多源单汇液态轻烃管网系统调度优化

多源单汇系统轻烃外输时源点之间相互影响强烈,启泵注入的次数越多,管内水力波动越频繁,而注入次数与源点外输模式及调度计划密切相关。针对各源点变流量间歇输送多种轻烃的调度计划存在频繁切换外输轻烃问题,建立了以切换次数最少为目标,以源点轻烃库存、注入点压力、源点外输模式为约束的MINLP调度优化模型,结合目标函数的物理意义与约束条件的特点采用状态转移法进行求解,计算得到切换次数最少的外输方案,并给出切换操作顺序、压力和库存历史模拟数据。以大庆油田杏区轻烃外输为例,各源点的三种烃分别从相应储罐泵送至主管道外输至终端,对不同时长的模拟结果表明,优化可减少40%~50%的启停泵次数,既充分利用了油库等设施又减少了频繁启停泵带来的能耗及管理风险等问题,保证了管网的平稳高效运行。     

轻烃管网顺序输送的可行性研究

某油气田轻烃管网系统目前采用间歇混合输送的方式将原稳烃、浅冷烃和深冷烃混合输送至下游,存在管网压力偏高且波动大、管输轻烃质量差、外输泵能耗偏大、管网运行操作难度大等问题。为此,借鉴成品油管道顺序输送原理,综合考虑各站场产烃类型、产烃量、泵机组外输量、启泵时间需求、管道承压能力、输烃顺序、混烃界面等,计算得出轻烃管网的顺序输送方案,并提出了顺序输送时应遵循的原则:①所有站场采取集中注入方式进行轻烃注入作业;②应尽量避免各站场同时注入轻烃,采取相邻站场相继注入的方式,确保管道稳定运行;③各站场注入轻烃时应避开混烃段;④各站场注入轻烃管网时,必须满足各注入支线的管输能力及外输泵的工作流量要求。最后验证了该方案的水力可行性和经济性。结果表明:轻烃管网采取顺序输送方案,可节省泵站运行费用19.4万元/a,减少混烃量约133.3×104 m3/a,对现场减少管网压力波动和混烃损失量等具有重要意义。     

成品油管道顺序输送调度运行优化模型及应用

基于成品油管道顺序输送过程中损耗费用较多、运行调度复杂等问题,主要从运行总费用(包括泵运行电费、混油贬值费用、设备与管线维检修费用以及工作人员管理费用)组成方面入手,以其中最主要的混油贬值损失费用与泵运行电费两者之和最小作为目标函数,建立管道调度与运行优化数学模型,并编制相应软件,可快速优化出总运行费用最小的流量方案,方案下的泵运行参数即为最优开泵运行方案指标。该套运行优化模型在西部某成品油管道进行了应用,软件计算结果与实际管道运行数据基本一致,最高误差不到5%,输送时间对泵运行费用增加最为敏感,较大的管道输量可以有效降低混油量,实现了对成品油管道顺序调度与运行优化的目的。     

基于现场数据的海底混输管道水力计算模型适用性分析与优化

针对渤海油田海底管道网络原始设计模型预测结果与投产后实际运行数据普遍存在差异的问题,为提高新油田开发时在役管道依托校核的可靠性和准确性,基于现场实际运行大数据,通过数据分析、噪点消除、归类总结和反演对比等方法,对混输管道水力计算模型进行适用性评估和改进。从油品性质、气液比、含水率等角度筛选3条有代表性的海底混输管道,以经过优化处理后的现场运行数据为基础,对比不同水力计算模型的压降计算误差,从而确定各类海底管道的推荐计算模型。推荐的水力模型和修正方法可为其他类似管道提供借鉴,用于海底混输管道输送能力的深入挖潜,为未来渤海油田新油气田的依托开发提供依据。     

Excel规划求解在顺序输送计划编制上的应用

针对成品油管道顺序输送人工编制计划存在的效率低、易出错、误差大等诸多缺陷,提出了借助Excel规划求解工具并输以VAB编程的方法编制计划。以单注入点、定转速泵的大落差成品油管道系统为研究对象,建立了以全线流量最大为目标函数的准稳态多目标规划数学模型,给出了利用分层序列法分两阶段求解模型的方法并举例进行了计算。该方法可大大提高工作效率和准确度,有效保证计划的实际可执行性。     

成品油管道运行电费优化研究

建立成品油管道运行电费优化数学模型,是考虑电价在一天波动的情况下,保证各输送油品批次按计划到达分输点的要求下,求解全线的最优配泵方案。电价较低的时段管线会运行更多泵,增大输量,电价高的峰时和平时运行泵数量减少,输量减小。峰谷电价比为3∶1、5∶1和6∶1时,兰成渝成品油管道按450 m3/h输量进行分时输送的运行计算表明,与定流量输送相比,分时输送时管道总耗电费至少可降低30%,而且峰谷电价比越大,耗电成本降低越多。电费优化运行方案不仅对兰成渝成品油管道的运营管理提供了理论支持,也可为其他管道的运营提供借鉴。     

安徽二期成品油管道顺序输送的运行分析

以中国石化安徽二期成品油管道为例,依据成品油管道水力特性和顺序输送理论,对安徽二期成品油管道各管段油品流动和受力情况等数据进行了计算和分析,总结出适合各管段的水力计算公式,为配泵和高效节能运行提供了理论依据。     

武汉-信阳成品油管道顺序输送优化运行分析

为确保武信成品油管道顺序运行更加优化,现依据成品油管道水力特性和顺序输送理论,对武信管道临界雷诺数、临界流量、各站混油量、初始混油长度、批次输送量等管路运行数据进行计算和分析。结果表明：临界雷诺数Rec=45590,临界流量Qc=228m^3／h;常见工况下,理论计算出信阳末站混油长度I=932．6m,混油体积V=70．9m^3,与实际混油下载量较为接近;当初始混油长度C0≤150m时,首站产生的初始混油量对末站总混油量的影响较小;汽油终馏点对批次输送量影响较大,批次输送量应根据首站注入油品质量作适当调整。     

成品油管道智能化批次调度研究现状及思考

智能化批次调度是智能油气管道建设的一项重要内容，其主要任务是在管道安全运行基础上，基于历史运行数据，采用实时算法制定出满足现场需求的调度计划。为此，以梳理成品油管道批次调度方法的发展历程为出发点，从信息和决策两个方面分析成品油管道批次调度的技术支持，归纳出智能化批次调度内容，包括趋势预测、主动调度和实时算法；以趋势预测和主动调度为重点，并结合实时算法，对成品油管道智能化批次调度的研究现状进行论述，依次介绍油品托运量预测方法、管道动态调度方法、分解算法及自学习求解算法；最后，对成品油管道智能化批次调度发展进行总结并作出展望，以期能够为其发展提供参考。     

西部原油管道冷热交替输送技术研究

在对管道冷热油交替输送技术一般性规律研究的基础上,提出了鄯兰管道冷热油交替顺序输送方案并付诸实施,2008年底在长达749 km的鄯善—玉门管段上成功进行了4种原油共40批次的冷热交替顺序输送现场工业性试验,同时在2009年底在鄯善—兰州管段近1 700 km的长距离管道上实现3种物性波动较大原油的冷热交替顺序输送。文章介绍了冷热交替顺序输送的物理数学模型,应用编制的计算软件进行计算,并将各站的最低油温计算值与实验值进行对比,验证了水力热力计算软件的准确、可靠性。冷热交替输送运行的实践和经验可为其他原油长输管道提供借鉴。     

基于滚动时域分解策略的原油混输调度模型

为了解决单一完整数学规划模型无法快速编制出包含复杂约束原油储运方案的问题,考虑长输管线入线、出线油种不同步,码头储罐部分原油需经转油线、中转罐后才能到达厂区等约束,提出了一个新的连续时间混合整数线性规划(Mixed Integer Liner Programming, MILP)模型。该模型为避免产生非线性约束,以固定原油调合配比为基础,限制混合原油的质量。采用滚动时域分解策略对模型进行分步求解,在简单分解的基础上添加辅助时间片段和安全保障约束,从而保证了分解模型的可行性和优化性。以中国某沿海企业的原油调度问题为例,评估模型的可行性、优化性和计算性能,结果表明,滚动时域模型在短时间内编制出了优化的储运方案,能够用于长周期、大规模原油调度问题的解决。     

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凝析气相是多元组分的气体混合物，以饱和烃组分为主，在输送过程中由于沿线温度、压力的变化引起的凝析和反凝析现象显著，这使凝析气的管道输送不同于气体或液体的单相输送，其管输方式可分为气液混输、气液分输。气液两相混输投资少、工期短，但要解决困凝析液的积聚而降低输送能力及液塞处置等技术问题；气液分输是先将凝析气分离，然后将天然气和凝析液分别输送，管内流体均为单相流动，气液分输又可分为双管输送和顺序输送。凝析气的气液混相输送是多相流输送的一种特例。针对东海平湖油气田海底输气管道采用多相流技术输送凝析气的实例，分析了凝析气混相输送管道压降、输量和持液率的关系，并指出了预测管路温度下降值是管路安全运行的必要条件。通过对平湖凝析气管道的运行分析，强调工艺配套是多相流技术成功应用的重要条件。     

原油管道运输调度模型研究

采用混合整数规划及多周期技术建立原油管道运输日调度的数学模型，解决不同原油从不同油轮卸油、装入港口油罐，再通过管道传输到中间油库或末端油库的管道运输调度问题。该模型的目标函数为控制原油品种切换成本最少。     

成品油管道输入站罐容优化计算

成品油管道设计与原油管道有很大的区别,主要体现在管道的顺序输送和批次、罐容的优化、混油的处理等方面,其关键是顺序输送批次和罐容的优化。在一条成品油顺序输送管道中,需要在管道的起、终点以及沿线的分油点和进油点建造较大容量的储罐区来平衡生产、消费和输送之间的不平衡,油罐区的建造和经营费用就要增加。采用一般方法计算为管道输送一个批次需要的罐容量,此罐容量往往非常巨大,为减少罐容的投资,提出在成品油管道设计中采用输差计算罐容的优化方法,并以抚顺—郑州成品油管道锦州站为例进行了具体介绍。     

准噶尔盆地春光油田油藏特征及成藏模式

春光油田是一个多层系含油、多油藏类型、稀油稠油共存的复式油气聚集区。为明确春光油田的油藏特征和成藏模式,系统开展了成藏要素和典型油藏分析。双凹陷供烃、多套储盖组合、多类型储集砂体、复式输导体系是春光油田多层系含油、立体成藏的必要条件,地层超覆线、剥蚀线和砂体尖灭线附近是油气有利聚集区。含膏盐区域性盖层、高孔渗储集物性是春光油田沙湾组稀油高产的关键因素,生物降解作用是白垩系原油稠化的主要原因,稀油和稠油分布主要受保存条件控制。进一步明确春光油田的油气成藏模式为:双凹供烃、两期充注、复式输导、立体成藏、降解稠化,并指出了春光油田的增储领域,对准噶尔盆地西部隆起及周缘油气勘探具有一定的启示和借鉴意义。     

优化改造油田生产工艺 增产增效提高环保水平——涠洲11-4油田生产工艺优化改造实践

油田生产水处理和海管输油能力不足是制约涠洲11-4油田生产和影响生产安全的瓶颈问题。合理利用油田原有设施和条件,对生产水处理系统和输油管道系统进行工艺优化改造,使该油田B平台海管运行的安全可靠性得以明显提高,并使油田生产水处理能力和处理质量得到有效改善,同时大幅度降低了油田生产成本,拓宽了油田增产挖潜的空间。涠洲11-4油田优化改造生产工艺实践经验,可为进一步拓宽海上老油气田的生产管理思路提供参考。     

Supply-based optimal scheduling of oil product pipelines

Oil product pipelines have features such as transporting multiple materials, ever-changing operating conditions, and synchronism between the oil input plan and the oil offloading plan. In this paper, an optimal model was established for a single-source multi-distribution oil product pipeline, and scheduling plans were made based on supply. In the model, time node constraints, oil offloading plan constraints, and migration of batch constraints were taken into consideration. The minimum deviation between the demanded oil volumes and the actual offloading volumes was chosen as the objective function, and a linear programming model was established on the basis of known time nodes’ sequence. The ant colony optimization algorithm and simplex method were used to solve the model. The model was applied to a real pipeline and it performed well.     

An MILP approach for detailed scheduling of oil depots along a multi-product pipeline

Oil depots along products pipelines are important components of the pipeline transportation system and down-stream markets.The operating costs of oil depots account for a large proportion of the total system’s operating costs.Meanwhile,oil depots and pipelines form an entire system,and each operation in a single oil depot may have influence on others.It is a tough job to make a scheduling plan when considering the factors of delivering contaminated oil and batches migration.So far,studies simultaneously considering operating constraints and contaminated oil issues are rare.Aiming at making a scheduling plan with the lowest operating costs,the paper establishes a mixed-integer linear programming model,considering a sequence of operations,such as delivery, export, blending,fractionating and exchanging operations,and batch property differences of the same oil as well as influence of batch migration on contaminated volume.Moreover,the paper verifies the linear relationship between oil concentration and blending capability by mathematical deduction.Finally,the model is successfully applied to one of the product pipelines in China and proved to be practical.     

管线油电损耗的灰色模型及预测

对于管道运输来说，影响输油成本变化的因素有很多，但是对总成本影响最大的是油电损耗费用。由于来自现场的输量和相关参数样本数据不足，只知道连续几年的流量、油电损耗，要预测将来每年的油电损耗，经典经济数学不能满足这样的研究。然而灰色系统理论要求的研究样本较少，只要知道连续几年的流量、油电损耗，就能预测将来每年的油电损耗，估算其输油成本，且模型精度较高。利用灰色系统理论，以输油管线每年的输量、相应的电耗和油耗为时间序列，建立了三元素非等间距GM(1，1)模型，该模型为预测管线年输油成本提供了可靠的依据。