气体集输.doc

使用 HYSYS 做工艺模拟 1中国石油大庆仿真培训基地 1气体集输气体集输工况介绍工况介绍在这个例子中，我们使用 HYSYS 的稳态功能模拟处于不同地形的气体集输系统下图显示了该系统在地形上成阶层分布的实际状况该系统包含 4 口油井，分布在大约 2 平方公里的区域上，经管网与气体厂相连快速追踪到第 4 页图图 1 1：：在这个工况中，气体是不一样的，并入管线中的既有酸气，也有低硫气体，还有气体冷凝液混合物用混合器把所有边远油井来的各种气体物流并到一个公共管线，向一个方向输送在 HYSYS 中使用管段模块模拟连接每个气井的集输管道因为该厂所处地形多变，所以，海拔变化必须计入管段模拟中另外，使用混合器模块模拟从边远油井过来的物流并在一起的混合点状况模块 6 气体集输 2中国石油大庆仿真培训基地 2学习目的学习目的通过此模块的学习，掌握在 HYSYS 中使用管段模拟实际管线的方法。

前提前提在开始这个模块之前，你首先要知道如何添加物流和单元模块工艺预览工艺预览每个支线的管线直径是：管线全部使用序列 40 号钢，所有支线都埋地 1 米（3 寸）深所有管线都是非绝缘的下表提供了每个支线的梯度数据对于那些随地势呈波浪形变化的支线，我们又把它细分成小段，使每段内的海拔只呈一个斜坡变化在示意图上，我们用斜体字标出了管网中这些分割点的梯度值使用 HYSYS 做工艺模拟 3中国石油大庆仿真培训基地 3模块 6 气体集输 4中国石油大庆仿真培训基地 4工艺预览工艺预览使用 HYSYS 做工艺模拟 5中国石油大庆仿真培训基地 5搭接模拟搭接模拟使用 Peng Robinson 性质包来模拟油气田流体包需要在启动模拟模块定义的组分和在气相色谱模块定义的石油组分快速模拟，可以打开工况Optional6.hsc不用再添加组分和石油，我们打开石油表征模块的工况（它包含 4 个气井物流）。

下列组分会出现在流体包中，N2, H2S,CO2, C1, C2, C3, i-C4, n-C4, i-C5, n-C5, C6, C7+*, H20, NBP[0]92*,NBP[0]171*, NBP[0]243*, NBP[0]322*, NBP[0]432*如果使用的是 Field 单位，与 NBP 相应的石油组分的名称会有所不同这 4 股物流值如下：添加管段添加管段管段广泛地用来模拟输送状况，范围包括使用严格的热传输估算的单相/多相厂输送， 到大容量的管网问题它提供Gregory, Aziz, Mandhane, Beggs 和 Brill开发的通用压 降关联式第三个选项，OLGAS，作为梯度方法，也是可以应用的另外，还有大 量的特例压降关联式可以应用关于这些方法的更详细信息，参考帮助和手册 有4种不同复杂程度的热传输估算，你可以按所需严格程度并按尽快解算的原则来选 择管段提供 3 种计算模式：压降，流率和管长；根据你提供的信息，HYSYS 会自动选择适当的模式为了能够解算管段，你必须提供足够的信息，来完整地定义物料平衡和能量平衡在这个模拟中，我们使用 7 个单独的管段模块来模拟气体集输系统。

另外，在每个管段模块，还包含多个小段，来表示海拔高度的升和降模块 6 气体集输 6中国石油大庆仿真培训基地 6添加第一个管段添加第一个管段1. 双击管段管段图标注：管段图标为连接页连接页在连接连接页上，建立进料、产品和能量物流的连接2. 完成的连接连接页显示如下：图图 2 2：：（注：连接为参数页参数页在这个页上，你可以选择梯度方法，用于两相（V-L）流计算，可用的选项有：• Gregory, Aziz, Mandhane• Beggs and Brill• OLGAS• Aziz,Govier & Fogarasi• Baxendell & Thomas• Hagedron & Brown• HTFS Homogeneous• HTFS Liquid Slip• Duns & Ros• Orkiszewski• Poettman & carpenter• Tulsa99使用 HYSYS 做工艺模拟 7中国石油大庆仿真培训基地 7对于单相物流，使用 Darcy 方程进行压降预测。

这个例子中的所有管段，使用 Beggs and Brill 关联式进行两相流计算管段的压降可以在参数页提供在这个例子中，保留其空值，等待计算标定表页标定表页几何尺寸页几何尺寸页在评价评价页，你来分配管段的定海拔长度分布管子的每个部分和弯头都以段为标签为了能完整定义管子各部分的这些段，你还要提供管线的序列、直径、管子材质和递增值第一个管子，分支 1，被切割成 3 段3. 点击添加段添加段按钮，向管路单元模块添加第一个小段规定下列段信息水平管路的梯度是 0负的梯度表明出口位置高于入口4. 点击浏览段浏览段按钮，去规定直径5. 选择序列序列 4040 作为管路序列HYSYS 包含一个有三种管路序列的数据库，40，80，1606. 从可应用的直径列名组中，选择 76.20mm76.20mm (3(3 inch)inch)直径的管子，点击规定规定按钮，HYSYS 会计算其内径和外径7. 使用缺省的管子材质，低碳钢，和缺省的粗糙度，4.572e-5m(0.0018inch)8. 再添加两个段，完成这个支线模块 6 气体集输 8中国石油大庆仿真培训基地 8三个小段都添加定义好后，窗口显示如下：图图 3 3：：现在，管段还不能解算，因为我们还没有规定关于管子热传输性质的任何信息。

热传输页热传输页在此页上，你来选择 HYSYS 用于热传输计算的方法你可以选择逐段或全局来规定热传输信息· 逐段逐段你来规定在几何尺寸页创建的每个小段的环境温度和 HTC（热传输系数）·全局全局整个管段将应用 4 种热传输方法之一·负荷方法负荷方法如果小段的整个热负荷已知，那么能量平衡立刻可以算出来假定每个小增量的热损失一样·物流温度物流温度如果规定物流的入出口温度和环境温度，那么在管路中假定线性使用 HYSYS 做工艺模拟 9中国石油大庆仿真培训基地 9分布，就可以计算全局热负荷·规定全局热传输系数规定全局热传输系数如果全局 HTC 和环境温度已知，那么在管子的每个小片（增量），执行严格的热传输计算·热传输系数估计热传输系数估计全局 HTC 从组成它的各个部分来计算·内侧薄层对流·外侧传导/对流·保温层传导对于这个模拟中的所有管子，使用估计 HTC 方法9. 切换到全局全局 HTCHTC 单选按钮，输入环境温度 5℃5℃（（40℉40℉））10. 切换到估计估计 HTCHTC 页，完成该页如下：图图 4 4：：快速追踪到 15 页。

支线 1 的出口压力是多少？ 模块 6 气体集输 10中国石油大庆仿真培训基地 10完成模拟完成模拟现在，向工况中添加其余的单元模块1. 添加两个管段，输入下列值：（注：连接为记住，这个例子中的所有管子，都使用序列 40，环境温度都是 5℃，并且都不估计绝缘层的 HTC使用 HYSYS 做工艺模拟 11中国石油大庆仿真培训基地 11（注：连接为模块 6 气体集输 12中国石油大庆仿真培训基地 122. 添加混合器，输入下列信息：（注：连接为3. 向工况中添加两个管段，使用下表中提供的值：（注：连接为使用 HYSYS 做工艺模拟 13中国石油大庆仿真培训基地 13（注：连接为。

4. 添加第二个混合器：（注：连接为模块 6 气体集输 14中国石油大庆仿真培训基地 145. 再向工况中添加一个管段：（注：连接为接前面从步骤 6 开始继续GasWell 3 的压力是多少？ 它是怎么计算的 ？ 使用 HYSYS 做工艺模拟 15中国石油大庆仿真培训基地 156. 向模拟中添加混合器注：连接为7. 向模拟中添加另外两个管段，提供下列值：GasWell 4 的压力是多少？ 它是怎么计算的 ？ 模块 6 气体集输 16中国石油大庆仿真培训基地 16（注：连接为。

选做内容：选做内容：分析结果分析结果如果你把工况保存成了模板，那么关闭模板，打开保存的工况性能性能表页上的分布分布页，提供了构成管段的小段的汇总表，列出了每段的距离、梯度、小片数点击浏览分布浏览分布按钮，访问管子分布管子分布窗口，包括表格表格表页和绘图绘图表页表格表格表页显示了沿管段的每个小片的下列信息：·长度·梯度·压力·温度·热传输·流态·持液量·层流梯度·静态流梯度·渐速梯度·总的液相和气相雷诺数·总的液相和气相速度绘图绘图表页是用图形显示列在表格表格表页上的分布数据打开分支 1 的属性窗口，检查分布分布页上的表格和绘图注注 意意 保保 存存 工工 况！况！把工况转换成模板并保存！把工况转换成模板并保存！使用 HYSYS 做工艺模拟 17中国石油大庆仿真培训基地 17图图 5 5：：图图 6 6：：深入模拟深入模拟练习练习 1 1：管内流率：管内流率GasWell 2 所生产的气体流率增加到大约 1000kgmole/h(2200lbmole/hr)现有的管线能应付得了这个流率增长么？如果不能，系统中的哪段管子限制了流率？该分支需要多大的尺寸？管线的其它部分需要修改么？模块 6 气体集输 18中国石油大庆仿真培训基地 18挑战挑战你让你的实习。