天然气长输管道工程设计

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翻新时间：2015-08-04

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天然气长输管道工程设计

摘要：天然气长输管道的设计的应根据不同的地形采用不一样的方式，对于如河流以及面积非常大的沼泽盐碱地，难以实现大开挖，就需要以地质分析报告为基础，比较选择最优的长输管道工程设计技术方案。如水平定向钻钻机适宜施工的地质条件多为砂土、岩石、黏性土以及粉土等；对于仅仅在出土或者入土点侧方位的小部分区域出现不适合水平定向钻进行施工的地质条件，可以采取相应的措施后继续实施水平定向钻施工。在为站场选址时，则需要以项目所在地的地质、地形与地貌的特征，建立出数学模型，优化站场的选址，将运行成本等费用降至最低；同时还应考虑现场的交通运输、管理手段等多方面的因素。

关键词：天然气长输管道；站场选址；工程设计

中图分类号：F407 文献标识码： A

某省在建的天然气管道项目是该省投资集团与中国石化集团合资建设的省部级重点工程，天然气长输管道的全长660km，输气能力为56×108m3/a，管径规格为508mm，输气压力为8.0MPa。输气管道所经过的地层大多都是经过强风化的花岗岩，主要矿物成分为长石与石英，节理发育其且块状构造。地层的节理面被铁锰等矿物质质浸染，岩芯发生破碎，导致管道线路的施工较为困难。且该地区铁路、公路以及高速公路的穿越频率非常高，使用定向钻、开挖施工的成本相对高。同时该输气管道线路的输气站场以及截断阀室非常多，给项目建设带来一定的难度，也对建设的工程技术提出了更高的要求。同时，天然气在管道流动的过程中，其压缩机的耗能高，需要消耗输气管道中气体的3%-5%，是一笔非常大的经费。所以，当前有必要从运行成本的角度出发，对输气管道的运行参数和站场布局进行优化研究。

1、天然气长输管道穿越方式的选择

穿越方式根据当地的地址地形特征进行优化选择，具体见表1.

表1 天然气管道的穿越方式

1.1选择水平定向钻

1.1.1导向系统的选择在使用水平定向钻实施穿越施工期间，导向系统的好坏与工程施工的质量密切相关。DX水平定向钻系统是非常完整的导向信息系统，包含有有限探测器、信号发送处理装置等，能够智能化的显示出钻头的方位、深度、面向角等相关信息，可以帮助工程施工顺利进行，不但可以有效的提高施工质量，同时能够实现长输管道的穿越。

1.1.4使用定向钻过程中需要注意的问题首先不能将整个穿越管使用水平定向钻敷设在卵石层当中，当只有穿越的钻两岸相应厚度的卵石层，可以使用套管、固结以及开挖的方式进行水平定向钻管道的敷设工作；当穿越河流、湖泊等水域时，穿越管道的管顶埋深距离至少距离地面18m。

与传统的开挖技术相比，顶管技术具有以下4个优势：对于交通、环境、建筑物基础等产生的破坏较小；能够在湖泊、河流等区域使用非开挖顶管技术实现施工；对埋深、铺设方向的控制性好；能够产生较好的经济与社会效益。相关资料表示，施工区域在城市中且管线的埋深较大的情况下，使用顶管施工是一种经济、高效的选择。

2、优化天然气长输管道的站场选址

优化设计必须从经济的角度考虑，长输管道在设计使用寿命的期限中产生的总费用包含有管道线路与压气站的投资和运行费用。其中前者包含管材、敷设、管道防腐、附件以及压气站的投资等；后者则是指长输管道的维护与修理产生的费用，在设计期间需要同时对这两种费用进行考虑。根据该原则，根据其等额年制费用为优化的目标。由于资金具有时间价值，单位的投资费用与单位运行费用是不等值的，为了让两者的价值相当，需要将投资费用与运行费用按照一定的年利率折算，其总折算费用为：

：输气管道的年折算费用；：投资费用；：压气站初始投资费用；：输气管道年经营费用；：等额支付系列资金恢复系数。

优化目标为在保证管道终端气体产生的压力位预定值的前提下，优化计算出设计参数与运行参数，使总折算的费用为最小。

结束语

天然气长输管道作为气田地面工程的重要部分之一，其穿越与站场的选址非常重要。需要寻求最优的工程设计方案，实现投资成本的最优化、系统运行管理的最便捷、最高效，实现节约成本，降低能耗以及提高经济和社会效益的目标。某省的天然气长输管道实行上述方案后实现了预期的目标，取得了较好的效果。