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摘要：随着经济和化工行业的快速发展，天然气集输系统的结构比较复杂，在进行天然气集输网管优化设计时，可以对气井、站址以及管网布局等内容进行有效的优化，在保障天然气集输系统得到优化升级的基础上，最大限度地节约资金，提高效益。主要研究天然气集输网管优化设计方法，分析天然气技术网管的概况，从而有效提升天然气集输设备的工作效率。
关键词：天然气集输；管网；优化设计
引言
天然气集输管网系统是天然气开发中基本架构组成，管网系统是一个全封闭、复杂的运行系统。天然气管网部署是油气田地面建设的重要工程，随着管网系统逐步扩大，要想对天然气集输管网进行准确直接的管理就必须对天然气集输管网进行优化设计及研究。本文主要系统阐述天然气集输管网系统优化的发展趋势，并根据发展趋势提出对天然气集输管网布局、结构、管理等问题的优化，使得管网运行更符合实际状况，从而促进管网系统进一步发展。
1然气集输网管的概念及内涵
近些年来，多级集输流程在我国天然气采集、运转以及运输过程中运用非常普遍。一般多运用环状管网、放射状管网以及枝状管网的天然气集输系统进行组合。放射状管网会按照标准和要求将多个气井组成一组，每一组气井均设置一个天然气集气站，每个气井的天然气鞥能够通过集气的管道将天然气收集到集气站中，然后天然气再经过多条集气干线和直线将天然气运送到总集气站中。将机器干线按照环状的图形进行布置，这就是环状管网的天然气集输网管，环状网管将集气站采集的天然气直接承接到总集气站当中。而?天然气的枝状管网主要就是有一条主管线贯穿于整个天然气田，将所采集的天然气从干线直接输入到总集气站当中。节点和弧构成了一个整体，而这个整体就是天然气技术网络。而影响网络中节点的主要因素是网络的拓扑结构的问题，可以制定一些费用最小化、成本最小化、利润最大化的网络拓扑结构和优化准则。而天然气集输管网的布局还存在一定的问题，只有当气源以及用户位置比较固定的情况下，才能够有效的确定天然气集输管网的最有效的网络拓扑结构。
2我国的天然气集输管网建设现状
我国社会经济发展对能源的需求与日俱增，而天然气作为一种重要的清洁能源，自然成为了我国能源开发的主要对象。在天然气开发过程中，需要建设庞大的天然气气田地面工程，而在气田地面工程中，天然气集输管网工程又是一项主体工程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国的天然气集输多是采用的多级集输流程，具体主要有以下几类：①放射状集输管网：依照相关要求将若干气井分成一组，每个组单独设置一个集气站，统一通过集气管线纳入集气站，再经支线和干线进入到总站；②枝状集输管网：由一条主干线贯穿整个气田，通过干线将天然气输入到集气总站；③环状集输管网：由各个集气干线形成环状，并在适当位置向集气总站引出管线。整个天然气集输管网，是由无数个节点与弧组成的。经过多年发展，目前我国已经建成了三类区域性天然气集输管网：川渝环形管网、陕甘宁放射形管网以及各油田建成的区域性管网。另外，我国还有代表性的“西气东输”工程。目前在天然气集输管网建设中，主要需考虑的问题是最优拓扑结构问题，也就是如何合理布局管网系统，确定最优网络拓扑结构。
3天然气集输网管优化的设计方法
3.1优化气田站址
天然气集气田的站址和数量是天然气集输系统中最先遇到的问题。天然气集气田的站址对整个气田集输管网的网络布局影响非常大，同时天然气集气田的投资和天然气集气田的数量密切相关。一般情况下，天然气集输网管的线路投资约为数万元/km，且在整个天然气集气集输系统的投资中，管线投资要占整个集输系统投资总的70%左右，所以做好气田站址的研究意义非常重大。地面的天然气集输系统的构成内容主要是集气站、压缩机站以及气井等。天然气气井井位确定的直接依据就是天然气探储的地层构造。我国的地面天然气集输系统多运用二级布站类型，其运用星形网络先把气井和集气站进行网络连接，然后再运用枝网连接集气站和集气总站，从而有效的形成了“集气站一集气总站”的两级布站地面天然气集输系统。
3.2管网星状优化
管网星状拓扑主要利用在中心集输场站管线布局上。例如以天然气处理厂为中心，建设集气干线辐射网络，通过处理厂向四周各个集气站辐射。作为集气站的管网辐射，则以集气站为中心向四周单井辐射。星状集气管网可以形成独立的布局，互相联系却又不互相干涉。这种管网拓扑优化运行比较平稳，但是管网布局网络建设投资较大，且适合中心站附近气井分布较为均匀，长度差较小的气区。一般主要应用在处理厂管网建设拓扑优化。目前苏里格气田基本采用星状拓扑结构建设地面管网。主要以六座处理厂为中心向各区块辐射。
3.3集气站管网布局优化
以往主要是通过树枝管网连接方式优化和中心集气站选址优化这两部分来达到集气站管网布局优化的目的。但是，在实际优化处理过程中，往往只是经计算得出最小的流量长度之和，但这个数值并不一定就是干线各管段的实际数值。虽然考虑了流量分配问题，但也存在着某些集气站输往中心站途径管线距离过长的问题。所以，若想有效优化集气站管网布局，首先要适当调整集气站的气体进入干线的接入点，确保整个集气干线的流量长度之和达到最小。而集气总站的选址则要充分考虑到气田管网的流量分布，避免某管段的流量太过集中，以免增加成本费用。另外，各集气站与集气总站之间的距离不宜太远，最好集气总站选址在天然气气田的中心位置，这样方便日常维护和管理。
3.4优化井组
天然气田的集输流程主要分为两种，即多井集输流程与单井集输流程，而多井与单井的集输流程多是按照天然气的地理位置、地质条件以及天然气田的开发阶段来分类的。当遇到气井数量较多，天然气田的面积比较大的情况时，为了能够有效的提升天然气田的生产和管理效率，一般情况下会将多个气井划归成一组，然后将每个气井的燃气集输到小组的集气站当中。通过对气井数量的分组和划归，能够最优化的解决气井划分问题，能够节约天然气田的投资费用，节约成本。
结语
综上所述，在天然气气田地面工程中，天然气集输系统占有较大的比重，所以如何有效优化天然气集输管网乃是一项重要研究课题。目前我国的天然气集输管网主要有放射状集输管网、枝状集输管网、环状集输管网以及三种形式组合管网这几种类型，若想实现管网优化，应当在遵循运行可靠原则和经济最优原则的前提下，着重进行井组优化、气田站址优化以及集气站管网布局优化。
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论文作者:赵君鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/22
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