煤层气地面集输管道积液预判分析

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　　摘 要：本文探讨的煤层气地面技术管道系统的施工建设，需要结合其具体的施工要求和环境条件，通过数据计算和模型建立的方式，做好管道积液的预判分析工作，因为不同的管道口径以及产水量，所产生的管线积液情况也有很大的差异，要提前考虑到这些问题，通过计算提高预判工作的准确性，从而为煤层气地面的集输管道设计和应用提供必要的帮助。
　　关键词：煤层气地面;集输管道;积液预判
　　在集输管道的施工中，管道区域的具体情况和管道本身的规格以及产水量，会对集输管道的建设造成非常大的影响。从数据计算的角度分析，其需要经历前期收集资料，应用模型计算等多个步骤。只有按步骤规范完成计算过程，才能提升技术管道设计的科学性。
　　1 关于煤层气的概述
　　所谓的煤层气，主要是指存在于煤層中的一种气体，气体的主要成为为甲烷（CH4），其存在的方式是吸附在煤颗粒的表面，或者在煤层的空隙中以游离的形式存在，还有一部分气体，是与煤层中的水资源相融合的一种烃可气体，属于与煤矿资源的一种伴生资源。但与常规的天然气相比还是存在差别。这种气体的现代的资源利用中，属于利用率很高的一种资源类型，主要是因为煤层气在应用效果上更好，且在能源应用中对环境的污染方面，其能够与天然气其混用并产生较好的热能值，因此，得到了广泛的应用和重视。在开采作业的前期，如果事先做好煤层气的开采，就能够达到降低开采过程中安全事故的发生几率，可见，在现代的社会发展状态下，煤层气的开采和应用，是一种具有一定的应用优势，且同步取得良好的经济效益的能源类型。
　　2 关于集输管道预判的相关计算模型
　　2.1 计算模型的分析与选择
　　在预判计算的模型方面，气液两相流是研究中非常典型的一种可应用的计算模型，在以此为基础开展研究的过程中，主要的研究方向包括三个方面，即流型、持液率以及压降。目前对于气液两相流的研究，已经提出了成型的关系式和机理模型。其中，关系式包括有Lockhart、Martinelli等，而机理模型主要包括了Taitel、Dukler等。以上模型均为国外研究学者提出的模型类型。二在国内的研究中，主要的研究重点内容包括了结合我国的资源开采实际对于模型进行一定的调整和优化。并且针对特定工况的问题，通过优化调整提高预判工作的精确度。而从煤层气的特点角度分析，可知其主要的特点是压力低、液量低、流速高。从管道分布的实际情况出发，目前存在的管道流向为分散流和分离流。不同的管道流型，其流向和性状包括了雾状和环状两种类型。另外，管道流向还在一定的地势环境的影响，从现实出发，集输管道的现实建设环境多为山地。通过研究和观察发现，在多种不同的关系式模型中，目前以Beggs-Brill关系式为分析和计算模型中对精确性和规范性有良好保证的模型类型。
　　2.2 计算模型的应用
　　在具体应用中，不同的管道流型，其持液率系数也有所差别。从管道类型上分，包括了分离型管道，间歇流管道和分散流管道三种类型。关于持液率的计算，需要已知的条件是，倾斜矫正系数、无量纲、倾斜角度等。在具体应用中，需要结合不同的流型类型，确定好相关的校正系数、持液率值，即可完成相关的计算。另外，为了保证模拟计算结果的准确性，在计算数据的收集和选择上，技术人员也应当本着多方面收集的同时保证数据真实性和准确性的原则开展工作，一方面通过数据收集密度的提高，为计算提供更好的数据支持。另一方面，计算工作本身就容易受到数据精确性的影响，以及不同分流类型的影响。在计算中，应当提前做好整体的分析与研究，对不同类型的计算数据进行规划和分类，从而梳理出合理的模拟计算步骤，提高计算模型应用的效率。
　　3 集输管道的流型分析
　　流型分析的开展，需要在不同的输入量条件下，对产水量指标进行模拟得到的，在具体应用中，需要首先对产水量和输入量指标进行初步设定。例如，如果设定输入量指标为185000m3/日，则所得到的相应的产水量就会产生下降的现象，得到3m3/日。这就会直接影响到集输管道布置时的管径选取方法。通过对模拟计算结果的总结和分析可知，在管径较小的情况下，所形成的流型均为分散流，与入口的液相体积无关，如进行细致分析和观察，可知流型是分散流中的雾状流类型。这时，如果管径开始增大，则其内部流速就会降低，而如果此时的入口液相体同样很大，则会形成分离流中的环状流，并且液体会在管壁上形成一个断面。而无法被气体顺利携带。当入口处的液体流量降低，则气体即可发挥带走液量的作用。如管道的口径进一步加大，则其内部流速会进一步降低，且不受到输入口出的液量的影响。且流型类型为分离流。这时井口净水量在管道中就会形成积液的现象，可见，在集输管道设计和应用的过程中，应当重点关注管道口径和液体流速两项指标，避免积液的产生，做出准确的预判。
　　4 结束语
　　总之，对于煤层气地面集输管道的设计和施工，管道积液情况是需要预防和避免的一项重要问题，为了尽可能减少积液情况对整个管道应用和运行的影响，在进行集输管道设计的环节中，应当通过应用科学的计算公式建立相应的计算模型，并借助先进的软件和技术手段，提高积液预判工作的效率和质量，从而提高煤层气的开采质量和效果，同时兼顾好环境优化和保护的要求。
　　参考文献：
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　　[2]王寿喜，郭简，张廷廷，等.樊北煤层气集输管网动态仿真调度系统[J].油气储运，2017，36（1）：68-74.
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