重庆科技学院课程设计报告院（系）:_石油与天然气工程学院_ 专业班级:油气储运10-1 学生姓名:李冶学号: 2010442699 设计地点（单位）_____________K-801_ __ ________ __设计题目:_ 常温集气站的工艺设计—站内管径与壁厚设计（不同范围）______完成日期： 2013 年 6 月27 日指导教师评语: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ _成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________目录1设定参数设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.1天然气相对分子质量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.2空气相对分子质量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.3相对密度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42第一段管道的设计（第一次节流降压前）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52．1压缩因子的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.1.1井号1、2、3、4、5、6天然气的压缩因子 Z．．．．．．．．52.2流量的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82.3密度的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.4流速的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.5管径的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.6壁厚的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113第二段管道的设计（第二次节流降压前）．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.1第二段管道设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.1.1压缩因子的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.1.2流量的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.1.3密度的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.1.4速度的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.1.5管径的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.1.6管壁厚度的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.2第二次节流后计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.2.1压缩因子的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.2.2流量的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.2.3汇管管径和管壁的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．154管道的选型一览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 5选材结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．195.1一次截流前．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．195.2二次截流前．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．195.3二次截流后．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．196总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20常温集气站的工艺设计—站内管径及壁厚设计摘 要：本文根据课程设计任务书，进行某常温集气站的工艺设计中站内管径及壁厚的设计。

设计中我们主要通过气井产量、进站压力及进站温度等数据，并根据公式计算管径及壁厚，最后通过选型设计出合适的管道。

关键词：天然气 管径 壁厚天然气从井口出来，计量后进行一次节流。

一次节流后的天然气必须满足不生成水合物的最低温度和压力的条件（此前为第一段管道的设计）。

此后的天然气在管道内注入适量的抑制剂，并进行换热器换热作业，在进入分离器之间进行二次节流（此前为第二段管道的设计）。

二次节流的后，使天然气压力达到出站压力6MPa ，并使天然气的温度进一步降低（此为第三段管道的设计）。

在此次设计中，我们是通过压力和密度来确定管道的经济流速，再根据流量和经济流速来确定管径，管道壁厚。

最后根据管径和一系列参数来选型并确定合适的管道。

1 设定参数设计1.1天然气相对分子质量根据课程设计任务书中气体组成（%）：1C -93.49，2C -2.55，3C -0.91，4C -0.51，5C -0.62，H2-0.45,2H S -0.32，2CO -0.57 由气体的相对分子质量公式：得出：M= 16×93.49﹪＋30×2.55﹪＋44×0.91﹪＋58×0.51﹪＋72×0.62﹪＋2×0.45﹪＋34×0.32﹪+44×0.57﹪=17.391.2空气相对分子质量查表得到空气的相对分子质量是28.97。

1.3相对密度天然气的相对密度用符号S 表示，则有：S=天空ρρ=M M 天空式中，M 天、天ρ分别为天然气的密度和相对分子质量；M 空、空ρ分别为空气的密度和相对分子质量。

代入数值，得出 ： S=97.2839.17=0.60 即计算出气体的相对密度S 为0.60。

2 第一段管道的设计（第一次节流降压前）2．1压缩因子的确定表1 基础资料：每口井的产量、进站压力及进站温度。

井号 产量（100²m³／d ） 进站压力（MPa ） 进站温度（℃）1 26 16 292 21 17 283 19 16 28.54 24 17 295 14 17 286 16 16 28由井口1、2、3、4、5、6的相对密度均为S=0.60；对于凝析气藏气，当相对密度S ＜0.7时根据公式：Ppc=4.778-0.248S Tpc=106.1+152.21S带入S=0.60计算得：Ppc= 4.6392a MP Tpc=197.426K2.1.1井号1、2、3、4、5、6天然气的压缩因子Z根据公式可算得天然气的拟对比压力及拟对比温度:pr pc P P P =， pr pcT T T = 1号井：pr pc P P P ==6392.416=3.4 ，pr pc TT T ==426.197302=1.5查图1，当Ppr=3.44；1.4pr T = 时，Z =0.71Tpr=1.35 时，Z=0.67由内插法得出当 Tpr=1.5 时，有：Z=0.71+05.004.0×0.12=0.806同理可得出: 2号井:pr pcP P P == 6392.417=3.7 pr pc T T T ==426.197301=1.5 查图1，当Ppr=3.7；1.4pr T = 时，Z =0.71 pr pcTT T ==1.35 时，Z=0.68 由内插法得出当 Tpr=1.51 时， 有：Z=0.7763号井:pr pc P P P ==6392.416=3.4 pr pc T T T ==426.1975.301=1.5 查图1，当Ppr=3.5；1.4pr T = 时，Z =0.71Tpr=1.35 时，Z=0.67由内插法得出当 Tpr=1.5时，有： Z=0.7844号井: pr pc P P P ==6392.417=3.7pr pc T T T ==426.197301=1.5 查图1，当Ppr=3.7；1.4pr T = 时，Z =0.71Tpr=1.35 时，Z=0.68由内插法得出当 Tpr=1.5时， 有：Z=0.763 5号井: pr pcP P P ==6392.417=3.7 pr pc T T T ==426.197301=1.5 查图1，当Ppr=3.7；1.4pr T = 时，Z =0.71Tpr=1.35 时，Z=0.68由内插法得出当 Tpr=1.5时， 有：Z=0.7796号井:pr pcP P P == 6392.416=3.4 pr pc T T T ==426.197301=1.5 查图1，当Ppr=3.4；1.4pr T = 时，Z =0.71Tpr=1.35 时，Z=0.67由内插法得出当 Tpr=1.5时， 有：Z=0.782拟对比压力Ppr拟对比压力Ppr图1 天然气压缩因子图版2.2流量的确定由： 000gP Q PQ ZT Z T =0.10132586400293gQ TZQ P ⇒=⨯⨯根据表格1的数据代入公式： 井口1： Q1=86400260000× 16101325.0×293806.0302⨯=0.016m ³/s井口2: Q2=86400210000×17101325.0×293776.0301⨯=0.012m ³/s井口3：Q3=86400190000×16101325.0×293784.05.301⨯= 0.011m ³/s井口4： Q4=86400240000×17101325.0×293763.0302⨯ =0.014m ³/s井口5：Q1=86400140000×17101325.0×293779.0301⨯ = 0.0077m ³/s井口6： Q1=86400160000×16101325.0×293782.0301⨯=0.0094m ³/s2.3密度的确定表一 井口来气进站压力及进站温度及产量井号 产量（100²m³／d ） 进站压力（MPa ） 进站温度（℃）1 26 16 292 21 17 283 19 16 28.54 24 17 295 14 17 28 616 16 28由在某压力和温度下的密度公式为：8.314PMZTρ=对于井号1:ρ1=302806.0314.839.1716000⨯⨯⨯=137.5 kg/m ³对于井口2:ρ2=301776.0314.839.1717000⨯⨯⨯=152.2 kg/m ³对于井口3:ρ3=5.301784.0314.839.1716000⨯⨯⨯=141.6 kg/m ³对于井口4:ρ4=302763.0314.839.1717000⨯⨯⨯=154.3 kg/m ³对于井口5:ρ5=301779.0314.839.1717000⨯⨯⨯=151.6 kg/m ³对于井口6:ρ6=301782.0314.839.1716000⨯⨯⨯=142.2 kg/m ³2.4流速的确定由经济流速公式:2PV ρ=1号井：V1 =5.137160002⨯ = 15.2 m/s同理：V2 =2.152170002⨯ = 14.9 m/sV3 = 6.141160002⨯ = 15.0 m/sV4 = 3.154170002⨯ = 14.8 m/sV5 = 6.151170002⨯= 15.0 m/sV6 = 2.142160002⨯ = 15.0 m/s2.5管径的确定由进气管道直径公式：4QD πν=，1号井：D1 = 2.1514.3016.04⨯⨯ = 0.037m ；同理得：D2 =9.1414.3012.04⨯⨯ = 0.032mD3 =1514.3011.04⨯⨯ = 0.031mD4 =8.1414.3014.04⨯⨯ = 0.035mD5 =1514.30077.04⨯⨯ = 0.026mD6 = .1514.30094.04⨯⨯ = 0.028m2.6壁厚的确定由进气管壁厚度公式：2s PdC F δσφ=+ δ---管线壁厚，mmP---管线的设计工作压力，a MP ； d---管线内径，mmφ---焊缝系数，无缝钢管，直缝管和螺旋焊缝钢管φ=1，螺旋埋弧焊钢管φ=0.9。