油田给排水管网的优化设计

田象悦

(辽河油田勘探局供水公司,辽宁盘锦 124010)

油田给排水管网的优化设计

田象悦

(辽河油田勘探局供水公司,辽宁盘锦 124010)

油田给水管网在经济上要做到费用最小并满足矿、厂、队供水水量及水质和水压的要求。这就需要对给排水管网进行优化设计,本文就如何给油田给排水管网的优化设计进行分析。

油田给水管网 排水管网 管网优化设计

油田给排水管网力求在经济上做到费用最小,其还要满足厂、矿、队的供水水量。排水管网的优化设计要以经济效益优化管网的管径、埋深并确定管网中的最佳位置。多管线优化设计应以生活用水管线靠近建筑物、污水排水管要离建筑物最近、动力管线要设在排水管线外侧,天然气管和动力管线一样设在排水管线外侧、这些管线都应设在人行道或绿化带下面[1]。

1 给水管网优化设计

1.1 设计原则

给水管网的原则是要符合矿、厂、队的总体规划要求。要充分考虑给水系统分区建设的可能性,且要留有发展余地,给水管网的布置范围要在在整个供水区域内,技术上要保证用户有足够的水压和水量。其在进行布置时要保证安全可靠。发生故障时,断水范围要减到最小,费用也要减到最少。

1.2 管网定线

在地形平面图上确定管线走向的和位置就是给水管网定线。其延伸方向和水流方向以一致的,干管一般按照厂、矿和队规划好的道路定线但不在重要道路和高级路面下。

1.3 给水管网水力计算

给水管网水量计算可以通过绘制用水量变化曲线,从而确定最高时、最高日的用水量。给管道的管径、流量、水头损失都可以通过管网定线图和最高时、最高日的用水量来计算出来,从而就可以确定水泵的扬程。由于管网各管段在实际给水管网中的流量不同,流速值与就不同。管中流速越大,其建设费用就越低(管径越小),则运行费用就越高(耗电大),水泵扬程就越大。反之,管中流速越小,其建设费用就越高(管径越大),则运行费用就越低,水泵扬程就越小。所以,通常都是采用平均经济流速。

1.4 设计用水量计算

给水管网设计时,其用水量一般都是用最高日用水量作为依据计算的。设计用水量计算一般是由生产用水、消防用水、生活用水组成的,绿地用水和浇洒道路的未预计水量和管网漏失水量也是设计用水量的一部分。

1.5 给水管网设计校核

给水管网设计进行校核,看其能不能满足其他不利工况下的条件,可以根据核算最高时、最高日设计工况的确定的水泵和管径来看。给水管网设计校核要满足其核算条件：传输水的水压和流量的要求、不利管段发生故障时的事故水压和事故用水量的要求、消防时其水压和水量的要求[2]。

1.6 给水管管材的选用

给水管管材心从混凝土管、镀锌钢管、钢筋混凝土管、球墨铸铁管发展到给水PPR管等,因为管材的不同,所以他们的材质性能也不同,这些材料的选用对给水管网的优化设计都有一定的影响。所以,管网设计人员应该更加规范要求和现场实际情况对给水管网进行设计,然后再确定使用什么样的管材。

2 排水管网优化设计

2.1 排水管网设计原则

排水管网的设计原则要结合当地实际情况来布置,并对多种方案进行对比。先要确定排水的区界、流域、体制,然后按照从主干管、干管、支管的顺序进行排水管道布置,并充分利用地形,采取重力排除雨水和污水,尽量使埋线最深和管线最短,与其他道路和地下管线等工程协调好关系,考虑与企业内部管网的衔接,在进行规划时要考虑到施工、和管渠的运行及维护方便;要近、远期相结合,考虑分期的可能性,并为发展留下余地。

2.2 排水区界的确定、排水流域的划分

污水排水系统设置的界限就是排水区界,按照一定要求划分排水区域指的就是排水流域,排水流域如果在大庆则可按面积的大小进行划分,因为大庆地形平坦。

2.3 管道定线

排水管线与水管性相交的时候,要设置在水管线下面,要设在人行道下,避免设机动车道下。并且,排水管要和构筑物、其他管线保持一定的距离。

2.4 控制点确定

控制点的确定一般在管道最远、最低或者是管道的起点。其是对管道系统的埋深有控制作用的地点。

2.5 污水管道水力计算

各管段的流量都可以根据最高时、最高日污水流量和管网定线图计算出来,从而就可以确定污水管网各管段埋深和直径。按最小流速控制、最大设计充满度的最小坡度来确定选取管径之间和管段流量之间的对应关系,并以最小坡度的对管道埋深进行递推计算,也就是增加了管线距离,那就加大了根部管线的埋深,当埋深度达到最大时则开始增设提升泵站。

2.6 污水设计流量计算

污水管道和其附属构筑物可以保证通过的最大流量指的就是污水设计流量。其设计流量包括生产废水量、地下渗水量、生活污水量这三种。因此,排水管网一般都是用最高日污水量作为计算依据进行污水设计流量计算的[3]。

2.7 污水管道的衔接和排水管材的选用

尽可能地降低造价、减小埋深、提高下游管段的高程同时避免上游管段回水淤积。排水管和给水管类似,其材料的选用要对排水管网的优化设计和给水管网一样有一定的影响。其是从混凝土管、排水铸铁管、排水PVC管发展到HPDE双壁波纹管等。且每种管材都有自己的优缺点。因此排水管网设计时应根据规范要求和现场实际确定使用什么管材。

3 多管线综合的优化设计

其设计原则是：因为排水出户管多,所以,污水应该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两侧,而生活用水则相对于动力管线,分支比动力管线多,所以也要靠近建筑物,检修的管线不要在埋在通信电缆、电力电缆及导线和光纤下面,因为天然煤气管道和动力管线检修的和其维护工作量和比生活给排水管线要少,所以其可设置排水管外侧,且所有管线都宜设在人行道和绿化带下面。

4 结语

最近几年,为了丰富排水管网的优化设计及其计算方法,排水管网设计人员在管网建设中不断摸索,并在管网有多重工况时,对管网进行了综合性考虑,促使管网设计不断优化。本文就给排水管网的设计原则、管网定线、设计用水量计算、给水管网水力计算、给水管管材的选用、控制点确定、污水设计流量计算、污水管道水力计算、污水管道的衔接、排水管材的选用等方面做了一个分析。综上所述,我们知道在给水管网设计校核油田给排水管网的优化设计必须强调排水系统的合理、稳定、成本最优化[4]。

[1]张瑞瑞,黄高传,周春燕.利用测井信息优化压裂酸化设计方案[J].新疆石油科技,2012,6(12)：25.

[2]孙志刚,许克军.大型储油罐有限元分析及优化设计[J].现代制造技术与装备,2010,9(5)：16.

[3]何玉发,刘清友.深井注入管柱力学行为研究[A].中国力学学会学术大会,2011,12(10)：7.

[4]杜中闻.优化设计强化执行[N].中国石油报,2010,6(12)：4.