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chuyunhuiyi
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第一届全国大学生油气储运设计大赛——三等奖作品下载交流

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发表于 2016-7-3 22:10:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
油气储运设计大赛前言

参赛之路遗憾止步,但探讨切磋仍可以其他形式继续,有鉴于此,遂互联共享本作品:
一来抛砖引玉,倘若对他人有借鉴作用,也算是延续了作品的生命,发挥了价值;
二来有感于闭门造车非良途,学习交流方能提高自身水平,希望朋友们指点一二。欢迎交流,欢迎拍砖,共同提高。
第一届全国大学生油气储运工程设计大赛方案设计书
项目名称 R油田输油管道可行性研究
赛题类型 赛题二长距离输油输气管道设计
所在学校 中国石油大学(北京)
完成日期 2016年 6月 15日
全国大学生油气储运工程设计大赛组委会制

储运大赛题目
赛题二: 赛题二: R油田输管道工程 油田输管道工程
R油田投入开发,初期原通过 油田投入开发,初期原通过 油田投入开发,初期原通过 汽车外运。 为了满足油田开发上产需要,降 为了满足油田开发上产需要,降 低汽车 拉油成本,需 进行原油外输管道及火车装方案设计。
输油干线起点是 A联合站,途经 B外输首站,终点是 外输首站,终点是 C装车 站,该原油 经火车装外运给用户。距离 经火车装外运给用户。距离 A联合站 40km 处有一条河流, 拟建 输油管道 穿越 该河流进入 B外输首站 ,穿越河道长度为 1000m 左右 。河 床相对比较平坦,岸两侧地势相对较高。 各站相对位 置见附件 2。管道穿越河流处的地层岩性特征 及工程地质剖面图分别 见附件 3和附件 4。
。。。。。。。。。。。。。。。

作品简介
       本作品根据R油田外输设计任务书、原油物性测试结果、管道沿线环境等资料,进行R油田原油外输管道可行性研究。主要内容包括:油源分析、线路工程、输油工艺、线路用管、输油站场、防腐与保温、自动控制、通信系统、供配电系统、公用工程、健康安全环保(HSE)、组织机构及定员等部分的设计。
       线路工程设计中,选用50mm厚硬质聚氨酯泡沫塑料保温层,全线共设计4座线路截断阀室(RTU阀室2座)、阴极保护站4座(均与站场或RTU阀室合建)。AB段大型河流穿越采用定向钻穿越,优选三种穿越方案,分别计算入土段、中间段、出土段长度,综合比选后选择方案三:定向钻入土角为10°,出土角为8°,穿越管段曲率半径为328.5m,对钻机、钻头等设备进行选型。对最终方案管道回拖、试压等工况进行应力校核和径向屈曲失稳计算,计算结果表明本设计满足规范要求。此外对管道标志、线路防护、管道锚固等部分做了详细设计,形成工程量表。
       输油工艺设计中,全线采用加热保温密闭输送工艺,分别运用PIPEPHASESPS对AB段和BC段进行工艺计算。针对AB段选用不同管径、设计压力,组合成3个方案,利用Pipephase根据近十年预测输量进行计算,综合考虑管输可行性、最大最小输量及技术经济性,选择方案一:管径219mm、壁厚6mm、设计压力6.4MPa。对该方案在不同台阶输量及不同季节下进行适应性计算,结果表明:本方案可满足
       十年内不同输量、温度下管输要求。针对BC段选用不同管径、设计压力,组合成4个方案,利用SPS根据近十年预测输量进行计算,结合费用现值综合考虑可行性及技术经济性,选择方案一:168.3mm管径、壁厚5mm、9MPa设计压力,并在不同输量及不同季节下对该方案进行适应性计算,结果表明:本方案可满足十年内不同输量、不同条件下管输要求,最大年输量为59.7×104t/a,最小年输量为15.8×104t/a。针对BC段可能出现的ESD阀关断、泵站停电、泵站甩泵等事故工况制定停输或降量输送等超前保护措施,结果表明:制定的超前保护措施可使全线安全平稳运行。
       输油站场设计中,全线共设A站、B站、1#加热站、2#加热站、C末站等工艺站场5座,对各个站场进行加热、加压、储存、倒罐、收发球、正反输、脱水、发车等基本流程设计,进行泵、加热炉等设备选型及储罐设置。对C末站的铁路作业区进行了铁路作业线车位数、栈桥长度设计和摩阻计算。最后绘制了工艺流程图和平面布置图共8张。
       对自动控制系统、通信系统、供配电系统、公用工程、健康安全环保、组织机构及定员等进行了相应计算,确定了施工所需要工程量表,为该油田外输施工提供了重要依据。


目 录
第1章 总论 ........................................................................................................1
1.1 编制依据........................................................................................................1
1.2 研究范围........................................................................................................1
1.3 编制原则........................................................................................................1
1.4 遵循的主要标准规范....................................................................................2
1.4.1 工艺设计规范 ........................................................................................2
1.4.2 管线设计规范 ........................................................................................2
1.4.3 HSE设计规范 ..........................................................................................2
1.4.4 站场设计规范 ........................................................................................2
1.4.5 制图规范 ................................................................................................3
1.5 主要研究结论................................................................................................3
1.5.1 资源概况 ................................................................................................3
1.5.2 市场概况 ................................................................................................3
1.5.3 工程概况 ................................................................................................3
1.5.4 问题与建议 ............................................................................................5
第2章 油源分析 ...............................................................................................6
2.1 产量规划........................................................................................................6
2.2 物性分析........................................................................................................6
第3章 管道线路工程 .......................................................................................9
3.1 线路走向方案................................................................................................9
3.1.1 选线基本原则 ........................................................................................9
3.1.2 线路走向方案说明 ................................................................................9
3.1.3 沿线自然概况 ......................................................................................11
3.2 管道敷设......................................................................................................12
3.2.1 线路工程特点 ......................................................................................12
3.2.2 管道敷设的要求 ..................................................................................12
3.3 管道穿跨越方式优选..................................................................................14
3.3.1 河流穿越方案 ......................................................................................14
3.3.2 河流跨越方案 ......................................................................................16
3.3.3 穿跨越方案选择原则 ..........................................................................17
3.3.4 方案比选 ..............................................................................................18  
3.4 定向钻穿越设计..........................................................................................22
3.4.1 工程流程图 ..........................................................................................22
3.4.2 定向钻穿越出入土点 ..........................................................................22
3.4.3 设备选型 ..............................................................................................26
3.4.4 穿越段管道应力校核 ..........................................................................27
3.5 线路附属设施..............................................................................................31
3.5.1 线路截断阀室 ......................................................................................31
3.5.2 管道标志 ..............................................................................................33
3.5.3 线路防护工程 ......................................................................................33
3.5.4 施工便道与伴行道路 ..........................................................................33
3.5.5 管道警示牌 ..........................................................................................34
3.5.6 管道锚固 ..............................................................................................34
3.5.7 防洪措施 ..............................................................................................34
3.6 线路主要工程量表......................................................................................35
第4章 输油工艺 .............................................................................................36
4.1 主要工艺参数..............................................................................................36
4.1.1 设计输量 ..............................................................................................36
4.1.2 原油物性 ..............................................................................................36
4.1.3 其他基础数据 ......................................................................................38
4.2 A-B段输油工艺计算 ....................................................................................40
4.2.1 输送工艺方式的选择 ..........................................................................40
4.2.2 保温层的选择 ......................................................................................40
4.2.3 工艺计算公式 ......................................................................................40
4.2.4 工艺计算软件 ......................................................................................42
4.2.5 输送方案比选 ......................................................................................42
4.3 A-B段管道适应性分析 ...............................................................................50
4.4 B-C段输油工艺计算 ....................................................................................52
4.4.1 输送工艺方式的选择 ..........................................................................52
4.4.2 保温层的选择 ......................................................................................52
4.4.3 工艺计算公式 ......................................................................................52
4.4.4 工艺计算软件 ......................................................................................52
4.4.5 输送方案比选 ......................................................................................52
4.5 B-C管道适应性分析 ....................................................................................62
4.5.1 阶梯输量工况分年核算 ......................................................................62  
4.5.2 夏季管道适应性 ..................................................................................70
4.5.3 管道最大输量 ......................................................................................72
4.5.4 管道最小输量 ......................................................................................74
4.6 事故工况及超前保护..................................................................................76
4.6.1事故状态的控制原则..........................................................................76
4.6.2 事故工况模拟结果汇总 ......................................................................77
第5章 线路用管 .............................................................................................94
5.1 线路用管选用原则......................................................................................94
5.2 管型选择......................................................................................................94
5.3 管材选择......................................................................................................94
5.4 壁厚与用钢量计算......................................................................................94
5.5 管道强度及稳定性校核..............................................................................96
5.5.1 管道强度校核 ......................................................................................96
5.5.2 管道刚度校核 ......................................................................................97
5.5.3 管道轴向稳定性校核 ..........................................................................97
第6章 输油站场 .............................................................................................99
6.1 站场设置......................................................................................................99
6.2 站场工艺......................................................................................................99
6.2.1 概述 ......................................................................................................99
6.2.2 A首站 ..................................................................................................100
6.2.3 B输油站 ..............................................................................................101
6.2.4 1#、2#加热站 .....................................................................................102
6.2.5 C末站 ..................................................................................................103
6.3 C末站站场设计 .........................................................................................103
6.3.1 油罐区设计计算 ................................................................................104
6.3.2 铁路作业区设计计算 ........................................................................107
6.3.3 水力计算 ............................................................................................109
6.3.4 铁路发油泵型号 ................................................................................114
6.4 主要设备选型............................................................................................115
6.4.1 AB段A首站泵机组选择 ...................................................................115
6.4.2 BC段B首站泵机组选择 ....................................................................118
6.4.3 原油储罐容量确定与选型 ................................................................120
6.4.4 加热炉选型 ........................................................................................121  
6.4.5 清管设备 ............................................................................................122
6.4.6 阀门 ....................................................................................................122
6.5 站场工艺用管............................................................................................123
6.6 主要工程量................................................................................................123
第7章 防腐与保温 .......................................................................................125
7.1 基础资料....................................................................................................125
7.2 防腐控制....................................................................................................125
7.3 防腐层的选择............................................................................................125
7.4 储罐防腐层的选用....................................................................................126
7.5 储罐保温材料的选用................................................................................127
7.6 阴极保护....................................................................................................127
7.6.1 阴极保护方案 ....................................................................................127
7.6.2 阴极保护站设置 ................................................................................128
7.6.3 管线阴极保护站的构成 ....................................................................130
7.6.4 阴极保护测试 ....................................................................................131
7.6.5 特殊地段临时保护 ............................................................................131
7.6.6 电绝缘及电连续性跨接 ....................................................................131
7.7 储罐阴极保护............................................................................................132
7.7.1 保护方案 ............................................................................................132
7.7.2 阴极保护站构成 ................................................................................132
7.7.3 储罐阴极保护测试 ............................................................................132
7.8 主要工程量................................................................................................132
第8章 自动控制 ...........................................................................................134
8.1 研究范围与内容........................................................................................134
8.2 自动控制水平............................................................................................134
8.3 自动控制系统方案....................................................................................135
8.3.1 自控控制系统方案 ............................................................................135
8.3.2 控制系统配置及功能 ........................................................................136
8.3.3 安全仪表系统 ....................................................................................138
8.3.4 阴极保护站监视系统 ........................................................................139
8.3.5 数据通信系统 ....................................................................................139
8.3.6 成套设备测控仪表 ............................................................................139
8.3.7 管道光纤安全预警系统 ....................................................................139  
8.4 流量计量与压力监控................................................................................140
8.4.1 流量计量系统 ....................................................................................140
8.4.2 计量检定系统 ....................................................................................140
8.4.3 压力监控 ............................................................................................140
8.4.4 自动取样系统 ....................................................................................141
8.5 仪表选型....................................................................................................141
8.5.1 仪表选型原则 ....................................................................................141
8.5.2 仪表选型 ............................................................................................141
8.6 仪表供电....................................................................................................141
8.7 主要工程量................................................................................................141
第9章 通信工程 ...........................................................................................144
9.1 工程概况....................................................................................................144
9.2 研究范围....................................................................................................144
9.3 通信现状....................................................................................................144
9.4 通信业务种类及需求预测........................................................................144
9.4.1 业务种类 ............................................................................................144
9.4.2 业务需求预测 ....................................................................................145
9.5 通信系统技术方案....................................................................................145
9.5.1 通信方式选择 ....................................................................................145
9.5.2 通信系统组网方案 ............................................................................146
9.5.3 主要工程量 ........................................................................................148
第10章 供配电工程 .....................................................................................149
10.1 管道沿线电源现状 .................................................................................149
10.2 用电负荷等级确定和供电要求 .............................................................149
10.3 输油站动力方案的选择 .........................................................................149
10.3.1 动力方案的构成 ..............................................................................149
10.3.2 动力方案的确定 ..............................................................................149
10.3.3 各站用电负荷 ..................................................................................150
10.4 供电方案 .................................................................................................151
10.4.1 A联合站 ............................................................................................151
10.4.2 B首站 ................................................................................................152
10.4.3 1#2#热站 ...........................................................................................152
10.4.4 C末站 ................................................................................................152  
10.4.5 各阀室 ..............................................................................................152
10.5 配电线路敷设方式 .................................................................................152
10.6 防雷防静电接地 .....................................................................................153
10.7 主要工程量 .............................................................................................153
第11章 公用工程 .........................................................................................155
11.1 总图运输 .................................................................................................155
11.1.1 站址 ..................................................................................................155
11.1.2 总平面布置 ......................................................................................155
11.1.3 道路、竖向及排水 ..........................................................................157
11.1.4 车辆配置 ..........................................................................................157
11.1.5 绿化 ..................................................................................................157
11.1.6 主要工程量 ......................................................................................157
11.2 给排水消防 .............................................................................................159
11.2.1 给排水 ..............................................................................................159
11.2.2 消防 ..................................................................................................161
11.3 建筑及结构 .............................................................................................162
11.3.1 概述 ..................................................................................................162
11.3.2 工程范围及主要内容 ......................................................................163
11.3.3 设计原则 ..........................................................................................163
11.3.4 设计基本参数 ..................................................................................163
11.3.5 主要建、构筑物方案 ......................................................................164
11.3.6 主要结构材料 ..................................................................................164
11.3.7 装修做法 ..........................................................................................164
11.3.8 抗震设防及防腐处理 ......................................................................165
11.4 维修及抢修 .............................................................................................165
11.4.1 设计原则 ..........................................................................................165
11.4.2 管道维抢修工作内容 ......................................................................165
11.4.3 维抢修机构的设置 ..........................................................................166
11.4.4 维抢修机具配置及人员配备 ..........................................................166
第12章 健康、安全、安保及环保(HSSE) ...............................................169
12.1 健康、安全与安保 .................................................................................169
12.1.1 危害识别 ..........................................................................................169
12.1.2 安全防护措施 ..................................................................................169  
12.2 环境保护 .................................................................................................169
12.2.1 工程环境概况 ..................................................................................170
12.2.2 主要污染源及污染物 ......................................................................170
12.2.3 环境影响分析 ..................................................................................171
12.2.4 环境保护措施 ..................................................................................172
12.2.5 预期效果 ..........................................................................................172
第13章 组织机构及定员 .............................................................................173
13.1 原油联合外输管道管理机构设置 .........................................................173
13.2 全线定员设置 .........................................................................................173
附录1 A站工艺流程图 ...............................................................................175
附录2 A站平面布置图 ...............................................................................176
附录3 B站工艺流程图 ...............................................................................177
附录4 B站平面布置图 ...............................................................................178
附录5 C站工艺流程图 ...............................................................................179
附录6 C站平面布置图 ...............................................................................180
附录7 中间站工艺流程图 ...........................................................................181
附录8 中间站平面布置图 ...........................................................................182
插图索引 ........................................................................................................183
表格索引 ........................................................................................................186

第1章 总论
1.1 编制依据
1)R油田外输管道设计任务书
2)R油田原油物性测试结果
3)R油田管道穿越河流处的地层岩性特征
4)R油田穿越河流工程地质剖面图
1.2 研究范围
1)项目名称:R油田原油外输管道可行性研究
2)建设地区:R油田投入开发,初期原通过汽车外运。为了满足油田开发上产需要,降低汽车拉油成本,需进行原油外输管道及火车装方案设计。
输油干线起点是A联合站,途经B外输首站,终点是外输首站,终点是C装车站,该原油经火车装外运给用户。距离经火车装外运给用户。距离A联合站40km处有一条河流,拟建输油管道穿越该河流进入B外输首站,穿越河道长度为1000m 左右。河床相对比较平坦,岸两侧地势相对较高。
3)项目类型:本项目将新建R油田A-B段油水混输管道和B-C段原油输送管道。R油田的混合液通过A-B段输送到B站点,B外输首站已建脱水站、含油污水深度处理站各1座,满足接收A联合站输送含水油的需求。然后从B进行外输,最终在C站进行铁路发油。
4)研究范围:R油田原油外输管道的线路走向、穿越方案、输油工艺、站场工程及配套工程方案进行研究,同时进行管道运行控制方案研究。
5)整体的经济性评价由业主单独委托相关机构完成评估,目前该项工作正在进行中,本版可研报告研究范围仅在输油工艺中采用技术经济进行方案优选,其余部分暂不包含管道工程的投资估算、财务分析和融资方案。
1.3 编制原则
1)严格执行国家、行业的有关标准、规程和规范,并参照有关国际标准、规程、规范;
2)以“安全、环保、经济、适用”为理念进行总体设计;
3)采取可行措施、优化设计方案,使项目改造完成后实现安全、高效运营,从而获得较好的经济效益和社会效益。

储运设计作品下载(203页):
第一届全国大学生油气储运设计大赛-全国三等奖作品.pdf (4.96 MB, 下载次数: 256, 售价: 10 金币)

评分

参与人数 1金币 +5 收起 理由
某某财 + 5 题主很无私哈!~

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发表于 2016-7-4 12:29:48 | 显示全部楼层
好东西啊  石油设计大赛 还没有参加过
发表于 2016-7-4 12:36:17 | 显示全部楼层
多谢分享  已经下载学习了 哈哈 油气储运设计大赛
发表于 2016-7-4 15:14:12 | 显示全部楼层
问下楼主哦,你们河流穿越的时候,三种方案都是保证覆土层厚度为6m来设计的路线吗?
 楼主| 发表于 2016-7-5 00:23:10 | 显示全部楼层
均大于6m设计的
 楼主| 发表于 2016-7-5 00:23:40 | 显示全部楼层
shell62 发表于 2016-7-4 15:14
问下楼主哦,你们河流穿越的时候,三种方案都是保证覆土层厚度为6m来设计的路线吗?

均大于6m设计的
 楼主| 发表于 2016-7-5 00:42:18 | 显示全部楼层
helloshigy 发表于 2016-7-4 12:29
好东西啊  石油设计大赛 还没有参加过

管理员,我又上传了一些材料,根据权限发表的文字不能超过2000,因此删除了一些,希望您能帮忙加上,谢谢啦

点评

是文字不能超过20000. 文字太多的话,帖子太长,不太好。 现在帖子就很长了,感觉不适合再添加了。 应该把新的东西再发个新帖子,上传附件,加上表述。  发表于 2016-7-5 08:14
好的 我给你加上哈 也改下权限  发表于 2016-7-5 08:08
 楼主| 发表于 2016-7-5 11:30:07 | 显示全部楼层
nine 发表于 2016-7-5 00:42
管理员,我又上传了一些材料,根据权限发表的文字不能超过2000,因此删除了一些,希望您能帮忙加上,谢谢 ...

能把pdf设置成10金币吗?
 楼主| 发表于 2016-7-5 11:31:26 | 显示全部楼层
helloshigy 发表于 2016-7-4 12:36
多谢分享  已经下载学习了 哈哈 油气储运设计大赛

能够帮忙把pdf设置成10金币吗?

点评

好的 设成10金币了 石油资料难得啊  发表于 2016-7-5 11:38
 楼主| 发表于 2016-7-5 12:06:29 | 显示全部楼层
nine 发表于 2016-7-5 11:31
能够帮忙把pdf设置成10金币吗?

谢谢,因为如果我再次设置还要进行吧文字进行删减,不想给你造成太多的工作量才请你设置的。
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