探究长输管道天然气集输管网优化设计

方忠，徐勇俊(新地能源工程技术有限公司，河北 廊坊 065001)

0 引言

集输管网设备系统复杂，在有些企业的建设过程之中成本巨大，投入大量的资金之后也难以达到设计师预期的效果，导致天然气集输管网系统运行成本较高，并且存在许多的安全隐患。因此我们需要对集输管网系统进行优化和设计。经济的迅猛发展带动了当地天然气集输管网的数目增加。天然气集输管网络越来越复杂，使整个系统变得更复杂化，而管道之间常常会由于安装人员自身技术问题导致管道的交叉和连接存在问题，不仅增加了企业的经济投入，还影响到后续工作的进行。油气田的生产与管理和整个天然气集输管网的运行状态紧密地联系在一起，想要尽可能地保障天然气输送的安全性，就需要有关的设计人员根据实际情况进行考察。优化长输管道的天然气集输管网，既要保障集输管网的建设成本较低，也需要满足当地经济发展的需要，促进居民生活幸福度的提升。

1 长输管道天然气集输管网设计概述

想要优化长输管道天然气集输管网的设计，我们首先需要对它有一定的了解。天然气集输管网的建设难度较大，并且用时时间长，在建设过程之中受到很多因素的影响。因此在气田开发地面工程建设过程中，就对施工企业提出了较高的要求，施工企业需要具备一定的专业知识与技能，建设一二级气站，井口和一级集气站之间的管网。在建设过程中，需要按照规范操作，选取质量过硬的原材料，技术人员只有做到科学地进行建设，才能够确保各级集气站合理布局。倘若由于技术因素影响到集气站的布局状况，就会给后续的运营过程带来麻烦，增加企业的经济支出，也不利于长输管道天然气集输管网的运营。很多地区由于建筑企业的技术不过关，导致二次建设的状况发生，极大地增加了企业的经济支出。不仅如此，还给后续的施工带来许多的麻烦。因此我们需要优化设计长输管道天然气集输管网的运营，尽可能的提高运营过程之中的安全性，减少给周围工作人员以及居民带来危险的可能性。

在优化过程之中，设计人员应当实地考察当地的状况，充分地了解当地的天气情况以及土壤结构，坚持安全性、经济性等原则。保障长输管道处于稳定运行的状态之中。设计人员应当考察当地各方面的资源，并且针对该地区的资源加以利用，促进集输管网运行经济性的提高。分析当地的气候以及管道布局，在设计过程之中规避那些重要的管道，防止对其他管道造成破坏，设计人员针对管网进行全方位地评价。在施工人员施工过程中，也需要设计人员不定期到施工工地进行考察，了解各个环节的施工状况，保障施工效果，能够按照设计师的要求进行。设计人员还需要提高自己的专业技能，了解不同类型天然气管道的参数以及直径、管壁厚度等状况，这样才能够更好地针对天然气集输管网进行设计，保障集输管网处于高效的运行状态之中。

2 长输管道天然气集输管网优化设计途径

2.1 优化设置布局

天然气集输管网布局是集输系统规划优化之中的重要组成部分。设计人员前期针对天然气集输系统管网进行设计，科学地优化该系统。按照要求，对油气田井组走线进行合理地布局，帮助他们满足气田生产的需求，降低企业的经济成本，合理地保障现场的安全，建设完成之后能够满足企业外销供求的情况。在设计过程之中尽可能地减小企业的经济支出，保障有关施工人员生命的安全性[1]。

2.1.1 天然气田井组区域划分优化

在天然气管道管理过程中，设计人员可以根据天然气储存的资源量，了解当地的地理条件，将气井独立连接管网输送或多个气井组合在一起进行集输。想要提高设备的利用率，促进开采的效率，就可以同时开挖生产的气井。油气田规模较大，在实际开挖的过程中，可以根据生产企业的自身情况，将现场的气井按照地区进行划分，保障每一个施工小队都有任务。让每个施工小队的管理人员明确自己的职责，提高自己的专业知识与技能，加强对油气田的管理，促进开采的便捷性，提高每个工作人员参与到开采之中的热情。对同一个井组的开采气资源运用相同的集输站进行集输处理。保障每一个气井和与之对应的集输站处在高效安全的工作状态之中，保障施工人员的生命安全，降低企业的生产成本。

文章针对气井和集气站之间的距离进行研究，希望能够了解气井集气站之间的产量，并且根据这些内容对相关集气站进行优化，保障气井和井组，集气站之间的隶属关系，促进油气田产量的提高。在优化的过程中，需要设计人员运用自己的专业知识与技能，采用拓扑优化的方式对天然气集输管网进行优化。划分的结构图如图1所示。

图1 井组划分优化布局

针对上图进行分析，我们可以发现虚线是一种井组划分布局结构，而其中的实线则是另外一组的布局结构。这两种结构虽然划分的形式不同，但都是最优秀的井组划分。图1之中的集气站用J1，J2表示。其中1号和2号气井位置已经标注在图1之上，这两者与集气站之间的距离相等，圆圈则代表不同气井的方位。设计人员在设计的过程中需要了解集气站的规模以及企业平均每天需要输送的天然气容量，保障每一个集气站的气井数目较为均匀[2]。

2.1.2 集输场站选址规划优化

在对气田集输管网系统进行优化的过程之中，需要对集输场站进行合理的选址，因为它担负了气田天然气集输的存储以及中转功能。选址完成之后，既要保障输气站的位置符合井组的例数，又需要尽可能的节约成本，减小输气站和其他地方之间的距离，降低企业的经济支出。一般情况下，天然气井的位置是固定的，主要根据安装之前不同设备设施的位置进行确定。当然，油气资源的分布以及开采的难易程度也决定了天然气井的位置，而集气站的设置一般会选择同一隶属气井位置分布的正中央。气田集输场站选址布局优化如图2所示。

2.2 管网设计优化

图2 气田集输场站选址布局优化

想要对天然气管网进行优化，不仅需要优化其布局，还需要优化天然气技术的管网设计。在安装之前需要设计人员科学地设计管网，了解到不同集输管道直径的最佳组合，结合自己的专业知识与技能以及以往的工作经验，运用不同的理论对管道流量和压力等参数进行计算，寻找到最节省资金、降低企业生产成本的设计方案。在计算天然气集输管网系统成本的过程中需要了解不同变量参数之间的关系，运用连续变量函数模型计算最优解。将油气田生产设备设施的布置以及企业的经济投入进行对比，保障企业的资金都能够得到合理地利用。最初进行集输管网的设计时，一定要秉承着降低企业经济成本，保障管道安全性的理念，提高整个系统的科学性，寻找到最优秀的建设方案。

2.3 管网运行优化

天然气集输管网运行优化是指当天然气集输管网建设完成之后，需要后续有关工作人员针对天然气集输管网的运行状况进行了解，弥补它在运行之中的不足，合理地设置运行参数，加强对天然气集输管网的管理，保障整个管网都处在稳定的运行状态之中。确保天然气集输管网运行过程之中的安全性。后期不断地修改管道结构以及管道的分布方式，保障在运行过程之中天然气管网运行的顺畅，降低企业的资金投入。在优化过程之中，需要有关工作人员针对天然气集输管网的天然气产量以及运输量进行合理地考量，充分调查当时的市场需求，针对天然气管网内部集输管道气体压力进行测定，保障整个天然气管网的运行过程安全。输出天然气数目较大，降低企业的生产成本[3]。

3 结语

天然气在我们的日常生活中起到了重要的作用，是整个城市甚至工业发展中必须运用到的原料以及燃料。只有保障运输管道的安全性，才能够顺利地运输天然气。文章针对长输管道天然气集输管网优化设计进行论述，帮助大家了解长输管道天然气集输管网设计的有关内容，想要更好地促进天然气集输管网的优化，就需要优化设置布局，对天然气田井组区域进行划分和优化。对集输场站选址规划进行优化，优化管网的设计，在管网设计和安装完成之后，对整个管网的运行状态进行优化。