油气管网规划设计方法的现状分析

安翼 周建萍(兰州寰球工程有限公司， 甘肃 兰州 730060)

油气管网规划设计方法的现状分析

安翼 周建萍(兰州寰球工程有限公司， 甘肃 兰州 730060)

随着科学技术的进步与社会经济的发展，人们在生产、生活中对于石油、天然气等资源的应用范围不断扩大、需求量不断增加，这样的背景下，我国的油气管网建设规模越来越大，这就提高了对油气管网规划设计的要求，必须加强对油气管网规划设计方法的研究，并要实现油气管网结构的优化与改进。本文中，笔者主要探讨了油气管网规划设计的原则，并分析了我国油气管网规划设计方法的应用现状，望可以对推动我国油气事业的进一步发展提供帮助。

油气管网；规划设计方法；现状

油气管网建设是一项涉及到社会民生的重要项目，因此，油气管网设计规划方面的问题受到了越来越多的关注与重视，油气管网建设工程是一个持续性、系统性的研究项目，与此同时，规划设计工作又具有系统性、复杂性、广泛性的特征。实际进行油气管网规划设计的过程中，应仔细、认真分析现阶段油气资源的实际供求关系以及现有油气管网的基本情况，在此基础上，进一步优化、改进油气管网结构，以更好地促进我国油气事业的健康、持续发展。

1 油气管网规划设计应遵循的基本原则

(1)整体性 天然气管网规划设计，一般情况下由地面建设工程、采气工程、气藏工程三个部分的规划设计所构成，由此可以看出，规划设计工作涉及到的范围非常广、内容非常复杂。这样的背景下，若是可以在地面建设工程的设计规划过程中应用一些切实有效的、精确的、科学的数模软件，并有效结合气藏数模软件以及地面建设工程数模软件，便有利于实现天然气管网规划设计的优化与改进。原因在于，这样的基础上，制定气藏工程规划设计方案的时候，便要考虑气藏工程规划设计方案受到地面建设工程规划设计方案影响的大小，从而改变了以往根据提前确定出的气藏工程最优规划设计方案来制定地面建设工程规划设计方案、再选择优化方案这种模式下存在的不足与缺陷，

(2)先进性 就现阶段我国的输气管网基本情况来看，大多数规模虽然较小，但却比较复杂，若仅是依赖于手工计算、运营经验进行管网规划设计是远远不够的，必须采取各种各样精确、先进、科学的油气管网模拟软件，对提出的各种管网规划设计方案进行严格的计算、分析，选择出最符合现实情况的、能够满足实际要求的、最佳的管网规划设计方案[1]。除此之外，也要应用一些有效的实时控制软件来进行管网调度，实施在线模拟分析、在线计算，以在最大限度上提高管网运行效率与水平，并实现输气成本的最小化。

(3)持续性 油气管网规划设计应当遵循的基本原则便是整体性、先进性，与此同时，也要注重持续性的原则，也就是说，油气管网设计规划过程中，应站在综合、全面的角度上进行考虑。究其原因在于，油气管网建设工程是一个持续性、系统性的研究项目，与此同时，规划设计工作又具有系统性、复杂性、广泛性的特征。对于油气管网来说，从上游资源至下游用户，整个过程中有着诸多不确定因素，因此，应将油气管网的设计规划当作一个持续性的工作。

2 我国油气管网规划设计方法的应用现状

(1)图论法 随着经济的发展与社会的进步，关于油气管网规划设计方面的研究报道不断增多，有研究指出，基于油气管网系统，构建一个系统的网络模型。即，对于输气管网系统来说，在网络节点有压气站、气源以及供配气节点，两节点之间的管道便是网络模型的弧，弧长是管道的总投资，在此基础上，以管道投资最省为油气管网规划设计的优化目标，求解最优管网布局。管道投资函数未知，这样的状况下，将管道投资作为管长线性函数，不考虑气体的流向以及流量，求解管网初始布局，两节点的直线距离就是边的权，从而会得到最短的总弧长，最后再应用图论法中最短生成树求解的方法进行求解[2]。与此同时，也有研究指出，SI算法是最短总长管网布局求解算法中效果最好的算法。

(2)基于Hopfield的神经网络法 Hopfield于1980s对TSP问题进行求解时，对人工神经网络法进行了应用，并得到了良好的成果。人工神经网络法指的是，在神经网络中引入符合实际情况的能量函数，并使能量函数、问题目标函数一致，良好地确定神经元之间的联结权之后，由于神经网络状态始终在发生着变化，因此，神经网络的能量也处于逐渐减少的过程中，两者平衡时，便可以获得局部最优解。基于Hopfield的神经网络法，其基本特征主要包括容错性、自适应性、自组织性，与此同时，还适用于大规模并行处理的状况，因此，近年来得到了十分广泛的应用[3]。对输气管网，求解布局优化问题时，应用神经网络法，还可以实现对维数障碍问题的良好解决。与此同时，还有研究指出，在以2个城市间油气管道长度为权值的基础上，充分考虑工程实际情况，例如特殊地形、穿跨越等，并考虑路线长度、各管段投资不一定近似线性的状况，仅凭最短路径指标，进行油气管网规划设计，具有一定的不确定性与局限性。面对这样的问题，可将两点间长度舍弃，确定管网布线参数为各点间的投资费用，从而对最优路线选择方案进行选择。

3 结语

油气管网规划设计中，应遵循整体性、先进性、持续性的基本原则，采取图论法、基于Hopfield的神经网络法等油气管网规划设计方法，方可提高油气管网规划设计的合理性，从而为推动油气管网建设发挥更好的作用。

[1]解楠.浅析油气管网规划设计方法的现状[J].化工管理,2017，(9):215.

[2]张龙飞,董斌.地下油气管网建设中的若干地震安全问题浅析——以平陆城区为例[J].山西地震,2016，(04):27-31.

[3]艾慕阳.大型油气管网系统可靠性若干问题探讨[J].油气储运,2013，(12):1265-1270.

安翼(1989-)，男,甘肃兰州人,助理工程师,本科,主要从事油气储运配管设计，管廊设计，管道应力计算等工作。