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(wǎng)的優(yōu)化設(shè)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(wǎng)在經(jīng)濟(jì)上要做到費(fèi)用最小并滿足礦、廠、隊供水水量及水質(zhì)和水壓的要求。這就需要對給排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,本文就如何給油田給排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行分析。

油田給水管網(wǎng) 排水管網(wǎng) 管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

油田給排水管網(wǎng)力求在經(jīng)濟(jì)上做到費(fèi)用最小,其還要滿足廠、礦、隊的供水水量。排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計要以經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化管網(wǎng)的管徑、埋深并確定管網(wǎng)中的最佳位置。多管線優(yōu)化設(shè)計應(yīng)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(shè)在排水管線外側(cè),天然氣管和動力管線一樣設(shè)在排水管線外側(cè)、這些管線都應(yīng)設(shè)在人行道或綠化帶下面[1]。

1 給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

1.1 設(shè)計原則

給水管網(wǎng)的原則是要符合礦、廠、隊的總體規(guī)劃要求。要充分考慮給水系統(tǒng)分區(qū)建設(shè)的可能性,且要留有發(fā)展余地,給水管網(wǎng)的布置范圍要在在整個供水區(qū)域內(nèi),技術(shù)上要保證用戶有足夠的水壓和水量。其在進(jìn)行布置時要保證安全可靠。發(fā)生故障時,斷水范圍要減到最小,費(fèi)用也要減到最少。

1.2 管網(wǎng)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(wǎng)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(guī)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(wǎng)水力計算

給水管網(wǎng)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(wǎng)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(yáng)程。由于管網(wǎng)各管段在實(shí)際給水管網(wǎng)中的流量不同,流速值與就不同。管中流速越大,其建設(shè)費(fèi)用就越低(管徑越小),則運(yùn)行費(fèi)用就越高(耗電大),水泵揚(yáng)程就越大。反之,管中流速越小,其建設(shè)費(fèi)用就越高(管徑越大),則運(yùn)行費(fèi)用就越低,水泵揚(yáng)程就越小。所以,通常都是采用平均經(jīng)濟(jì)流速。

1.4 設(shè)計用水量計算

給水管網(wǎng)設(shè)計時,其用水量一般都是用最高日用水量作為依據(jù)計算的。設(shè)計用水量計算一般是由生產(chǎn)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(yù)計水量和管網(wǎng)漏失水量也是設(shè)計用水量的一部分。

1.5 給水管網(wǎng)設(shè)計校核

給水管網(wǎng)設(shè)計進(jìn)行校核,看其能不能滿足其他不利工況下的條件,可以根據(jù)核算最高時、最高日設(shè)計工況的確定的水泵和管徑來看。給水管網(wǎng)設(shè)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(fā)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(fā)展到給水PPR管等,因?yàn)楣懿牡牟煌?所以他們的材質(zhì)性能也不同,這些材料的選用對給水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計都有一定的影響。所以,管網(wǎng)設(shè)計人員應(yīng)該更加規(guī)范要求和現(xiàn)場實(shí)際情況對給水管網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計,然后再確定使用什么樣的管材。

2 排水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

2.1 排水管網(wǎng)設(shè)計原則

排水管網(wǎng)的設(shè)計原則要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況來布置,并對多種方案進(jìn)行對比。先要確定排水的區(qū)界、流域、體制,然后按照從主干管、干管、支管的順序進(jìn)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(xié)調(diào)好關(guān)系,考慮與企業(yè)內(nèi)部管網(wǎng)的銜接,在進(jìn)行規(guī)劃時要考慮到施工、和管渠的運(yùn)行及維護(hù)方便;要近、遠(yuǎn)期相結(jié)合,考慮分期的可能性,并為發(fā)展留下余地。

2.2 排水區(qū)界的確定、排水流域的劃分

污水排水系統(tǒng)設(shè)置的界限就是排水區(qū)界,按照一定要求劃分排水區(qū)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(jìn)行劃分,因?yàn)榇髴c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(shè)置在水管線下面,要設(shè)在人行道下,避免設(shè)機(jī)動車道下。并且,排水管要和構(gòu)筑物、其他管線保持一定的距離。

2.4 控制點(diǎn)確定

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

2.5 污水管道水力計算

各管段的流量都可以根據(jù)最高時、最高日污水流量和管網(wǎng)定線圖計算出來,從而就可以確定污水管網(wǎng)各管段埋深和直徑。按最小流速控制、最大設(shè)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(yīng)關(guān)系,并以最小坡度的對管道埋深進(jìn)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(dāng)埋深度達(dá)到最大時則開始增設(shè)提升泵站。

2.6 污水設(shè)計流量計算

污水管道和其附屬構(gòu)筑物可以保證通過的最大流量指的就是污水設(shè)計流量。其設(shè)計流量包括生產(chǎn)廢水量、地下滲水量、生活污水量這三種。因此,排水管網(wǎng)一般都是用最高日污水量作為計算依據(jù)進(jìn)行污水設(shè)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(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計和給水管網(wǎng)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(fā)展到HPDE雙壁波紋管等。且每種管材都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。因此排水管網(wǎng)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求和現(xiàn)場實(shí)際確定使用什么管材。

3 多管線綜合的優(yōu)化設(shè)計

其設(shè)計原則是：因?yàn)榕潘鰬艄芏?所以,污水應(yīng)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(cè),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(dǎo)線和光纖下面,因?yàn)樘烊幻簹夤艿篮蛣恿芫€檢修的和其維護(hù)工作量和比生活給排水管線要少,所以其可設(shè)置排水管外側(cè),且所有管線都宜設(shè)在人行道和綠化帶下面。

4 結(jié)語

最近幾年,為了豐富排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計及其計算方法,排水管網(wǎng)設(shè)計人員在管網(wǎng)建設(shè)中不斷摸索,并在管網(wǎng)有多重工況時,對管網(wǎng)進(jìn)行了綜合性考慮,促使管網(wǎng)設(shè)計不斷優(yōu)化。本文就給排水管網(wǎng)的設(shè)計原則、管網(wǎng)定線、設(shè)計用水量計算、給水管網(wǎng)水力計算、給水管管材的選用、控制點(diǎn)確定、污水設(shè)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(wǎng)設(shè)計校核油田給排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計必須強(qiáng)調(diào)排水系統(tǒng)的合理、穩(wěn)定、成本最優(yōu)化[4]。

[1]張瑞瑞,黃高傳,周春燕.利用測井信息優(yōu)化壓裂酸化設(shè)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(yōu)化設(shè)計[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2010,9(5)：16.

[3]何玉發(fā),劉清友.深井注入管柱力學(xué)行為研究[A].中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會,2011,12(10)：7.

[4]杜中聞.優(yōu)化設(shè)計強(qiáng)化執(zhí)行[N].中國石油報,2010,6(12)：4.