天然气管网系统优化设计研究

【摘要】： 天然气的开发和利用离不开管道系统的输送。我国气田一般都采用滚动式开发，随着气田开发力度的不断加大，由于新气田的发现和老气田的衰竭，需要对集输管网系统进行调整和改造。因而研究天然气集输系统的优化设计具有重要意义。 本文调研了大量国内外文献，紧跟国内外在天然气管网系统优化技术方面的最新研究成果，结合西南石油局新场气田天然气管网系统，在管网系统布局优化、结构参数优化方面进行了深入研究。 本文采用分级优化方法，将气田集输系统管网优化设计问题分成井组最优划分、集气站站址优化、干支管网布局优化和管网参数优化四个子问题。根据气田开发阶段的不同，以管网投资为目标，提出了管网布局优化模型，采用拓扑级和几何级方法进行求解。在管网布局的基础上，以管网投资净现值为目标，建立了管网结构参数优化模型，充分考虑了输气量、管径、输气压力、管长、增压比、压缩机数目之间的关系，采用离散混合变量优化方法进行求解。 针对天然气管网系统的特点，采用优化设计理论和方法，用Visual C++ 6.0语言研制开发了气田集输系统优化设计软件。该软件具有适用性广、操作方便、计算精度高等特点，并已应用于指导川西地区天然气管网的建设。同时该软件也能适用于其它气田天然气管网的优化设计。 【关键词】：天然气 集输系统 优化设计 管网布局 参数优化 软件研制
【学位授予单位】：西南石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TE86
【目录】：

• 1 引言6-16
• 1.1 天然气管网系统优化设计概述6-11
• 1.1.1 天然气管网系统优化设计的必要性7
• 1.1.2 天然气管网系统优化设计的发展7-10
• 1.1.3 管网系统的最优扩建10-11
• 1.2 天然气管网系统中的最优化问题11-15
• 1.2.1 最优化数学模型的建立12-13
• 1.2.2 最优化问题的分类及各种优化方法13-15
• 1.3 研究内容15-16
• 2 管网系统布局优化16-36
• 2.1 引言16-17
• 2.2 井组最优划分17-20
• 2.2.1 数学模型17-19
• 2.2.2 井组最优划分数学模型求解19-20
• 2.3 集气站站址优化20-25
• 2.3.1 模型的建立21-22
• 2.3.2 数学模型的求解22-25
• 2.4 干支管网布局优化25-36
• 2.4.1 树枝状管网的连接方式优化26-30
• 2.4.2 树枝状管网中心站的选址30-32
• 2.4.3 管网布局的确定32
• 2.4.4 引入Steiner点的管网布局32-36
• 3 管网系统结构参数优化36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 数学模型36-41
• 3.2.1 目标函数36-39
• 3.2.2 约束条件39-41
• 3.3 数学模型求解41-54
• 3.3.1 约束非线性混合离散变量优化方法的概述41-43
• 3.3.2 非均匀离散变量的均匀化处理43-44
• 3.3.3 管网稳态分析44-50
• 3.3.4 参数优化模型的算法步骤50-54
• 4 软件研制与实例计算54-71
• 4.1 软件研制54-56
• 4.1.1 软件性能及特点54
• 4.1.2 开发环境54-55
• 4.1.3 软件功能模块55
• 4.1.4 软件的主界面及其功能55-56
• 4.2 实例计算56-71
• 4.2.1 西南石油局新场气田管网布局优化56-61
• 4.2.2 西南石油局新场气田管网结构参数优化61-71
• 5 结论与建议71-73
• 5.1 结论71
• 5.2 建议71-72
• 5.3 创新72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 附录一 常用无缝钢管型号及重量78-81
• 附图一 新场气田高压管网布置现状图81-82
• 附图二 新场气田高压管网布置规划图82-83
• 附图三 新场气田集输气高压管网规划图183-84
• 附图四 新场气田集输气高压管网规划图284

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

油田开发后期的地面集输工艺    魏淑娟;

输油泵在油气集输系统中的应用    潘宏文;王秀华;王在强;巨亚锋;

陕北油田集输系统结垢机理研究    贾海波;郭焱;李昱江;杨暹;李卫民;

油田集输系统换热器中污垢热阻预测研究    刘磊;王振业;吴彬;

联合站外输油泵的经济运行及节电措施    邓寿禄;王贵生;黄学义;

稠油集输系统能量平衡分析及节能对策    许秀梅,李东明,王志国

低产油区原油集输工艺    邹凌川;呼志峰;邹涛录;

高含硫气田集输系统元素硫沉积防治措施    吕明晏;张哲;汪是洋;

关于油气田节电规划的几点意见    高秀春

原油集输系统效率计算与能耗分析软件开发    张兰双;魏立新;王文秀;刘晓燕;

关于城镇燃气管网布局和投资的思考——由燃气市场的不确定性所想到的    冯青岩;刘建民;谢建立;

集输泵站节能降耗技术研究    方建国;赵春燕;李先红;万忠胜;

提高稠油集输系统效率的措施    仲伟红;崔云江;纪洪波;张莉;

胜利油田集输系统常见腐蚀研究    姬杰;

埕岛油田集输系统计量现状及误差分析    张勇;

提高河口采油厂大北油区集输系统效率的研究    孙灵念;王胜利;

东辛永921块注入水及集输系统腐蚀与结垢原因分析与治理研究    龙媛媛;吕德东;考军;

毛管对灌水均匀度及系统管网布局的影响    范兴科;吴普特;

二级分水工艺技术在联合站的应用    袁启添;刘清富;田招民;宋春华;赵伟;

油气集输管道腐蚀风险控制技术的发展趋势    许述剑;黄贤滨;刘小辉;叶成龙;

练就集输系统“金钟罩”    于银花　薛相才

普光气田集输系统建设稳步推进    记者 王孝忠

新清溪1井累计生产天然气一亿立方米    于银花

普光气田一期集输系统具备生产条件    记者 欧治中

“一项工程”与“两个2/5”    刘军 吉克斌 潘洋

集输系统设备实现分级受控    通讯员 高琴

钢铁巨龙跨山川    本报记者 欧治中

我国进一步规划油气管网布局    

立体节能：新思路带来新出路    记者　刘祥飞

管道管理收权 中石油发力管网化建设运营    本报记者 陈其珏

川西地区天然气管网优化及仿真技术研究    柏毅

高含硫气田集输系统泄漏控制与应急方法研究    朱渊

联合站集输系统最优控制律研究    刘合

水驱低渗油田集输管网优化调整方法研究    贺凤云

大庆外围油田降温集油输送及综合优化设计技术研究    鞠志忠

天然气管网优化技术研究及软件开发    孙蔺

天然气管网系统优化设计研究    李卫华

海上集输系统运行参数优化研究    许国栋

新立采油厂集输系统节能降耗技术研究    张春强

油气集输系统能耗分析试验及节能对策    南松玉

大庆油田杏南集输系统的腐蚀与防护研究    程靖

曙光油田采油掺液系统参数优化研究    和兵

油田多层系集输系统结垢趋势预测研究    王春涛

天然气管网系统运行优化研究    郑凤

三元复合驱集输系统抗沉积剂的开发研究    卢志刚