简述油田地面管网总体系统的规划设计

【摘要】能源的紧缺就像一道紧箍咒一样牢牢的套在了当今世界的每一个国家身上，面对能源利用的不断加剧，世界各国对现有的不可再生能源的使用开始逐渐的意识到了危机的存在。当代世界的发展能源使用总量已经远远超出了前两次工业革命中能源使用的总和。在我国能源使用的过程当中，为了满足国家发展的需要，我国在全国范围内进行了能源产业的开发。由于开发的低于不同，这使得能源的运输过程成为了我们必须关心的问题。为此油田的地面管网总体系统的建设被我国相关能源部门摆到了桌面上来，只有解决在发展过程中油田地面管网的总体系统建设，才能够有效的保证西油东送战略的实施。

【关键词】油田；地面管网；规划设计

前言

现代工业对石油的需求越来越大，以及现代交通中数量大增的汽车用油，这都对石油开采的工作造成的较大的压力。面对大增的油量需求，发动采油油田的一切力量，充分发挥技术改革的优势，才能保证石油开采质量和数量的增长，才能满足社会生产对石油的需求。油田地面官网系统的设计和建设是发挥技术改革优势的必然趋势，也是其中的一个重要环节。本文通过油田地面管网建设和发展的现状，对其总体系统的规划和优化措施进行研究与分析，以推动石油开采的科学发展，从而满足社会生产及交通运输所产生的对石油的巨大需求，建设现代化社。

1、油田地面管网优化概述

地面管网的建设不仅需要各部门的协调配合还需要相关施工单位的尽职尽责。在油田地面管网总体系统的规划设计中，我们必须结合实际的地理条件对相关的地域进行勘探，了解该地域的土质结构以及地面的构造状况，为我们的施工进行前期的勘探准备。由于在地面管网的总体系统规划设计的过程中，我们的主要目的是将西部的天然气以及石油资源安全的运送到东部，进行开发利用。所以在管网建设的过程中药尽量保证不使用错综复杂的管道设计，并将输油管路与输气管路进行分离建设。如果交错建设这不仅会影响输送能源的安全性，还有可能造成不必要的危险。复杂的地面管网不利于我们的维修以及维护。要尽量做到对管网的优化处理。在石油地面输送管网中，一般采取以下优化步骤：（1）首先确定集输管网的拓扑形式：即树状管网与环状管网；（2）建立数学优化模型，定义约束条件。（3）分析目标函数，选取合适的优化方法。（4）采用最优化方法求解数学模型，得出最优解。（5）检验模型并完善数学模型及计算方法。

2、油田地面管网总体系统的规划设计建立

在油田管网的总体系统优化设计建立的过程当中，我们对于其设计的总体规划方案都有着直接客观的定性要求。由于我国幅员辽阔、各地气温温度存在较大的差异，这就对我们铺设的油管的使用材料提出了要求。如果油管材质不能满足当地地域的天气变化就有可能使油管的使用寿命缩短，进而影响整体规划设计施工的下一步施工建设的进行。所以在进行整体油管网络输送系统的建设过程当中，我们必须对不同地域的不同情况进行详细的分析，并根据得到的结论综合现阶段科学的施工手段进行油田地面管路的总体系统合理的规划设计，选择合格的建材进行相关施工管网的建设施工。提高规划设计的使用性，保证在整个工程实施的过程中油田地面管网系统的建设符合国家的建设要求及标准。

在进行油田地面的管嘲系统进行优化设计时，首先必须管网的拓扑优化，管网拓扑优化是系统设计的基础。油田管网形式包括：星形.环形及树形三种。其中，环形管网中，井通过环形管路与计量站连接，计量站再与转油站先连接。并因此减少钢材的消耗量及工程的投资。在环状油气集输管网中，其最低级别顶点通过一个环路与其高一级别顶点相连，其余节点之间的连接形状为星形，一般3～5口油井通过一个管道环路与计量站相连。一般说来，用环状网络系统进行管路和控制，能够大大缩短顶点间连接介质的路径长度，从而能够显著降低网络系统的造价。在环状管网系统中，以满足环状管网连接情况为前提，使管道长度最短，减少管道建设投资，降低成本。

2.1规划设计建立处理方法

在油田地面管网总体的规划设计过程当中，我们必须依照我们的国情进行实事求是的分析。绝对不能滥竽充数，用鱼目混珠的方案欺骗领导。在油田地面管网的总体系统规划设计的过程中，我们应该参照科学的手段进行相关的设计。根据不同的地域要求，对管网的施工建设进行改进。由于地面输油管网络的总体系统的建设属于大型工程，该工程的实施往往只能由国进行施工建设，所以面对在规划以及施工建设过程中出现的问题，我们应该通过合理的方式进行分析，在保证科学原则不便的情况下对相关的问题进行改进、处理。

（1）约束的规划处理方法

在进行管道网络体系的总体规划设计中，为了提高我们的准确性，一般在进行实际的施工之前我们会选择约束规划处理的方法对我们的油田地面管网进行总体系统的规划设计。在规划设计中出现的问题我们会用惩罚函数进行风险校正，进而提高整体规划设计的准确性以及其实际的应用价值。

惩罚函数法在遗传算法的约束优化问题中是使用较为常用的方法。该方法在实际中应用广泛。其关键是，用某种方式将约束函数归到目标函数中，使得求解的问题变为无约束的问题。因此，可以借助于不可微精确罚函数将约束问题化成无约束问题处理。不可微精确罚函数法的特点是：只需要对无约束问题进行处理，可以优化很多无约束的问题。只需确定一个合适的不必很大的罚因子，无需象静态罚函数法那样。要确定多个合适的罚因子，减轻了搜索前的准备工作。另外，函数不可微并不影响遗传算法的搜索，因为遗传搜索过程只需要函数的取值信息。这些特点正是不可微精确罚函数法吸引人之处。

（2）混合遗传的规划设计方法

在油田地面管网总体系统的规划设计中，由于技术的使用以及设计的方案往往存在着不易发现的漏洞，为了减少规划设计中漏洞的出现我们选用混合遗传的规划设计方法对相关的油田网路设计方案进行二次规划校正，以便提高管网规划设计的实用性。

在遗传算法的应用中，所选择的编码方式、适应度函数的设计以及所采用的管网的各种分析方法等影响着算法的性能。根据环状管网编码的特点，在设计两点交叉位置时，应将交叉点设置在偶数个基因的位置上，这样就不会破坏个体的结构模式，从而不会影响遗传算法的性能。选择非一致性变异，即把变异算子与进化代数联系起来，在演化初期变异范围相对大，到后期变异范围越来越小。对新一代群体再进行评价，选择、交叉、变异，如此循环往复，使群体中的个体适应度和平均适应度不断提高，直至最优个体的适应度不再提高，则迭代过程收敛，算法结束。

结语

国家的建设离不开能源的使用，而我国石油天然气能源的传输却离不开油田地面网络总体系统的使用。在我国能源使用日益增加的今天，利用现有的科学技术以及文化知识，对油田地面管网总体系统的规划进行合理的设计，是我国石油能源使用运输途径必不可少的一个环节。只有油田地面管网总体系统的规划设计符合当代社会的发展要求才能够促进我国资源的有效利用。

参考文献

[1]方徐应.油田地面管网的优化研究.《科技创新导报》，2010年17期