「ダブルカーボン」目標に導かれるグリーン開発時代の背景の中で、集送システムのエネルギー消費の重要なノードである接続転送所の設備エネルギー消費の最適化は、集送システムの質の向上と効率化にとって極めて重要である。現在、油田地上の集送システムは長期にわたる発展を経て、多重プロセスの結合と複雑な配管網構造の共存という特徴を示し、エネルギー管理の難易度が著しく増加し、接続転送所の設備エネルギー消費が高止まりしている。従来の水熱力モデルの複雑な集送システムにおける汎用性の低さと誤差の大きさという限界を突破するために、集油プロセスから出発し、「管網 - 実体オブジェクト - グラフ理論」のトポロジー解析計算法を提案した。階層的に計量間と油井ネットワークの関係を解体し、多パラメーター結合の数学的表現体系を構築し、圧力場と温度場の協調的な解を実現し、複雑な集送システムの多重プロセスシミュレーションに対して実現可能なモデリングの考え方と技術的な道筋を提供した。実際の運転条件の制約を基に、ポンプと加熱炉の最小エネルギー消費を目的とした最適化モデルを構築し、遺伝的アルゴリズムを用いて機器の運転パラメーターを最適化した。結果は、水熱力パラメーターのシミュレーション誤差が10％以内であり、この方案は吉林油田のある接続転送所の運転エネルギー消費を17.07％削減し、複雑な配管網条件下でのエネルギー利用効率を向上させることが示された。本研究は、油田集送システムのデジタル化に新しい技術的道筋を提供し、産業の省エネ・排出削減に貢献する。

グラフ理論;石油・ガス集送;水熱力計算;エネルギー消費最適化