石工设计大赛

团队编号：_______中国石油工程设计大赛方案设计类作品比赛类别油气田开发单项组完成日期年月日中国石油工程设计大赛组织委员会制作品简介（一页）目录（自动生成）第一章总论1.1设计原则1、贯彻国家基本建设方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。2、贯彻“安全、环保、节能、高效、科学、适用”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证集输系统和原油处理厂的安全、平稳地运行，减少本工程对环境的污染。3、合理利用井口流体的压力能，适当提高集输系统压力，降低集输能耗。4、充分利用周边地区已建设施，因地制宜，力求设计方案工艺流程简洁、布局合理、投资节省。5、结合整体开发方案考虑地面工程设计，为改扩建留有余地，使油田整体开发时能充分利用试采工程已建设施。1.2相关的法律、法规和标准1、有关的国家法规《中华人民共和国文物保护法》2007年12月29日《中华人民共和国水土保护法》1991年6月29日《中华人民共和国环境保护法》《压力容器安全技术监察规程》质技监局发[1999]154号；《中华人民共和国安全生产法》主席令第70号（2002）；《中华人民共和国消防法》主席令第6号（2008）；《石油天然气管道保护条例》国务院令第313号；《危险化学品安全管理条例》国务院令第344号；《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》国务院令第352号；《特种设备安全监察条例》国务院令第59号（2009）；《中华人民共和国防洪法》；《中华人民共和国河道管理条例》；国家、行业和工程所在地河道、航道的其他相关政策、法规。2、有关的国家标准、规范及技术规定《油气集输设计规范》（GB50350-2005）《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163-2008）《石油化工建（构）筑物抗震设防分类标准》（GB50453-2008）《油气输送管道线路工程抗震技术规范》（GB50470-2008）《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-2007）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）《石油化工企业自动化仪表选型设计规范》（SH3005-1999）《石油化工仪表管道线设计规范》（SH/T3019-2003）《石油化工可燃气和有毒气体检测报警设计规范》（SH3063-1999）《油气田及管道仪表控制系统设计规范》（SY/T0090-2006）《油气田及管道计算机控制系统设计规范》（SY/T0091-2006）《油气管道仪表及自动化系统运行技术规范》（SY/T6069-2005）《石油化工企业控制室和自动分析器室设计规范》（SH3006-1999）《石油化工仪表供电设计规范》（SH/T3082-2003）《石油化工仪表接地设计规范》（SH/T3081-2003）《工业企业通信设计规范》（GBJ42-93）《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）《长途通信光缆线路工程设计规范》（YD5102-2005）《全介质自承式光缆》（DL/T980-2002）《石油化工企业电信设计规范》（SH/T3153-2007）《石油化工装置电信设计规范》（SH/T3028-2007）《入侵报警系统工程设计规范》（GB50394-2007）《供配电系统设计规范》（GB50052-95）《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）《电力装置的电测量仪表装置设计规范》（GB/T50063-2008）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）《低压配电设计规范》（GB50054-1995）《钢制压力容器》（GB150-1998）第1，2号修改单《承压设备无损检测》（JB/T4730.1～4730.6-2005）《污水综合排放标准》（GB8978-96）《建筑设计防火规范》GB50016-2006《建筑地面设计规范》（GB50037-96）《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95（2001年修订本））《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94（2000年版））《砌体结构设计规范》（GB50003-2001（2002年局部修订版））《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《电力设施抗震设计规范》（GB50260-96）《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）《交流电流装置的接地》（DL/T621-1997）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）《建筑灭火器配置规范》（GB50140-2005）《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）《工业企业设计卫生规范》（GBZ1-2002）《钢质管道外腐蚀控制规范》（GB/T21447-2008）《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》（GB/T23257-2009）《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》（SY/T0414-2007）《埋地钢质管道阴极保护技术规范》（GB/T21448-2008）《埋地钢质管道硬质聚氨酯泡沫塑料保温层技术标准》（SY/T0415-1996）《阴极保护管道的电绝缘标准》（SY/T0086-2003）《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范》（SH3022-1999）《输油（气）钢质管道抗震设计规范》（SY/T0450-2004）《管道干线标记设置技术规定》（SY/T6064-94）《钢质管道穿越铁路和公路推荐做法》（SY/T0325-2001）《工业企业厂界噪声标准》GB12348-2008《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85《压力容器安全技术监察规程》1999版《钢制焊接常压容器》（JB/T4735-1997）《钢制焊接常压容器》（JB/T4735-1997）《钢制卧式容器》（JB/T4731-2005）《石油化工企业燃料气系统和可燃气体排放系统设计规范》（SH3009-2001）《油气田柴油机发电站设计规范》（SY/T0080-2008）《锅炉房设计规范》（GB50041-2008）《石油化工安全仪表系统设计规范》（SH/T3018）《管道下向焊接工艺规程》（Q/CNPC78-2002）《管道干线标记设置技术规定》（SY/T6064-94）《油气输送管道穿越工程施工规范》（GB50424-2007）《钢制管道焊接及验收规范》（SY/T4103-2005）《油气管道焊接工艺评定方法》（SY0452-2002）《涂装前钢材表面预处理规范》（SY/T0407-97）《涂装前钢管表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T8923-88）《埋地钢质管道阴极保护参数测试规范》（SY/T0023-1997）《阴极保护管道的电绝缘》（SY/0086-1995）《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-2007）；1.3油气田概况1.3.1井位布置本次设计方案研究目标区块为一具有复杂断层的半背斜断块油气藏。工区面积约5.5km，东西宽约1858m，南北长约2980m。构造区距离最近港口油库为120海里，区域水深1350～1525m。1.3.2自然环境1.3.2.1风向和风速经统计，该海域主导风向为NE，次主风向S，风玫瑰见下图：1.3.2.2水文条件1.3.2.2.1水温海区表层及近底层水温参数见下表：在进行管网设计及数值模拟的过程中，海底埋地管线采用海区1500m深度的最低温度进行计算。1.3.2.2.2波浪由于该海域海浪以风浪为主，常浪向与主风向具有较强的一致性，该海域的主浪向为NE，次主浪向为S，浪玫瑰见下图：1.3.2.2.3海流该海域主流向为WNW，流玫瑰见下图：第二章集输管线管网设计布局2.1混输管线设计本次集输管网设计的目标为将油田所产油气进行集中并处理，安全输送至海岸处终端接收站（距开发区块120海里）进行进一步处理或外输。该区块部署新井12口，同一坐标位置部署两口相邻的生产井，井口坐标如下表所示：井号井口坐标XY13218824839862321340248317333212162482615432228424839845321968248316663221592482302根据6个井口位置，通过费马点（“费马点”是指位于三角形内且到三角形三个顶点距离之和最短的点。若给定一个三角形ABC的话，从这个三角形的费马点P到三角形的三个顶点A、B、C的距离之和比从其它点算起的都要小。这个特殊点对于每个给定的三角形都只有一个）的计算，可以得出集输点的坐标P（321685，2483216）。根据油田地面概况以及油田原油、采出水及天然气的物性参数，决定采用以下集输方案。油井采出物（含水含气原油）经由井组出油管线输至集输点P，各井组来油进入集输点P混合，混合油多相流混输泵加压后，进入FPSO立式水套炉加热，加热至15~20℃后进入密闭分离装置进行油气分离，分离出的伴生气经气液分离器分液后，一部分作为水套加热炉燃料，剩余伴生气和原油则通过油气混输泵增压后，这里要写上总体布局和管网设计图！！！！2.1.1管径的初步选择在不加热油气集输管线中，因为输送温度低，油气水在管线中常呈气体—幂律液体两相水平管流，其管径选择的合理与否，直接影响着整个系统的生产及其经济效益。2.1.1.1管径对于不加热油气集输管线流动规律的影响在气液两相水平管流中，按层流、紊流两种基本流动状态已远不能准确描述其流动规律，而必须按层状流、波状流、泡状流、团状流、冲击流、环状流及雾状流等7种基本流动型态描述其流动机理及规律。因而在两相水平管线中，管径与摩阻之间的关系变得非常复杂，很难用一个简单的函数关系表示出来，这是因为：1、在其它参数一定的条件下，管径的变化将引起流速的变化，从而导致流动型态发生变化。在不同流动型态下，摩阻与管径之间的关系完全不同；同时由于摩阻的变化，将使管线的工作压力发生变化，从而导致气体体积流量和流速的变化，这种变化又将反作用于流动型态，结果使管径与摩阻之间的关系异常复杂。2、不加热油气集输系统中，油水混合物常呈幂律液体状态。当管径发生变化时，液体流速也将随之发生变化。增大管径既有降低摩阻的有利方面，同时也有使液体流速降低，剪切降粘作用变小，从而使液体视粘度增大的不利方面。3、不加热油气集输管线中，当原油含水率及温度发生变化时，油水混合物的流变特性也随之发生变化。因此在不同的含水阶段，管径与摩阻之间呈不同的变化规律。综上所述，管径对气液两相水平管流的流动规律有显著影响，因此根据气液两相流动规律优选管径具有重要的现实意义。2.1.1.2管径的选择方法不加热油气集输管线的管径选择采用试算法进行。1、初选管径：d=√4𝑄𝜋𝑉式中：Q——原油体积流量；V——管道内原油经济流速。2、假定几种可供初步选择的管径D。取经济流速1、1.5、2、2.5m/s，流量0.066𝑚3/𝑠，分别计算管径并进行平均，如下表：流速（m/s）11.522.5管径（mm）0.290.240.200.18取平均值D=0.23m作为初步选择的管径。3、按气液两相流动规律分别计算在已假定的不同管径及其运行参数（如：压力、温度、流量等）下的压力损失及其它能耗。其中压降的计算方法如下：（1）层状流和波状流−𝑑𝑝𝑑𝑥=𝜏1𝑆1+𝜏𝑔𝑆𝑔𝐴式中：𝑑𝑝𝑑𝑥——压力梯度；A——管线过流断面的面积；𝜏1、𝜏𝑔——气相与管壁、液相与管壁的剪切应力；𝑆1、𝑆𝑔——管线过流断面上气相、液相的湿周。（2）泡状流−𝑑𝑝𝑑𝑥=