浅谈石油地面集输管网系统的优化设计

【摘要】随着经济的不断发展，我国石油工程事业得到了快速地发展，在油田地面工程中，集输管网系统的内容较为复杂，且在投资上也较大，如果对其进行优化设计，不仅能提高工程的经济效益，同时还能推动石油工程建设的发展。本文笔者就石油地面集输管网系统的优化设计进行探讨和分析，提出有关设计要求。

【关键词】石油 地面集输管网系统 优化设计

石油地面集输管网系统作为石油工程中一项重要组成部分之一，对于工程的整个建设有着举足轻重的作用，必须要引起石油工程企业的重视。本文笔者就石油地面集输管网系统的优化设计进行探讨和分析，提出相关优化设计思路和方法。

1 石油地面集输管网系统的概述

石油地面集输管网系统主要有以下几个方面组成：油井加热、油井计量、油气混混输以及油井掺液。在实际石油地面集输管网系统的运行过程中，必须要根据管道承压能力、集输站的工作能力以及管输系统的运行情况，对石油地面集输管道系统进行优化设计。

2 石油地面集输管网系统的优化设计

2.1 石油地面集输管网系统的优化模型

在石油地面集输管网设计中，笔者为了方便于计算，对石油地面集输管网系统进行了以下假设：第一，地面集输管网系统的流动较为稳定；第二，每一条管道的温度保持不变，但是在集输管网系统的中的各条管道其温度可以有所不同；第三，进行优化设计的时候，要忽略阀门、配件以及弯管的影响；第四，整个地面集输管网系统中的流体构成不变，创建一个地面集输管网系统的水力学模型以及优化数学模型。通过该模型来计算管网的两相流系统以及单相流系统的流动特性。其中两相流模型的形式为：

2.3 石油地面集输管网系统中的参数优化模型和其他的优化设计

所谓参数优化，就是立足油品粘度、含水量、含气量等基础数据，明确集输模式后，对集输管网的各站点数量、回压、集输温度、支管管径、壁厚等参数进行全局优化、，达到管网动力能耗、管网热力能耗、管网工程投资的最优化设计。

在石油地面集输管网优化设计上，通常选用的是一系列离散数值的管道外径壁厚，一般使用混合离散变量的优化设计方法，其主要是从有限离散点进行计算的，通过离散优化设计方法来计算出其函数，在一定程度上能够加快计算机的工作速度，大大提高了其效率。

在设计变量中温度和压力属于隐函数，对此，在进行设计的时候，可以利用系统分析方程式来进行设计，常用的设计方法为遗传优化计算方法核和分级优化方法，其中分级优化的方法主要为系统优化和拓扑优化，在系统优化中，主要是以管网系统综合指标作为其目标的函数，根据工程的实际情况，使用各级别站中的数量以及集油工艺的有关流程，在确定好数量的同时也就明确好了其规模的类型，接着根据这些别站的位置向量来进行优化设计。参数优化其实就是以拓扑优化作为其基础，来明确集输管网系统的参数的最佳运行。

在实施整体优化设计过程中，尽可能地利用已建的工艺设施，因地制宜，减少改造资金投入。同时，在新产能建设中，实现油田优化简化目标，一方面可以优化单井计量管汇站―接转站―联合站的布站方式建设，可根据实际情况核减接转站，简化工艺流程。另一方面根据井网布置，优化计量管汇站和接转站站型，减少站点数量，从而减少人员数量、降低运行成本和工程投资。

由于石油地面的集输管网系统是一个非常复杂的系统工程，对其进行优化的时候，必须要结合石油工程的具体情况，采用合理、科学的优化设计方案。进一步减少地面工程投资、降低能耗，从而来达到优化设计的目的。

3 结束语

综上所述，对石油地面集输管网系统进行优化设计，是一项难度较大的工作。在优化设计中必须要结合其参数、管网布局以及井组划分，根据石油工程建设的实际情况，构建优化参数和模型。做好优石油地面集输管网系统的优化设计工作，一方面能提高石油企业的建设的经济效益，另一方面可以节能降耗，是石油企业对社会可持续发展和环境保护的责任体现，值得石油工程企业重视。

参考文献

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作者简介

杨飞，（1981，6，19-），男，汉，新疆省克拉玛依市，本科，助理工程师，研究油田地面工程相关设计，从事油田地面集输、油气处理的工程设计和科研工作。