集输模块-油气勘探开发工程虚拟仿真

集输模块

油气集输工程是连接油气开发和油气资源下游应用的纽带，是将分散油井生产的石油、天然气及其他产品集中经净化处理，外输到炼油厂或燃气用户的工艺过程。它涉及到油气计量、净化处理、油气输送、油气储存等方面。具有大型设备多、结构复杂、投资大，地下设施较多，工艺流程不能完全展示，运行资源消耗大，压力高，处理和输送的流体易燃易爆等特点。实验教学中采用真实实验成本高、风险大、能耗高，费用大，教学效果较差。因此，利用先进的信息技术、相关院校和企业资源优势，建设了油气集输模拟仿真教学模块。该模块包含油气水处理仿真和油气输送工艺仿真2个子模块，共计38项实验项目，其中自主原创26项，合作开发4项，科研成果转化4项，年均完成教学约7800人时。

面向专业：油气储运、海洋油气工程、石油工程、机械设计制造及其自动化、油田化学等。

服务课程：油气集输、油气管道设计与管理、海洋石油工程概论、多相流、石油储运设备、轻烃回收、胶体化学等。

开设项目：

①基础认知：主要通过动画、视屏等形式，展现集输主要设备的结构和工作原理、油气集输等基础性知识，增加油气集输主要设备和工艺的感性认识。下图显示了高含水原油脱水工艺流程运行情况帮助学生很好的理解原油脱水工艺流程运行情况。

②虚拟实验：主要采用专业软件，采用互动方式，对油气脱水工艺、天然气轻烃回收、硫磺回收、原油稳定工艺、油气管道站场工艺等这些操作危险性大，不宜重复操作的流程进行虚拟操作。初步培养学生正确进行设备和流程操作能力。下图是某输油管道中间站工艺模拟操作训练。通过该模拟训练，使学生很好的掌握了热油管道中间泵站工艺流程的全部操作。

③仿真实训：在虚拟实验基础上，结合实训基地，利用仿真装置，在仿真现场工作环境的条件下，进行真实的工艺流程和设备操作，是对虚拟实验条件下学生操作能力的提升和检验。下图是学生仿真真实工作环境下输油管道输油站工艺流程仿真操作。

④创新设计：学生主要通过油气储运专业化的软件（如HYSYS、TEGNET、OLGA）通过创新实验项目、毕业设计以及石油工程设计大赛等方式，进行油气集输管网、参数等进行优化，进行创新性设计和研究，培养学生的创新精神。同时，实现教师的科研成果进入教学内容，科研成果向实验项目转化。下图是学生对某天然气净化工艺参数优化。

利用油气集输虚拟仿真模块，通过四个层次的实验教学，使学生加深了对专业课理论知识的理解，提高将理论与实际结合的能力，培养了学生的工程能力和创新精神。虽然油气集输模块在油气储运工程专业学生综合能力培养中发挥了重要作用，但该模块还需要在油气储存、天然气液化技术方面加强建设，使其功能更加完善。

油气集输工程虚拟仿真教学模块实验项目表

序号	子模块	层次	项目名称	项目功能	学时	来源
1	油气水处理模拟仿真子模块	基础认知	集输设备工作原理模拟	模拟主要设备结构、模拟其工作原理	4	自主原创
2			天然气集输工艺流程模拟	模拟天然气集输工艺流程运行	2	自主原创
3			天然气脱水工艺模拟	模拟天然气脱水流程运行	2	自主原创
4			三甘醇再生工艺模拟	模拟三甘醇再生工艺流程运行	2	自主原创
5			轻烃回收工艺流程模拟	模拟轻烃回收工艺流程运行	2	自主原创
6			硫磺回收工艺模拟	模拟硫磺回收工艺流程运行	2	自主原创
7			天然气管道清管工艺模拟	模拟天然气管道清管工艺流程运行	2	自主原创
8			原油集输工艺流程模拟	模拟原油集输工艺流程运行	2	自主原创
9			原油脱水工艺流程模拟	模拟原油脱水流程运行	2	自主原创
10			原油稳定工艺模拟	模拟原油稳定流程运行	2	自主原创
11			污水处理工艺模拟	模拟不污水处理工艺运行	2	自主原创
12		虚拟实验	天然气脱水工艺仿真	仿真天然气脱水工艺操作	2	外部引进
13			三甘醇再生工艺仿真	仿真三甘醇再生工艺操作	2	外部引进
14			天然气硫磺回收工艺仿真	仿真天然气硫磺回收工艺操作	2	外部引进
15		仿真实训	原油处理工艺仿真实训	模拟原油脱水、稳定以及储存工艺	2	自主原创
16			天然脱硫工艺操作模拟训练	天然气脱硫工艺模拟操作	2	自主原创
17			天然脱水工艺操作模拟训练	天然气脱水工艺模拟操作。	2	自主原创
18		创新设计	天然气脱水工艺参数优化	优化天然气脱水工艺参数	4	科研转化
19		创新设计	天然气集输管网运行优化	利用软件优化管网运行参数	4	科研转化
20	油气管道输送工艺模拟仿真子模块	基础认知	输油设备、输气设备结构、工作原理模拟	模拟输油、输气设备结构、工作原理	2	自主原创
21			输气工艺流程模拟	模拟输气工艺流程运行	2	自主原创
22			输油工艺流程模拟	模拟输油工艺流程运行	2	自主原创
23		虚拟实验	天然气清管工艺仿真	仿真天然气清管工艺操作	2	外部引进
2			输油泵的启、停、切换以及加热炉的启、停和切换仿真	仿真输油泵、加热炉的正常启、停和切换操作	2	合作开发
25			输油管道正、反输流程操作操作仿真	仿真正、反输流程操作和切换	2	合作开发
26			输油管道清管流程操作仿真	仿真输油管道清管工艺操作	2	合作开发
27			输油管道压力越站操作、热力越站操作以及全越站流程操作仿真	仿真输油管运行中压力越站、热力越站、和全越站流程操作	2	合作开发
28		仿真实训	天然气长输管道仿真实训	实现天然气的压缩、计量外输以及放空等输送工艺	2	自主原创
29			天然气压力分布模拟测试	天气管道压力沿线停输前后分布变化	2	自主原创
30			原油管输送方式模拟调节	实现原油管道密闭输送和开式输送转换以及工艺参数调节	2	自主原创
31			原油密闭管道输送输工作点测试仿真	测试输油管路与泵站的联合工作点	2	自主原创
32			原油密闭管道输送堵塞工况分析仿真	仿真测量管道堵塞前后的参数，分析这些参数变化规律	2	自主原创
33			原油密闭管道输送中间站停泵工况模拟分析	测量输油管道中间站停泵前后的参数，分析参数的变化规律	2	自主原
34			原油密闭管道输送泄漏工况分析仿真	仿真测量输油管道泄漏前后的参数，分析参数的变化规律	2	自主原创
35			原油密闭管道输送越站工况分析仿真	仿真越站流程操作和工况调节	2	自主原创
36			清管球器收发仿真操作仿真	仿真清管器收发操作	2	自主原创
37		创新设计	油气管道设计优化	油气管道设计参数优化	4	科研转化
38		创新设计	燃气管网调峰方案研究	利用软件分析燃气管网调峰方案	4	科研转化