输气管道设计与管理.doc

1气田气从地层内开发生产出来的、可燃的烃和非烃混合气体，这种气体有的是基本上以气态形式从气井中开采出来的，称为气田气2油田伴生气有的是随液态原油一块儿从油井中开采出来的，称为油田伴生气3习惯上把这两类气体都称为天然气。气田气60和油田伴生气404天然气热值很高33MJ/M5天然气的有那些优点利用天然气作燃料与煤相比有那些优越性干净、清洁、使用方便、燃料效率高比较价格低等优点6天然气的主要成分是甲烷，及少量的乙烷，丙烷，丁烷等。7煤层气、油页岩、油砂是我国常规石油资源的重要补充，对提高我国油气资源的保障能力将起到重要作用。煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷），是主要存在于煤矿的伴生气体，也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。油页岩，又称油母页岩，一种高矿物质的腐泥煤，为低热值固态化石燃料。色浅灰至深褐，含有机质和矿物质；有机质的绝大部分不溶于溶剂，称油母。油页岩是人造石油的重要原料。经低温干馏可得页岩油、干馏气和页岩半焦。所谓油砂，实质上是一种沥青、砂、富矿黏土和水的混合物，其中，沥青含量为1012，砂和黏土等矿物占8085，其余35是水。82010年需求量将达到1000亿立方米，而缺口在200亿立方米左右，2020年求量将达到2000亿立方米，而缺口在1000亿立方米左右9我国天然气发展策略立足国内、利用海外、西气东输、海气登陆、北气南下、就进共应、走国内生产与国外进口相结合的液化天然气发展道路10天然气水合物是21世纪的新能源。1M3天然气水合物的能量相当于164M3天然气的热值11输气系统的组成矿场集气管网、干线集气管网、城市配气管网和这些管网相匹配的的站、场装置组成12气田集气从井口开始，进分离、计量、净化、和集中处理等一系列过程，到向干线输气为止13干线输气管从输气首站至管线的终点配气站，中间可能还设有若干压气站主要是线路和压气站。14储气库一般都设在城市附近，以调节输气的与供气之间的不平衡15气体可压缩性对输气和储气的影响（1）上、下站输量不等时，压力变化较平缓（2）输气管中体积流量沿管长而改变，起始Q小，终点Q大。（3）输气管末段储气，末段比中间站间管段长，可调节供气和利用气量间的不平衡，相当于一个储气设备。（4）停输后管内压力的变化，发生压力均衡。16输气管道的发展趋势（1）向大口径、高压力方向发展（条件是天然气后备储量很大）采用高强度、高韧性、直缝钢管，以节省钢材管内壁涂敷有机树脂涂层（聚酰胺环氧树脂，无溶剂环氧树脂）（4）向数字化管道方向发展17按天然气的烃类组成分类根据天然气中C5以上烃类液体的含量多少，用C5界定法划分为干气和湿气。干气指在1SM3井口流出物中，C5以上烃类液体含量低于135MCM3的天然气。湿气指在LSM3井口流出物中，C5以上烃类液体含量高于135MCM3的天然气。贫、富气的划分C3界定法，贫气指在1SM3井口流出物中，C3以上烃类液体含量低于100CM3的天然气。富气指在LSM3井口流出物中，C3以上烃类液体含量高于100CM3的天然气。按酸气含量分类按酸气含量多少，天然气可分为酸性天然气和洁气18在工程上用压缩因子Z来表示真实气体与理想气体PVT特性的差别。20气体的粘度随着温度的升高而加大，与液体的粘度随温度升高而降低不同。随着压力升高，气体的性质逐渐接近液体，温度对粘度的影响，也越来越接近于液体。21绝对湿度每立方米湿天然气中所含有的水蒸气量。单位为KG/M3或G/M3。22湿天然气天然气在地层中与地下水接触，因此采出的天然气中有水蒸气，此混合物称湿天然气。23饱和时的绝对湿度由于水的饱和蒸气压是温度的函数，所以饱和时的绝对湿度WA0也只随温度而变化（表116），从表中可以看出，随温度T的，P0和绝对湿度24真实气体的焓不但与温度有关，也与压力有关。所以对于真实气体，节流以后压力下降，通常也造成温度下降，这称为节流的正效应当气体的节流前温度T1，超过最大转变温度（约为临界温度的48562倍）时，节流后压力下降，会造成温度上升，这称为节流负效应25气体在流道中经过突然缩小的断面（如管道上的针形阀、孔板等），产生强烈的涡流，使压力下降，这种现象称为节流。如果在节流过程中气体与外界没有热交换，就称为绝热节流。节流以后，流速增大，但总的说来，动能变化不大，可近似认为节流前后气体的焓不变，即H1H2但节流不是等焓过程。虽然节流起、终点焓值基本不变，但气体的压力回复不到原来的压力，P2线路2的终点压力。这主要是由于气体的可压缩性造成的。线路1线路2起点终点13、北美、西欧有关的管道标准已规定，20英寸以上的气管应加内涂层，长距离输气管内壁一般涂敷有机树脂涂层的主要优点有减小内腐蚀、粗糙度下降。14、工程上用压缩因子来表示真实气体与理想气体PVT特性之间的差别，该值偏离1愈远，表明气体的PVT性质偏离理想气体性质愈远。15、天然气的相对密度是指同一压力和温度下气体密度与干空气密度之比，无量纲。16、天然气工业中最常用的脱水方法有三种分别是低温分离脱水、固体干燥剂吸附脱水和甘醇脱水。17、多压气站长距离输气管道中途泄漏气体时，漏点前的输量正常输量，进出站压力均水聚集在低洼处，使管道截面减小，输送能力降低；2在管道内层形成水膜，遇到酸性气体会形成腐蚀液；3在一定压力和温度下，形成水合物，会堵塞。2已知输气管流量基本公式为，试分析管路的终点压力对流量052QZPDCZTL的影响。（103、与不可压缩流体相比，分析输气管道温降变化特点。（10分）答比输油管曲线陡。4已知输气管压力分布方程为，推导平均压力计算公式以及LXPPZQX22平均压力点距起点的距离在05L055L之间变化的依据10分。5、已知输气管流量基本公式为，分析管径、温度、管长对流量502TZDCZ的影响。T基数太大，T变化幅度小时，对Q的影响较小。Q（1/T）05,输气量与气体绝对温度的05次方成反比，T下降Q上升，低温输送对增大输量有利。6、水合物的形成条件及防止水合物形成的主要方法有哪些7、输气系统的组成及特点有哪些（10分）8、然气中杂质的主要类型以及危害是什么（10分）三、判断题1天然气根据来源可以分为气田气、凝析气和油田伴生气三类。T2输气管末段比中间站间管段长，可调节供气和利用气量的不平衡，相当于一个储气设备。T3天然气在低压、高温下与理想气体的性质差别很大。F4对应状态是指不同物质具有相同的对比温度和对比压力的状态。T5天然气的绝对湿度是指天然气被水饱和时单位体积湿天然气所含水蒸汽的量。F6天然气的露点是指天然气被水蒸汽饱和，开始产生水滴时的最高温度。T7固体干燥剂吸附脱水常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝、铝矾土、分子筛等。T8根据输气管道设计规范中规定水平管是指沿线最高与最低点高程差小于200米的输气管道。T9在进行水平输气管的水力计算时，对于短距离大压降的输气管路可以忽略速度头部分。F10压气站进站压力在高压范围内波动时，对输气管输量影响较大，在低压范围内波动时，对输气管输量影响较小。T11由于气体的可压缩性，输气管后面的管线压降小于前面同等长度的管线压降。F12与输油管相比，输气管的温降速度小于输油管的温降。F13天然气水合物可以实现天然气的储存和运输。T14首站进站压力上升，其它各站进站压力下降，且下降幅度基本相同。F15某站停运，全线流量下降，且停运站距首站越近，对流量的影响越大。T16某站停运，停运站之前的各进、出站压力均上升，停运站之后的各进、出站压力均下降。T17管路部分堵塞，堵塞点之前的各进、出站压力均下降，堵塞点之后的各进、出站压力均上升，越靠近堵塞点，进出站压力的变化幅度越大。F18如果管路中有分气，则分气点之前的流量上升，分气点之后的流量下下降，越靠近分气点变化幅度越大。T19如果管路中途集气，则集气点之前的流量上升，集气点之后的流量下降。F20地下储气或液化储气适用于调节季节用气的不均衡，而用储气罐储气则适用于调节昼夜或几天内的用气不平衡问题。T四、选择题（不定项选择）1下列属于天然气的组成的有ADEACH4BH2OCCODCO2EH2S2按照C5界定法，天然气可以分为CA贫气和富气B酸气和洁气C干气和湿气D气田气和伴生气3输气系统的特点有ABCDA从生产到使用各环节紧密相连。B上下站输量不等时，压力变化较平缓。C输气管中体积流量沿管长而变，起始流量小，终点流量大。D可充分利用地层压力输气。4天然气脱水的方法有ABCA低温分离B固体干燥剂吸附脱水C甘醇脱水D沉降分离5天然气水合物生成的必需条件有ABA有足够的水分B高压、低温C稳定脉动时，易形成水合物DH2S、CO2的含量高易形成水合物6防止水合物的方法有ABCDA脱水B加热C降压D添加防冻剂7脱酸气的方法有ABCA化学溶剂法B物理溶剂法C直接转化法D浅冷法7气体调峰的方式有ABCDA机动气源B缓冲型用户C储气设施D末段储气8储气方法有ABCDA地下储气B液化储存C储气罐D末段储气9可以提高管线输气能力的措施有ACA铺设副管B增加站间距C倍增压气站D增加管线长度10输气管线使用内涂层的好处有ABCDA提高管线输量B减少清管次数C减少内腐蚀D保持天然气净化11影响管输效率的因素有ABDA管线变形、结蜡B天然气凝液、水分积累C管材D输量不足12输气管计算中，平均压力的应用包括ACDA用来计算压缩因子的数值B计算输气管的压降C计算输气管的储气量D确定输气管线壁厚13进行输气管热力计算的目的是ABCDA计算管线的储气能力B热应力和绝缘层选材C求气体的压缩因子D判断管线内水合物形成区14输气管末段的工作特点包括ACA末段流量是变化的B末段流量稳定C气体在末段管线中属于不稳定流动D气体在末段管线中属于稳定流动15在进行压气站的布置时需要考虑的问题有ABCDA为充分利用地层能量可以省去首站B注意末段储气的要求C使运行压力接近管线承压D对于初期流量较小的管线，应分期建造压气站。五、计算题1、已知某输气管内P60105PA，T20，气体的容积组成为CH490,C2H65,C3H82,C4H103，计算该天然气的平均分子量、工程标准条件下天然气的密度和相对密度。2、图示两组管系起、终点压力相同，管径、管长等参数相同，求下述不同连接方式的输量比QB/QA。（10分）2L/3L/2QBQA3、如图示，已知压气站方程，管路方程P21273480。式中单位QM3/SPPALMDMPLDQZ22510/LA260KM，LB145KM，DA1M，T293