油氣集輸課程設(shè)計(jì)---站內(nèi)管徑及壁厚設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　院（系）:石油與天然氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí):油氣儲(chǔ)運(yùn)工程071</p><p>　　學(xué)生姓名: xxxxx x 學(xué) 號(hào): 200744xxxx </p><p>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位）_____ ___G304____ __ _

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

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

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

5、計(jì)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(jì)量后進(jìn)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(shè)計(jì)）。此后的天然氣在管道內(nèi)注入適量的抑制劑，并進(jìn)行換熱器換熱作業(yè)，在進(jìn)入分離器之間進(jìn)行二次節(jié)流（此前為第二段管道的設(shè)計(jì)）。二次節(jié)流的后，使天然氣壓力達(dá)到出站壓力6MPa，并使天然氣的

6、溫度進(jìn)一步降低（此為第三段管道的設(shè)計(jì)）。</p><p>　　在此次設(shè)計(jì)中，我們是通過壓力和密度來確定管道的經(jīng)濟(jì)流速，再根據(jù)流量和經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)任務(wù)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(hào)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(jì)算出氣體的相對密度S

10、為0.724。</p><p>　　2 第一段管道的設(shè)計(jì)（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(chǔ)資料：每口井的產(chǎn)量、進(jìn)站壓力及進(jìn)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(dāng)相對密度S≥0.7時(shí)根據(jù)公式：</p>

11、<p>　　帶入S=0.724計(jì)算得： </p><p>　　2.1.1井號(hào)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(hào)1、2、3的進(jìn)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(dāng)；</b></p><p><b>　　時(shí)，</b></p><p><b>　　時(shí)，</b></p><p>　　由內(nèi)插法

13、得出當(dāng) 時(shí)，</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(hào)4、5、6天然氣的壓縮因子Z</p><p>　　由1表：井號(hào)4的進(jìn)站壓力及溫度</p><p>　　由公式帶入算出： ；<

14、/p><p>　　由1表：井號(hào)5的進(jìn)站壓力及溫度</p><p>　　由公式帶入算出： ；</p><p>　　由1表：井號(hào)6的進(jìn)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(dāng) 時(shí) ，。</

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(hào)1

18、、2、3的進(jìn)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(jì)流速公式:</b></p><p>　　2.4.1對于井號(hào)1、2、3的進(jìn)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(hào)4、5、6有：</p><p><b>　　2.5管徑的確定</b></p><

20、;p>　　由進(jìn)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(jìn)氣管壁厚度公式：</p><p>　　---管線

22、壁厚，mm</p><p>　　P---管線的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)系數(shù)</b></p><p>　　

23、C---腐蝕余量，當(dāng)所輸油，氣中不含腐蝕性物質(zhì)時(shí)C=0；當(dāng)油氣中含有腐蝕性物質(zhì)時(shí)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(shè)計(jì)（第二次截流降壓前）</p><p>　　3.1第二段管道設(shè)計(jì)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(dá)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(jì)流速公式:</b></p><p>　　對于井號(hào)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(hào)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(shè)計(jì)匯合后</p><p>　　3.2.1流量的確定</p><p>　　當(dāng)管

32、道1、2、3匯合成一條管路后：其流量變?yōu)椋?lt;/p><p>　　當(dāng)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?yàn)榈诙喂艿溃ǘ谓亓髑埃﹨R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(shè)計(jì)（

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(jì)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(jì)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(shè)計(jì)（2﹟低溫集氣站的工藝設(shè)計(jì)），我們從開始的初定流程，到自己小組配合擬定計(jì)算步驟，再到最后自己設(shè)計(jì)報(bào)告的完成。每一個(gè)步驟，我們都學(xué)到很多很多，這不僅培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)精神，還鍛煉了自我的自學(xué)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(shí)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</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(qiáng)，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