低输量含蜡原油管道优化运行

摘要

目前我国油田所生产的大多数原油特点为高粘易凝原油，原油所采用的输送方式多为加热输送。近年来随着我国大部分油田进入高含水期，低输量运行问题也日显突出，随之产生的管道结蜡问题也严重起来。含蜡原油管道的输送成本主要由动力费用和热力费用两部分组成。这种加热输送方式的主要耗费来自于为原油加热的热力费用和增压所需的动力费用，且常常因为管道的运行参数不合理，导致管道运行的能耗偏高、费用过大。所以，对原油管道低输量的运行进行研究是非常有必要的。
　　分析了国内外含蜡原油管道优化运行所做的工作，确定了本文的主要研究内容：从动力学和热力学的角度出发，进行原油管道的的优化分析。根据文中所确定的研究内容，这里主要考虑对管道运行费用的影响因素，确定出站油温和蜡层厚度为优化研究对象，在热力约束条件等约束条件下，建立了原油管道优化运行的数学模型。由于无法把优化模型中的非线性约束函数转化为线性约束函数，无法求解目标函数的一阶偏导数，本文从优化方法中选择了数值法对所建立的数学模型进行优化求解，在此基础上编写了输油管道优化运行的软件。结合实例，采用数值计算方法并用Microsoft visual basic6.0编制程序对本文模型进行求解。计算结果表明：本文模型对影响因素反映比较全面、算法可靠、程序准确。

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第一章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

1.4 研究方法与技术路线

1.5 优化方法的特点及分类

1.6 本章小结

第二章 含蜡原油管道低输量问题分析

2.1 不考虑摩擦热时管道允许的最低输量

2.2 考虑摩擦生热时管道的最小允许输量

2.3 低输量含蜡原油管道低输量问题的影响

2.4 低输量含蜡原油管道不稳定性影响因素

2.5 有关低输量含蜡原油管道最优化问题

2.6 本章小结

第三章 结蜡规律研究

3.1 原油管道结蜡

3.2 管道结蜡机理

3.3 管道结蜡的影响因素

3.4 管道结蜡模型

3.5 热油管道安全输量

3.6 本章小结

第四章 管道优化运行数学模型的建立及求解

4.1 优化设计研究的目标

4.2 优化设计过程中的基本假设

4.3 原油物性与温度的关系

4.4 工艺参数的分类与设计变量的确定

4.5 目标函数的建立

4.6 约束条件的建立

4.7 管道优化的数学模型

4.8 管道优化运行数学模型的求解方法

4.9 本章小结

第五章 软件开发及算例分析

5.1 软件开发平台

5.2 软件的结构与功能

5.3 软件中的主要参数说明

5.4 软件界面介绍

5.5 算例分析

5.6 加热温度对管道运行的影响

5.7 结蜡厚度对管道运行的影响

5.8 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文