PIPESYS 在油田集輸系統及長輸管道工程中的應用

        ASPEN 公司的 PIPESYS 多相流管網模擬分析軟件產品原是加拿大專業管道軟件公司，NEOTECHNOLOSY 公司和HYPROTECH 聯合開發的軟件是著名的管道軟件PIPEFLC 的換代產品。它將技術優異PIPEFLO 和功能強大的HYSYS 結合在一起，使之成為當今功能強大管道軟件。加拿大NEOFECHNOLOGY 公司成立于1972 年，一直從事油氣和管道專業方面技術研究，軟件開發工作，其管道設計軟件在世界享有盛名。于2001 年歸并到ASPEN 公司。

（一）軟件功能：

       工程技術人員要想設計出優質的管線，要求軟件必須有以下特點：操作可靠、減少瓶頸及優化。PIPESYS 可以達到上述功能

• 可以模擬各種管網
• 單相流及多相流的嚴格計算
• 可以進行壓力倒推計算
• 通過HYSYS 和PIPESYS 的結合，同用戶可以研究管道的流量及其它條件的變化對整個裝置的影響
• 詳細計算管道的壓力和溫度分布，管道可以是海上或陸地，地形高度可以是簡單或非常復雜
• 可以進行管線上的特殊，如計算清管球的段塞流長度等
• 預測沖蝕速度
• 對垂直流動得管線預測發生嚴重段塞流的可能性
• 可以進行敏感性計算，以確定某些參數對系統特性影響
• 對于現有管線可以研究油品的組成，管線的性能和環境對處理量的影響

（二）數據的輸入

       可以將許多現場測量數據和設備數據輸入PIPESYS�？梢钥紤]以下參數的影響：

• 各種復雜的地形標高、標高點數沒有限制
• 可以在管線上直接安裝各種設備。如壓縮機、泵加熱器、冷卻器、調解閥、各種管件(閥、彎頭)
• 管道特性參數如：直徑粗糙度，材料和管道的環境(埋地、架空、水中等)
• 物性數據，所有HYSYS 的性數據

（三） 任何其它管道軟件不具備的特點

       PIPESYS 和HYSYS 的結合可以完成許特殊功能：

• 管網的核算：以往的管道軟件只能進行管網計算不能對管網進行核算，即只能先定義各支路的流量，然后人工調整管徑，使匯合點壓力相等。PIPESYS 配合使用HYSYS 中的ADJUST調節器，當管網不變時總進料量一旦有變化，各支路流量會自調節而使會合點壓力相等。(圖-1)所示的是當總進料由200Kmol/H 變為150Kmol 時各支路流量的分布情況。
• 管道保溫層厚度優化：對高溫的熱力管網，操作費用和保溫層厚度之間存在著參數優化問題，即保溫層太厚，總投資加大，意味著操作費用(折舊)加大，而保溫層厚度太薄，則管道熱損失加大，操作費用也會增加。(圖-2)為實際流程。(圖-3)為操作費用隨保溫層變化的曲線，從圖中可明顯看出當保溫層厚度為0.2452 毫米時，操作費用降低。操作費用的經濟模型放在（圖-2）的電子表格中。

 

            圖-1、管網核算

 

      圖-2、管道保溫厚度優化

圖-3、保溫層厚度對操作費用的影響

• 長輸管線管徑的優化：長輸管線設計中，管線直徑的優化對節約投資起著非常重要的作用，(圖-4)所示的為一個渤海石油公司某海底輸油管線，PIPE-101，至PIPE-104 為下游管線。若規定管線起輸壓力及末端壓力，PIPE-100 管徑正大時，下游線直管徑會減少，但PIPE-100選多大才能使該管線總投資減少呢？PIPESYS 會使我們很快解決這個問題。其結果如(圖-5)所示，當PIPE-100 管徑在為180mm 時，管線總投資減小。

圖-4、長輸管線管徑優化

圖-5、管徑（蘭線）對管線總投資的影響