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一、課程設計的基本任務... 1

（一）設計的目的意義... 1

（二）設計任務... 1

二、油氣集輸管網的設計方法... 3

（一）油氣集輸管網的常見流程... 3

（二）單管流程油氣集輸管網的設計步驟... 5

三、油氣混輸管線的工藝計算公式... 6

（一）熱力計算公式... 6

（二）水力計算公式... 7

（三）混輸管線中有關油氣物性參數的計算... 9

四、PIPEPHASE軟件... 12

（一）PIPEPHASE軟件介紹... 12

（二）PIPEPHASE軟件計算過程... 14

五、設計結果及分析... 21

（一）選擇的基本參數... 21

（二）設計所得參數... 23

（三）結果分析... 34

油氣集輸系統是將油田油井生產的油氣產物加以收集、處理直至輸送到用戶的全過程的主體體現。油氣集輸流程是油氣集輸處理系統的中心環節，是油、氣在油田內部流向的總說明。油氣集輸流程可分為集油、脫水、穩定和儲運四個工藝段，其中集油部分是將分井計量后的油氣水混合物匯集送到油氣水分離站場，該部分是油田地面生產的投資大戶與耗能大戶，選擇合理的集油工藝流程可為整個油氣集輸處理系統的節能、低耗和高效益打下堅實的基礎。

油氣集輸集油管網一般包括井口至計量站及計量站至轉油站的管線。其工藝設計應解決下列問題：確定輸油能力、輸送工藝、敷設方式、管線埋深、初步設計與施工圖設計。其中確定輸油能力是最重要的環節，是指根據要求的輸油量及其他已知條件，確定管徑。管線的管徑直接影響管線的建造費用和經營成本。一般加大管徑可使介質輸送壓力降低而減少動力消耗，對于熱輸管線來說可增大散熱，但從總效應來看，雖使運營費用降低了，但管材消耗增多，建造費用高。因此，合理選擇管徑，使管線具有經濟、合理的輸油能力，具有重要的現實意義。

本次課程設計的目的是，通過油氣集輸集油管網的工藝設計，了解油氣集輸管線的作用及分類，管線設計的一般問題；掌握油氣集輸管線工藝設計的方法、熱力計算及水力計算；熟悉油氣集輸管網工藝設計的過程；熟悉油井產量、油品物性、運行參數、管線保溫方式等已知條件的確定；利用PIPEPHASE軟件，計算出管網設計得出的各段集輸管線的管徑，并對溫降與壓降的主要影響因素進行分析。

油氣集輸流程是油田地面工程的中心環節。采用什么樣的流程，主要取決于各油田地質條件、油井產量、原油的物理性質、自然條件以及國民經濟和科學技術的發展水平等。國內外油氣集輸流程的發展趨勢基本是小站計量，大站集中處理，密閉輸送，充分利用天然資源。總的有兩種流程：高凝、高粘原油的加熱輸送流程，單管或雙管不加熱密閉混輸流程。

在井場設加熱爐提高油井流溫度后，沿出油管線流入計量站。被計量油井井流先經加熱后進入計量分離器，在分離器內分成氣、液兩相并在計量后重新匯合。不計量的油井井流在計量站管匯處混合后，經加熱并和計量油井井流混合送往下游。

（1）流程優點：

1）井口設水套爐，除用來加熱井口原油外，還可用于熱油循環清蠟；

2）節省管道投資；

3）計量站設備規模小;對不同類型油品的適用范圍廣。

（2）流程缺點：

1）停井或作業期間管道易堵塞；

2）加熱爐分散，管理難度大；

4）對于無氣或少氣的油井，需敷設供氣管道。

在出油、集油、輸油管線中輸送油氣水混合物、含水原油和出礦原油，以及在集氣、輸氣管線中輸送未經處理和出礦天然氣時，采用不需加熱的連續輸送工藝，一般適用于稀油油田開采初期及中期，遼河油田稀油區塊應用較多。

（1）流程優點：

1）流程簡單，節省投資，施工速度快，投產見效早；

2）計量站流程簡單，設備小。

（2）流程缺點：

1）對油品要求條件高；

2）井口回壓高。

油氣水三相分離器分出的油井采出水在供熱站加熱、增壓后通過單獨的管線送至計量站，經計量站閥組分配、輸送到各井井口。熱水由井口摻入油井出油管線。熱水提高井流溫度、降低液相粘度的同時也增加了出油管線的出量。從井口到計量站有兩條管線，一條是出油管線，一條是熱水管線，屬雙管流程。

（1）流程優點：

1）對集輸困難的油井適應性強；

2）投產容易，停產簡單，管理方便，生產安全；

3）不設加熱爐，能耗低；

4）井口流程簡單，易實現油井集中控制和自動化；

5）井口回壓低。

（1）流程缺點：

1）各井摻水量不易控制；

2）計量工藝復雜。

油氣水三相分離器分出的油井采出熱油在供熱站加熱、增壓后通過單獨的管線送至計量站，經計量站閥組分配、輸送到各井井口。熱油由井口摻入油井出油管線。熱水提高井流溫度、降低液相粘度的同時也增加了出油管線的出量。從井口到計量站有兩條管線，一條是出油管線，一條是熱油管線，屬雙管流程。

（1）流程優點：

1）對集輸困難的油井適應性強；

2）投產容易，停產簡單，管理方便，生產安全；

3）不設加熱爐，能耗低；

4）井口流程簡單，易實現油井集中控制和自動化；

5）井口回壓低。

（2）流程缺點：

1）各井摻水量不易控制；

2）計量工藝復雜。

這種流程與摻熱水流程相似，熱水從供熱站通過單獨的管道，增壓后送到計量站，再經閥組分配輸送到井口。從井口返回時熱水并不摻入集油管線中，回水管道與集油管線保溫在一起，一直伴隨到計量站進而到接轉站，利用兩管之間的換熱，達到安全集油的目的。

（1）流程優點：

1）對集輸困難的油井適應性強；

2）井場簡化、集中計量、集中管理，便于實現油井集中管理及自動化；

3）停井和作業方便，不會堵塞管道；

4）比摻液流程計量簡單。

（2）流程缺點：

2）運行費用高；

3）受伴熱系統限制，油井集輸半徑短。

由油氣集輸工藝流程中物流流經的裝置、設備、管網等構成的流程網絡。從井口收集油井產出液（油、氣、水），并把它們輸送到計量站、接轉站、集中處理站進行計量、分離、凈化等工作，最后輸送到油庫用于原油外輸。

（1）根據油井的數量估算出所需計量間個數。

（2）根據油井分布采取就近和互不交叉原則，在圖紙上畫出轉油站和計量間的大致位置。

（3）適當調整計量間位置，盡量確保管線長度在200至500m之間。

（4）將設計完的管網在PIPEPHASE中建模，適當調整摻水率和管徑以確保溫度和壓力在規定范圍內。

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