針對油田地麵集輸管網管理係統的設計運用
信息技術
作者：張賀達
【摘要】能源的開發的合理利用是促進國家經濟增長的重要因素之一，通過對油田的合理開發，對內部資源的合理利用將有助於推動社會經濟的發展，在進行油田管網的集輸管道建設中，通過使用GIS技術建立一種管網管理係統，將能夠更為有效的推動油田資源的合理開發。
【關鍵詞】油田；地麵集輸管網；管理係統
前言：油田地麵技術管網是對原油進行有效運輸利用的重要管道，如果在設計過程中不能夠完善設計的理念，就有可能導致管網的利用脫離設計的目的。所以利用GIS技術建立一種科學化的先進集輸管網管理係統，將有助於完善對現階段油田內部地麵技術管網的管理運用。
一、技術方案的製定
油田地麵集輸管網在使用時需要對其進行合理的管理以及控製，所以通過使用地理信息係統建立一種有效的管網管理係統是十分必要的。地理信息係統是一種將多學科、多部門綜合囊括到一起的一門先進科學技術，通過將計算機技術作為整體運用的基礎，在進行空間管理的效益上具有顯著的優勢。它具有的優點:1)包含了地麵、地下空間基本信息，實現了測繪與勘察信息互補，能進行地麵、地下多種信息疊加、統計、提取等應用分析;2)用符號直觀的表示地理及某物體特征;3)地理及物體特征采用數字方式進行存儲，既節省存儲空間又可實現圖形的無級縮放;4)便於數據的共享，圖形的更新、存儲和打印。
二、石油地麵集輸管網係統的優化設計
2.1石油地麵集輸管網係統的優化模型
在石油地麵集輸管網設計中，筆者為了方便於計算，對石油地麵集輸管網係統進行了以下假設：第一，地麵集輸管網係統的流動較為穩定；第二，每一條管道的溫度保持不變，但是在集輸管網係統的中的各條管道其溫度可以有所不同；第三，進行優化設計的時候，要忽略閥門、配件以及彎管的影響；第四，整個地麵集輸管網係統中的流體構成不變，創建一個地麵集輸管網係統的水力學模型以及優化數學模型。通過該模型來計算管網的兩相流係統以及單相流係統的流動特性。其中兩相流模型的形式為：
riQai=ΔPi（式1）
其中Q表示支管i體積流量，r表示係數，ΔP表示支管i的壓降，這個形式主要是體積流量和壓降之間的非線性關係式。在此要注意的是a不是一個常量，而是流體特性以及管道尺寸等變量函數。通過線性理論的方法，將以上的式一可以變成以下兩種形式：即：
riQi（ai-i）Qi=ΔPi（式2）
和riQi（ai-i）=βi（式3）
接著把式三放入到式二中則可以得出：βiQi=ΔPi（式4），通過兩相流的方程式來進行計算。
2.2管網模型的構建
為了促使該模型在管網係統中更好地發揮出效果，筆者將設置以下幾點要求：第一，每一個網環必須要指定相應的整型數，這個整型數必須要在1的基礎上進行遞增。第二，兩個網環之間的公共支管處的流向必須要保持一致，其中在每一個網環中，支管參考流向也必須得保持一致。第三，如果流入節點流向是正，那麼其流向為負。其方程式主要如下：
其中i=1，2，3…，N，如果有流體流出或者液體流入的話，則方程式為：
其中Di表示第i個節點的流出流量，Si表示第i個節點的流入流量，N表示管網係統中的總節點數，j表示與第i個節點連接的第j條管道，i表示管網係統中的第i個節點。
在任何封閉的環網中都可以運用希爾霍夫定律，能夠得出相關的
能量平衡方程：其中l=1，2，3…，M。將
管網中的方程組與能量方程=0進行組合，假