输油管线优化运行技术研究

魏永明(临盘采油厂维修大队，山东 德州 251507)

输油管线优化运行技术研究

魏永明(临盘采油厂维修大队，山东 德州 251507)

改革开放以来，我国的石油行业企业得到了长足发展，据不完全统计，我国石油企业在境外投产发展与国内相比不相上下。为了降低生产成本，提高企业的经营效益和市场竞争力，发挥集约规模经营的优势，一方面按照一定比例的油井群，建立炼油厂；或者原油直接输送到客户端的炼油企业。这就需要铺设大量的输油管道。因此，提高石油输油管线的运行技术水平，尤为重要。本文主要对石油管线运行技术之一遗传算法，做了研究和探讨。

输油管线；遗传算法；优化运行技术；研究探讨；

近年来，在我国西油东输的过程中，铺设了大量的石油管线，从新疆到上海；从四川到北京；从大庆到海南等等一系列输油管网工程的投产使用，对经济发展起到重要作用。因此，不断强化输油管道运行方面的技术研究和运行措施的优化，就显得非常重要。

1 我国输油管线技术管理的现状

在我国，很多专家技术人员以及操作员工，对石油输送管线运行管理技术的探索已经进行了将近20多年，获得了很多技术成果，目前，技术界一致评价最好的石油输送管道运行优化技术非遗传算法莫属。这种技术的优点，就是维护员工结合输油管线内外条件的变化，不断调整管道的运行状况和方案，使石油输送状态最佳[1]。目前。这种技术，在我国石油输出管道运行管理中，得到广泛推广应用。

2 石油输出管道运行的优化技术

2.1 石油输出管道的优化分类

从较为成功的石油输出管道运行技术的优化管理来看，分类方式有多样。如果把设计数量值作为分类标准，就有单变量和多变量2种分类优化方案；如果把约束条件作为分类标准，就分约束修改和无约束修改2种分类方案；如果把求解差异作为分类标准，就分准则法与数学规划法2种。

2.2 油田输出管线的优化特点

从世界范围来讲，石油输出管线运行技术优化的研究，要追溯到二次世界大战结束以后，当时，世界各个国都忙于经济恢复和发展。在发展过程中，逐渐对技术优化管理的理论和实践推向众多的领域。目前，技术优化管理方法逐渐成为各个行业不可缺少的重要技术。石油输出管线的运行管理及其优化问题，在实践过程中，确实有很大收益。但是，突出的问题表现在需要大量的资金投入和引进相关的技术设备，以及维护员工的技术培训。关键问题是运用现代化信息技术和高等数学知识，采集石油输出管线运行过程中大量的信息，建立数据中心，通过不断的优化来完善数学模型[2]。在优化问题求解和建模的过程中，不仅需要高深的问题求解技术还需要数学建模的理论知识。总之，优化管线运行管理技术属于高科技在人们生产生活实践中的具体应用。

3 石油输出管道运行优化的数学模型

模型优化的过程中，模型求解优化选择的限制性很大，许多要求数据看似完美，通过与其他过程相关模型匹配，问题仍然较为突出。一般的把传统类型采用直接搜索法去比较优化法，传统搜索法的模拟退化效果明显显露。而离散变量和列表寻优法，也有致命弱点，就是鲁棒性弱，效率低下。从这里可以看出，集中性优化方法被采用的困难很大，主要是不符合输油管线运行需要的低碳环保的理念需求，投入和收益矛盾反差较大。于是，遗传算法在优化方案选择中应运而生。这种技术对问题有很少限制，搜索范围也广，对于选择最优方案有积极的作用。

4 遗传算法具体应用

遗传算法主要是模拟生物进化论的把遗传过程的自然选择作为优化选择的建模理论基础。产生于20世纪70年代，最早是由美国学者提出的，石油输出管线运行优化管理技术运用遗传算法把一种全新的技术理念的科学运用，充分模拟了生物进化的演绎机理，通过人工进化过程的计算模型对优化目标空间实施随机性的搜索，能够从中发现各类型的方案，在输油管线实际运行中存在的问题，利于随机优化输油工艺。遗传算法的技术优势就是能够把搜索的难以解决的问题逐一作为个体，系统编号，制作出符号串，存入信息中心，将输油管线不同的批次系统地有效的记录，有利于防止出现串线情况，对输油管道正常高效运行的状态起到了保障作用。遗传算法数学模型的计算方法，模拟自然淘汰生物遗传过程理论极其相似，体现了自然选择和遗传机理所表达的进化过程的计算模式，主要技术的核心就是优胜劣汰，把最优的方案最快最有效的选择出来。因此，遗传算法属于随机化算法在选择技术的分类。在实际操作过程中，有利于利用相关的信息，及时处理比较劣质的，而又能够改善的希望的符号串，在实际施工中，大幅度减少调换管线的数量，提高施工生产率，降低了管道更换成本，提高了输油管线的运行质量，增强了企业市场竞争力，使输油管道运行得到优化。

5 结语

遗传算法数学建模技术在石油输出管道运行优化管理技术的应用，是新形势下，企业实现可持续发展必要的技术优势，石油管道的铺设运营管理，工程量大，涉及面广，也属于巨额投资建设项目，因此，石油企业要结合科研院所和技术主管部门，引进高科技专业技术人才，把先进的经营管理技术推广到油企建设的各个领域，以提高石油输出管线运行管理技术为契机，把遗传算法运用好，发展好。

[1]赵晶晶.浅谈输油管线建设项目环境影响技术评估重点[J].油气田环境保护,2015,(03):35-37+73.

[2]马天骄,吴明,冉龙飞.长输热油管道优化运行研究[J].当代化工,2014,(10):2159-2161+2165.

[3]顾宇.论输油管线运行优化思路探索[J].科技与企业, 2014,(11):209.

[4]赵晓刚,周毅,赵健宇.输油管线集肤效应电伴热的优化[J].化学工程,2013,(09):36-39.