输油管线河流穿越段溢油应急工程的设计

）　２　ｌ２０１　１　０２）　规划设计　输油管线河流穿越段溢油应急工程的设计　江奇锑　河南石油勘探局勘察设计研究院　摘要：河南油田采油厂某输油管线唐河穿越段，由于汛期洪水流速加快，始终存在冲断输　油管线造成原油外泄的隐患。本工程拟建设围油栏对溢油进行水面围控，采用机械回收的方式　进行溢油回收处理。依据该输油管线泄漏自动监测系统的设计参数，经计算将应急反应时间定　为１０８　ｒａｉｎ；该穿越段溢油最大量为１６９．４４　ｔ，收油设备的配备按照１７０　ｔ油品考虑。根据唐河河　床溢油流速、应急反应时间及溢油量的计算，应设计两个方案：汛期两道围油栏应急方案、汛　期三道围油栏应急方案。　关键词：输油管线；穿越段；泄漏；溢油；工程；设计依据　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—６８９６．２０１１．２．０２１　ｌ　穿越段现状与问题　输量１５０　Ｘ　１０　ｔ／ａ。管线埋人河床泥岩以下１．５～７　ｍ，　河床两岸垒有保护河堤和管道建设的护坡。唐河各　作为河南油田原油输送的主动脉，河南油田某　河流的流量很不稳定，河床流速平均为１　ｍ／ｓ。唐　采油厂输油管线穿越处位于唐河县南白庄西南处河　河多年年均流量为３７．６８　ｍ。／ｓ，最大瞬时流量７　６００　段，地形起伏较大，东岸坡度大（约５０～６０。），西岸　ｍ３／ｓ（１９７５年），最小瞬时流量１．１４　ｍ３／ｓ，其中３０年　坡度较缓。管道规格　＝３２３．９　ｍｍ　ｘ　７．１　ｍｍ，设计　遇最大流量为６　６００　ｍｇｓ。最大流量与最小流量　一　９００多倍。每逢大雨之后，河水猛涨，河　最小输量１０５　Ｘ　１０　ｔ／ａ，最大输量１７５　Ｘ　１０　ｔ／ａ，目前　相差达ｌ径等参数优选，通过对皮带抽油机机型进行设计，　得出改皮带抽油机举升设计选型结果。　２９．１７　Ｘ　１０　ｋＷ・ｈ。　（２）２００６年，引进了Ｒｏｔａｆｌｅｘ新型皮带式抽油　（３）生产参数的优化方法。冲程、冲次优化　机。从现场应用情况看，比普通抽油机节能３０％。　（不需作业）：按照长冲程、低冲次的优化原则，在　对某采油队的１８台高能耗抽油机和６台电泵井进行　无需作业、产液量基本不降的情况下，实时监控并　及时优化；泵径、沉没度优化（需作业）：对于目　了改造，并对９口油井生产参数进行了优化。其中　有３口电泵井改皮带抽油机生产，１口电泵井改螺　前泵径偏小、沉没度过大、冲次偏高的抽油井，结　杆泵生产，２口电泵井加变频装置，ｌ４口抽油机井　合作业进行换大泵、上提泵挂，并进行调小冲次优　改螺杆泵采油，４口抽油机井改皮带抽油机生产，　化，使抽油机运行平稳，能耗降低，减少举升设备　对泵径偏小、沉没度过大、冲次偏高的９口抽油井　能耗。　亦进行了生产参数的优化工作。优化改造工作后，　年总节电量２９４．８　Ｘ　１０　ｋＷ・ｈ，年节约电费２３８．８万　元（电费按０．８１元／千瓦・时计）。　（３）油井举升方式优化改造是一个较好的节能　３效果与建议　（１）抽查电泵井的应用情况表明，泵级数普遍　过多，多余压头全部浪费，节流压力损失平均为　０．６１　ＭＰａ，由于节流造成电机输入功率增加５．２５　项目。通过分析油井油藏条件、采油条件及生产运　行情况，对于电潜泵提出了更换螺杆泵、节能型皮　ｋＷ，占输人功率的６．８８％。河南油田采油一厂针　带抽油机和变频控制等节能措施；对高能耗老旧抽　对生产中存在的电泵井能耗较高的问题，进行了一　油机，提出了更换螺杆泵、节能型皮带抽油机的　系列优化举升方式的试验。２００７年，对２口电泵进　措施；对生产参数不合理的抽油机进行换大泵、上　行改抽对比，在产液量不变的前提下，电泵井单井　提泵挂、调小冲次等生产参数优化。上述措施提高　月耗电量４３　１３９　ｋＷ・ｈ，而改抽后平均单井月耗电　了油井机采系统效率和油井生产可靠性，减少了电　量１８　４３１　ｋＷ－ｈ，单井年节电量２７．７５×１０　ｋＷ・ｈ，　力消耗，达到了节能降耗的目的。　节电率４４．３％。对ｌ口电泵加变频的井进行测试对　比，加装变频控制柜后，节能效果明显，年节电　（栏目主持张秀丽）　一４４一　油气田地面工程（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｑｔｄｎｎｇｃ．ｃｏｒｎ）　第　０卷第２期（２０１１．０２）（规划设计）　输气管道站间距的计算　胡艳娇中国民航大学　摘要：输气管道站间距的计算模型是一个关于输气管道站间距和输气管道内气体平均温度　的二元非线性方程组。为了避免求解二元非线性方程组，先将其转化成关于输气管道内气体平　均温度的一元非线性方程，采用迭代法求解，再将求得的解代入相关公式算出站间距。按照上　述计算过程编制计算程序，相邻两次计算结果的偏差控制在０．００１以内时就足以满足工程设计要求。　关键词：输气管道；站间距；工艺设计；输量；压力；温度；计算　ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—６８９６．２０１１．２．０２２　在输气管道工艺设计中，输气管道站间距的确　温度（Ｋ）；　为水力摩阻系数；Ａ为气体相对密　定是非常重要的一个环节。根据输气管道给定的设　度；ｄ为管内径（ｃｍ）；　为输气管道设计输量　计输量和设计压力选好管径之后，站间距和输气温　（　／ｄ）；Ｚ为气体压缩因子。　度是相互关联的。在没有大型设计软件的情况下，　依据《输气管道工程设计规范［Ｓ］　手算时一般采用试算的方法求解。首先给出输气平　（ＧＢ５０２５１）》，水力摩阻系数可按式（２）计算。　均温度和站间距赋初值，代人相关计算式，求出新　的平均温度和站间距，若两次结果差别比较大，重　击－２．０１ｌｇｌ　＋　Ｉ　新赋初值进行计算。手算时为了计算简便，很多公　式中Ｋ为钢管内壁当量粗糙度（ｍ）；Ｒｅ为雷　式都进行了简化，而且初值和真实值差别很大的　诺数。　话，将会耗时很多，这将影响工作效率和结果精　根据式（１）可知，在已知输气管道设计输　度。本文试图分析站间距和平均温度两个计算模　量、设计压力，管道内、外径之后，要求解Ｌ，必　型，找出其内在联系，通过编程方法代替站间距的　须知道丁、　、Ｚ及△。△是和气体组成有关的参　手工求解。　数，　和Ｚ是与管道平均压力和平均温度有关的变　量。若考虑压力沿管长方向近似线性分布，输气管　ｌ计算模型的建立　道的平均温度丁表示为　依据《输气管道工程设计规范［ｓ］　丁＝Ｔｏ＋（ＴＱ一　）　一　（ＧＢ５０２５１）》，输气管道站间距可按下式计算。　Ｌ　１　０５１　（）￣户矗一户　）Ｚ—ＡＴ　　，１一　（　）　ｋｏ）　—　Ｌ　、　Ｊ　　Ｄｉ　［式中Ｌ为站间距（ｋｍ）；　Ｑ为输气管道计算段　式中以一　；　为管道的总传热系数　起点压力（绝对，ＭＰａ）；Ｐｚ为输气管道计算段终　（Ｗ／（ｍ　・Ｋ））；Ｔｏ为管道埋深处地温（Ｋ）；ＴＱ为管道人　点压力（绝对，ＭＰａ）；Ｔ为输气管道内气体的平均　Ｅｌ温度（Ｋ）；Ｍ为气体质量流量（ｋｇ／ｓ）；Ｃｐ为气体的　４　结语　（２）在溢油回收作业中，回收油应采用临时储　油囊储存或者使用油罐车运回进一步处理、利用。　（１）由于河南油田某采油厂输油管线穿越段所　对吸附油污的吸附材料或剪除的油污植被不宜现场　处的唐河河道为季节性通航，平时上、下游有采沙　焚烧处置，应收集、运到指定地点进行集中处理。　船，不适合在河道上长期布设围油栏。最佳方案是　（３）针对溢油事故可能造成的水体以及土壤的　一旦发生溢油事故能够快速地将围油栏运到现场，　污染，需要对环境进行检测。因此需采购便携式可　能简单快速地布设在河道上并利用收油机回收溢　油。根据唐河河床溢油流速、应急反应时问及溢油　燃气体检测仪、便携式Ｈ　Ｓ检测仪和便携式氧含量　检测仪设备各一套。　量的计算，设计两个方案：汛期两道围油栏应急方　案、汛期三道围油栏应急方案。　（栏目主持张秀丽）　——４６　油气田地面工程（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｑｔｄｍｇｃ．ｃｏｒｎ）