热油管道稳态运行的两级递阶优化模型

长输热油管道实现最优化运行的目的是降低输油能耗。本文在对长输热油管道的运行过程进行系统分析的基础上,利用大系统的分解原则建立了一个稳态优化运行的两级递阶模型。该模型由两级子模型构成:(1)泵组合与管路最优匹配子模型;(2)输油温度优化子模型。模型求解的算法已被编成计算机程序,它适用于一般长输热油管道。文中给出了数值计算实例。最后对模型、算法及最优解进行了讨论。     

如何实现输油管道设计中泵的优化组合

人们通常根据管道的泵压能力和任务输量,选择同一型号的泵进行串联或并联来满足生产要求,但这样往往不能满足泵在高效区内运行的条件,浪费电能。文章提出了采用整数规划的方法来解决该问题的途径,即通过选用不同型号的泵进行串联或并联组合,以热效率为目标函数,建立数学模型,再通过编制程序,求出最佳的泵组合模型。最后文章结合实例进行了最优组合模型的计算。     

地形起伏地区带分支输气管道优化设计

为了保证天然气管道系统设计方案的经济、安全、合理性,通过分析影响天然气长输管道总费用的各种因素,建立了复杂地形条件下天然气长输管道参数优化设计数学模型.在该模型中以管道系统建设时的一次性投资和在使用年限中所付出的总经营费用之和为目标,考虑管道系统的强度约束、稳定性约束、压气站进站气压约束以及参数约束等条件,并采用组合形方法进行求解,对我国山区复杂地形长输管道的优化设计有重要的指导意义.     

长输热油管道运行优化技术

对于长输热油密闭输油管道,当输量和油品性质一定时,寻求全线热站和泵站（热泵站）的升温、升压值的最佳组合以使全线的能耗费用最低,是长输热油管道运行方案优化的目标。文章结合盘锦输油管道实际,根据能量平衡原理,建立长输热油管道运行优化的数学模型,采用组合优化方法,利用计算机进行编程、计算,给出了运行方案的最优工况。方案实施结果表明,盘锦线运行总能耗降低32％。     

产能建设项目两目标优化模型及改进的蚁群求解算法

为了解决油田开发产能建设项目优化研究中存在的问题,以油气开发产能建设项目组合的净现值为收益目标,以万吨产能投资为投资效率目标,建立了多约束条件下的产能建设项目的两目标优化模型.针对建立的模型,研究了基于多目标优化最优解集的改进蚁群优化算法,该算法能高效、准确的求解所建立的模型.实际应用表明,所建立的模型及改进求解方法具有很好的实用性和可操作性,能从收益和投资效率两个角度为油气开发投资决策提供有力的决策依据.     

单亲遗传和深度优先搜索算法的集输管网优化

油气田干支线管网一般为树状连接,对油气田干支管网优化布局的目标是寻找管网投资最少的树状管网布置方式,实质上就是以管网初步连接图为依据,以管道造价为权值,求管网投资最小的生成树。可采用单亲遗传算法(Single Parent Genetic Algorithm,SPGA)和深度优先搜索算法(DFS)相结合对问题进行求解。算例计算表明,采用新方法进行集输管网的优化设计,所建模型实用、可行,采用的两种优化算法求解对应数学模型有较好的适应性,能以较高的计算效率获得问题的最优解。     

多源单汇多批次顺序输送管道调度优化

多源单汇管道系统可用于油田烃液、成品油、原油等的多批次顺序输送,是经济有效的输送模式之一。国内外学者对该种输送模式下批次调度优化做了一些研究,但目前并无模型及算法可以有效解决水力与调度非线性耦合、多源点同时注入的批次界面跟踪等问题。针对多源单汇多批次顺序输送管道,考虑源点外输模式、批次运移、新批次注入、罐存、流量以及水力等约束条件,以运行过程中泵的运行费用、启停泵成本及掺混成本最小作为多目标函数,建立混合整数非线性规划模型(MINLP),并选用优先级算法对模型进行求解。以多源单汇多批次顺序输送油田烃液管道为算例,建立了长期规划模型并求解,计算用时4.58 s,计算结果符合现场操作工艺。     

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天然气集输管网的参数优化设计模型，属于非线性离散化最优组合问题，且目标函数具有多峰性，往往存在局部极小点，遗传算法对处理此类工程设计问题具有较大的优越性。为此，以管道建设费用为目标函数，以管道的稳态分析、各节点的流量、压力及管道的压力限制等为约束条件，建立了天然气集输管网的参数优化设计模型。采用遗传方法求解，并给出了计算机软件算法框图。利用该算法可以提高全局收敛性，从而加快系统的求解速度，并由此得到问题的最优解，是一种可取的优化算法。     

长输管道启泵正压水击持续时间规律研究

基于负压波法的管道泄漏监测系统误报警率较高,影响了其应用效果。生产现场的误报警数据表明,近30%的误报警来自泵站内的启泵操作,因此掌握启泵水击持续时间规律可以帮助监测系统降低误报警率。首先以启泵正压水击持续时间为因变量,以管道相关参数和流体的物性参数为自变量,假设了启泵正压水击持续时间在生成和传播阶段的数学模型;其次建立SPS管道仿真模型,获取了在不同参数组合下启泵正压水击持续时间的数据,并用单因素分析法和非参数统计法剔除了对启泵正压水击持续时间影响较小的参量;随后用多元线性回归方法对仿真数据进行拟合,求解了长输管道启泵正压水击持续时间的生成和传播阶段数学模型;最后根据现场试验数据验证了模型的有效性,并讨论了研究中存在的不足之处。研究结果有助于提高长输管道负压波泄漏检测技术的应用效果。     

基于肯特法的长输管道本质安全评价研究

油气长输管道的本质安全程度一直是政府部门和企业安全管理者重点关注的问题。本文对油气长输管道本质安全评价指标和评价模型进行研究,对肯特管道评价法的指标进行了改进,建立了基于模糊推理评价法的本质安全评价模型,采用MATLAB模糊逻辑工具箱通过Mamdani模糊推理算法计算出管道的本质安全水平。通过实例验证,评价结果精确,具有应用价值。     

油品顺序输送管道用泵的选择

介绍顺序输送油品管道对泵的要求和所用泵的种类。长距离输油管道一般需要给油泵（设在首站）和主输油泵两种。主输油泵应设两台,当管道的压力降以沿程摩擦阻力为主时宜采用串联方式;以高程差为主时宜采用并联方式。选用泵必须兼顾不同输送介质的粘度和密度,并由此提出了确定泵扬程和流量的原则,确定泵流量的计算方法。对泵的调节提出了建议,对国产油泵提出了改进意见。     

多相混输泵在塔河油田油气集输系统中的应用

使用混输泵代替接转站中的输油泵,可以简化站内设施,如可取消分离缓冲罐、事故罐,并可将气液分输两条管线改用一条油气混输管线,同时可降低油气进站的压力。文章介绍了多相混输泵在塔河油田的应用。塔河油田属于滚动开发油田,井间距大,原油黏度高,采用混输泵站与传统接转站相结合的布局,可减少接转站数量,扩大集输半径,降低工程投资。     

成品油管道工艺方案优化设计研究

基于计算期内总费用最小现值建立了干线成品油管道工艺方案优化设计的数学模型,分析了分输方式、分输流量变化及工艺计算参数的选取等问题.考虑到传统数值算法求解多变量混合整数非线性规划问题的局部最优性及对初值敏感性强等缺陷,针对所建立的数学模型的特点,引进了一种较新的全局搜索算法——杂交差分进化方法,并对其进行了局部改进,采取了动态处理约束条件的措施.在泵站可选位置确定的条件下,采用赋权有向图来表示工艺方案优化设计问题.泵站位置候选点对应图的顶点,两顶点间管道的总费用现值对应弧的权值.通过递归调用Dijkstra算法,求解出了前N条最短路径对应的最优和次优方案,并以其作为进一步进行多因素方案比选的候选方案.用实际算例说明了上述方法的有效性.     

组合举升套管式射流泵研制

根据单井双泵组合举升比单一有杆泵举升能更有效地开采高压、高粘、低渗透、低液面油井的新构想，开发了“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升工艺，介绍了与之配套的套管固定式井下射流泵的研制和试验情况，引入了射流元件的参数匹配相关式，并给出了匹配步骤。试验结果表明，新开发的单井双泵组合举升工艺及与其配套的套管式射流泵切实可行。与单一有杆泵举升相比，在相同条件下，“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升可显著降低有杆泵下入深度，减轻抽油机载荷，改善油井抽汲条件和产出波的运移性，增油效果显著。     

桩西油田油井深抽工艺及配套技术

桩西油田属多种类型的复杂断块油气藏，油层埋藏深，渗透率低，原油凝固点高，开采难度较大。经采用电泵与喷射组合深抽，玻璃钢抽油杆深抽、闭式深抽、小泵深抽等深抽工艺及配套技术，均取得也较好的开采效果。     

成品油长输管道顺序输送离线模拟

根据管道和泵站能量平衡和质量平衡原则的数学物理模型,模拟了长输管道顺序输送不同油品的水力变化情况,并对不同油品的混油界面进行了离线跟踪。编制的应用软件,能给出计算结果,可用于同实际管道运行结果进行对比。编制的应用软件能够自动优化用户输入的油品数据;能够在分油和不分油两种情况下,计算输送单一油品的输量及各站的进出站压力,得出全线输量随时间的变化关系。如用该软件可以对管道顺序输送中输送状态及混油界面进行离线监控。该软件可应用于实际工程。     

双河油田提高注水系统效率实践

注水泵效率和管网效率是影响油田注水系统效率的主要因素。提高注水泵效率是通过泵额定压力、排量与实际需要的合理匹配来实现;提高管网效率是通过减小管路节流及井网合理布局来实现。3年来,双河油田注水系统效率逐步提高,形成了一套适合双河油田特点的提高注水系统效率技术。     

Hydraulic model optimization of a multi-product pipeline

An optimization model is established for a multi-product pipeline which has a known delivery demand and operation plan for each off-take station.The aim of this optimization model is to minimize the total pumping operation cost,considering not only factors including the energy equilibrium constraint,the maximum and minimum suction and discharge pressures constraints of pump stations,and pressure constraint at special elevation points,but also the regional differences in electricity prices along the pipeline.The dynamic programming method is applied to solve the model and to find the optimal pump configuration.