【《塔中油田集输工程中集输管网工艺计算案例》2200字】

塔中油田集输工程中集输管网工艺计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u17815塔中油田集输工程中集输管网工艺计算案例 1218961.1混输管线管材及规格 153031.2集输管径初选 139871.2.1计算方法 195911.2.2管径初选 2341计量阀组至联合站集输管径数值见表5-2。 4169741.3热力计算 4148721.3.1计算方法 4146661.3.2结果分析 510171.4水力计算 559621.5管道壁厚及校核 7242311.5.1强度校核 912881经计算：，因此管道壁厚满足强度要求。 9289291.5.2稳定性校核 9混输管线管材及规格我国集输工程项目使用的钢管主要包括无缝钢管、直缝埋弧焊钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋缝埋弧焊钢管。在满足钢材韧性、刚度、稳定条件下，应选用经济性最好的管材规格。因此本设计选用材料利用率高，适用于长距离平坦地区输送的X70无缝钢管。集输管径初选计算方法（1）初选管径根据原油流量来估选，公式如下：（5-1）式中：d—管线内径，m；Q—流量，m3/s；v—当量流速，m3/s。（2）按初选管径作热力计算由管线起点的温度，用苏霍夫温降计算公式，从起点的流体温度计算出终点的温度，获得管道的平均温度，并通过水力计算进行校核。（3）计算混输水力压降根据计算得出的管道平均温度等已知参数，选择符合要求的混输压降公式对管道压降进行计算。（4）比较如果将上面计算出的压降与设计所需的压降进行比较，如果两者相近或误差不超过5％，则认为所选管道直径符合要求，否则应再次选择。重复上述计算步骤，直至符合要求，井口压力是集输管道所需压降的主要影响因素，应充分利用井口回压，本设计井口回压为2.4MPa。（5）约束条件三区块混合后油品属于高含蜡高凝点原油，为保证其流动性需要满足原油进站温度高于凝点3~5℃。本设计最低埋地温度为29℃，进站温度节点选定53℃。根据《油田油气集输设计手册》规定，混输管线内液相流的流速应控制在0.5m/s~2m/s之间[2]。管径初选（1）管段1：井口—计量阀组为使管线具有经济合理的输油输气能力，本次设计取1.8m/s为集输管线经济流速进行初步计算，得出井口至计量阀组的集输管径。经《油田油气集输设计技术手册》校核，选择合适的公称管径，具体数值如表5-1。表5-1矿场集输管径编号井口名称公称管径编号井口名称公称管径1N-0120018N-211002N-028019N-22503N-0320020N-24654N-046521N-23805N-0720022N-10406N-0825023A-012007N-0912524A-03250续表5-1编号井口名称公称管径编号井口名称公称管径8N-1120025A-041509N-1212526A-0710010N-1320027A-0820011N-1415028A-098012N-1515029A-1010013N-1610030A-118014N-178031A-194015N-1812532T-0415016N-1910033T-0510017N-20100（2）管段2：计量阀组—联合站表5-2计量阀组至联合站集输管径编号井口名称公称管径1计量站1-联合站4002计量站2-联合站4003计量站3-联合站2004计量站4-联合站4005计量站5-联合站200计量阀组至联合站集输管径数值见表5-2。热力计算计算方法（5-2）（5-3）式中：t1、t2—管线起点、终点温度，℃；t0—管外环境温度，℃；D—管线外径，m；L—管线长度，m；Gm—原油质量流量，kg/s；Q—体积流量，m3/s；c—原油比热容，J/(kg·℃）；K—管线至周围介质的总传热系数，W/(m2·℃)。结果分析（5-4）（5-5）（5-6）（5-7）（5-8）（5-9）根据雷诺数判定处于紊流区，α1忽略；经计算，得出管线起点温度为65℃；以N-14为例，Lk=642m，管长为502m，小于计算长度，因此管线中途不需再设加热站。水力计算使用Pipesim软件中黑油模型对整个管道的运行状况进行模拟，设定初始压力为2.4MPa，初始温度为65℃。末端温度为53℃。最后计算出管道压降为0.23MPa，管道末端压力符合炼厂节点压力。具体模拟参数见图5-1，黑油模型见图5-2，pipesim建设模型见图5-3，压降模拟结果见图5-4。图5-1模拟参数图5-2黑油模型图5-3pipesim建设模型图5-4压降模拟结果管道壁厚及校核根据《油田油气集输设计技术手册》，直管段壁厚用下式进行计算：（5-10）式中：—管道壁厚，mm；—管材最低屈服，MPa；F—设计系数；—纵向焊缝系数。为了确保埋地管道的稳定性，所选壁厚需不小于3mm。具体钢管壁厚值见表5-3。表5-3壁厚计算及选用表名称内径壁厚圆整后壁厚外径名称内径壁厚圆整后壁厚外径N-012001.697219N-24651.22473N-02801.28489N-23801.28489N-032001.697214N-10401.14346N-04651.22473A-012001.697219N-072001.697219A-032501.867264N-082501.867264A-041501.526162N-091251.435135A-071001.355110N-112001.697219A-082001.697219N-121251.435135A-09801.28489N-132001.697219A-101001.354108N-141501.526162A-11801.28489N-151501.526162A-19401.14346N-161001.354108T-041501.526162N-17801.28489T-051001.354108N-181251.435135计量站1-联合站4002.377414N-191001.354108计量站2-联合站4002.377414N-201001.354108计量站3-联合站2001.697214N-211001.354108计量站4-联合站4002.377414N-22501.173.557计量站5-联合站2001.697219强度校核根据许用应力法校核管道强度，即管道的当量应力<0.9倍管道最低屈服强度[3]。应满足：（5-11）（5-12）（5-13）（5-14）式中：σs—钢管的最低屈服强度，MPa；[σ]—许用应力，MPa；K—强度设计系数；ϕ—焊缝系数；σh—管道环向应力，MPa；p—管道设计压力，MPa；d—管道内径，mm；δ—管道壁厚，mm；E—钢材弹性模量；α—线膨胀系数。经计算：，因此管道壁厚满足强度要求。稳定性校核经计算，本设计中所选管道的外径与壁厚之比均小于140，因此管道具有足够的径向稳定性，具体计算结果见表5-4。表5-4壁厚校核表名称内径壁厚外径外径/壁厚名称内径壁厚外径外径/壁厚N-01200721430.57N-246547318.25N-028048822.00N-238048822.00N-03200721430.57N-104034615.33N-046547318.25A-01200721430.57N-07200721430.57A-03250726437.71N-08250726437.71A-04150616227.00N-09125513527.00A-07100511022.00N-11200721430.57A-08200721430.57N-12125513527.00A-098048822.00N57A-10100410827.00N00A-118048822.00N00A-194034615.33N-16100410827.00T-04150616227.00N-178