輸油管線優(yōu)化運行技術(shù)研究

魏永明(臨盤采油廠維修大隊，山東 德州 251507)

輸油管線優(yōu)化運行技術(shù)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(yè)企業(yè)得到了長足發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國石油企業(yè)在境外投產(chǎn)發(fā)展與國內(nèi)相比不相上下。為了降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)營效益和市場競爭力，發(fā)揮集約規(guī)模經(jīng)營的優(yōu)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(yè)。這就需要鋪設(shè)大量的輸油管道。因此，提高石油輸油管線的運行技術(shù)水平，尤為重要。本文主要對石油管線運行技術(shù)之一遺傳算法，做了研究和探討。

輸油管線；遺傳算法；優(yōu)化運行技術(shù)；研究探討；

近年來，在我國西油東輸?shù)倪^程中，鋪設(shè)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(wǎng)工程的投產(chǎn)使用，對經(jīng)濟發(fā)展起到重要作用。因此，不斷強化輸油管道運行方面的技術(shù)研究和運行措施的優(yōu)化，就顯得非常重要。

1 我國輸油管線技術(shù)管理的現(xiàn)狀

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

2 石油輸出管道運行的優(yōu)化技術(shù)

2.1 石油輸出管道的優(yōu)化分類

從較為成功的石油輸出管道運行技術(shù)的優(yōu)化管理來看，分類方式有多樣。如果把設(shè)計數(shù)量值作為分類標準，就有單變量和多變量2種分類優(yōu)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(shù)學(xué)規(guī)劃法2種。

2.2 油田輸出管線的優(yōu)化特點

從世界范圍來講，石油輸出管線運行技術(shù)優(yōu)化的研究，要追溯到二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后，當時，世界各個國都忙于經(jīng)濟恢復(fù)和發(fā)展。在發(fā)展過程中，逐漸對技術(shù)優(yōu)化管理的理論和實踐推向眾多的領(lǐng)域。目前，技術(shù)優(yōu)化管理方法逐漸成為各個行業(yè)不可缺少的重要技術(shù)。石油輸出管線的運行管理及其優(yōu)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(xiàn)在需要大量的資金投入和引進相關(guān)的技術(shù)設(shè)備，以及維護員工的技術(shù)培訓(xùn)。關(guān)鍵問題是運用現(xiàn)代化信息技術(shù)和高等數(shù)學(xué)知識，采集石油輸出管線運行過程中大量的信息，建立數(shù)據(jù)中心，通過不斷的優(yōu)化來完善數(shù)學(xué)模型[2]。在優(yōu)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(shù)還需要數(shù)學(xué)建模的理論知識。總之，優(yōu)化管線運行管理技術(shù)屬于高科技在人們生產(chǎn)生活實踐中的具體應(yīng)用。

3 石油輸出管道運行優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型

模型優(yōu)化的過程中，模型求解優(yōu)化選擇的限制性很大，許多要求數(shù)據(jù)看似完美，通過與其他過程相關(guān)模型匹配，問題仍然較為突出。一般的把傳統(tǒng)類型采用直接搜索法去比較優(yōu)化法，傳統(tǒng)搜索法的模擬退化效果明顯顯露。而離散變量和列表尋優(yōu)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(yōu)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(huán)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(yōu)化方案選擇中應(yīng)運而生。這種技術(shù)對問題有很少限制，搜索范圍也廣，對于選擇最優(yōu)方案有積極的作用。

4 遺傳算法具體應(yīng)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(yōu)化選擇的建模理論基礎(chǔ)。產(chǎn)生于20世紀70年代，最早是由美國學(xué)者提出的，石油輸出管線運行優(yōu)化管理技術(shù)運用遺傳算法把一種全新的技術(shù)理念的科學(xué)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(yōu)化目標空間實施隨機性的搜索，能夠從中發(fā)現(xiàn)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(yōu)化輸油工藝。遺傳算法的技術(shù)優(yōu)勢就是能夠把搜索的難以解決的問題逐一作為個體，系統(tǒng)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(tǒng)地有效的記錄，有利于防止出現(xiàn)串線情況，對輸油管道正常高效運行的狀態(tài)起到了保障作用。遺傳算法數(shù)學(xué)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(xiàn)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(shù)的核心就是優(yōu)勝劣汰，把最優(yōu)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(shù)的分類。在實際操作過程中，有利于利用相關(guān)的信息，及時處理比較劣質(zhì)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(diào)換管線的數(shù)量，提高施工生產(chǎn)率，降低了管道更換成本，提高了輸油管線的運行質(zhì)量，增強了企業(yè)市場競爭力，使輸油管道運行得到優(yōu)化。

5 結(jié)語

遺傳算法數(shù)學(xué)建模技術(shù)在石油輸出管道運行優(yōu)化管理技術(shù)的應(yīng)用，是新形勢下，企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展必要的技術(shù)優(yōu)勢，石油管道的鋪設(shè)運營管理，工程量大，涉及面廣，也屬于巨額投資建設(shè)項目，因此，石油企業(yè)要結(jié)合科研院所和技術(shù)主管部門，引進高科技專業(yè)技術(shù)人才，把先進的經(jīng)營管理技術(shù)推廣到油企建設(shè)的各個領(lǐng)域，以提高石油輸出管線運行管理技術(shù)為契機，把遺傳算法運用好，發(fā)展好。

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