煤层气开采地面工程设计方案

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1、全国石油工程设计大赛方案设计类作品比赛类别地面工程单项组完成日期2014年4月13日全国石油工程设计大赛组织委员会制作品简介作品简介本参赛作品是根据大赛给出的沁端区块的基础数据设计的一套煤层气田开发中的地面工程设计方案。主要由煤层气集输管网、集气增压站、污水处理、SCADA系统、消防安全系统、供电系统、通信系统等部分的设计以及各种用途站场整体优化布局设计等组成。本方案的总集输工艺流程的确定是根据本气田的综合情况，借鉴其它煤层气地面集输工艺，分析各种低产低压煤层气田的总工艺流程，经过反复论证、简化优化，最后确定采用“分片集输、多井低压集气、

2、单井简易计量、多井单管串接、集中增压、集中脱水处理和外输”的煤层气集输工艺流程。管网部署部分根据气田气井位置的分布，提出了四种管网部署方案，分别是环状管网部署方案、枝状管网部署方案、集气阀组管网部署方案、多井单管串接管网部署方案。然后以管网系统费用最省为优选目标（包括井场、采气管线、集气阀组、集气管线、增压站、中央处理厂等投资费用和运行费用），对四种管网部署方案进行优选，最后选择多井单管串接管网部署方案。为选取适合管材,对PE100聚乙烯管和无缝钢管投资情况进行了详细的比较,主要比较了公称直径50~600mm的PE100聚乙烯管和无缝钢管

3、的安装费、建筑费、主材费、预制费和总造价等，得出：当采气、集气管道的公称直径不大于250mm时,采用PE100聚乙烯管道投资低。当采气、集气管道的公称直径大于250mm时,采用钢制管道投资低。该示范工程施工中采用了PE100聚乙烯管道与钢管相结合的方案。作品简介用软件模拟不同工况下煤层气水合物生成温度，对比本气田集输系统工作条件以及当地气候条件，煤层气的输送选择低压不注醇工艺。在集输管道低点设置凝水缸，收集管道中的游离水。通过设备及工艺对比，集中处理站入口的过滤分离器选择高效旋流过滤分离器；一级增压的压缩机选择螺杆式压缩机，二级增压的压缩

4、机选择活塞式压缩机；脱水工艺选择三甘醇脱水工艺；脱碳工艺选择分子筛法。目录目录第1章总论11.1地理位置与自然地理概况11.2井网部署方案11.3产能规模及单井产量21.4井口压力21.5煤层气品质及外输31.6产出水特征31.7主要标准规范3第2章管网部署52.1集输总工艺流程52.1.1煤层气集输工艺流程52.1.2本气田煤层气集输工艺流程52.2集中处理站位置选择52.2.1站址选择原则52.2.2集中处理站位置选择62.3管网部署方案72.3.1环形管网72.3.2枝状管网82.3.3集气阀组管网82.3.4多井单管串接管网92.

5、4管网部署方案优选102.5管材选取与管径确定112.5.1管材选择112.5.2管径确定13第3章煤层气集输工艺163.1井口工艺流程163.2节流调压163.3管道敷设与保护工艺173.3.1管道敷设173.3.2弯头173.3.3管道连接173.3.4穿越17II目录3.3.5保护措施173.3.6抗震措施183.3.7防腐183.3.8氮气置换183.3.9管道警示带（含金属示踪线）183.4煤层气水合物防治工艺183.4.1低压输送不注醇集气工艺183.4.2清除管线中凝析水工艺193.5集中处理站工艺流程193.6集中处理站中

6、的主要设备及工艺203.6.1过滤分离器设备选型203.6.2压缩机选型203.6.3脱水工艺213.6.4脱碳工艺223.7主要仪表选型223.7.1温度仪表选型223.7.2压力测量仪表选型233.7.3流量计仪表选型24第4章污水处理及辅助系统264.1污水处理264.1.1污水来源264.1.2污水处理264.2供电系统264.2.1电站264.2.2供电电源274.2.3供电负荷274.2.4爆炸危险场所电器线路及安装274.3通信系统284.3.1通信要求284.3.2通信方式284.4给排水及消防系统284.4.1给水系统2

7、84.4.2排水系统294.4.3消防系统30II目录4.5自动控制系统314.5.1自动控制系统设计原则314.5.2系统方案314.6供热、暖通设计324.7道路工程324.8建（构）筑物334.9健康、安全与环境33参考文献34附录36II第1章总论第1章总论1.1地理位置与自然地理概况沁端区块位于沁水盆地南部，隶属于山西省沁水县，矿区属于中联煤层气有限责任公司。本区块属于丘陵山地地貌，以低山丘陵为主。本区为典型的干旱性大陆气候，降雨量较少，冬季气温较低，年平均降雨量400~900mm，年最大降雨量891mm，最大积雪深度212.5

8、mm。年平均气温10.9℃，最高37.3℃，最低-16.3℃，最大冻土层深度0.41m。该区处于张性应力区，地震发生的概率较低，其地震烈度为6度。区块内有沁河流过，省道和县道贯穿其中，交通便利