淺析油氣管網規劃設計方法的現狀

解楠（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

淺析油氣管網規劃設計方法的現狀

解楠（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

隨著市場經濟的迅速發展，石油、天然氣等能源型資源在人們日常生產、日常生活中的作用與地位越來越重要，基于這樣的原因，人們對石油、天然氣能源的需求量也在不斷提高，油氣管網建設規模不斷擴大，從而給油氣管網規劃設計方法提出了更高的要求，因此，必須加強對油氣管網規劃設計方法的關注與研究力度。本篇論文中，筆者主要對油氣管網規劃設計方法的現狀進行了探討與分析，以供參考。

油氣管網；規劃設計；原則；方法

油氣管網的規劃設計工作，是一個系統的、持續性的重要工作，規劃設計工作具有廣泛性、復雜性以及系統性的顯著特征，在實際實施規劃設計工作的過程中，必須對現有管網以及目前的實際供求關系進行仔細分析，并要對管網結構進行進一步優化。

1 油氣管網規劃設計的原則

1.1 先進性原則

對于輸氣管網來說，雖說目前大多數規模相對不大，但其卻十分復雜，單純依靠運營經驗或者是手工計算遠遠不夠，必須運用多種科學的、精確的、先進的管網模擬軟件，分析計算多種規劃設計方案，并從中選出一種最佳的、最適合實際情況與實際要求的改造與擴建規劃設計方案。與此同時，在管網調度方面，也要應用一些先進的實時控制軟件，來開展在線模擬分析與計算，實現管網運行效率在最大限度的提高，盡可能地使輸氣成本得到降低。

1.2 整體性原則

對于天然氣開發規劃設計來說，主要有三個組成部分，即地面建設工程規劃設計、采氣工程規劃設計以及氣藏工程規劃設計。若是能夠在地面建設工程規劃設計之中應用一些科學的、精確的數模軟件，實現地面建設工程數模軟件、氣藏數模軟件兩者之間的有效結合，這樣的前提下，在氣藏工程規劃設計方案的制定過程中，就要考慮到地面建設工程規劃設計對其所產生的影響，這就從根本上改變了先制定氣藏工程規劃設計最優方案、后根據這一方案來制定地面建設工程規劃設計方案、最后作出優化方案這種傳統的、陳舊的做法[1]。這一種新的研究方法，使油氣管網規劃設計工作的整體性得到了很大程度上的加強，也更符合油氣管網上下游工程互相影響、互為依存的實際情況，更符合油氣管網上下游工程同步發展、統一規劃的要求。

1.3 持續性原則

先進性原則、整體性原則是油氣管網規劃設計應遵循的基本原則，除此之外，對于油氣管網規劃設計工作來說，必須進行全面、綜合的考慮。油氣管網的規劃設計工作，是一個系統的、持續性的重要工作，規劃設計工作具有廣泛性、復雜性以及系統性的顯著特征，從上游資源至下游用戶，存在著非常多的可變因素，基于這樣的原因，必須將油氣管網規劃設計工作當作一項持續進行的工作。

2 油氣管網規劃設計方法的現狀

2.1 以Hopfield為基礎的神經網絡法

上個世紀80年代，霍普菲爾德和湯克在求解TSP問題的時候應用了人工神經網絡方法，并取得了成功。人工神經網絡方法是將合適的能量函數引入到神經網絡之中，使其能夠與問題目標函數具有一致性，從而來對神經元間的聯結權進行確定，在神經網絡狀態不斷發生變化的過程中，其能量也在不斷減少，當兩者之間達到平衡狀態的時候，最終收斂到局部最優解。這種方法具有自組織性、自適應性、容錯性以及能夠大規模并行處理的基本特征[2]。在對輸氣管網的布局優化問題進行求解的時候，應用以Hopfield為基礎的神經網絡法，能夠有效解決維數障礙問題。相關研究文獻中，權值為2個城市間的管道長度，并在充分考慮穿跨越、特殊地形等工程實際情況的基礎上，各管段投資與路線長度不一定線性近似的條件下，單純依靠最短路徑指標來進行輸氣管網規劃，具有一定的局限性。這樣的情況下，可以舍棄兩點間長度，將各點間投資費用當作是管網布線參數，來計算最優路線選擇。

2.2 圖論法

相關文獻研究中，通過以輸氣管網系統為基礎，構建網絡模型，也就是網絡節點有供配氣節點、壓氣站以及氣源，網絡的弧是兩節點間的管道，管道的總投資為弧長，這樣的條件下對最優管網布局進行求解，優化目標是管道投資最省。在有一個未知的管道投資函數的條件下，可以將管道投資當作是管長線性函數，忽略流量、氣體的流向等因素的情況下，對管網初始布局進行求解，也就是聯結節點用管道，邊的權為兩節點直線距離，這樣的情況下，總的弧長也就會最短。然后可以應用圖論中的求解最短生成樹的方法來進行求解。相關研究發現，求最短總長管網布局的全部算法中，效果最好的一種算法便是SI算法[3]。

3 結語

綜上所述，油氣管網規劃設計工作是一個系統的、廣泛的、復雜的工作，隨著油氣管網建設規模不斷擴大，人們提高了對油氣管網規劃設計方法的要求。油氣管網規劃設計工作實際實施過程中，必須遵循先進性原則、整體性原則以及持續性原則，還要有效利用各種先進的、精確的模擬軟件以及各種科學合理的油氣管網規劃設計方法。相信隨著科學技術的進步，相信未來各種油氣管網規劃設計方法還會得到不斷改進與完善，為油氣管網建設做出更好的貢獻。

[1]張龍飛，董斌.地下油氣管網建設中的若干地震安全問題淺析——以平陸城區為例[J].山西地震，2016，(04):27-31.

[2]周軍，李曉平，鄧濤，陳仕林，萬璐，紀小婷，石國赟，宮敬.集輸系統優化設計研究的體系結構與發展方向[J].油氣儲運，2014，(07):707-713.

[3]艾慕陽.大型油氣管網系統可靠性若干問題探討[J].油氣儲運，2013，(12):1265-1270.

解楠（1989-），男山西省古縣人助理工程師本科主要從事天然氣集輸與處理設計工作