/b></p><p><b>　　井口5： </b></p><p><b>　　井口6： </b></p><p><b>　　2.3密度的確定</b></p><p>　　由在某壓力和溫度下的密度公式為：</p><p>　　對于井號1

18、、2、3的進站壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為： </p><p><b>　　對于井口4： </b></p><p><b>　　對于井口5： </b></p><p><b>　　對于井口6： </b></p><p><b>　　2.4流速的確定&

19、lt;/b></p><p><b>　　由經(jīng)濟流速公式:</b></p><p>　　2.4.1對于井號1、2、3的進站壓力、溫度及密度都相等的情況下有：</p><p>　　2.4.2對于井號4、5、6有：</p><p><b>　　2.5管徑的確定</b></p><

20、;p>　　由進氣管道直徑公式：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　可得： ；</b></p><p>　　同理得： m ； </p><p><b>　　m ； </b></p><p><b

21、>　　m ；</b></p><p><b>　　m ；</b></p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　2.6壁厚的確定</b></p><p>　　由進氣管壁厚度公式：</p><p>　　---管線

22、壁厚，mm</p><p>　　P---管線的設計工作壓力，；</p><p>　　d---管線內(nèi)徑，mm</p><p>　　---焊縫系數(shù)，無縫鋼管，直縫管和螺旋焊縫鋼管=1，螺旋埋弧焊鋼管=0.9。--鋼材屈服極限，</p><p><b>　　F---設計系數(shù)</b></p><p>　　

23、C---腐蝕余量，當所輸油，氣中不含腐蝕性物質(zhì)時C=0；當油氣中含有腐蝕性物質(zhì)時可取C=0.51mm。</p><p>　　取優(yōu)質(zhì)碳素鋼20的245Mpa ; F取0.5; C取0.8mm;取無縫鋼管=1;</p><p><b>　　得出： </b></p><p><b>　　同理： </b></p>

24、<p>　　第二段管道的設計（第二次截流降壓前）</p><p>　　3.1第二段管道設計匯合前</p><p>　　第一次截流后目的是使從井口出來的天然氣達到不生成水合物的最低溫度和壓力。</p><p>　　表2 一次節(jié)流后各井口出來的天然氣的溫度壓力</p><p>　　3.1.1壓縮因子的確定</p><

25、;p>　　對于井號1、2、3的壓力及溫度均相等，則根據(jù)公式可得它們的壓縮因子也相同。將數(shù)值代入公式可算出：</p><p><b>　　， </b></p><p>　　查圖1得出： </p><p>　　同理,對于井號4、5、6經(jīng)過二次截流后的壓力及溫度均相等，則根據(jù)公式可得它們的壓縮因子也相同。將數(shù)值代入公式可算出：&

26、lt;/p><p><b>　?。?</b></p><p>　　查圖1得: </p><p>　　3.1.2流量的確定</p><p>　　由: </p><p>　　根據(jù)表格1的數(shù)據(jù)代入公式：</p><p><b>　　井口1： <

27、;/b></p><p><b>　　井口2: </b></p><p><b>　　井口3： </b></p><p><b>　　井口4： </b></p><p><b>　　井口5： </b></p><p><

28、;b>　　井口6： </b></p><p>　　3.1.3密度的確定</p><p>　　由在某壓力和溫度下的密度為：</p><p>　　對于井號1、2、3的壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為： </p><p>　　對于井號4、5、6的壓力及溫度均相等，所以它們密度都相同為：</p><p>

29、;　　3.1.4速度的確定</p><p><b>　　由經(jīng)濟流速公式:</b></p><p>　　對于井號1、2、3的壓力、溫度及密度都相同的情況下，它們管道中氣體速度相等為：</p><p>　　對于井號4、5、6的壓力、溫度及密度都相同的情況下，它們管道中氣體速度相等為：</p><p>　　3.1.5管徑的確定

30、</p><p><b>　　管道直徑公式：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　得： </b></p><p>　　同理： </p><p>　　3.1.6管壁的確定</p&

31、gt;<p>　　根據(jù)2.6同理，由管壁厚度公式：</p><p><b>　　可得：</b></p><p><b>　　同理: </b></p><p>　　3.2 第二段管道設計匯合后</p><p>　　3.2.1流量的確定</p><p>　　當管

32、道1、2、3匯合成一條管路后：其流量變?yōu)椋?lt;/p><p>　　當管道4、5、6匯合成一條管路后：其流量變?yōu)?lt;/p><p>　　3.2.2匯管管徑和管壁的確定：</p><p>　　因為第二段管道（二次截流前）匯合前后，管道中的壓力，溫度沒有變化，故管道中氣體的密度和流速也沒有變化。</p><p>　　由管道直徑公式： ，&

33、lt;/p><p>　　及管壁厚度公式： </p><p><b>　　得出匯合后：</b></p><p><b>　　管線1： ；</b></p><p><b>　　管線2: ；</b></p><p>　　第三段管道的設計（

34、第二次截流降壓后）</p><p>　　4.1壓縮因子的確定</p><p>　　表3 二次節(jié)流降壓后天然氣溫度及壓力</p><p>　　根據(jù)公式： ， </p><p>　　可得管線1： , </p><p>　　查表1: </

35、p><p>　　同理可得管線2： ； </p><p>　　查表1得： </p><p><b>　　4.2密度的確定</b></p><p>　　由在某壓力和溫度下的密度為：</p><p><b>　　可得： </b></p>

36、<p><b>　　4.3速度的確定</b></p><p>　　由經(jīng)濟流速公式: </p><p><b>　　得出： </b></p><p><b>　　4.4流量的確定</b></p><p>　　由流量公式： </p>

37、<p>　　根據(jù)表格1的數(shù)據(jù)代入公式：</p><p><b>　　管線1： </b></p><p><b>　　管線2： </b></p><p>　　4.5管徑及壁厚的確定</p><p><b>　　由管道直徑公式：</b></p><p&

38、gt;<b>　　，</b></p><p>　　及管壁厚度公式： </p><p>　　管線1: </p><p>　　管線2 : </p><p><b>　　管道的選型</b></p><p>　　參照附表選用范圍內(nèi)的管道：</p>

39、<p>　　附表 鋼管、鑄鐵管計算內(nèi)徑（mm）</p><p><b>　　選型結(jié)果：</b></p><p><b>　　5.1一次截流前</b></p><p>　　六管道分別選取管道為：504.0，403.5，403.5，302.5，302.5，302.5。</p><p>

40、<b>　　5.2二次截流前</b></p><p>　　二次截流匯合前6管道選型分別為：503.5，503.0，403.0，402.0，302.0，402.0。</p><p>　　二次截流匯合后2管道選型分別為：1005.0，703.0。</p><p><b>　　5.2二次截流后</b></p>&l

41、t;p>　　二次截流后2管道選型分別為：1003.5，702.5。</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　本次為期一周的課程設計（2﹟低溫集氣站的工藝設計），我們從開始的初定流程，到自己小組配合擬定計算步驟，再到最后自己設計報告的完成。每一個步驟，我們都學到很多很多，這不僅培養(yǎng)了我們的團隊精神，還鍛煉了自我的自學能力。忙忙碌碌的一周過得很

42、快，但是我們過得很非常充實。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]梁平，王天祥．天然氣集輸技術(shù)M．北京：石油工業(yè)出版社．2008．5（1）；</p><p>　　[2]曾自強，張育芳．天然氣集輸工程M．北京：石油工業(yè)出版社．2001．11（1）；</p><p>　　[3]《油田油氣