油气田工程标准化设计

油气田工程标准化设计（精选8篇）

油气田工程标准化设计 第1篇

本次通过技术审查的四项标准是:

1.《天然气气凝液回收设计规范》

主编单位:胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司

2.《原油电脱水设计规范》

主编单位:胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司

3.《油气田柴油机发电站设计规范》

主编单位:新疆时代石油工程有限公司

4.《油气田和管道工程建筑设计规范》

油气田工程标准化设计 第2篇

---------股份公司精细管理经验宣讲团报告之三

长庆科技工程有限责任公司副总经理 刘祎

近年来，长庆油田认真贯彻执行集团公司“发展大油田、建设大气田，把鄂尔多斯盆地建设成为我国重要的油气生产基地”的总体要求，紧紧围绕2015年实现油气当量5000万吨的发展目标，通过科学实践，探索形成了“标准化设计、模块化建设、数字化管理、市场化运作”（以下简称“四化”）的管理模式。

以标准化设计为核心的四化管理模式，适应了“大油田管理、大规模建设”的需要，大幅度提高了产能建设效率，积累了规模有效快速开发“三低”油气田的宝贵经验,为实现低渗透油气田的效益开发提供了新的思路和成功范例。

一、推行四化管理模式的背景

为了确保国家能源安全，集团公司提出“效益开发，战略产出”的总体部署和“东部硬稳定、西部快发展”的战略。长庆油田在低油价的情况下，通过技术创新、管理创新、深化改革，找到了实现“三低”油气藏规模有效开发的综合解决方案, 2003年油气当量实现1000万吨，2007年突破2000万吨，2009年油气当量一举跨越3000万吨，成为我国近年来陆上油气储量、产量增长速度最快的油田。在此形势下，集团公司支持长庆油田实现5000万吨。

（一）资源潜力大，工作区域分散

鄂尔多斯盆地东起吕梁山，西抵贺兰山，南到秦岭北坡，北达阴山南麓，盆地面积37×104km2，横跨陕甘宁蒙晋5省（区）。工作区域分散，自然条件艰苦, 社会依托条件差。石油总资源量：85.88×108t，探明储量：21.45×108t，探明率25%；天然气总资源量：10.7×1012m3，探明储量：3.27×1012m3，探明率30.5%，勘探潜力较大。

（二）单井产量低，投资控制难度逐渐加大

长庆油田上产的主力是超低渗油藏和苏里格气田，单井产量低，油井日均产量2－3t，气井日均产量1－1.5×104m3，单位产能井数多；油田开发目的层由侏罗系转到三叠系，井深由2001年的1622米增加到2009年的2199米；万吨产建钻井进尺由1.26万米增加到2.9万米；建设物资材料价格刚性上涨，环保费用大幅增长。

（三）开发建设工作量大，建设节奏快

按照5000万吨发展规划，2008年～2015年间，平均每年建设原油产能近400×104t，建设天然气产能近50×108m3；年均钻井8000多口、进尺1800多万米；产能建设从开发部署到投产运行只有一年时间，地面建设的工程量相对集中，有效建设周期短，且需保证一定的新井生产时率。

（四）油气田管理难度大，安全环保压力大

油气产量实现翻番、管理区域不断扩大；用工总量严格控制在7万人以内，生产管理难度日益增加；产建区多位于环境敏感区，生态脆弱，安全环保压力大。

面对繁重的工程建设任务和大油田管理的要求，必须要探索一套全新的设计理念、超常规的工程建设方法、高效率的管理模式。创新四化管理模式，以标准化设计为抓手，推动“模块化建设、数字化管理、市场化运作”，建立现代化油公司管理体系；实施低成本的战略，转变发展方式，坚持走低成本、高质量、内涵式发展道路；苏里格气田和超低渗透油藏已经成为油气田快速上产的现实方向；用勘探开发一体化有效解决储量接替问题，实现增储上产。

二、四化管理模式内涵和做法

长庆油田在市场竞争机制中，按照大规模建设、大油田管理和低成本开发战略的要求，逐步探索形成了以“标准化设计”为核心的“四化”管理模式。长庆油田“四化”管理模式包括“标准化设计、模块化建设、数字化管理、市场化运作”四方面的内容，是技术创新+管理创新+深化改革的有机结合，促进了长庆油田规模有效快速发展。

（一）“四化”管理模式的内涵

标准化设计是根据井站的功能和流程，设计一套通用的、标准的、相对稳定的、符合油气田开发的、地面建设可操作的指导性文件。长庆油田标准化设计是将“统一、简化、协调、最优化”的标准化原理应用于地面工程设计和建设中，统一油气田开发工艺、流程，统一井站建设，使地面工程按照“预制”、“组装”、“复制”的模式建设，降低投资成本，提高建设效率。标准化设计是设计理念的创新，是工艺技术、建设模式、科学管理的集成创新。

模块化建设是以场站的标准化设计文件为基础，以功能区模块为生产单元，在工厂内完成模块预制，最后将预制模块、设备在建设现场进行组合装配的场站建设过程。

数字化管理是以生产过程监控为主，完成数据采集、动态分析，实现电子巡井，通过公司层面的运行指挥系统、油（气）藏经营管理为核心功能的决策系统、以前端生产管理为主的生产管理系统来实现全油田的数字化生产管理。

市场化运作是以市场需求为导向，以市场竞争为手段，坚持主体平等、公平竞争的原则，从队伍引进、风险防范、质量控制、市场监管等关键环节加强管理，培育健康高效的油气田建设市场。

标准化设计是实施模块化建设、数字化管理、市场化运作的基础，逐步扩展为“四化”管理模式；同时，标准化设计又推动了标准化建设体系、标准化作业程序、标准化流程管理等创新。标准化设计、模块化建设为市场化运作搭建了良好平台，也为数字化管理提供了先进的技术保障和规范的生产作业模式，对标准化建设的井、站为重点的生产系统进行数字化管理是工业化、信息化管理的要求，促进了企业组织结构向扁平化、矩阵化转变。

（二）标准化设计

标准化设计的形成。2005年苏里格5+1合作开发，为规范各合作方的建设理念和建设行为，初步探索形成了苏里格气田标准化设计基本思路；2006年按照“六统一”的做法，形成了覆盖油气田中小型站场的系列化、通用化、标准化的设计文件；2008年根据股份公司标准化设计现场会的要求，拓展了标准化设计范围，由井、站标准化设计向大型场站标准化设计延伸。形成了完整的标准化建设体系。

标准化设计的原则。突出共性：场站规模、平面布局、工艺流程优先强调共性。标准统一：统一工艺流程、统一建设标准。经济适用：坚持“安全、适用、经济、先进”的原则，应用成熟的工艺技术。安全人本：充分体现“安全、环保、节能、人本”的设计理念。系列完善：推行场站设计系列化，模块的系列化，设备材料选型系列化。持续优化：在相对稳定的基础上，根据技术进步和实际需要，定期完善。

标准化设计的主要做法。首先，统一工艺流程，工艺流程的统一是“标准化设计”的基础。在标准化设计中，坚持“安全、适用、经济、先进”的指导思想，在地面工艺优化简化的基础上，统一系统布局和生产工艺，推广应用成熟可靠的工艺技术。其次，统一平面布局。站场平面布局遵循“工艺流程顺畅、站场布局安全、管理维护方便、合理节约用地”的原则，对井、站布局进行统一规划，使相同功能的工艺装置区大小、方位统一，达到标准化设计的目的。再次，统一模块划分。模块化是应对规模化和多样性挑战的最佳选择，它的优点在于模块分解的独立性、模块组合的系统性和模块接口标准化。在标准化设计中引入模块化设计方法，实现了复杂场站的标准化设计，提高了设计对滚动开发的应变能力，促进了模块化建设、标准化造价和规模化采购，保证大规模的建设。再次，统一设备选型。设备定型化一是优先采用先进、高效、节能、环保、维护方便的设备，优选应用成熟的工艺设备；二是标准设备的功能和结构标准化，非标设备外形尺寸和接口方位定型化；三是设备的连接方式和执行标准统一，便于替换和维修。实现设备统一标准、统一外形尺寸、统一技术参数。再次，统一配管设计。一是所有管阀配件及设备接口采用统一标准体系，形成了标准化配管数据库。二是用三维配管设计替代二维平面设计，提高了设计准确性，提高了设计效率。再次，统一建设标准。充分考虑现场管理、生产、生活需要，坚持以人为本的设计理念，统一了自控、通信、道路、井站标识等配套标准。坚持“安全第一、环保优先”的设计理念，严格执行现行的安全、环保和节能减排政策，统一井场泥浆池无害化处理、植被恢复、道路绿化、施工道路建设标准。

标准化设计应用情况。目前油田已经完成井场、增压点、接转站、注水站、供水站、井区部等27种站场标准化设计；气田已经完成14个系列不同规模场站标准化图纸设计工作。截至2009年，标准化设计累计在苏里格气田约50座站场、1500口井以及第二、第三天然气处理厂的建设中得到了推广应用，气田中小型站场标准化设计覆盖率达到了100%；累计在油田约90座站场、140座增压点、1700座井场以及32座井区部推广了标准化设计，油田中小型站场标准化设计覆盖率达到了95%以上。

（三）模块化建设

模块化建设主要包括“组件工厂预制、工序流水作业、过程程序控制、模块成品出厂、现场组件安装、施工管理可控”等六个方面内容。

组件工厂预制。建立模块化预制工厂，按照标准化设计划分预制模块，实现自动化和机械化工厂作业，工艺模块预制采用橇装化、预制化、组装化相结合的方式。工序流水作业。按照施工工艺合理组配流水资源，实现工序衔接，流向顺畅，操作简捷。过程程序控制。编制程序化过程控制文件，健全组织机构，做到职责明晰、流程顺畅、操作规范、标准统一、标识统一。模块成品出厂。组件装配成便于运输的最大模块出厂，转运方便，系列化产品，互换性强。现场组件安装。模块在现场以插件形式安装，现场作业量小，适应快速建站需要，便于维抢修。施工管理可控。统一数据模型，整合项目管理系统，满足施工过程数据的可追溯性及标准规范要求。

（四）数字化管理

长庆油田数字化管理是标准化设计工作的延伸，以实现标准化建设的井、站、管线等基本生产单元的过程管理为重心，重点面向生产前端，按照“五统一、三结合、一转变”的思路进行建设。

五统一：统一标准 统一技术 统一平台 统一设备 统一管理

三结合：与岗位相结合 与生产相结合 与安全相结合一转变：转变思维方式

（五）市场化运作

长庆市场化的进程伴随着油田发展面临的两次大的机遇，一是苏里格气田开发开启市场化之门；二是超低渗油藏开发全面推动市场化进程。

市场化运作的主要做法。一是培育市场主体 与川庆钻探、长城钻探、中油测井、东方物探、中油运输等兄弟单位建立长期稳定战略合作伙伴关系；树立“凡是市场能够做得好的业务就放手交给市场”的理念，利用社会资源，形成多个主体共同参与、平等竞争的市场格局；二是强化市场管理 严格施工队伍资质审查，严格准入管理，构建公开、公平、透明的招投标平台。建立施工队伍业绩档案，择优录用施工队伍；三是完善市场标准 形成了油田建设统一的市场标准，为引入市场力量进行大规模建设、进一步降低建设成本铺平了道路；四是创新合作模式 发挥川庆、长城、渤海三个钻探公司专业化管理和主体优势，形成了发展主导、利益协调、双赢互利的市场化运作新格局。

三、实施效果和启示。

适应了大规模建产和滚动开发的需要，提高了建设速度与质量；投资、综合成本和安全风险进一步降低；促进技术创新，为油田发展提供有力支撑；促进管理水平的提升，满足了大油田管理的需要；油田效益持续增长，发展效率进一步提高。解放思想、实事求是，全面落实科学发展观，是引导长庆油田大发展的根本保证；技术创新、管理创新、体制机制创新是实现低渗透油气田规模有效开发的必由之路；标准化、模块化、市场化能够驾驭油田大规模建设的局面；数字化管理是推动油田传统生产管理方式变革的重要手段。

结束语

油气田工程标准化设计 第3篇

关键词：实施背景,内涵及创新点,具体内容,作用及成效

1 标准化造价在油田工程建设中的实施背景

标准化造价是油田工程建设中工程造价管理中的一个重要组成部分，而工程造价管理的主要目的是确定建设中相关项目的造价，并以其作为参考对象，来对项目中的使用成本进行合理的控制，它关系着整个工程中的所有活动，是不同于其他经济领域的管理方式，其以自身独特的性质，科学有效的管理模式，维系着施工中各项活动有序进行。但是，从我国整体工程造价的管理方式来看，其自身存在很大的问题。当前，我国大部分油田建设中采用的工程造价管理模式还是较为传统，其中心依旧放在油田建设过程中工程费用的调整方面，而没能对相关项目的工程造价问题采取具体措施，进行及时的调整，最后导致概预算，成本估算等数据都不是非常精确，使得施工都是走一步看一步，没有什么具体作用。这种传统的造价管理模式，已经越来越不适应现在油田建设的实际需要了，主要存在以下几个方面的问题：

1.1 管理模式效率低下，不便统一管理

由于油田开采是一个难度较大的工程建设，它的建设是由地下油田的分布所决定的，而地下油田的分布具有不确定性，总体建设一直处于流动状态，这样就为工程造价的作业加大了难度。由于造价没有完整的体系，因此各环节只能分布慢慢进行，协同起来不容易，最终导致造价工作效率低。同时，各个部门由于没有一个统一的标准，相关文件格式不一致，想要对其整体进行统一管理是非常不易的。例如，在进行海上油田基础设施建设中，所涉及的专业工作人员有石油开采、勘探、管道设计、道路建设、电力铺设、信息传输，防水等等，但是，他们的工作都是相互独立的，对于每一环节，基本都要进行一次施工预算，标底，合同，结算等步骤，整个项目显得纷繁复杂。它们相互之间不能完全融合，各自的独立造成了许多资源的浪费，其中就包括工程造价管理方面[1]。

1.2 结算和概算相差较大

在未进行标准化造价之前，对于资金投入的确定，主要是根据设计概预算和设计图纸中规定的概算为参考对象的，其中，概预算主要是通过设计和设计图纸中的总共施工量，利用国家颁布的概预算指导文件来计算的（没有数据进行提取、分析和掌控），由于中间缺少有效追踪，不能了解施工中的实际情况，造成了它们的精细度不够高，再加上实际工作单位自己定制标准价格，建设的项目事先准备和过程实践中变化较大，最终导致工程结算和预先估计的总体价格相差较大，对于资金控制没有什么作用。另外，由于概预算大都在施工前就已经完成，但是油田建设开采中的自然资源受到其他环境条件的影响，存在很大的变动，导致生产效益没有和预先设计规划相配套，这样也会扩大结算和概算的距离，平添无谓的资金投入。例如，我国的五百强企业———中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司，在标准化造价体系还未建立前，由于石油开采的需要，在地面的建设工程常常有些多余或不足，因为地下油田的整体存在许多的不确定性，这些造成结算和概算相差较大。

1.3 概算和结算的计价方式不科学

因为概算和结算的总体计算方式的依据存在不同之处，造成造价分析人员不能对概算和实际结算价格进行直接研究和总结，就不能根据施工前的相关概算数据去控制施工中的费用消耗；其次，在对概算数据进行编制过程中，缺乏相应的科学依据作为支撑，整个体系管理不够严谨，不利于进行数据快速分析。这二者定价方法的不合理，不仅不利于对总体费用进行掌控，还有可能会造成相关数据不切实际，不便于进行调查分析和总结。这种现行的老式价格管理方式，已经显现出自身的局限性，并在生活中为人们所发现。而标准化工程造价体系的建立，是计价管理的一次创新，对于油田建设施工，有着极其重要的作用。

2 标准化造价内涵及创新点

2.1 标准化造价的内涵

标准化造价是根据国家、地方、企业等各方面发布的定额依据和标准，经过预算、概算等众多环节形成的一种标准化的计价体系。其具体内容包括：单一工程的标准化造价概算、单一工程的标准格式化概算以及同类工程的标准化概算等。其中，单一工程的标准化造价概算包含能够活化生产建造和工程项目的标准化安排，以及由共享平台提供的标准化造价参考而做出的工程造价概算，具体有井区部、站场执勤点、注水站、增压点、接转站、供水站等；单一工程的标准格式化概算是由通过功能角度划分编写的参考文书以及相配套的造价概算模版，按照各项目的施工过程和作用可分为：汇油点的建设模版、工作人员生活范围模版等；而同类工程的标准化概算则是通过对工程设计单位所设计的具有独自功能作用的设施，运行时不会受到其他项目影响的工程标准化设计参考依据以及相配套的造价费用概算标准。例如，油井、气井、水井的传输管线，电力传输线路，储蓄库以及其他独立的项目建设[2]。

2.2 标准化造价的创新点

2.2.1 管理理念的创新

以甲方预算作为造价文本来创新管理理念。为了实现经济效益的最大化，企业必须进行整体性研究，以获得技术和经济都合理的工程运转效果。要明确各级岗位的职责，建立并切实实施全面、细致、有效的管理机制。例如，近几年来，长庆油田分公司陆续订制了《油田管理制度》、《工程造价的管理》等几十项管理制度，通过运行这些管理方法，针对公司的问题建立健全建立各项制度，使实施造价的流程更加全面化、明朗化、细致化。

2.2.2 管理方法的创新

在油田工程建设中实施创新管理方法，就是要合理编制和应用标准化的预算控制体系。比如，大庆油田公司在建立预算指标体系的过程中，以减少总造价为目标，有效地管理工程建设前期、施工期、使用期和后续改造期，帮助分析工程项目决策和选择决策方案，以便更好地计算项目的建设成本。造价人员通过这样一种体系，可以合理概算工程建造的成本，实现标准化单项工程预算指标体系，同时还能有效控制油气田地面建设工程整个施工周期的各个关键环节。这样创新的管理方法有利于标准预算计价管理的建立，打破了传统呆板的管理模式，是对油田工程建设管理的极大创新。

2.2.3 管理技术手段的创新

由于工程造价环节复杂，各企业都尝试用计算机技术来提高工作效率。现如今，网络的迅猛发展，为造价工作建立了有效的平台。工程造价管理信息系统及配套软件作为预算管理核心技术平台，使造价编审管理实现网络化，有效解决了油田建设工程中存在的人力物力耗费大、预算编审管理时间过长、造价依据缺乏和分布区域广等难点。油田公司可根据自身实情，开发配套的工程造价管理信息系统及软件，将繁复多变的工作网络化。例如，新疆油田公司发挥创新思想，客服种种困难，开发了“工程造价管理信息系统及配套软件”，实现了工程造价巨大的突破。这样的系统软件，有利于管理工程的便捷化，有利于解决传统油田工程建设中所遇到的耗资大、分布广等问题，有利于降低概预算的编审难度，更好地运用标准化的造价体系[3]。

3 标准化造价在油田工程建设中的具体内容

3.1 标准化造价的内容概述

标准化造价作为规范化造价体系中的核心部分，是由长庆油田分公司造价管理方面的工作人员针对我国油田工程建设中的不足而提出的创新方式，将油田工程建设中的投资估算、概算、预算、标底、合同、结算等造价管理环节的相关信息进行统一、整合、优化，并用科学的编码体系对其中优化后的标准数据进行处理，使其能够以一种规范、便捷、全面、标准的工程造价体系存在于实际建设工程共享平台之中，这样，它就能弥补前期的不足，有效的对油田建设工程项目中的每一项进行监测，为其中出现的问题提供分析依据。

3.2 标准化造价的特性

3.2.1 标准化造价的涉及范围大

标准化造价不再仅仅只涉及项目的概算问题，而是将工程建设与实际相结合，其在为油田建设工程造价提供理论依据的同时，还将具体的所有施工内容进行总结；例如：标准化造价目前就已经包括井区部分，输水部，供水部，传递部，现场执勤部，加压部等的建设相关规定，以及它们的造价依据范文。

3.2.2 标准化造价体系科学性强

对于在不同环境之下的具有同一功能的项目建设，不在笼统而论，而是根据具体情况具体分析，尽可能高效的降低施工概算，节约施工成本。其计算依据是公平、公正、正正规规的按要求严格办事，既不造成损失，也不偷工减料；例如，在部分油田建设工程项目中，对于输供电线路，油、水、气井等各种站内外的水管管道，油水气井井口装置、金属储罐等设施的建设过程中，相关工作人员会根据其相关环境条件进行细致分析，严格把关每一个环节的概算，他们还会将每一个数据进行存档，方便数据的提取和分析。

3.2.3 标准化造价拥有高效性能

标准化工程造价方案的实施，既解决了整体工程工作中的杂乱无章问题，让整个体系变得井井有条，同时还缩短了造价审查的周期，略去了多余的环节，提高了整体的施工效率，简化了造价计价形式。

4 标准化造价在油田工程建设中的作用及成效

4.1 标准化造价在油田工程建设中的作用

就我国目前的现状而言，定额计价的工程造价模式比较普遍。油田工程的建设具有一定的特殊性，普通的定额计价的模式并不适应油田工程的建设。所以标准化造价在油田工程的建设中显得尤为重要。通过标准化造价，可以更好地管理控制各个环节的流通配合，突出对油田工程基础计价的管理，从而促进各环节高效、有序的发展。而且，标准化的设计避免了传统的单站、单井设计所耗费的大量人力、物理、财力，以成本的最小化最大限度地提高了工作效率。目前，标准化造价工作在油田的多个环节建设中得到应用和推广，不仅能减轻工程的工作量，还能促进概算、运算、结算等各个环节的高效运作，以耗资的最小化实现利益的最大化[4]。

4.2 标准化造价在油田工程建设中的成效

4.2.1 推行甲方预算管理取得的经济效益

通过控制审查公司对外付款金额的方式来显示工程投资的经济效益，即运用甲方预算对合同进行审查，使合同价款和投资效益得到有效控制，控制了实际发生的合同审查减额，使投资效益最大化。例如胜利油田,自油田进行投资管理实施标准化预算后,单井投资控制在1000万元以内,与开发之初相比,总投资降低了近1/4,投资成本的有效降低,使得投资利益最大化地得到实现。

4.2.2 运用造价管理信息系统和软件取得的经济成效

造价管理信息软件和系统运用后，改变了原来管理系统不统一的局面，同时还实现了异地同步共享实时管理数据，杜绝了造价编审操作的随意化，使造价环节有序流转。运用效果具体体现在提高了工作效率，规范了管理标准，合理控制了投资效果。例如，新疆油田公司开发的软件系统，为甲方预算累积节省了近千个工日，审核阶段提前了两个月之久，无论是较同一时期其他油田公司而言，还是相比前几年自身业务而言，效率的提高都十分显著。

4.2.3 改善了市场建设环境

标准化造价的应用,在一定程度上有利于健康有序的市场环境的滋生。例如,随着应用的发展,国家建设总局出台了“创建由市场来主导工程造价多少的价格变化体系以及完善造价概算的旧思想、工程项目清单来结算体系”的相关政策,以实际行动来促进我国的工程造价管理体系的创新变化。我国的政府部门不再单独决定总体施工建设各项目的造价价格,而是由市场的发展自己来决定,但是,这并不是说政府可以抽身离去,他们应该把重心放在相一致的具体措施的实施形式上,推行该思想在市场上的普及,切实贯彻工程项目清单结算制度,从而为该市场提供一个正规、透明的操作机制,公平竞争的环境,扭转以前非公开化招标、非公平竞争、吃回扣严重,杂乱结算施工项目的局面,有效抵制一切不良的商业活动的发生,从而建立一个完整齐全、无干扰的市场环境。

5 结语

总而言之，标准化造价在油田工程的建设中占据着非常重要的地位，它需要相关工作人员投入更多的关注，来完善其自身的发展，目前，它暂时还处于理论研究阶段，在实际运用时还不能完全实施。相关工作人员必须严格按照内容将其付诸实际建设中的每个环节，让其发挥自身的潜能，缓解目前局势，同时，还需要根据实际情况，对自身作出适当的改进，以最大的能力使标准化造价在油田工程的建设中得到最大限度的实施。

参考文献

[1]任国强.基于范式转换角度的全生命周期工程造价管理研究[J].科学导报,2011(2).

[2]董士波.全生命周期工程造价管理研究[J].新课程,2010(1).

[3]张光明.工程项目造价管理方法的研究[J].大庆石油学院,2011(2).

油气田工程标准化设计 第4篇

1 油气田消防给排水设计内容及集成系统软件介绍

1.1 油气田消防给排水设计内容

油气田消防给排水设计主要涉及到长输管道站场、海洋平台、天然气处理厂。联合站、油气田污水处理厂等相关工程。到目前为止集成系统设计早已大范围的在各个方面得到了广泛性的应用并且达到了非常好的设计成效。油气田消防给排水设计内容大体上涵盖了:油气田消防设计、给水排水设计、污水处理系统设计、循环冷却水系统设计。

1.2 集成系统软件

设计集成系统是鹰图PP&M的SPE系统的产品, 其大体上包含Smart Plant Reference Data (SPRD) 、Smartplant Foundation (SPF) 、Smart Plant P&ID (SPP&ID) 、Smaet Plant Instrumentation (SPI) 、Smart Plant Electrical (SPEL) 、S3D等, 其中SPRD主要在建立、维护材料编码库、对尺寸库进行标准及管道等级库中加以引用;SPP&ID为智能化P&ID设计软件为下游专业软件供应精确的工艺数据;S3D是一种三维设计软件通常用在对配管的安装布置上。都是在信息集成平台 (SPF) 的基础上来达到对各个专业数据实时分享、协同设计将数据作为核心进行规则化的驱动设计。

2 集成系统在消防给排水设计中的标准应用

2.1 材料库的创建

随着现代化科学技术的不断发展, 促使给水排水中管材应用呈现出多样化的发展趋势管材类别不断的增加。过去传统设计中并没有为排水管材库。目前来看集成系统中钢管系统管材库的具体应用已经发展的非常成熟, 为未来给排水用管材建库工作开展做好根基。在不同状况下需要对管材作出科学系统性整理, 创建统一给排水管材库这样才能够更好达到给排水专业集成设计各方面的现实需求, 是促使标准化设计得以实现的基础性保障。

2.1.1 统一标准体系

油气田消防给排水设计过程中经常使用到的管材进行统一整理, 在查看相关资料的基础上对于管材的执行标准与应用范围作出了明确地界定。譬如:某一工程项目中通过对施工现场相关情况进行调查供水管线居于室外地下为此我们可选用PE管, 按照GB/T13663《给水用聚乙烯 (PE) 管件、管材》作为执行标准, 从而将管材的外径、壁厚等相关数据加以最终的确定。按照相关标准要求把所需数据在集成设计当中确定, 这样才能够达到材料在开发、采购方面的现实性需求。针对不同的工程项目一定要对标准的时效性进行检查校对, 如果参考标准改变了那么则需要以新的标准来对集成系统材料库相关数据开展相关工作。

2.1.2 统一等级编码

给排水管材的类别多种多样, 为此集成系统设计一定要有统一的等级编码, 这是创建材料库的基础工作。

2.1.3 创建明确的管材级别

确定管材标准系统与编码等级的基础上可通过SPRD软件创建材料库, 通过各项目的建立创建材料编码库、几何尺寸库、管材等级库等, 最终促使集成设计材料等级的顺利完成。建立成功材料等级后将包含材料等级的数据接口文件完整地导出通过结构文件将其导入S3D当中以促使其由数据向三维的顺利转化。S3D给排水管道材料库的导入可在一定程度上达到油气田工程设计实际需求。

2.2 智能P&ID绘制

2.2.1 图例符号定制

按照现实工程的具体需求, 在达到设计规范标准的前提下对于消防给排水专业中经常使用到的图例符号作出系统化的整理, 同时做好P&ID设计软件的定制工作这样才能够促使消防给排水智能P&ID的相关绘制得到有效的保障, 逐渐形成完整的消防给排水设计图例符号库。

2.2.2 数据字典定制

从目前消防给排水专业的特征入手, 定制专门的数据字典, 同时对专业属性作出明确性的定义这样才能够达到不同项目在消防给排水专业属性应用的不同需求。

2.2.3 S3D应用定制

消防设计中消防栓是经常使用到的一种灭火设备, 这种设备属于定型产品在每个工程项目的消防设计当中有会使用到, 以人工的方式进行模型的创建需要消耗大量的人力物力及时间。PP&M包含定制完成的管道原件数据接口文件在具体设计过程当中我们需对消火栓的相关标准及图标图集加以明确的规范化, 按照实际设计需求进行相关的定制最终完成消火栓等特殊件的数据库选择与使用。

给水排水系统当中排水管具备一定的坡度, 其具有一定的特殊性特别是排水关键, 需要进行U型弯、斜三通、斜四通等特殊管件的定制, 通过把鹰图PP&M定制完成的管道原件数据接口文件导入在S3D中, 促使给排水配管的真实性得到成功的展现。

排水设计的过程中, 排水管通常是以坡度的情况来进行管道设计, 管道相连的位置、拐弯的位置、管径或坡度发生变化的位置及直线管段中, 间隔的距离需要进行检查井的设置。检查井的规格为系统定型产品国标图集中具有明确的界定, 为此可在S3D中进行检查井的定制以免设备模型有重复性搭建的情况存在。

3 集成系统在消防给排水设计中的优势与结论

三维集成设计的应用是将数据作为核心, 进行规则驱动设计以促使配管视化、开料精准化得以顺利的实现。集成系统的应用能够促使多专业在相同平台实施协同设计完成工程的三维模型建设, 同时对其进行碰撞检查以免在工程施工现场有错漏碰缺问题的发生为工程现场施工提供强有力的科学性保障。应用集成系统实施油气田消防给排水设计可促使图纸实现自动化抽取、自动生成料表相关数据是十分精准, 保证巨大的信息量在施工采购工作的开展上非常的方便一定程度上促使工作效率得到显著程度的提高。集成系统供应了通用的工程设计解决方案达到工程设计中各方面的现实性需求, 对于在短时间内方案的设计及投入使用起到很大的帮助作用。

4 结束语

消防给排水集成设计一定要按照消防给排水专业的具体特征, 从目前工程项目的实际状态的特定需求出发促使三维模型设计效率得到进一步的提高, 拓展三维模型设计区域、使得三维模型设计自动化程度得到最大限度上的升高, 对于集成系统性能及用户化研发与定制的相关研究有着非常重要的意义。

参考文献

油气田工程标准化设计 第5篇

危险与可操作性分析 (HAZOP) 方法以其分析全面性、系统性、结构性、细致等突出优势成为目前危险性分析领域最广泛应用的一种定性的系统安全分析方法。本文将对HAZOP分析方法在油气田地面建设设计阶段的应用进行介绍, 以期为油气田地面设计阶段风险评价工作提供有意义的参考。

HAZOP简介

HAZOP (Hazard and Operability Analysis) , 即危险性和可操作性分析, 是由有经验丰富的跨专业的专家小组对装置的设计和操作提出有关安全上的问题, 共同讨论解决问题的方法。

HAZOP分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法, 方法的本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。在这个过程中, 由各专业人员组成的分析组按规定的方式系统地研究每一个单元 (即分析节点) , 分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危害和可操作性问题。

HAZOP分析组分析每个工艺单元或操作步骤, 识别出那些具有潜在危害的偏差, 这些偏差通过引导词引出, 使用引导词的一个目的就是为了保证对所有工艺参数的偏差都进行分析, 并分析其可能出现的原因、后果和已有安全保护措施等, 同时提出应该采取的安全保护措施。

实例分析

项目背景

本文介绍的此次HAZOP应用, 是以某油田地面建设工程设计为例, 该工程设计包括集气干线17.5km、采气支线41km、井场32座、集气站3座、线路阀室2座、处理厂集气装置1套、净化气外输装置1套、脱水脱烃装置3套、凝析油稳定装置2套。

分析对象

本次HAZOP分析的范围包括单井站单元 (32座) 、集气站单元 (3座) 、油气处理厂、脱水脱烃单元、凝析油处理单元、乙二醇再生及注醇单元、燃料气及放空单元、空气氮气站单元、热工单元、给排水单元、污水处理单元、生活消防单元等。

成立分析小组

此次HAZOP分析小组共11人, 除1名主持人外, 还包括设计、工艺、设备、安全、仪表、信息、电气等专业人员。

资料采集与准备

资料采集一般包括原有资料收集和现场资料采集, 但由于此次是在地面设计阶段, 并无现场资料, 因此原始资料和其他装置资料就尤为重要。收集的资料主要包括装置平面图、工艺流程图、管道和仪表图、其他同类装置的操作规程、物料安全技术说明书 (MSDS) 、设备设计基础资料、国内外同类装置事故案例等。

划分节点

本次HAZOP分析的节点划分本着“不宜过大也不宜过小”的原则, 共划分了46个节点, 内容涵盖了PFD (Process Flow Diagram, 工艺物料平衡图) 、P&ID (Process and Instrument Diagram, 管道及仪表流程图) 以及装置平面布置图共68张。既保证了整个分析无遗漏, 又避免了过于繁琐增大工作负荷。

选择工艺参数

根据工艺操作和控制需要, 本次设计阶段的HAZOP分析选择的工艺参数有流量、压力、温度、液位、仪表显示、接地系统、安装、维护和安全要求等。

建立偏差矩阵

所谓偏差即工艺参数在运行中偏离正常工作条件。偏差一般有两部分组成, 一部分是引导词 (如过量、减量、部分、伴随等) , 另一部分是工艺参数 (如压力、温度、液位等) 。

偏差=引导词+工艺参数。工艺参数又分具体性参数 (如压力、温度等) 和概念性参数 (如反应、混合) , 因此偏差的描述也应根据需要适时调整, 不能局限于“过高”“过低”“过快”等。

分析偏差

收集罗列评价节点内现有的保护措施, 包括程序、保护系统、报警系统、显示、检修、检测、训练、试验、设计等。然后分析各节点偏差可能的原因及其后果。

评估风险等级

首先确定危害事件的后果严重度级别, 然后再评价现有的能阻止危害事件发生的系统失效频率 (可能性) , 再综合后果和频率确定总的风险分数。风险分数用于确定建议措施的优先次序。此次HAZOP分析, 通过对安全健康、财产损失和环境等方面影响的综合考虑, 将危害事件的后果严重度分为4个级别, 即C-1 (轻微的) 、C-2 (中等的) 、C-3 (较严重的) 、C-4 (灾难性的) ;同时, 考虑工程控制措施和人为因素, 将危害事件发生的失效频率 (可能性) 也分为4个级别, 即F-1 (极不可能) 、F-2 (一般不可能) 、F-3 (可能) 、F-4 (很可能) 。

然后根据危害事件的后果严重度和可能性建立风险矩阵, 确定风险等级。每个偏差的风险等级分固有风险和残余风险两种, 考虑现有保护措施后的固有风险即为残余风险。报告中常采用的是残余风险。

形成分析记录

建议措施需要考虑修改设计、应急响应、更新设备等因素, 必要时, 甚至可以重新选址, 其目的就是降低风险, 使风险达到可接受的程度。经过以上这些工作, 就可以形成HAZOP分析记录表。

最后, 将所有建议措施排列出来, 并要在未来对这些措施的实施情况跟踪验证。

分析结果

此次HAZOP分析共发现问题并提出建议措施214条, 下面举几个例子进行说明。

1.关于原料气生产分离器的放空系统。集气装置的生产分离器手动放空管线单独设置汇管后接至放空系统, 并在汇管至放空管线上设置阀门作为装置建压管线, 管线压力等级按16MPa设计, 这样手动放空管线即可作为放空管线使用, 在其中一个生产分离器投用后, 可作为另外两个生产分离器的建压管线使用。

2.关于吸附塔顶压力表。建议吸附塔进口管线上增设现场压力表, 现有图纸上设计为进口管线的阀门前设有压力表, 用于观测介质进吸附塔或介质走吸附塔副线时的压力, 吸附塔作为压力容器, 按照《固定式压力容器安全技术监察规程》相关规定, 压力表作为压力容器的附件, 不应有阀门隔断。因此建议在进口管线的阀后, 增设现场压力表。

3.关于MEG补充罐地坑的非净化风管线。建议在MEG补充罐地坑的非净化风管线的阀门布置于地面上, 并确保地坑内的通风管道设置满足安全要求, 将手阀布置于地面之上, 便于操作人员操作前进行通风, 净化风管道布置保证地坑内无死角, 保证操作人员的安全。

4.关于稳定塔底部温度控制方案的问题。建议取消导热油至稳定塔底部的流量变送器及测量元件, 因稳定塔底部温度的控制可在一个范围内进行波动, 取消稳定塔底温度与导热油流量的串级控制, 温度单参数可保证稳定塔底的温度。

5.关于凝析油低位罐补压气体的问题。建议将凝析油低位罐的氮气补压更改为燃料气补压, 并在罐顶增设管线接至低压放空系统和放空立管。燃料气压力可实现压送凝析油的作用, 并可以降低操作成本, 并且不影响放空时气体的燃烧。

6.关于柴油发电机的齿轮油泵前过滤器的问题。建议取消泵前油过滤器, 齿轮油泵入口前分别增设Y型过滤器, 罐储存及管输后的柴油有杂质, 过滤器损坏, 可能造成泵损坏;便于其中一个过滤器损坏后, 齿轮油泵可进行切换维修。

常见问题

HAZOP分析是一项长期的、繁重的工作, 需要参与者有强烈的责任心, 能够帮助企业建立丰富的技术档案, 为优化设计、技改技措提供可靠的技术支持。在工作中, 有几点常见问题或者困难需要特别提及。

1.HAZOP分析需要企业负责人保障人力、物力、财力的提供。尤其人力支持非常重要, 因为工作周期太长, 分析一套装置有时需要几个月的时间, 能不能保证抽调的人员时刻跟随分析, 直接关系整个HAZOP分析的进度和质量。

2.应在大量普及培训的基础上重点培训“主持人” (组长) , “主持人”不但负责编制计划, 组织会议, 还要有掌控进度, 协调争议等等能力。对HAZOP分析来说, “主持人”是分析组中的灵魂和指挥。

3.人员组成要合理, 针对一套装置成立分析小组, 小组成员一般在6〜8人。小组成员不但要业务熟练, 还要有责任心。成员应该覆盖工艺、设备、安全、仪表、电气、设计等专业人员, 对现役装置来说, 可以不包括设计人员, 但应包括班组长或有经验的操作人员。

4.常见的问题是装置现有资料与现场有出入, 为保证评价效果, 需要及时更新相关数据、图纸。分析开始前要将所有图纸等资料与现场实际核对一遍, 避免闭门造车、离题千里的后果。

油气集输工程的管网布局优化设计 第6篇

一、油气集输工程

一般来说, 油气集输系统工程是油田地面工程中的重点内容, 占有成本的60%~70%, 占有整个油田工程成本的近一半, 因此要做好管网布局的优化设计, 保证工程成。在油气集输系统工程中, 需要花费过程成本的内容包括油井和原油库的开发和建设、连接管道、中转站的建设和其中的生产费用等。在油气集输管道的建设中, 各类原材料的花费也可达到八位数的消耗, 而且油气集输系统过程本身就属于一个能源的消耗工程, 所以更好做好管网布局的优化工作, 做好工程成本控制工作。目前在油气集输过程管网布局中较常采用的方式有星形集输管网和环形集输管网。但是由于环形集输管网在使用的过程中, 能有效的减少管道原材料的使用以及各个中转站的建设, 因此对于成本控制工作帮助极大, 也是目前较为常用的集输管网布局方式。

二、油气集输工程管网布局优化设计的目的和理论依据

现如今石油开采工作由于油区的开采难度加大, 工程成本在逐年提高, 因此做好油气集输工程管网布局优化设计极为重要。其中最主要的目的就是降低工程成本, 因为在油气集输工程的管网布局设计中对于各种材料的要求、各油井和中转站的建设以及运输管道的长度上都有较高的要求, 不能在其中压缩成本, 以免由于材料的劣质或运输管道的设计不合理导致油气集输工程管理出现质量问题和安全问题, 既影响石油企业的正常工作运转, 也影响人员的生面安全, 同时如果出现问题之后的二次维修, 会让成本比原来更多, 基于这些问题考虑, 只能在

管网布局设计上减少成本, 既不影响管网的质量, 又能控制成本。

油气集输工程的管网布局设计工作是一个工程量极大、工艺复杂的设计过程, 其中设计到的领域有很多, 包括油气集输过程理论、数学知识和计算机操作等, 尤其是近几年来, 计算机的应用对于油气集输过程的管网设计更加重要。油气集输过程的管网布局设计是根据将要开采石油的种类和性质, 再结合油井所在地的位置和环境, 设计出最佳的开采和运输工艺, 既能满足油田的开采要求, 又能保证运输过程的有效性和安全性。在设计过程中, 实行最佳的拓扑布局设计。我国的油田开采方式一般都是注水开发, 液量变化跨度大, 对于产物的性质影响要较大, 这样给设计过程又带来了更高的要求, 在设计过程中, 必须找到各个项目间的联系, 保证各设计因素的整体性和合理性, 不过在设计的过程中如果只实行人工设计, 那么很难保证设计的完整性和准确性, 因此需要有计算机软件来辅助人工设计。

三、油气集输工程管网布局优化设计方法

油气集输工程管网布局优化设计是一个工作量极大而又工艺复杂的过程, 其中需要考虑的因素众多, 如果优化设计需要同时在多个因素间进行, 那么很难有所成效, 因此需要部分优化, 也可以说管网布局的优化问题并不是整体优化过程, 而是部分最大优化的过程。具体优化设计可以有以下方面:其一是管网布局的拓扑布局设计, 涉及到从油井到原油库再到各个中转站之间的联系问题, 所谓拓扑布局, 就是有一个专门的网络结构对其进行描述和设计, 保证管道之间的联系和运转。其二是各个站点的选址, 包括原油库和中转站, 在选址的时候既要保证该处的位置因素和环境因素符合石油的储备和中转, 又要保证在最后连接输油管道的时候有最佳线路。在站点的选址需要考虑的因素有很多, 因此并不是随随便便就确定位置, 既需要到实地勘察, 明确其周围环境是否适合, 又要在确定选址之后设计连接线路, 保证在线路连接的过程中不会由于距离过远浪费原材料, 增加成本, 又要保证长度和压力之间的平衡, 以免出现质量和安全问题, 同时也要考虑线路连接的方便性。其三是运输管道材料的选择, 在选址之后就需要连接运输管道, 保证石油从油井的运输过程, 管道的选择既要保证运输过程的安全, 也要保证材料的最大使用限度, 在不影响运输质量和安全的前提下, 尽量减少成本, 那么每一段管道的材料参数上都需要精准计算, 包括口径和厚度以及长度与压力的关系等。其四是在实际运行过程中的各因素, 管网布局最终的目的还是要投入使用, 在石油开采和运输的过程中起到最佳的作用, 因此对于实际使用条件的限制将更加严格, 包括温度、湿度、压强和气体含量和产量等因素, 优化设计这些参数才能保证最终的开采和运输过程的质量和安全, 以及总体成本控制。

我国自1998年起, 在油气集输工程管网布局设计优化中正在逐年取得成效, 综合在管网设计优化过程在我国的发展过程中可以看出, 优化方面已经从基本的单一口径到多元素优化, 成本控制水平越来越高, 优化方面也越来越全面。不过还是存在着一些问题没有很好的解决, 拓扑布局中总管道长度的确定, 设计方案和实际操作中遇到的障碍问题等, 这些问题导致的优化设计的不全面, 有的时候还会造成工程成本的增加, 因此需要相关工作人员不断努力, 在计算机技术飞速发展的基础上, 更加做好油气集输工程的管网布局优化设计工作。

结语

综上所述, 油气集输工程工艺复杂, 而且工作量又极大, 因此在管网布局设计的时候有很多的限制条件, 到目前为止, 并没有任何一个设计软件能解决所有在油气集输工程管网布局中的问题, 本文所做的优化设计也是在目前条件所能允许中指出了基本的优化设计方向和一般方法, 希望随着计算机技术的发展, 我们能完全解决在油气集输工程管网布局中的设计问题, 创造出一款最佳的设计软件, 保证油气运输过程的管网布局合理、高效、安全。

参考文献

[1]王晓瑜.浅谈油气集输管网的优化设计[J].油气田地面工程.2004 (07) .

[2]孙健.浅谈油气集输管网布局优化的发展[J].科技资讯.2013 (02) .

[3]徐国栋, 梁政.气田集输管网布局优化研究[J].石油规划设计.2004 (11) .

工程车辆油气悬挂液压系统的设计 第7篇

关键词：工程车辆,油气悬挂,液压系统,设计

油气悬挂是集弹性元件和减振器于一体的悬挂装置, 克服了钢板弹簧的线性特征, 应用于工程车辆, 具有良好的减振性能、平顺性和车辆行驶稳定性, 并且能实现车身高度的可调性。目前, 国外已比较广泛应用油气悬挂, 国内还处于引进、消化、测绘和试制阶段。液压系统是油气悬挂一个比较重要的方面, 是实现油气悬挂性能的保证, 因而有必要对其进行设计。

1 油气悬挂的结构和工作原理

油气悬挂是以油液传递压力的, 用惰性气体 (通常为氮气) 作为弹性介质的一种悬挂系统, 其弹性元件为蓄能器, 结构如图1。工作过程为:当液压缸4与活塞杆1相对压缩时, 液压缸腔Ⅲ中的油液进入蓄能器5压缩气体, 而蓄能器6中的气体膨胀把油液挤向内环形腔Ⅰ中并经过单向阀3和阻尼孔2进入外环形腔Ⅱ, 此时悬架主要起弹性作用;当液压缸4与活塞杆1相对作拉伸时, 外环形腔Ⅱ中的油液经过阻尼孔2进入内环形腔Ⅰ并进入蓄能器6压缩气体, 而蓄能器5中气体膨胀把油液挤向液压腔Ⅲ, 此时悬架主要起阻尼作用。图1中, 上端与车架 (悬挂质量) 相联, 下端与车轿 (非悬挂质量) 相联, 车辆在行驶过程中, 来自路面的不平度引起车辆的振动, 可由油气悬挂非线性刚度和阻尼特性来减振。而向液压缸内充油或放油, 可调整车架与车桥间距离, 即调整车身高度。锁定各阀, 使液压缸内油不能回油箱, 可使悬架处于近似刚性状态, 实现静态升降货物。

2 油气悬挂液压系统的设计

2.1 液压缸的设计

液压缸的结构如图1所示, 在活塞组件中设计一定数量和直径的阻尼孔和单向阀, 阻尼孔的作用是当车架与车桥相对拉伸时, 相当于减振器, 但不能导致轮胎脱离地面, 单向阀的作用是当车架与车桥相对压缩时, 蓄能器6中的油液迅速进入外环形腔, 使蓄能器6中气体压力降低, 此时蓄能器5中气体受压缩, 起弹性作用。可见液压缸中阻尼孔和单向阀的直径和数量是关键要素, 和液压缸直径和内环形腔、外环形腔及中心孔的直径一起决定了油气悬挂的减振性能。在液压缸的设计中, 还需要保证各零部件在高压下的强度和活塞与液压缸的密封性。

1.活塞杆2.阻尼孔3.单向阀4.液压缸5.蓄能器6.蓄能器Ⅰ.内环行腔Ⅱ.外环形腔Ⅲ.液压缸腔

2.2 独立式油气悬挂液压系统的设计

独立式油气悬挂是指车辆各轮胎有各自的油气悬挂, 可以相互独立, 在同一车桥上, 桥与桥之间的蓄能器没有任何联接, 设计的液压系统如图2所示。这种悬挂各自作用, 每一悬挂装置要用2个蓄能器, 1个车桥上用4个蓄能器。从减振方面来看要优于连通式油气悬挂。

2.3 连通式油气悬挂液压系统的设计

连通式油气悬挂是在1个车桥上布置的2个悬挂装置上的蓄能器之间相互连接, 如图3所示, 左悬挂装置液压缸腔与右悬挂装置的内环形腔相通, 右悬挂装置的液压缸腔与左悬挂装置的内环形腔相通。当车辆行驶在不平路面上时可自动调整车架横向倾斜度, 保证车架倾斜度小, 满足车辆行驶侧倾性能要求。一个桥上油气悬挂液压系统设计如图4所示。如果桥与桥之间的悬挂装置蓄能器相连通, 则可满足纵向行驶抗点头性能要求。单桥上蓄能器相连且车桥与车桥之间蓄能器相通则为混连式油气悬挂。

1, 12.悬挂缸2～5, 8～11.控制阀6, 7.蓄能器13.进油装置

2.4 整车多桥油气悬挂液压系统的设计

在设计整车多桥油气悬挂液压系统时, 如果为独立式, 则同图2, 每1个桥上有4个蓄能器, 2个液压缸, 相互独立, 但共用1个进油和回油装置;若为单桥连通式, 则同图3和图4, 各桥油气悬挂装置的连接为图4的串联, 也共用1个进油和回油装置;而如果为混连式, 除了与单桥连通式以外, 还要在同一侧的油气悬挂装置进行相应的管路连接。

3 油气悬挂液压系统的功能分析

3.1 高度可调功能

油气悬挂附加1套车身高度调节系统, 车身可以通过对悬挂缸补油或排油来实现车身高度的自动调整或者使车身高度保持不变, 从而使车体上、下升降及前后俯仰和左右倾斜。这对改善车辆的通过性和行驶性能是比较重要的, 尤其是对军用车辆通过障碍非常有用。如图4所示, 当打开进油控制阀2、3、4和9、10、11, 关闭回油控制阀5和8时, 可调高车架高度, 实现越过较高障碍物的功能, 克服钢板弹簧悬挂装置的不可调性。反之, 若需降低车身高度, 则可关闭进油控制阀4和9, 打开其余的控制阀来实现。当然这样车身高度的调节是有限的, 一般不超过300 mm。

3.2 刚性支撑功能

关闭各控制阀, 使油气悬挂内油液处于闭锁状态, 油液既不能流向油箱, 也不能流向蓄能器, 仅靠油液的压缩性作微小变形, 可使油气悬挂处于近似刚性支撑状态, 对起吊重物的车辆是非常有用的, 如起重机, 当静态起吊重物或在平坦路面上移动时需要这样要求。

3.3 良好的减振功能

油气悬挂液压系统的设计, 使车辆行驶时具有非线性刚度特性和阻尼特性, 一方面随着车辆负载 (包括冲击载荷) 的增大, 油气悬挂的刚度系数增大。另一方面, 随着车架与车桥之间相对速度的增加, 油气悬挂的阻尼力也随着增大, 这样油气悬挂具有良好的减振性能。研究表明, 油气悬挂在动行程、速度、加速度、地面信号频率和地面对车轮的冲击力方面具有极大降低效果。

3.4 降低侧倾角功能

在车辆行驶时, 车架侧倾角是和车辆操纵稳定性和平顺性有关的一个重要技术参数。转弯时, 如果车架侧倾角过大, 将影响车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。对钢板弹簧悬架, 要在悬架中增加横向扭力杆来提高悬架的侧倾角刚度, 而对于油气悬挂而言, 则不需增加任何额外元件, 因为车辆在倾斜路面上行驶或车辆转弯由于离心力作用时, 两侧车轮载荷发生变化, 破坏了两侧液压缸油液相互补偿的平衡, 载荷差值作用于载荷较大的油气悬挂上, 使该侧油气悬挂液压腔压力增大。因液压腔与另一侧油气悬挂内环形腔相通, 致使增大的压力传到另一侧的内环形腔, 压力随着增大。这样一侧油气悬挂作相对压缩时, 另一侧油气悬架也相应地压缩, 从而减少了车辆侧倾角, 保证了车辆具有良好的行驶稳定性。研究表明, 连通式油气悬挂比独立式油气悬挂在稳定性上具有较高优势。

3.5 实现多桥车辆负荷分配均匀

对使用钢板弹簧的多桥车辆, 行驶或停放在不平路面上时, 必然会出现只有两桥四轮与地面接触现象, 这样悬空的车桥会加剧车架的变形疲劳和车辆运行的不稳定。而使用油气悬挂, 由于蓄能器和液压系统的作用, 可克服这一问题, 实现多桥车辆的负荷分配均匀。

4 结论

(1) 油气悬挂液压系统能有效地实现油气悬挂的功能, 解决车辆非线性振动问题。

(2) 该液压系统能使油气悬挂具有高度可调性、刚性支撑性、抗侧倾性和良好的减振性, 并能实现多桥车辆负荷分配均匀。在刚度和阻尼方面具有非线性特征。

(3) 该液压系统能实现半主动和主动控制, 达到更好的性能, 也为车辆的优化设计和性能分析提供了依据。

(4) 采用油气悬挂的车辆, 具有行驶舒适性、较强的稳定性、通过性及越野性, 能在沙漠、沼泽等恶劣条件以及崎岖倾斜路面上行驶, 因而适用于特种车辆如起重机、坦克及装甲车等。

参考文献

[1]孙求理.油气悬架挂系统的理论研究与优化[D].硕士学位论文, 上海:同济大学.1994.

[2]卢毅非.连接式油气悬架的特性分析[J].工程机械.1995.4:11-14.

[3]田宝龙.LTM1125汽车起重机油气悬挂系统特性分析[J].起重机通讯.1994.3:20-32.

[4]赵春明.油气悬架系统动力学理论及其相关控制技术研究[D].博士学位论文.大连:大连理工大学.1998.

[5]赵春明等.油气悬架系统特性分析及其动态仿真研究[J].机床与液压.1998.2:30-32.

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[7]吴仁智.油气悬架系统动力学建模仿真和试验的研究[D].博士学位论文.杭州:浙江大学.2000.

油气长输管道工程在山区地段的设计 第8篇

管道在山区地段选线可以从以下几个方面考虑: (1) 山区中如果有伴行公路, 首先考虑管道应沿伴行路敷设, 减小作业难度, 方便施工; (2) 管道顺山间沟谷敷设, 沟谷地形开阔平坦, 开辟作业带和修路工程量小, 施工方便; (3) 管道应尽量垂直山体等高线进行爬坡, 若沿等高线, 当山体受到强风侵蚀、雨水冲刷、滑坡等自然状况时, 管道很容易裸露甚至悬空。山坡处若有梯田, 管线应垂直梯田或顺台地敷设, 不宜斜穿梯田和台地的梯坎和台梗, 以免造成过多地貌扰动, 增加地貌恢复的投资; (4) 线路取直与绕避:为避免冲沟、林地、山梁或不良地质地段给管道安全和施工带来威胁, 在地形条件允许的情况下宜就近避绕或取直, 走较为平缓的地段。一般情况下, 当管径大于500mm时, 管道安装费用较高, 绕避造成管道长度增加较多时会不经济, 管道宜取直;当管径小于500mm时, 管道安装费用相对较低, 取直产生的土石方量及防护工程量较大, 管道设计绕避比较经济。重要选线方案需要作经济技术等多方面的比较方能确定。

2 山区地段线路设计应注意的问题

2.1 合理选择管道敷设方式与埋深。

在保证管道埋深不小于最小埋深的同时, 一般要求管沟采用浅挖方式保证管顶以上有1米的覆盖土, 以防止管沟开挖对山体造成过大的扰动破坏, 引起滑坡或塌方, , 必要时采用土堤方式敷设。如若山体表面比较陡峭崎岖, 开挖管沟时需要适当的削方, 此时的管道埋深需要加大, 以免原状土回填时埋深不够, 导致经过强风侵蚀、雨水冲刷后产生露管等不良现象。

2.2 转角处理方式。

管道变向常采用弹性敷设、冷弯弯管和热煨弯头三种方式。热煨弯头是由工厂直接制作而成, 角度固定, 成本较高, 应尽量少使用, 如果是单纯的平面热煨弯头且场地允许的情况下也可以由多个冷弯来代替。冷弯弯管是在现场弯制而成, 角度在允许范围内较为灵活。弹性敷设则是靠管子自重形成的微小角度, 角度过大会影响管材的应力, 且由于管子的弹性弯曲可能会造成局部埋深不够, 因此, 在敷设时较少使用。从经济方面综合考虑, 当管径较小时, 弯头、弯管的制作及安装费用较低, 采用弯头、弯管取代由于取直过多增加的土石方工程量比较经济;当管径较大时, 弯头、弯管的制作及安装费用偏高, 以适量的土石方工程量的增加取代弯头或弯管, 管线取直较经济。

3 山区地段水工保护措施

长输管道在经过地形起伏较大的山坡时, 由于施工过程中人为的扰动破坏作用, 对原始边坡的地形地貌破坏较大, 且管沟回填土多处于松散状态, 如果不采取相应的防护措施当有降水时都会因水力侵蚀 (溅蚀、片蚀和细沟蚀) , 而造成坡面水土流失, 坡面线逐步后退, 长期下去, 会使管道暴露甚至悬空, 对管道危害较大。因此, 水工保护措施在山区地段的管道设计有着举足轻重的作用。

就边坡而言, 对管道工程形成危害的土壤侵蚀方式, 主要是以气候因素 (多为降雨) 所造成的水力侵蚀为主。常见防止坡面冲刷的水工防护措施主要有:浆砌石、草袋素土挡土墙, 浆砌石、草袋素土、混凝土护坡, 灰土夯实护面和截水墙等。挡土墙是用来支撑陡坡以保持土体稳定的一种构筑物, 它承受的主要载荷是土压力, 当管线沿陡坡敷设时, 经常采用挡土墙进行坡脚防护, 以防止因坡脚回填土的流失而造成整个坡面管沟回填土的下滑情况出现。山区管道的施工, 不可避免的会产生大量弃渣, 弃渣挡墙的设置便可以避免大量的弃渣流失;近期一些管道工程建设的地貌恢复, 特别是田、地坎的恢复, 也需要一定数量的矮挡墙结构充当堡坎进行防护。堡坎则是专门保护田坎、地坎的一种构筑物, 专为有梯田的山区而设计, 能保护田的耕种面尽量不被破坏, 同时也保持土体的稳定。护坡是用来保护坡体坡面的, 一般适用于边坡小于1:1的坡面防护, 加固坡体表面防止水土流失。截水墙是长输管道坡面防护中应用最为普遍的水工保护形式。当管线顺坡敷设, 特别是长距离爬坡时, 当降雨充沛时, 坡面易汇水形成径流, 产生面蚀甚至沟蚀。管沟的开挖又恰恰很容易形成汇水通道, 在坡面汇水的持续冲刷下, 管沟内部的回填土便很容易流失。长此以往, 就会造成管线的暴露甚至悬空。因此, 从作用机理上讲, 截水墙设防的目的是逐级减弱, 最终达到消除坡面的降雨径流的冲刷作用, 从而最大程度地保证管顶的覆土厚度。水工保护材质的选择则由当地地质条件和实际情况来决定。

上述防护措施均为常用的工程防护措施, 就长输管道在山区的防护而言一直占据着主导地位, 然而单纯的采用工程措施防护也存在一些弊病, 如成本较高, 会造成永久性占地, 对生态环境造成一定负面影响等, 工程措施本身也存在老化和腐蚀问题, 因此, 近十几年, 生态防护措施日益发展, 利用植被能够涵水固土的原理稳定岩土边坡, 同时也能达到美化生态环境的效果。把工程防护与生态防护措施有机的结合起来更能达到理想的治理效果。同时, 水工保护工程无论是在建设期还是在运营过程中, 都需要不断的补充和完善, 水工保护工程不可能在建设期就做到一劳永逸。

结语:山区地形在长输管道工程的设计中占有重要的地位, 是设计重点, 也是难点。首先设计阶段要选择合理的方案, 从线路选线、管道敷设方式、埋深及水工保护措施等方面都要仔细斟酌, 以确保管线的顺利敷设。

摘要：管道在山区地形的选线要从施工难度, 工程量大小、安全系数及经济方面上综合考虑。选择合理的管道敷设路线对日后的施工图设计及施工有重大作用, 线路在保证管道埋深不小于最小埋深的同时, 尽量采取浅挖的方式, 如需削方则应加大埋深。水工保护措施在山区地段有着举足轻重的作用, 其选择应由当地地质条件、坡度大小和气候等实际情况来决定。