本文關鍵詞：高含蠟原油管道低輸量狀態(tài)下的安全經(jīng)濟運行技術研究　出處：《東北石油大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：低輸量運行是指輸油管道在低于設計輸量的工況下運行,而且我國所產(chǎn)原油多為高含蠟原油。在低輸量狀態(tài)下運行時,管道沿線溫降較大,結(jié)蠟嚴重,易造成蠟堵事故的發(fā)生,另外,為防止凝管事故發(fā)生,需大幅度提升出站溫度,能耗增大,高含蠟原油在低輸量狀態(tài)下運行既不安全有不經(jīng)濟。因此需要對高含蠟原油管道低輸量狀態(tài)下的安全經(jīng)濟運行技術進行研究。本文在前人科研成果的基礎上,綜合考慮高含蠟原油管道低輸量運行的熱力、水力特性及蠟沉積規(guī)律,結(jié)合蠟沉積室內(nèi)環(huán)道實驗,應用相關向量機算法構(gòu)建蠟沉積速率預測模型。以大慶油田某輸油管道為例與蠟沉積動力學模型及神經(jīng)網(wǎng)絡算法模型的蠟沉積速率預測結(jié)果進行對比分析。結(jié)果表明,本文所提出的蠟沉積預測模型平均誤差為1.27%,均方根誤差為0.3,相關系數(shù)達到0.921,預測精度高,穩(wěn)定性好,能夠較為準確的描述原油管道實際運行工況中的蠟沉積現(xiàn)象。其次,在理論蠟沉積規(guī)律研究及熱力、水力特性研究的基礎之上,引入?yún)^(qū)間數(shù)方法,對與大慶油田某管道運行安全性有關的各影響參數(shù)進行了重要性分析,確定了各影響參數(shù)的重要性排序,得到了各影響參數(shù)的概率分布。然后,對各影響參數(shù)進行抽樣,得出了在進站溫度一定的條件下所對應的最小安全輸量概率分布規(guī)律符合正態(tài)分布的結(jié)論。同時,結(jié)合實例給出了計算不同運行輸量大于最小允許輸量概率的方法,進一步依據(jù)管道運行安全性評價標準對大慶油田某原油管道運行的安全性進行了評價,結(jié)果顯示該輸油管道全年各季節(jié)運行工況安全等級均≥2,安全性較高。之后,綜合考慮最優(yōu)輸油溫度,最優(yōu)輸油壓力及最優(yōu)清蠟周期之間的相互耦合,以一定時間內(nèi)的總輸油成本最小為目標,以管道低輸量運行的安全性為約束條件,三種經(jīng)濟指標為決策變量,提出了同時求解三種經(jīng)濟指標的安全經(jīng)濟運行優(yōu)化數(shù)學模型,并給出了迭代求解方法。以大慶油田某輸油管道為例,計算得到了各經(jīng)濟指標的區(qū)間數(shù),通過統(tǒng)計分析得到了各經(jīng)濟指標的概率分布。最后,在此基礎上結(jié)合之前的重要性分析,首次提出了綜合考慮最優(yōu)出站溫度,最優(yōu)出站壓力及最優(yōu)清蠟周期三種經(jīng)濟指標的管道穩(wěn)定運行經(jīng)濟指數(shù)(SOEI)的概念及計算方法,使得管道穩(wěn)定運行經(jīng)濟指數(shù)(SOEI)可以對高含蠟原油管道在低輸量運行時的經(jīng)濟性進行綜合評價。以大慶油田某輸油管道為例,安全經(jīng)濟性評價結(jié)果表明,由于出站溫度經(jīng)濟指數(shù)較低,管道運行工況在2、8月份時經(jīng)濟性評價指數(shù)SOEI等級為3,已偏離運行工況的經(jīng)濟運行區(qū)間,應有針對性對出站溫度進行相應調(diào)節(jié),使其恢復到運行工況的經(jīng)濟區(qū)間范圍內(nèi),并給出了各經(jīng)濟指標的最優(yōu)的經(jīng)濟運行區(qū)間。
[Abstract]:Low throughput operation refers to the pipeline below the design output conditions of operation, but also China's production of crude oil is high wax crude oil. In low flow condition, large temperature drop along the pipeline, wax, wax, easy to cause the blocking accident in order to prevent the occurrence of coagulation the accident of tube, need to greatly enhance the temperature of the station, and increases energy consumption in low flow condition is not safe and not economic wax crude oil containing high. So it is necessary to study the low throughput under the condition of safe and economic operation of high waxy crude oil pipeline. In this paper based on the previous research, comprehensive consideration high waxy crude oil pipeline running of low flux thermal hydraulic characteristics and wax deposition, with wax deposition indoor loop experiment, application of relevance vector machine algorithm to construct prediction model of wax deposition rate. With the dynamic model of wax deposition in Daqing oilfield and pipelines The wax deposition rate prediction model of neural network algorithm were analyzed. The results show that the average error of wax deposition model proposed in this paper is forecast to be 1.27%, the RMS error is 0.3, the correlation coefficient reached 0.921, high accuracy, good stability, can wax deposition in the actual operation condition of phenomenon description of crude oil pipeline accurately. Secondly, in the study of theory and thermal wax deposition, based on the research of the hydraulic characteristics, introduced the interval method, with the parameters of Daqing oilfield pipeline safety operation of each related to the importance of analysis, to determine the importance of each parameter's influence ranking, get the probability distribution of parameters. Then, sampling the effect of each parameter, the minimum output probability distribution with normal distribution of the corresponding conclusion in the same temperature. At the same time, combined with the real Patients given different operation of transmission is greater than the minimum allowable throughput probability method, on the basis of operation safety evaluation safety of pipeline operation standards for Daqing oilfield crude oil pipeline were evaluated. The results show that the oil pipeline in all seasons operating security level greater than or equal to 2, high security. After comprehensive consideration the optimal oil temperature, oil pressure and optimal optimal coupling between the clear wax cycle, in order to minimize the total transportation cost in a certain period of time, with low throughputrunning safety of pipeline operation as constraint conditions, three economic indicators as decision variables, is proposed to simultaneously solve three economic indicators in safe and economic operation optimization the model, and gives the iterative solution method. An oil pipeline in Daqing oilfield as an example, the interval number of each economic index calculation, through statistical analysis of various economic indicators The probability distribution. Finally, combined with the previous analysis of the importance on the basis of this, put forward for the first time considering the optimal temperature of the station, the optimal pipeline stable economic operation index and the optimal pressure pigging period of three economic indicators (SOEI) concept and calculation method, the economic index of pipeline stability (SOEI) can be carried out comprehensive evaluation of economy of high waxy crude oil pipeline oil transportation at low. An oil pipeline in Daqing oilfield as an example, the safety and economy of the evaluation results show that the temperature of the station economic index is low, the pipeline operating conditions in the 2,8 month when the economic evaluation index of SOEI grade 3, has deviated from the operating conditions the range of economic operation, should be targeted to the corresponding adjustment to the temperature of the station, bring it back to the range of operating conditions in the economy, and gives the optimal economic indicators of the economic operation range.

【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE88

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本文編號：1391932