油田給排水管網的優化設計

田象悅

(遼河油田勘探局供水公司,遼寧盤錦 124010)

油田給排水管網的優化設計

田象悅

(遼河油田勘探局供水公司,遼寧盤錦 124010)

油田給水管網在經濟上要做到費用最小并滿足礦、廠、隊供水水量及水質和水壓的要求。這就需要對給排水管網進行優化設計,本文就如何給油田給排水管網的優化設計進行分析。

油田給水管網 排水管網 管網優化設計

油田給排水管網力求在經濟上做到費用最小,其還要滿足廠、礦、隊的供水水量。排水管網的優化設計要以經濟效益優化管網的管徑、埋深并確定管網中的最佳位置。多管線優化設計應以生活用水管線靠近建筑物、污水排水管要離建筑物最近、動力管線要設在排水管線外側,天然氣管和動力管線一樣設在排水管線外側、這些管線都應設在人行道或綠化帶下面[1]。

1 給水管網優化設計

1.1 設計原則

給水管網的原則是要符合礦、廠、隊的總體規劃要求。要充分考慮給水系統分區建設的可能性,且要留有發展余地,給水管網的布置范圍要在在整個供水區域內,技術上要保證用戶有足夠的水壓和水量。其在進行布置時要保證安全可靠。發生故障時,斷水范圍要減到最小,費用也要減到最少。

1.2 管網定線

在地形平面圖上確定管線走向的和位置就是給水管網定線。其延伸方向和水流方向以一致的,干管一般按照廠、礦和隊規劃好的道路定線但不在重要道路和高級路面下。

1.3 給水管網水力計算

給水管網水量計算可以通過繪制用水量變化曲線,從而確定最高時、最高日的用水量。給管道的管徑、流量、水頭損失都可以通過管網定線圖和最高時、最高日的用水量來計算出來,從而就可以確定水泵的揚程。由于管網各管段在實際給水管網中的流量不同,流速值與就不同。管中流速越大,其建設費用就越低(管徑越小),則運行費用就越高(耗電大),水泵揚程就越大。反之,管中流速越小,其建設費用就越高(管徑越大),則運行費用就越低,水泵揚程就越小。所以,通常都是采用平均經濟流速。

1.4 設計用水量計算

給水管網設計時,其用水量一般都是用最高日用水量作為依據計算的。設計用水量計算一般是由生產用水、消防用水、生活用水組成的,綠地用水和澆灑道路的未預計水量和管網漏失水量也是設計用水量的一部分。

1.5 給水管網設計校核

給水管網設計進行校核,看其能不能滿足其他不利工況下的條件,可以根據核算最高時、最高日設計工況的確定的水泵和管徑來看。給水管網設計校核要滿足其核算條件：傳輸水的水壓和流量的要求、不利管段發生故障時的事故水壓和事故用水量的要求、消防時其水壓和水量的要求[2]。

1.6 給水管管材的選用

給水管管材心從混凝土管、鍍鋅鋼管、鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管發展到給水PPR管等,因為管材的不同,所以他們的材質性能也不同,這些材料的選用對給水管網的優化設計都有一定的影響。所以,管網設計人員應該更加規范要求和現場實際情況對給水管網進行設計,然后再確定使用什么樣的管材。

2 排水管網優化設計

2.1 排水管網設計原則

排水管網的設計原則要結合當地實際情況來布置,并對多種方案進行對比。先要確定排水的區界、流域、體制,然后按照從主干管、干管、支管的順序進行排水管道布置,并充分利用地形,采取重力排除雨水和污水,盡量使埋線最深和管線最短,與其他道路和地下管線等工程協調好關系,考慮與企業內部管網的銜接,在進行規劃時要考慮到施工、和管渠的運行及維護方便;要近、遠期相結合,考慮分期的可能性,并為發展留下余地。

2.2 排水區界的確定、排水流域的劃分

污水排水系統設置的界限就是排水區界,按照一定要求劃分排水區域指的就是排水流域,排水流域如果在大慶則可按面積的大小進行劃分,因為大慶地形平坦。

2.3 管道定線

排水管線與水管性相交的時候,要設置在水管線下面,要設在人行道下,避免設機動車道下。并且,排水管要和構筑物、其他管線保持一定的距離。

2.4 控制點確定

控制點的確定一般在管道最遠、最低或者是管道的起點。其是對管道系統的埋深有控制作用的地點。

2.5 污水管道水力計算

各管段的流量都可以根據最高時、最高日污水流量和管網定線圖計算出來,從而就可以確定污水管網各管段埋深和直徑。按最小流速控制、最大設計充滿度的最小坡度來確定選取管徑之間和管段流量之間的對應關系,并以最小坡度的對管道埋深進行遞推計算,也就是增加了管線距離,那就加大了根部管線的埋深,當埋深度達到最大時則開始增設提升泵站。

2.6 污水設計流量計算

污水管道和其附屬構筑物可以保證通過的最大流量指的就是污水設計流量。其設計流量包括生產廢水量、地下滲水量、生活污水量這三種。因此,排水管網一般都是用最高日污水量作為計算依據進行污水設計流量計算的[3]。

2.7 污水管道的銜接和排水管材的選用

盡可能地降低造價、減小埋深、提高下游管段的高程同時避免上游管段回水淤積。排水管和給水管類似,其材料的選用要對排水管網的優化設計和給水管網一樣有一定的影響。其是從混凝土管、排水鑄鐵管、排水PVC管發展到HPDE雙壁波紋管等。且每種管材都有自己的優缺點。因此排水管網設計時應根據規范要求和現場實際確定使用什么管材。

3 多管線綜合的優化設計

其設計原則是：因為排水出戶管多,所以,污水應該建在建筑物最近的地方。而雨水排放一般是收集路面排水,所以其一般在路面的兩側,而生活用水則相對于動力管線,分支比動力管線多,所以也要靠近建筑物,檢修的管線不要在埋在通信電纜、電力電纜及導線和光纖下面,因為天然煤氣管道和動力管線檢修的和其維護工作量和比生活給排水管線要少,所以其可設置排水管外側,且所有管線都宜設在人行道和綠化帶下面。

4 結語

最近幾年,為了豐富排水管網的優化設計及其計算方法,排水管網設計人員在管網建設中不斷摸索,并在管網有多重工況時,對管網進行了綜合性考慮,促使管網設計不斷優化。本文就給排水管網的設計原則、管網定線、設計用水量計算、給水管網水力計算、給水管管材的選用、控制點確定、污水設計流量計算、污水管道水力計算、污水管道的銜接、排水管材的選用等方面做了一個分析。綜上所述,我們知道在給水管網設計校核油田給排水管網的優化設計必須強調排水系統的合理、穩定、成本最優化[4]。

[1]張瑞瑞,黃高傳,周春燕.利用測井信息優化壓裂酸化設計方案[J].新疆石油科技,2012,6(12)：25.

[2]孫志剛,許克軍.大型儲油罐有限元分析及優化設計[J].現代制造技術與裝備,2010,9(5)：16.

[3]何玉發,劉清友.深井注入管柱力學行為研究[A].中國力學學會學術大會,2011,12(10)：7.

[4]杜中聞.優化設計強化執行[N].中國石油報,2010,6(12)：4.