An MILP approach for detailed scheduling of oil depots along a multi-product pipeline

Oil depots along products pipelines are important components of the pipeline transportation system and down-stream markets.The operating costs of oil depots account for a large proportion of the total system’s operating costs.Meanwhile,oil depots and pipelines form an entire system,and each operation in a single oil depot may have influence on others.It is a tough job to make a scheduling plan when considering the factors of delivering contaminated oil and batches migration.So far,studies simultaneously considering operating constraints and contaminated oil issues are rare.Aiming at making a scheduling plan with the lowest operating costs,the paper establishes a mixed-integer linear programming model,considering a sequence of operations,such as delivery, export, blending,fractionating and exchanging operations,and batch property differences of the same oil as well as influence of batch migration on contaminated volume.Moreover,the paper verifies the linear relationship between oil concentration and blending capability by mathematical deduction.Finally,the model is successfully applied to one of the product pipelines in China and proved to be practical.

融合机制与高斯混合回归算法的成品油管道顺序输送混油长度预测模型

成品油管道顺序输送过程中会出现混油现象,精确预测混油长度对油品批次切割具有重要意义,混油长度机制模型存在精度不高,数值计算量庞杂等问题。当前基于机器学习算法构建的全局预测模型未考虑实际工况多模态特性,预测精度受限;直接引入高斯混合回归算法辨识数据模态难以准确表征变量间复杂非线性关系。采用现有机制计算公式与高斯混合回归算法构建融合机制认知的局部建模算法,基于真实成品油管道顺序输送混油长度数据集进行不同模型预测结果对比试验。结果表明,融合机制认知与局部建模算法能有效表征变量间函数关系,新模型预测精度有明显优势。

管道顺序输送产生混油的问题研究

综述了国内外学者对管道顺序输送产生混油问题的研究成果,对混油产生的机理、混油界面的检测方法与混油处理和切割的方法进行了研究,给出了混油量计算公式,提出了混油研究工作的建议。

成品油长输管道的混油下载与切割

分析了正常运行条件下影响成品油长输管道混油发展、分布及混油量的因素,总结了顺序输送成品油管道的生产运行数据。以混油回掺处理为基础,提出了综合利用成品油长输管道油品资源和沿线站场下载油品的质量潜力,减少管道干线终点混油量的混油下载与切割处理方法,例如沿线站场适当下载干线混油尾,支线分输干线混油,沿线站场下载部分混油,将末站混油细分为不同浓度比例的混油段等。该方法应用于西南成品油管道的混油切割处理,取得了显著效果,可有效减轻管道全线的混油处理压力。

成品油管道运营问题分析及其解决方法

针对兰成渝输油管道投产运行以来出现的问题进行了分析,并从输油计划的编制、混油的形成与处理以及管道内部杂质的处理三个方面对成品油顺序输送管道进行了总结和归纳,提出了成品油管道建设和运行的意见和建议。

成品油管道输送高差混油模型研究

在倾斜管道顺序输送中 ,输送油品的物性差异在重力作用下影响混油的形成。分析了油品物性对混油过程的影响 ,利用与混油区的物质分布相关的轴向有效分散系数 ,建立了管道顺序输送高差混油模型。同时考虑了粘度和密度的变化 ,采用Crank Nicholson型隐式格式构造差分方程 ,并进行了数值求解。利用计算实例对雷诺数、倾角和输送长度等混油影响因素进行了分析。结果表明 ,倾角对混油的影响随着输送距离的增加和雷诺数的提高逐渐减小 ,特别是在大于临界雷诺数的高度湍流和长距离输送时 。

管道顺序输送的混油研究

综述了国内外管道顺序输送的实验研究状况,分析了混油形成的机理和影响混油的各项因素,总结了轴向有效扩散系数和预测混油量的计算方法,对不均匀混油进行了理论分析。

停输对混油量影响数值模拟研究

针对顺序输送管道在运行过程中的停输现象,建立了动量传递质量传递耦合的非稳态停输混油数学模型。利用PHOENICS 3.6软件进行停输过程数值模拟,通过算例分析了柴油前行、汽油后行在管道上下坡等工况下停输后的混油机理及不同工况条件下停输对混油量的影响。

水力喷砂射孔机理实验研究

根据材料冲蚀磨损理论和磨料射流切割原理 ,对利用水力喷砂射孔技术切割套管和近井地层岩石的机理及其影响因素进行了分析。在实验室条件下进行了水力喷砂射孔地面模拟实验 ,并在胜利油田现场进行了施工工艺设计和试验。实验结果表明 ,在压力为 2 3～ 2 4MPa的条件下 ,水力喷砂射孔能有效地穿透套管并在天然砂岩上射出直径 30mm以上、深达 780mm的孔眼 ,现场试验证实水力喷砂射孔油井增产效果明显。水力喷砂射孔增产的机理主要是解除近井地带污染 ,松弛密实圈 ,避免炮弹射孔的压实污染 ,增加地层渗透率并扩展油流通道。

成品油顺序输送二维和一维混油模型比较

管道成品油顺序输送导致混油的诸多因素中,最基本的是介质的散布行为,即对流与扩散。两油品间的混油过程就是二维对流扩散过程,即轴向伸展与径向扩散。而轴向伸展是由管流横截面上速度不均引起的,径向扩散则是由浓度梯度引起的。由分析得知,雷诺数越高,由一维混油理论求得的结果越接近二维混油理论求得的数值解,即雷诺数越低,一维混油理论求得的误差越大,在层流状态下,一维混油理论几乎不能成立。因此,在顺序输送设计与运行中,要求确保紊流并尽可能在高雷诺数下输送。通过分析比较,指出两种分析结果的差别随雷诺数的增大而减小。

成品油管道泄漏扩散规律分析

对成品油管道泄漏扩散过程进行了研究,建立了油品孔口出流模型、油品喷射模型、油品蒸发模型、油池扩散模型和油品渗透模型等适用于油品泄漏过程不同阶段的理论分析模型。基于这些分析模型,可以精确地评价一起可能发生的泄漏事故对公众和环境造成危害的严重程度,以便于更加准确、切合实际地对成品油管道泄漏事故进行定量风险评价,为制定管道事故应急预案,减少事故损失提供理论指导,同时也有助于对成品油管道进行完整性管理研究。

原油顺序输送工艺在东黄复线上的应用

东黄复线是我国第一条自动化输油管道,其中黄岛—广饶段于1999年12月正式开始进口原油的顺序输送。介绍了顺序输送工艺的特点,分析了顺序输送混油产生的机理,给出了混油量的计算公式。对影响混油量的因素进行了分析,给出了混油的切割方法,并对顺序输送管道的水力特性进行了分析。

西部成品油管道空管投油的技术分析

介绍了空管投油的具体步聚及其特点,结合西部成品油管道工程实际,对水联运投油与空管投油进行了对比分析,确定两部成品油管道采用空管投油方案,并针对空管投油丰硕存在油头保护、沿线排气、自控系统调试、大落差不满流控制等技术难点,提出了西部成品油管道空管投油的可行性技术控制措施。

顺序输送成品油管道混油量计算公式对比

顺序输送成品油管道在不同油品接触区会产生一段混油,混油量的计算、监测、控制和处理是成品油管输的重要环节。对目前常用的混油计算公式,如由扩散理论推导的公式、奥斯汀和柏尔弗莱(Austin、Palfrey)公式、经验公式进行了对比,得出在成品油顺序输送管道的规划设计中利用紊流扩散理论推导的公式计算混油量最可靠。

顺序输送混油浓度换算中的温度补偿计算

对基于油品密度特性的混油浓度检测技术进行了应用研究,认为对实时检测的混油密度进行混油浓度换算时,需要对顺序输送的单油品密度进行温度补偿,以此作为混油切割的基础。提出了"等差数列递推逼近"的新计算方法,弥补了传统计算方法的不足。编制了计算程序,并设计了一种手持式混油浓度换算仪。

输油管道腐蚀机理研究

针对输油管道的腐蚀问题,从土壤微生物、理化性质以及交流电对管道的腐蚀影响等方面进行了分析,建立了腐蚀分级的回归方程。按区域对管道腐蚀强度进行分级。通过挂片试验得出结论,埋地金属管道的腐蚀主要与土壤的含水率、电阻率、土壤容重及自然电位、pH值以及某些离子的综合含量有关,其腐蚀强度可由分级回归方程计算预测;在有交流电影响的区域,其管地电位远高于自然电位。交流电可引起腐蚀电位向活化区漂移、改变金属极化曲线的形状且增大钝态电流密度。根据对腐蚀机理的调查分析,按照腐蚀强度分级,对长输管道投入阴极保护后,达到了理想的防腐效果。

成品油管道应用减阻增输剂效果分析

成品油管道应用减阻增输剂在我国是一项新技术。利用格尔木—拉萨管道的试验资料和数据,对使用FLOXS减阻增输剂的效益、消除特瓶颈段的作用和加剂量与减阻增输率的关系进行了详细的分析。指出了美国BPCI公司试验报告中的严重失误,提出了应用该技术需要解决的一些关键性问题。

滑坡下成品油管道力学响应研究

针对于管道横穿滑坡体存在的潜在危害,基于光滑粒子流体动力学与有限元耦合算法(SPH FEM)构建土管油完全耦合模型,综合考虑材料、几何及接触非线性,分析土管油作用机制,并探讨滑坡体位移、埋深及径厚比等主要因素对管道力学行为的影响。研究表明,相比于简化为内压的油管(存在内压的空管),当考虑管内成品油存在时,均存在滑坡作用下管道典型的损伤行为,但在满管输送工况下,管内成品油的作用由滑坡初始时刻的“抗变”转变为“助变”,且对管道位移形变产生更大的影响,与简化空管相比,其位移增加了10.63%(应力增加了4.96%);随滑坡体位移、滑坡规模的增大及埋深的减小(对于敷设于滑坡中部的管道),会产生更大位移及塑性形变区域;对于穿越滑坡区的管道,可适量增加壁厚以增强管道极限承载能力。研究所得成果可为保障管道安全运行及滑坡灾害下管道防护给予理论指导与技术支持。

基于BP神经网络顺序输送混油粘度预测

针对现有混油粘度难以计算的问题,在分析BP神经网络基本原理的基础上,分别对三种混油建立了人工神经网络混油粘度预测模型。运用实测数据对BP网络进行了训练和仿真,仿真结果表明,三种模型预测误差都在2.5%以内,计算精度高于苏联学者提出的克恩达尔-莫恩罗埃公式和兹达诺夫斯基公式,具有适用性强的特点,可以完全满足工程的实际需要。

出疆管道顺序输送成品油和原油可行性分析

论述了出疆管道顺序输送成品油和原油的优越性，参考法国管网顺序输送成品油和原油的运行方式，提出了初步设想。在对新疆原油物性进行分析后，以外输总量１１００×１０＾４ｔ／ａ，成品油与原油比例８：３为前提，根据早期成品油管道工程可行性方案中所布站距进行了管径、安全输量等方面的工艺试算。从工艺角度对出疆管道顺序输送成品油和原油所存在的问题进行了探讨。