油气集输课程设计-站内配管设计

重庆科技学院课程设计报告

院（系）:石油与天然气工程学院专业班级:07油气储运学生姓名:xxxxx学号:2007440xxxx设计地点（单位）_____人文社科大楼G304__________

设计题目:低温集气站的工艺设计—站内配管设计完成日期：2010年7月1日

指导教师评语:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:________________

指导教师（签字）:________________摘要本次设计，我们小组根据提供的资料进行某低温集气站的工艺设计中的站内配管设计，我们本次设计中不考虑到管内的压降，利用经济流速，流量来确定管子的内径，在根据管线的设计工作压力，管线内径，焊缝系数，钢材屈服极限，设计系数，腐蚀余量来确定管壁的厚度，在此次设计中引用了节流阀设计小组设计的节流后温度、压力的数据，来辅助设计管径和壁厚。关键字：管径低温壁厚对于压力高，产气量大的气井，在气体中除主要组分甲烷外，还有含量较高的硫化氢，二氧化碳和凝析油以及呈液态和气态的水分。在这种情况下，宜采用低温分离的流程，即在集气站用低温分离的方法，分离出天然气中的凝析油，使管输天然气的烃露点达到管输标准要求，防止烃析出影响管输能力。对含硫天然气而言，脱除凝析油还能避免天然气脱硫过程中的溶液污染。形成低温的方法很多，目前主要有节流膨胀制冷法，热分离机制冷法和外加冷源法。这次设计我们采用的是节流膨胀制冷的工艺流程。由于低温分离的操作温度一般在0℃以下，通常为-4～-20℃。为了取得分离器的低温操作条件，同时又要防止在大差压节流降压过程中天然气生成水合物，必须采用注抑制剂法以防生成水合物。在此次站内设计中我们不考虑到管线的压降，通过压力密度来确定管道的经济流速，再根据流量和经济流速来确定管径，管道壁厚根据管径和一系列参数来确定，最后根据管径和管壁厚度来选型。设计配管参数过程如下：求气体的相对密度和密度根据气体组成（%）：Ｃ1-82.3Ｃ2-2.2Ｃ3-2.0Ｃ4-1.8Ｃ5-1.5Ｃ6-0.9H2S-7.1CO2-2.2先算出天然气相对分子质量:M=M式中M——天然气的相对分子质量；y——组分i的摩尔分数；M——组分i的相对分子质量。M天=20.988M空=28.97根据相对密度公式:S==式中S——天然气的相对密度；——天然气的密度；M——天然气的相对分子质量；——空气密度；M——空气的相对分子质量。S==0.72根据天然气密度公式式中——天然气在任意压力温度下的密度，kg/mP——天然气的压力（绝），KpaM——天然气的相对分子质量Z——天然气的压缩因子T——天然气的绝对温度，K根据节流阀小组数据：节流参数压力(Mpa)温度(°Ｃ)第一次节流后1～3井11154～6井817第二次节流后1～3井6-154～6井6-2已知节流之前：P1=P2=P3=17MpaP4=P5=P6=12MpaT1=T2=T3=32°ＣT4=32°ＣT5=30°ＣT6=31°Ｃ进气管线中:1=2=3=198kg/m4=5=6=137kg/m第一次节流降压后：1=2=3=149kg/m4=5=6=98kg/m7=149kg/m8=98kg/m第二次节流降压后：9=84kg/m10=72kg/m2.根据六个井的标况下的产量来求实际产量对于凝析气田气：S0.7P=5.102-0.689ST=132.2+116.7SS=0.72P=4.61T=216.224拟对比参数：P=T=进气管线：1～3号井P==3.7T==1.44～6号井P=2.6T=1.4第一次节流后：1～3号井P==2.4T==1.34井P==1.7T==1.35井P=1.7T==1.36井P=1.7T==1.37线P=2.4T=1.38线P=1.7T==1.3第二次节流降压后1~3号井P==1.3T==1.24~6号井P=1.3T==1.3通过查《天然气技术工程》P14的图2-1：Z1=0.71Z2=0.73Z3=0.645Z4=Z5=Z6=0.72Z9=0.7Z10=0.78根据公式Q=已知：Qg1=390000m3/dQg2=290000m3/dQg3=260000m3/dQg4=130000m3/dQg5=90000m3/dQg6=120000m3/d进气管段Q1=0.02m/sQ2=0.015m/sQ3=0.013m/sQ4=0.010m/sQ5=0.007m/sQ6=0.009m/s第一次节流降压后Q1=0.026m/sQ2=0.020m/sQ3=0.018m/sQ4=0.013m/sQ5=0.009m/sQ6=0.012m/s1~3井汇成一条Q7=0.078m/sQ8=0.034m/s第二次节流降压后Q9=0.113m/sQ10=0.048m/s3．计算经济流速P=0.5VV=式中P——管道设计压力——密度V——经济流速P1=P2=P3=17MPa;P4=P5=P6=12Mpa;第一次节流降压后:P1=P2=P3=P7=11Mpa;P4=P5=P6=P8=8Mpa;第二次节流降压后:P9=P10=6Mpa则V1=13.10m/s第一次节流降压后:V1=12.15m/sV2=13.10m/sV2=12.15m/sV3=13.10m/sV3=12.15m/sV4=13.24m/sV4=12.78m/sV5=13.24m/sV5=12.78m/sV6=13.24m/sV6=12.78m/s1-3井汇成一条后:V7=12.15m/s4-5井汇成一条后:V8=12.78m/s第二次节流降压后:V9=11.95m/sV10=12.90m/s4.计算管道内径d=式中d——管道内径Q——管道流量V——经济流速则d1=0.044m第一次节流降压后d1=0.052md2=0.038md2=0.046md3=0.036md3=0.043md4=0.031md4=0.036md5=0.026md5=0.031md6=0.029md6=0.035m1-3井汇成一条后d7=0.09m4-6井汇成一条后d8=0.58m第二次节流降压后d9=0.11md10=0.07m5.计算管道壁厚+C式中——壁厚P——管线的设计工作压力d——管线内径——焊缝系数，无缝钢管=1；直缝管和螺旋焊缝钢管：=1；螺旋埋弧焊钢管：=0.9；——钢材屈服极限，Mpa常用钢管钢材见表8-6-1F——设计系数，视管线的工作条件按表8-6-2取表C——腐蚀余量；根据所输介质腐蚀性的大小取值i，当所输油气中不含腐蚀性物质时C=0，当油气中含有腐蚀性物质时可取C=0.5～1mm取优质碳素钢20的245Mpa;F取0.5;C取0.8mm;取无缝钢管=1;则1000+0.8进气管线:1=3.85mm2=3.44mm3=3.30mm4=2.30mm5=2.07mm6=2.22mm第一次节流降压后：1=3.13mm2=2.87mm3=2.73mm4=1.98mm5=1.81mm6=1.94mm1-3井汇成一条后：7=4.84mm4-6井汇成一条后：8=2.69mm第二次节流降压后：9=3.49mm10=2.49mm6.管道选型选用的管子均为高压碳素钢管其规格如下表：管道管线编号管内径计算值（m）壁厚计算值(mm)选型进气管道10.0443.85504.020.0383.44403.530.0363.30403.540.0312.30302.550.0262.07302.560.0292.22302.5第一次节流以后10.0523.13503.520.0462.87503.030.0432.73403.040.0361.98402.050.0311.81302.060.0351.94402.070.0904.481005.080.0582.69703.0第二此节流以后90.1103.49