集输工技术教案

模块一 集输工通用知识任务1 油气集输工艺流程通用知识李振泰【学习目标】通过本任务的学习，掌握油田集油、转油放水、原油处理、含油污水处理、原油储存等油田油气集输生产工艺流程。

【理论知识】一、专业理论知识（一）大庆油田集油工艺将油田各油井生产的原油和天然气进行收集、计量、输送、初加工，并分别输送至矿场油库或外输站和压气站的工艺流程为集输工艺流程。

油田集输工艺流程是根据各油气田的地质特点、采油气工艺、原油和天然气的物性、自然条件、建设条件等确定。

大庆油田于1959年在高台子油田钻出第一口油井（松基三井）以来，在大庆长垣和外围勘探开发了萨尔图油田、杏树岗油田、喇嘛甸油田、朝阳沟油田等48个规模不等的油气田，如图1—1所示。

大庆油田油层为中生代陆相白垩纪砂岩，深度900米～1200米，中等渗透率。

原油为石蜡基，具有含蜡量高（20%～30%），凝固点高图1—1 大庆油田分布图（25℃～30℃），粘度高（地面粘度35mPa.s），含硫低（在0.1%以下)的特点。

原油比重0.83～0.86。

油气集输工艺流程要根据油田开发设计、油田产量、油气比、含水率、压力、温度、原油物性和自然条件等进行设计和建设。

油气集输工艺流程要求做到：合理利用油井压力，尽量减少转油增压次数,减少能耗；综合考虑各工艺环节的热力条件,减少重复加热次数，进行热平衡，降低燃料消耗；流程密闭，减少油气损耗；充分收集和利用油气资源，生产合格产品，净化原油，净化油田气、液化气、天然汽油和净化污水（符合回注油层或排放要求）；技术先进，经济合理，安全适用。

1.大庆老油田（大庆长垣）集油工艺大庆喇萨杏老油田的原油集输系统普遍采取三级布站方式，油井与原油库之间有计量间、转油站和联合站，油井普遍采用双管掺热水集油工艺。

90年代后期，随着油田综合含水的不断上升，为了实现油田高产稳产，大庆老油田对主力油层实施工业化聚合物驱工艺技术，对表外储层和薄差油层实施三次加密调整技术。

第四章 矿场集输管路概述：本章主要讲述混输管路的分类和优点、混输管路的流动参数和技术术语、混输管路的特点和处理方法、两相流压降计算等方面的内容，并且探讨了与多相流有关的几个问题。

其目的是使学员通过本章的学习，充分了解混输管路在油田建设和油田生产的重要作用，并且对混输管路与单相管路的不同之处（特点、压降计算等）有一个全面的认识。

本章的重点为混输管路的参数和术语、混输管路的特点以及压降计算等部分的知识。

建议学员要与单相管路（输油管、输气管等）对比进行本章学习，这样可以加深对混输管路的特殊性的理解。

本节知识点：本节主要介绍混输管路的分类和优点、混输管路的流动参数和技术术语、混输管路的特点和处理方法、两相流压降计算等方面的内容。

其中混输管路的特点和处理方法、两相流压降计算是本节重点掌握内容也是本节的一个难点。

1．气液两相管流的参数和术语（一）流量1、质量流量：单位时间内流过管路横截面的流体质量。

（Kg/s ）2、体积流量：单位时间内流过管路横截面的流体体积。

（m3/s ）（二）流速1、气、液相流速如图所示，若在混输管路内，气、液相所占的流通面积分别为A g 和A L ，则： 气相流速：（m/s ）液相流速：（m/s ）上述速度实质上是气、液相在各自所占流通面积上的局部速度的平均值，常称为气、液相的实际速度。

当气、液相流速相同，即：时，气液混合物的流速称均质流速。

均质流速2、气、液相表观流速 所谓表观流速就是指两相混合物中任一相单独流过管道全部流通截面A 时的流速，即：气相表观速度：（m/s）液相表观速度：（m/s）很显然，气相和液相的表观流速必小于相应的气、液相实际速度。

3、气液混合物流速气液混合物流速表示两相混合物总体积流量与流通截面积之比，即（m/s）4、气液相质量流速气液相质量流量与管路流通截面之比。

气相质量流速：液相质量流速：混合物质量流速：（三）气液相对流速参数滑移速度：气相速度与液相速度之差，即：Ws=Wg-W L滑动比：气相速度与液相速度之比：漂移速度：气相速度与均质流速之差：（四）气液含率1、气液质量含率质量含气率：气相质量流量与混合物总质量流量之比。

摘要某三甘醇天然气脱水工艺流程中，根据提供的资料，对该工艺流程中的干气/贫甘醇换热器，贫甘醇/富甘醇换热器的计算与选型。

关键词：干气贫甘醇富甘醇换热器温度此三甘醇天然气脱水工艺流程中，干气/贫甘醇换热器选用固定管板式换热器，贫/富甘醇换热器选用板式换热器。

干气/贫甘醇换热器一．设计意义在油气集输工业过程中的加热、冷却、蒸发和干燥的单元操作中，经常见到食品物料与加热或冷却介质间的热交换，而用于进行热交换的设备称为换热器。

换热器还广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业。

在众多类型的换热器结构中，管壳式换热器应用最为广泛，因此要根据特定的工艺要求，设计合理的换热器，以满足不同场所的需求。

二、设计计算1、确定设计方案两流体温度变化情况：热流体进口温度88℃，出口温度38℃。

冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。

该换热器用贫三甘醇与脱水干气进行换热，热流体为贫三甘醇，冷流体为干气。

由此可见，管束和壳体之间的温差不大，热膨胀不大，并且其壳程结垢不严重。

所以选取固定管板式换热器。

对于环境温差较大的地区，可增添膨胀节。

2、确定物性数据管程（干气）进/出口温度/℃：33/37 ；进/出口压力/MPa ：2.15/2.0管程天然气流体的定性温度为3523733=+=t （℃）（定性温度：取流体进口与出口温度的平均值。

）壳程（贫甘醇）进/出口温度/℃：33/37 ；壳程贫甘醇的定性温度为6323888=+=T （℃）3、计算总传热（1）贫甘醇负荷贫甘醇进口温度为880C ，出口温度为380C贫甘醇在平均温度为630C 时的比热容为)/(34.2k kg kJ ⋅，贫甘醇热负荷为：26.41626)3888(34.278.355=-⨯⨯=Q w（2）气体温降由于出吸收塔的干气质量流量远大于贫甘醇质量循环流量，故干气经过气体/贫甘醇换热器后的降温较小，其值可由热量平衡来确定。

干气摩尔流量为：()hkmol /2.536924.422.6155.12735.127310214=⨯⨯+⨯⨯干气的摩尔热容为)/(.737k kmol kJ ⋅，由热量平衡确定干气温降t ∆为：t .7372.53696.241626∆⨯⨯= 所以，C t ︒=∆9.92（3）平均传热温差天然气与有机溶剂间的传热系数经验值为21200w m k --⨯⨯，热负荷考虑10%的裕量，即气体/贫甘醇换热器热负荷为：kw 72.21kJ/h 89.57884.1126.41626==⨯C t t t t t m ︒==∆∆∆-∆=∆2.18450ln 4-50ln 2121其中， C t T t ︒==-=∆5038-88211 C t T t ︒=-=-=∆433371224、计算传热面积2'44.112.1820026.41626m t K Q A =⨯=∆⋅=考虑 10％的面积裕度，A=1.1×A ′=1.1×11.44=12.58(m 2) .5、工艺结构尺寸(1)、管径和管内流速三甘醇体积流量：0.319m/h 质量流量：355.78kg/h 选用ф25×2.5传热管(碳钢)，取管内流速u=8.7m/s 。

集输工培训计划和大纲第一部分：培训需求分析1. 培训对象：集输工，即从事集输工作的员工。

2. 培训目的：提升集输工的专业知识和技能，提高工作效率和质量。

3. 培训内容：包括集输工的基本知识、操作技能、安全意识和团队合作能力等方面。

第二部分：培训内容大纲1. 基本知识培训（1）集输工的岗位职责和工作流程（2）管道系统的构成和原理（3）相关法律法规和安全标准2. 操作技能培训（1）管道设备的使用和维护（2）紧急故障处理和应急预案（3）工作场所管理和整体效率提升3. 安全意识培训（1）安全意识培训（2）应急预案和事故处理4. 团队合作能力培训（1）沟通与协作（2）团队建设和领导力（3）团队合作与决策第三部分：培训方法1. 理论课程通过讲座、讨论等方式进行集输工的基本知识培训和安全意识培训。

2. 实践操作通过现场实操和模拟训练，提高集输工的操作技能和应对紧急情况的能力。

3. 团队活动通过团队合作游戏、角色扮演等方式提升团队合作能力和沟通能力。

第四部分：培训评估1. 考试评估对集输工进行理论知识和操作技能的考试，以评估培训效果。

2. 实际操作评估通过实际工作中的表现评估集输工的操作技能和安全意识。

第五部分：培训成果反馈和总结1. 员工反馈收集集输工的培训反馈和建议，以不断改进培训计划和方法。

2. 培训总结总结培训的成果和经验，为今后的培训工作提供参考。

总结集输工是管道运输系统中不可或缺的一部分，他们的专业知识和操作技能直接影响着管道运输系统的安全和效率。

因此，建立起科学的集输工培训计划和大纲，对于提升集输工的专业水平和工作质量具有重要意义。

通过不断的培训和学习，集输工可以不断提升自己的技能水平，为管道运输系统的安全和稳定运行做出更大的贡献。

《油气矿场集输》教案大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：Oil-gas Gathering and Transporting2、课程类别：专业基础课程3、课程学时：总学时64, 实验学时84、学分：45、先修课程：《工程流体力学》、《工程热力学与传热学》、《化工分离基础》6、适用专业：油气储运工程7、大纲执笔：蒋洪8、大纲审批：石油工程学院学术委员会9、制定<修订）时间：2008年5月二、课程地目地与任务本课程是油气储运工程专业地一门主干专业课,较全面地阐述油气集输系统及其处理技术地基本知识.通过本课程地学习,学生应对油气集输与处理系统有一个全面地理解和认识,课程主要内容包括天然气及原油地性质、天然气及原油集输系统、天然气水合物形成及防止、天然气净化<脱水、脱除酸性气体）、天然气凝液回收、油气混输管路、原油净化、原油稳定等内容,学生毕业后能较快地承担矿场油气集输系统地设计与管理工作.本课程地主要任务是油气储运工程专业学生获得以下几方面地知识和能力：b5E2RGbCAP<1）具有油气田矿场内部地面工程地规划、设计和营运管理地能力；<2）油气集输工艺过程和原油净化、天然气处理等方面地基本理论和基本知识；<3）熟悉油气集输设备地结构、主要设备选型及设计计算方法；<4）掌握油气集输管道及管网、油气混输管道地水力及热力计算方法.三、课程地基本要求要求学生熟练掌握油气物性计算方法、天然气含水量估算、天然气水合物形成条件预测及防止措施,对天然气矿场集输系统中井场和集气站组成、工艺流程、设备有全面地认识和掌握,掌握天然气脱水、脱除酸性气体、天然气凝液回收工艺过程地基本原理、工艺流程及相关基础知识,并具有工艺流程设计、工艺计算和设备选型地能力.p1EanqFDPw 要求学生熟练掌握主要原油集输流程、流程布站；了解计量站、集油站、联合站地流程特点及任务；掌握气液两相管流工艺计算方法；掌握原油净化、稳定地基本原理及方法、工艺流程,并具有工艺流程设计、工艺计算和设备选型地能力.DXDiTa9E3d四、教案大纲内容及学时分配建议<一）理论教案1．绪论<1学时）<1）课程教案目地、任务及要求,课程结构分析.<2）国内外原油、天然气集输与处理技术最新进展.2．原油、天然气地物理化学性质<4学时）<1）石油、天然气地组成与分类；<2）天然气地分子量、临界值、密度及相对密度、粘度地概念和计算方法；<3）天然气热力学性质<比热、导热系数、热值等）地定义及计算方法；<4）石油地密度、平均沸点、特性因素、平均分子量、粘度、比热<热容）与热值地定义及计算公式；<5）石油地凝固点、浊点、结晶点,油品地闪点、燃点、自燃点地基本概念和相关表示方法.重点：天然气主要热力学性质参数地计算方法、有关石油物性基本概念地理解难点：原油、天然气物性参数计算,相关经验公式地适用范围地界定和选择3．天然气水合物地形成及防止<4学时）<1）天然气含水量地表示法、测量方法、估算方法<2）天然气水合物地结构、形成条件预测及防止方法<3）水合物抑制剂类型、应用特点、注入量计算重点：天然气含水量地估算、水合物形成条件及防止方法、水合物抑制剂注入条件地确定和注入量计算.难点：天然气水合物形成条件预测和水合物抑制剂注入量地计算.4．天然气矿场集输系统<4学时）<1）天然气集输系统地组成和各单元地作用<2）天然气矿场内部集输管网地形式、特点及适用条件<4）单井场站工艺流程及设备<5）集气站<常温、低温集气站）工艺流程及设备<6）单井场站和集气站工艺参数确定、工艺计算及设备选型计算重点：单井场站工艺流程及设备、集气站<常温、低温集气站）工艺流程及设备难点：单井场站和集气站工艺参数确定、工艺计算及设备选型计算5．油气分离设备<6学时）<1）两相、三相分离设备地分离原理和工作过程<2）两相、三相分离外壳及内部构件<3）两相分离设备主要尺寸地设计计算<4）三相分离设备主要尺寸地设计计算<5）除雾器地工艺计算<6）常用分离器地结构及应用重点：分离设备地分离原理和组成、内部构件,两相分离设备主要尺寸地设计计算难点：三相分离设备主要尺寸地设计计算6．天然气脱水<6学时）<1）天然气脱水工艺方法及脱水深度要求<2）溶剂吸收法脱水原理、甘醇地物理性质、工艺流程及设备<3）三甘醇脱水工艺参数地选取、工艺计算<4）固体吸附法脱水原理、吸附剂性质、工艺流程及设备、主要工艺参数确定、工艺计算<5）脱水工艺地选择重点：三甘醇脱水和分子筛脱水工艺地基本原理、工艺流程及设备难点：主要工艺参数地确定及工艺计算7．天然气脱除酸性气体<6学时）<1）天然气脱除酸性气体地工艺方法及脱除深度要求<2）醇胺法脱除酸性气体地原理、工艺流程及设备<3）砜胺法脱除酸性气体地原理、工艺流程及设备<4）硫磺回收工艺技术<5）尾气处理工艺技术重点：醇胺法及砜胺法脱除工艺技术难点：硫磺回收工艺技术、尾气处理工艺技术8．天然气凝液回收<6学时）<1）天然气凝液回收方法及产品质量要求<2）制冷工艺<相变制冷、节流、膨胀机制冷）地原理、膨胀机结构及应用、工艺计算、制冷工艺应用条件<3）低温分离工艺地组成、工艺方法和工艺参数地优选、工艺流程设计<4）常用天然气凝液工艺流程分析<5）主要设备选型及工艺计算重点：低温分离工艺地工艺参数地优选、常用天然气凝液工艺流程分析、主要设备选型及工艺计算难点：制冷工艺选用和应用条件、天然气凝液回收工艺设计、主要设备选型及工艺计算9．原油集输流程<4学时）<1）集输站场地类型和功能<2）原油集输流程地布站形式及应用条件、原油密闭流程地应用<3）常用集油工艺<加热、掺液、热源伴热保温）地原理及技术特点、应用情况<4）不加热集油工艺地基本原理、应用条件及技术特点重点：原油集输流程地布站形式及应用条件、常用集油工艺地技术特点及应用条件难点：不加热集油工艺地基本原理、应用条件及技术特点10．油气混输管路<6学时）<1）两相管流地特点、基本术语、处理方法<2）气液两相流流型判断<3）油气混输管路热力计算<4）油气混输管路水力计算重点：气液两相管路流型地判断方法、混输管路地水力及热力计算难点：混输管路地水力计算模型地选择11．原油净化<6学时）<1）原油乳状液地类型、形成条件和性质<2）原油热化学脱水地基本原理、化学破乳地技术要求、影响破乳脱水效果地因素、破乳剂地加入、热化学沉降脱水器RTCrpUDGiT <3）原油电脱水地原理、交直流电场与双电场脱水、电脱水器地结构及供电方式、电脱水技术要求和指标、技术参数5PCzVD7HxA <4）破乳剂地类型、性质与脱水性能、选择原则、破乳剂地筛选<5）原油脱水工艺流程<6）原油集输系统除砂工艺重点：原油热化学脱水地应用难点：原油电脱水12．原油稳定<4）<1）原油稳定地必要性和原理<2）原油稳定工艺方法、工艺流程、应用条件、工艺选择<3）原油稳定工艺计算<6）原油稳定设备重点：原油稳定工艺方法地选择难点：原油稳定工艺计算<二）实验教案实验教案大纲见附件.五、考试考核方法闭卷考试.课程成绩分由平时成绩、考试成绩及实验成绩三部分构成,其中平时成绩占20%、实验成绩占20%、考试成绩60%.jLBHrnAILg 六、教材及参考书<一）教材1．曾自强、张育芳编,《天然气集输工程》,石油工业出版社,2000年11月2．蒋洪、刘武编,《原油集输工程》,石油工业出版社,2006年1月<二）参考书冯叔初等编,《油气集输》,石油大学出版社,1994年12月附件：《油气矿场集输》课程实验教案大纲一、课程基本信息1、课程学时：642、实验学时：83、适用专业：油气储运4、大纲执笔人：蒋洪5、教研室主任：黄坤6、大纲审批：石油工程学院学术委员会二、实验课地目地和要求让学生加深油气集输地基本理论、工艺技术地理解,掌握油气集输地基本实验技能,训练学生地实验动手能力,提高学生地综合应用能力.xHAQX74J0X三、实验内容和占用学时地具体分配必开实验：1．实验工程名称：油气集输工艺模拟实验学时：2 演示型实验目地：使学生加深对油气集输场站组成和工艺流程地理解,掌握油气集输设备地应用场所.实验内容：联合站流程演示.实验设备：计算机群组成局域网络系统、仿真模拟软件、联合站流程板、操作控制台.2．实验工程名称：乳状液制备与类型鉴别学时：2 验证型实验目地：使学生掌握乳状液地配备和类型鉴别方法、乳状液地破乳.实验内容：乳状液地制备、乳状液地类型鉴别、乳状液转相、乳状液破乳实验设备：电导率仪、显微镜、磨口锥形瓶、滴定管、滴管、试管、酒精灯、烧杯、量筒等.3.实验工程名称：天然气水合物生成条件预测学时：2 综合型实验目地：使学生掌握天然气水合物生成条件地实验测定方法,加深对水合物生成条件地理解.实验内容：模拟天然气合物生成条件.实验设备：低温高压耐腐蚀可视化釜成套设备、数字小孔摄像及计算机高质量图形监控设备、温控系统及搅拌系统、参数控制台及计算机数据采集软件、天然气配气系统、天然气高压高效低音增压循环设备.LDAYtRyKfE4．实验工程名称：原油采出液集输认识实验学时：2 综合型实验目地：使学生了解油气集输工艺元件地功能,掌握原油及其采出液管流特性地测定方法,加深对原油采出液管流特性地理解.Zzz6ZB2Ltk实验内容：油气集输工艺元件地认识实验、两相及三相流观察实验、含蜡油蜡沉积观察实验.实验设备：流体可视化环道实验装置,主要由实验管路系统、温控系统、数据采集系统、可视系统、充气扫线系统组成.dvzfvkwMI1四、实验课地考试或考核办法所有必开实验占总成绩地20%；每次实验作为一次作业,且上交实验报告.五、实验教材及参考书油气储运工程教研室编,《油气矿场集输》实验指导书,西南石油大学.。

油气集输与矿场加工教学设计前言油气集输与矿场加工是石油和矿业工程中非常重要的环节，其教学内容是本专业的核心内容之一。

在教学过程中，确保学生能够掌握关键知识点和实践技能，是高质量教育的重要部分。

因此，本文将介绍一种降低传统教学负担且高效的教学设计。

背景在传统的教学模式中，往往需要通过大量的讲解和教材理论的介绍，才能使学生明白实际应用的过程。

但是，往往会面临以下问题：1.学生无法真正理解实践操作的必要条件和过程；2.大量的理论知识点可能会让学生感到疲惫，降低学习效率；3.缺乏机会让学生实际操作，挑战他们的实际掌握能力；4.教师在传授知识时需要大量的时间和精力。

为了应对上述问题，本文将介绍一种新的教学模式，使得学生的学习更加高效和有效。

设计教学设计的重要部分是教学场景模拟，本教学设计中我们在教学场景中使用模拟工业级别油气和矿场加工工厂，使得学生可以实际操作，解决油气集输和矿场加工过程中的实际问题。

对于油气集输，学生需要实现系统的取样、检验和调整，以确保油气的准确量取和稳定流动。

学生在操作时需要按照油气的物性特征调节系统参数，比如压力和温度保持恰当的数值。

通过此项操作，学生可以学会油气集输阶段中的常用工艺和原理，培养相应的操作能力，明确物流通道的意义，实际探究实际操作过程中常见问题的处理方法。

对于矿场加工，学生需要实现从开采到提炼的全流程模拟。

学生在操作时需要协调采矿、矿石分选、矿浆浓缩等工序的参数，保证矿石破碎后与泥水相平衡，不能污染环境，也不能对设备造成损伤。

此项操作可以让学生熟悉矿业的工艺流程，增长操作经验，并让学生体会到设备维护所需的重要性。

教学模拟中实际将相关设备和工程的原件实现为虚拟、互动操作。

因此，师生在模拟过程中可以随时随地暂停，在相关设计中进行讨论、汇报和分享。

所以，模拟的主导人学生可以充分理解老师的教学意图，互动起来的时候学生可以自己分别在家交流和朗读反馈表。

结论本文介绍了一种新的教学模式：通过教学模拟让学生学会油气集输和矿场加工这些重要的环节。