試論如何做好油田給排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作

陳佩劍

摘 要：隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展趨勢(shì)越來越明顯，石油行業(yè)同樣也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。而油田給排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作也逐步引起了人們的關(guān)注和重視，一般情況下，對(duì)排水管網(wǎng)所進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作是指在滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的基礎(chǔ)上，在盡可能的節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本的前提下，從而確定管網(wǎng)中泵站的最佳位置以及優(yōu)化管網(wǎng)的埋深和管徑等工作，而對(duì)給水管網(wǎng)所進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作則是在滿足礦區(qū)和廠區(qū)供水水量、水質(zhì)和水壓相應(yīng)要求的前提下，為盡可能的節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本而進(jìn)行的一系列的設(shè)計(jì)工作。文章便對(duì)油田給水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作、油田排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作以及多管線綜合的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作三個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討，從而詳細(xì)的論述了如何才能做好油田給排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

關(guān)鍵詞：油田企業(yè)；給排水管網(wǎng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 油田給水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作

1.1 給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行給水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作時(shí)，首先其設(shè)計(jì)的內(nèi)容必須符合礦區(qū)和廠區(qū)中的總體規(guī)劃要求，在充分的考慮到給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可行性并且留有一定的發(fā)展余地后，才可以進(jìn)行給水管網(wǎng)的布置工作，并且在整個(gè)供水區(qū)域內(nèi)都應(yīng)布置給水管網(wǎng)，在技術(shù)上應(yīng)保證用戶具備足夠的水壓和水量，設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)時(shí)，我們首要考慮的因素就是其運(yùn)行的安全性和可靠性，一旦在其運(yùn)行的過程中出現(xiàn)的故障，應(yīng)保證其斷水范圍最小。另外，在設(shè)計(jì)時(shí)，為了最大限度的降低給水管網(wǎng)的施工成本，鋪設(shè)管線時(shí)應(yīng)力求最短的距離。

1.2 給水管網(wǎng)的定線

這部分設(shè)計(jì)工作就是指在地形平面圖中準(zhǔn)確的確定給水管網(wǎng)的走向和位置，進(jìn)行干管的定線工作時(shí)，其必須滿足礦區(qū)和廠區(qū)中規(guī)劃道理定線的具體要求，不建議其通過起關(guān)鍵作用的道路下或是高級(jí)路面下，同時(shí)其延伸方向還應(yīng)與水流的方向保持一致。

1.3 給水管網(wǎng)的水力計(jì)算

確定每一天或是每一個(gè)時(shí)間段的用水量的最大值，通常都采用繪制用水量變化曲線的方法，同時(shí)以管線定線圖和每一個(gè)時(shí)間段的用水量的最大值為依據(jù)，就可以計(jì)算得出每一個(gè)管段管徑、流量和水頭損失等參數(shù)值，這樣就能夠得到水泵的揚(yáng)程。在對(duì)給水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，每一個(gè)管段的流速和流量都有著一定的差異，如果管道中水的流動(dòng)速度較大，那么其管徑就較小，所需要的建設(shè)成本就較小，但同時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較大的管中水頭損失，就會(huì)耗費(fèi)更多的電能，所以其運(yùn)行的成本就會(huì)很高；而當(dāng)管道中水的流動(dòng)速度較小時(shí)，其管道就會(huì)較大，所需要的建設(shè)成本就很多，而同時(shí)管中的水頭損失相對(duì)較少，所消耗的電能也較小，所需要的運(yùn)行成本就相對(duì)低一些，所以，在計(jì)算給水管網(wǎng)的水力時(shí)，通常我們都采用平均的經(jīng)濟(jì)流速來計(jì)算。

1.4 給水管管材的選擇

在對(duì)給水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，所選擇的管材對(duì)于管道實(shí)際的運(yùn)行效果也有著重要的影響，通常情況下，可供選擇的材料種類有很多，常見的有鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管、混凝土管、鍍鋅鋼管等，另外還有最新研制的給水PPR管等，不同的管道材料，其性能也有一定的區(qū)別，所以，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，我們應(yīng)在充分的考慮到項(xiàng)目自身特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，選擇最為合理的給水管的管道的材料。

1.5 給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)校核

應(yīng)先計(jì)算出每一天以及每一個(gè)時(shí)間段的最大設(shè)計(jì)工況值，以此為依據(jù)便可以核算所確定的水泵和管徑的準(zhǔn)確性，同時(shí)還應(yīng)驗(yàn)證其是否能夠有效的滿足各類不利工況下的不同要求。進(jìn)行核算工作時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的要求：在一些運(yùn)行效果不佳的管道發(fā)生故障時(shí)，事故的水壓和用水量的要求；傳輸時(shí)水壓和流量的要求；消防工作中水壓和流量的要求。

2 油田排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作

2.1 排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)油田的排水管網(wǎng)時(shí)，應(yīng)綜合的考慮到油田所處環(huán)境的實(shí)際情況以及廠區(qū)和礦區(qū)的總體規(guī)劃要求等因素，設(shè)計(jì)多種方案并分別進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析，以選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。在布置排水管道之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)先準(zhǔn)確的確定排水的體制、區(qū)界和流域，布置的順序應(yīng)按照從主干管到干管再到支管的順序進(jìn)行；而為保證管網(wǎng)具有最合理的直徑和埋深，應(yīng)在結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦螚l件的基礎(chǔ)上盡可能的選擇重力流的方法來排除雨水和污水。在布置油田的排水管網(wǎng)時(shí)，既要保證其與企業(yè)內(nèi)部其他管網(wǎng)的有效銜接，也要協(xié)調(diào)好其與城市中其他類型管道工程的關(guān)系，盡可能的為后期的運(yùn)行和維護(hù)提供便利。在對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃和布置時(shí)，應(yīng)留有一定的發(fā)展余地，同時(shí)必須保證分期建設(shè)合理可行。

2.2 排水管道的定線

這部分內(nèi)容就是指在總平面圖上確定排水管道走向和位置的工作，通常情況下，排水管道都應(yīng)敷設(shè)在人行橫道下面，而不是在機(jī)動(dòng)車道下面，同時(shí)企業(yè)其他的構(gòu)筑物和管線是要預(yù)留出一定的距離的，在鋪設(shè)的過程中，如果排水管線不得不與給水管線相交，那么其位置關(guān)系應(yīng)為給水管道在上方，而排水管道在下方。

2.3 污水管道的水力計(jì)算

與給水管道的水力計(jì)算過程相似，我們應(yīng)先以每一個(gè)時(shí)間段的污水流量的最大值和排水管網(wǎng)的定線圖為依據(jù)，就可以得出每一個(gè)管段的流量，從而確定污水管網(wǎng)每一個(gè)管段的埋深和直徑。對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)工作時(shí)，為更好的確定所選擇的管徑和各管段流量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，我們應(yīng)按照最小流速控制下的最小坡度和所能設(shè)計(jì)的最大充滿度來計(jì)算，在計(jì)算管道的埋深時(shí)，則應(yīng)按照最小的坡度進(jìn)行遞推計(jì)算，也就是說在管線距離不斷增加的情況下，根部管線的埋深肯定是要隨之越來越深的，當(dāng)達(dá)到最大值時(shí)，就應(yīng)增設(shè)提升泵站。

2.4 排水管管材的選擇

同給水管管材的選擇工作類似，在對(duì)排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作中，可以選擇的管材類型也有很多，如鋼筋混凝土管、排水鑄鐵管、混凝土管、排水PVC管、鍍鋅鋼管以及最新研發(fā)的HPDE雙壁波紋管等，每一類管材在性能上有著自身的特點(diǎn)，同時(shí)也都有一定的缺陷，所以，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)嚴(yán)格的遵照相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行各項(xiàng)作業(yè)，確保所選擇管材的科學(xué)性和合理性。

2.5 污水管道的銜接以及控制點(diǎn)的確定

在進(jìn)行污水管道的銜接工作時(shí)，我們應(yīng)遵循以下的原則：首先，應(yīng)盡可能的防止出現(xiàn)上游管段回水淤積的情況，其次，應(yīng)充分的提升下游管段的高程，從而有效的減小管道的埋深，以降低管道的施工成本。而所謂的控制點(diǎn)指的就是在確定排水管道系統(tǒng)埋深的過程中，起關(guān)鍵作用的地點(diǎn)，一般情況下，控制點(diǎn)都會(huì)選擇管道的最遠(yuǎn)點(diǎn)或是起點(diǎn)。

3 多管線綜合的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作

在對(duì)油田給排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作時(shí)，我們還可以采用多管線綜合的優(yōu)化設(shè)計(jì)措施，其具體的原則為：污水排水管與建筑物的距離不應(yīng)該太遠(yuǎn)，并且應(yīng)設(shè)置盡可能多的排水出戶管；由于生活用水管網(wǎng)會(huì)有較多的分支，所以，其離建筑物的距離也不應(yīng)太太遠(yuǎn)；通常在路面的兩側(cè)應(yīng)設(shè)置雨水口，其作用為收集路面的排水；與生活的給排水管線相比，天然氣管道維護(hù)的工作量以及動(dòng)力管線都更少，所以，建議將他們鋪設(shè)在排水管線的外側(cè)；在通信電纜、電力電纜以及光纖等管線的下面是不應(yīng)埋設(shè)需要檢修的管線的；最后，所有類型的管線都應(yīng)鋪設(shè)在人行橫道或是綠化帶的下面。

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