輸油管線優化運行技術研究

魏永明(臨盤采油廠維修大隊，山東 德州 251507)

輸油管線優化運行技術研究

魏永明(臨盤采油廠維修大隊，山東 德州 251507)

改革開放以來，我國的石油行業企業得到了長足發展，據不完全統計，我國石油企業在境外投產發展與國內相比不相上下。為了降低生產成本，提高企業的經營效益和市場競爭力，發揮集約規模經營的優勢，一方面按照一定比例的油井群，建立煉油廠；或者原油直接輸送到客戶端的煉油企業。這就需要鋪設大量的輸油管道。因此，提高石油輸油管線的運行技術水平，尤為重要。本文主要對石油管線運行技術之一遺傳算法，做了研究和探討。

輸油管線；遺傳算法；優化運行技術；研究探討；

近年來，在我國西油東輸的過程中，鋪設了大量的石油管線，從新疆到上海；從四川到北京；從大慶到海南等等一系列輸油管網工程的投產使用，對經濟發展起到重要作用。因此，不斷強化輸油管道運行方面的技術研究和運行措施的優化，就顯得非常重要。

1 我國輸油管線技術管理的現狀

在我國，很多專家技術人員以及操作員工，對石油輸送管線運行管理技術的探索已經進行了將近20多年，獲得了很多技術成果，目前，技術界一致評價最好的石油輸送管道運行優化技術非遺傳算法莫屬。這種技術的優點，就是維護員工結合輸油管線內外條件的變化，不斷調整管道的運行狀況和方案，使石油輸送狀態最佳[1]。目前。這種技術，在我國石油輸出管道運行管理中，得到廣泛推廣應用。

2 石油輸出管道運行的優化技術

2.1 石油輸出管道的優化分類

從較為成功的石油輸出管道運行技術的優化管理來看，分類方式有多樣。如果把設計數量值作為分類標準，就有單變量和多變量2種分類優化方案；如果把約束條件作為分類標準，就分約束修改和無約束修改2種分類方案；如果把求解差異作為分類標準，就分準則法與數學規劃法2種。

2.2 油田輸出管線的優化特點

從世界范圍來講，石油輸出管線運行技術優化的研究，要追溯到二次世界大戰結束以后，當時，世界各個國都忙于經濟恢復和發展。在發展過程中，逐漸對技術優化管理的理論和實踐推向眾多的領域。目前，技術優化管理方法逐漸成為各個行業不可缺少的重要技術。石油輸出管線的運行管理及其優化問題，在實踐過程中，確實有很大收益。但是，突出的問題表現在需要大量的資金投入和引進相關的技術設備，以及維護員工的技術培訓。關鍵問題是運用現代化信息技術和高等數學知識，采集石油輸出管線運行過程中大量的信息，建立數據中心，通過不斷的優化來完善數學模型[2]。在優化問題求解和建模的過程中，不僅需要高深的問題求解技術還需要數學建模的理論知識。總之，優化管線運行管理技術屬于高科技在人們生產生活實踐中的具體應用。

3 石油輸出管道運行優化的數學模型

模型優化的過程中，模型求解優化選擇的限制性很大，許多要求數據看似完美，通過與其他過程相關模型匹配，問題仍然較為突出。一般的把傳統類型采用直接搜索法去比較優化法，傳統搜索法的模擬退化效果明顯顯露。而離散變量和列表尋優法，也有致命弱點，就是魯棒性弱，效率低下。從這里可以看出，集中性優化方法被采用的困難很大，主要是不符合輸油管線運行需要的低碳環保的理念需求，投入和收益矛盾反差較大。于是，遺傳算法在優化方案選擇中應運而生。這種技術對問題有很少限制，搜索范圍也廣，對于選擇最優方案有積極的作用。

4 遺傳算法具體應用

遺傳算法主要是模擬生物進化論的把遺傳過程的自然選擇作為優化選擇的建模理論基礎。產生于20世紀70年代，最早是由美國學者提出的，石油輸出管線運行優化管理技術運用遺傳算法把一種全新的技術理念的科學運用，充分模擬了生物進化的演繹機理，通過人工進化過程的計算模型對優化目標空間實施隨機性的搜索，能夠從中發現各類型的方案，在輸油管線實際運行中存在的問題，利于隨機優化輸油工藝。遺傳算法的技術優勢就是能夠把搜索的難以解決的問題逐一作為個體，系統編號，制作出符號串，存入信息中心，將輸油管線不同的批次系統地有效的記錄，有利于防止出現串線情況，對輸油管道正常高效運行的狀態起到了保障作用。遺傳算法數學模型的計算方法，模擬自然淘汰生物遺傳過程理論極其相似，體現了自然選擇和遺傳機理所表達的進化過程的計算模式，主要技術的核心就是優勝劣汰，把最優的方案最快最有效的選擇出來。因此，遺傳算法屬于隨機化算法在選擇技術的分類。在實際操作過程中，有利于利用相關的信息，及時處理比較劣質的，而又能夠改善的希望的符號串，在實際施工中，大幅度減少調換管線的數量，提高施工生產率，降低了管道更換成本，提高了輸油管線的運行質量，增強了企業市場競爭力，使輸油管道運行得到優化。

5 結語

遺傳算法數學建模技術在石油輸出管道運行優化管理技術的應用，是新形勢下，企業實現可持續發展必要的技術優勢，石油管道的鋪設運營管理，工程量大，涉及面廣，也屬于巨額投資建設項目，因此，石油企業要結合科研院所和技術主管部門，引進高科技專業技術人才，把先進的經營管理技術推廣到油企建設的各個領域，以提高石油輸出管線運行管理技術為契機，把遺傳算法運用好，發展好。

[1]趙晶晶.淺談輸油管線建設項目環境影響技術評估重點[J].油氣田環境保護,2015,(03):35-37+73.

[2]馬天驕,吳明,冉龍飛.長輸熱油管道優化運行研究[J].當代化工,2014,(10):2159-2161+2165.

[3]顧宇.論輸油管線運行優化思路探索[J].科技與企業, 2014,(11):209.

[4]趙曉剛,周毅,趙健宇.輸油管線集膚效應電伴熱的優化[J].化學工程,2013,(09):36-39.