【導讀】多數(shù)人認為天然氣與石油是有機物生成的，即是古代生物在一定的環(huán)境下生成的。球上的動植物，特別是生長在淺海及其邊沿、河流入海處、湖泊和沼澤等地方的動植物，隨著地球的演變和自然環(huán)。境的變化，逐漸死亡并被泥沙等沉積物所埋藏而與空氣隔絕，在缺氧的沉積環(huán)境中，加之受地層壓力、溫度、放射。線、催化劑等復雜的物理化學作用，細菌對有機質(zhì)進行發(fā)酵分解作用，逐步轉化為天然氣和石油。從自然界中產(chǎn)生的,以碳氫化合物為主的可燃性氣體就叫做天然氣.天然氣是由碳氫化合物和其它成分組的混合物,它主要由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷。、組成，其次還含有微量的重碳氫化合物和少量的其它氣體，如：氮氣、氫氣、硫化氫、這種氣田氣在地層中以氣態(tài)存在，開采出來常溫下為液態(tài)。這種天然氣含甲烷在90%以上，含其它成分較少。天然氣是一種混合氣體，它的摩爾質(zhì)量是由各組分的摩爾質(zhì)量和體積百分比的乘積加權平均計算出來的。

　　

【正文】 離 式中： L球運行距離， m。 Qn發(fā)球后的累積進氣量， m3（標準條件）， P推示壓力，即某時刻球后（上流）段起點和終點的平均壓力， MPa（通球距離短時，可用發(fā)球站的壓力代替）。 T球后管段天然氣的平均溫度， K。取發(fā)球站的氣體溫度。 ZP、 T條件下天然氣壓縮系數(shù)。 Pn標準條件壓力， ,m. Tn標準條件下的溫度 ,293K. ?. 在實際操作中 ,每隔 1530分鐘計算一次進氣量及壓力 ,將各次氣量累積 ,應用上述公式求球的位置 . 42 102 ???? ?? gvDLPtyxdW ?? ?tpdQ ??? 2PTDTZQPL n nn 24?? 22 2) 球在管內(nèi)平均速度 式中 :v球運行速度 ,m/ , L距離的實際時間 ,h. 當輸氣管線內(nèi)的污水不多 ,球的嚴密性較好 (特別使用雙球 )時 ,推球壓力、氣量也比較穩(wěn)定，這時，球運行平均速度與天然氣平均速度基本一致，而與線路走向、地形起伏無關，因此在發(fā)球時就可按照當時的輸氣量與清管段起終點平均壓力，預算出球運行至各觀察監(jiān)聽點的時間。 式中： L發(fā)球站到觀察監(jiān)聽點距離， Km。 Q輸 氣量（發(fā)球前調(diào)整穩(wěn)定的氣量）， km3/d。 P通球管段的平均壓力。MPa。 用容積法計算球的位置時，除天然氣、壓力計算誤差外，關鍵在于球的密封性，但在單球清管時，球的漏失量約為1%8%，球漏失量修正系數(shù)值為 ,以此乘以距離速度 . 八、球運行過程中可能出現(xiàn)的故障和處理 1. 球與管壁密封不嚴而引起球停止運行 原因： ? 橡膠清管球因質(zhì)地較軟，球下可碾進管內(nèi)硬物（如石塊）而在管線低洼部或彎頭處把球墊起，使球與管壁間出現(xiàn)縫隙而漏氣，造成球停止運行。 ? 清管球質(zhì)量不和格。 ? 過盈量小。 處理方法： ? 發(fā)第 二個球頂走第一個球。第二個求的質(zhì)量要好，球的過盈量較第一個球略大（不低于 10%）。 ? 增大球后進氣量，或關閉發(fā)球站出站閥憋壓后迅速打開，（憋壓時注意安全），提高推球壓力。 ? 排放球前天然氣，增大推球壓差引球，使球啟動運行。 ? 將 2）、 3）兩法同時使用。 ? 一般情況下， 1）法最好， 2）法次之， 3）和 4）法盡量不用。 2. 球破 原因： ? 清管球質(zhì)量差。 ? 清管段焊口內(nèi)側太粗糙。 ? 干線球閥未全開。 處理方法：檢 查和判斷球破原因，排除故障后，重新發(fā)球推頂破球。 3. 球推力不足 原因： 當輸氣管線內(nèi)污水污物太多，球在高差較大的山坡上運行、 球前靜液柱壓頭和摩擦阻力損失之和等于推球壓差時，球將不能推走污水而停止運行，此時可根據(jù)計算球的位置及管線高差圖分析，當推球壓力不斷上升，推球壓差增大，且計算所得球的位置又在高坡下時，可判斷為推力不足。 處理方法： 一般采用增大進氣量，提高推球壓力。若球后壓力升高到管線允許工作壓力時，球仍不能運行，則可采用前排氣，增大推球壓差，直到翻過高坡為止。 4. 卡球 現(xiàn)象 ：當球后壓力持續(xù)上升，球前壓力下降，推球壓差已高于管線最大高差的靜水壓頭 至 倍以上時球仍不運行 ,則球可能因管線變形或石塊泥沙淤積堵塞而被卡 . 處理 方法 : ? 首先 采取增大進氣量 ,提高推球壓力 ,排放球前天然氣引球解卡 .要注意球后升壓和球前放空都不能猛升猛放 ,避免球解卡時瞬時速度較快而產(chǎn)生很大沖力 ,引起管線和設備的震動 . ? 若 上述方法不能解卡 ,則只能球后放空 ,球前停止供氣 ,使球反向運行 ,再正向運行 . ? 若堵塞污物太多或管線變形較嚴重 ,球正向運行到原卡球處仍然被卡 ,則應將管線放空 ,根據(jù)容積法計算球的位置 ,割開管線 ,清除堵塞的石塊污物或更換變形的管段 . 5. 水化物堵塞停球 . ? 除上述方法外 ,仍不能使球啟動 ,可在球前注入化學反應劑 (脫水劑 ),降低水露點解堵 . ? 以上方法仍不行 ,則計算球位 ,放氣、打孔、找球、割管、取球。 tLv?TZQPLDt23100 7 ??? 23 第五章 ：輸氣干線的生產(chǎn)管理 第一節(jié)、天然氣輸送系統(tǒng)的組成 一、天然氣管輸系統(tǒng)的組成 天然氣輸送的基本方式有：液化輸送和管道輸送。 天然氣輸送系統(tǒng)是一個聯(lián)系采氣井與用戶間的由復雜而龐大的管道及設備組成的采、輸、供網(wǎng)絡。其基本過程為： 氣井（或油井） ?油氣田礦場集輸管網(wǎng) ?天然氣增壓及凈化 ?輸氣干線 ?城鎮(zhèn)或工業(yè)區(qū)配氣管網(wǎng) ?用戶。 二、天然氣輸送管線的類型 1. 礦場集輸支線 氣田各井口裝置到集輸站的管線。 2. 礦場集輸干線 由集輸站到天然氣凈化廠或輸氣干線首站的管線。 3. 輸氣干 線 由天然氣凈化廠或輸氣管線首站到城市、工礦企業(yè)一級輸氣站的管線。 4. 配氣管線 干線一級配氣站到城市配氣站以及到各用戶的管線。 第二節(jié)：輸氣干線的工藝計算 一 、一般輸氣管道通過能力公式及分析 1. 通過能力公式（威莫斯公式） 一般輸氣管指管線敷設在平坦地區(qū)，管線沿線地形起伏的高差在 200米以內(nèi)。 式中： Qb管線的通過能力（標態(tài)）， m3/d。 d管線內(nèi)徑， cm。 P1管線起點壓力 MPa（絕）。 P2管線終點壓力 MPa（絕）。 G天然氣相對密度（對空氣）。 T天然氣平均絕對溫度， K。 Z天然氣壓縮系數(shù)。 L輸氣管線長度， Km。 2. 高程差大于 200m時計算公式 考慮垂直氣柱的影響。 式中： a與被輸送氣體的壓力、溫度有關的系數(shù)， h h2管線起點和終點高程， m。其余符號同前 3. 通過能力公式的分析 輸氣量 Q取決于下列參數(shù)：管徑、管長、溫度、相對密度、起點和終點壓力。 1) 在 T、 L、 G、 P1 、 P2 不變時，管徑 d的影響 即輸氣量與管徑的 8/3次方成正比，若管徑增加一倍，即 d2=2d1，則 Q2為 Q1的 . 2) 在 T、 d、 G、 P1 、 P2 不變時 ,管線長度的影響 即輸氣量與管長的 ,若管長縮小一半 ,即 :L2=, 則 Q2=,如在原有兩加壓站間再增設一個加壓站 ,輸氣量可增加 41%. G T Z LPPdQ b ??? ?? ?? ??????? ??????211222122138hhaG Z T LPhhaPdQbZTGa ?終點 起點 h1 h2 382121 ????????? dd1221 LL ? 24 3) 溫度 T和相對密度 G對輸氣量的影響（其他條件不變） 4) 起點壓力 P1和終點壓力 P2 的影響（其他條件不變） 如增加 P1和減少 P2的數(shù)值 ?P相同時，則得： 兩式兩邊相減得： 由此可見，增加 P1 比減少同樣數(shù)值的 P2更有利于增加輸氣量，故輸氣管普遍采用高壓輸氣，以節(jié)省輸氣所耗費的能量。因在高壓下氣體的流速小，摩擦引起的能量消耗也必然少。輸氣管的輸氣量隨起 點壓力的增加而增加，隨終點壓力的增高而減少，當終點壓力不大時，輸氣量大致與起點壓力成正比，而受終點壓力的影響較小。 二、復雜輸氣管道基本類型及當量輸氣管的計算 1. 基本類型 1) 變徑管 由直徑不同的若干單一管道串聯(lián)而成，其作用在于擴大管道的輸送能力。 2) 復管 由兩條平行的管道并聯(lián)而成，兩條長度不同的管線并聯(lián)，如果以長管的首尾為始末端，則短管叫長管的副管。敷設副管是為了擴大管道的輸送能力，某些特殊地段（如河流穿越處）起互為備用作用。 3) 中途有氣流輸入或輸出的管道 2. 當量輸氣管的計算 1) 已知一管線其直徑為 d，長度為 L， 假設由另一直徑 dD的輸氣管代替，而且在原起始點壓力下與該管有相同的輸氣量，這時 dD稱為當量直徑，其對應的輸氣管長度稱為當量長度（ LD）。其換算公式為： 2) 已知一管線由直徑不同的幾個管段所組成，求直徑 dD 的當量輸氣管的當量長度。 3) 對于一系列平行的輸氣管，當計算通過能力時，也可運用當量直徑與當量長度來計算。 給出 dD 或 LD ，可求 LD 或 dD ，再求通過能力。 一般平行管的長度是相同的則： 其中 n平行管線的數(shù)目。 三、 求輸氣管線的平均壓力 第三節(jié)、輸氣站場及管線的管理 三、 站場設備及管線管理 ? 站 場設備管理 輸氣站場是輸氣管線的控制樞紐，管好站場設備是保證安全供氣的重要一環(huán)，其管理工作要求作到一準、二靈、三不漏。 1. 準確 1) 計量裝置（節(jié)流裝置、導壓管、溫度計插孔等），各部分尺寸、規(guī)格、材質(zhì)的選擇和加工、安裝應符合計量規(guī)程要求。 2) 計量儀表中的微機、變送器、節(jié)流裝置應配套，不斷提高操作技能、使計量簡便、快捷、準確。 3) 調(diào)壓裝置的規(guī)格、型號選擇合理，安裝正確，適應工作條件，保證有足夠的流通能力和輸出壓力，調(diào)壓波動在12211221 GGTT ?? ，? ? 222121221 2 PPPPPPPP ?????????? ? 2222212221 2 PPPPPPPP ?????????? ? 022 221 ????? PPPP163316 ?????????????? LLddddLL DDDD 或316316223161 ...... .. .. .. .. ?????????????????????????? nDnDDD ddLddLddLLnnDD LdLdLdLd 382382138138 ..................... ????833838 dndndd DD ?? 或。都為絕對壓力，單位：、其中： 終起平均終起終起平均 M P aPPPPP PPP ???????? ??? 232 25 允許值內(nèi)。 4) 各種儀表選擇、安裝、配套、調(diào)效正確，在最佳范圍內(nèi)工作，誤差不超過允許值。 2. 靈活 1) 各類閥 門的驅動機構靈活、可靠，開關中無卡、堵、跳動等不良現(xiàn)象。 2) 調(diào)壓裝置動作靈活、可靠性強。 3) 收發(fā)球裝置開關靈便、密封性好。 4) 安全裝置、報警裝置應隨時處于良好工作狀態(tài)，對壓力變化反應靈敏、報警快。 5) 通訊設備暢通、音質(zhì)清晰。 3. 不漏 1) 法蘭、接頭、盤根嚴密、設備管線固定可靠，試壓合格。整個站場在最高工作壓力下，油、氣、水、汽線路不得有跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。 2) 電器設備不得有外層殘缺和漏電現(xiàn)象，站場接地保護好。 3) 所有設備、儀表內(nèi)外防腐良好，無銹蝕和防腐層脫落。 ? 管線管理 1. 五清 管線走向清；管線埋深清；管線規(guī)格清、管線腐 蝕情況清；管線周圍地形、地物、地貌清。 2. 七無 明管跨越無銹蝕；檢查頭（測試樁）、里程樁、標志樁無殘缺；管線內(nèi)無積水；管線陰極保護無空白；管線防腐層無損壞；管線兩側 5m內(nèi)無深根植物；堡坎護坡無跨踏。 ? 輸氣管線運行的幾項基本技術指標 運行操作參數(shù) 表證輸氣管線內(nèi)氣流狀況的基本指標是壓力；流量；溫度；嚴密性；管內(nèi)有無積液、污物、水化物的堵塞。 1. 壓力和流量 1) 輸氣管線中壓力變化規(guī)律是呈拋物線狀降落，開始降落緩慢，距起點越遠壓力降落越快，一般輸氣管線前四分之三管段壓力損失占一半，另一半消耗在后四分之一管段上。 2) 沿 線隨壓力的降低，管線內(nèi)氣體流速增大，末段管線流速最大。 3) 求管線任意點的壓力公式： ? ?。輸氣管線起、終點長度（絕），輸氣管線起、終點壓力、（絕），點的壓力輸氣管線式中：KmLM P aPPM P aXPLxPPPP Xx??????? 21222121 4) 壓降曲線 ? 壓降曲線如圖：意義：是調(diào)度指揮工作的重要依據(jù)；把實測的壓降曲線與理論計算的壓降曲線相比較，可以發(fā)現(xiàn)輸氣管線工作是否正常。 ? ? ? ? ? ? ? ? 起點 P1 A x L B 終點 P2 C 壓降曲線0246810010 20 30 40 50 60 70 80 90100里程Km壓力 26 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?