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Análise topológica da rede de transporte impulsionada pela teoria dos grafos e otimização da eficiência energética

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Abstract

Na era do desenvolvimento verde guiado pela meta de "duplo carbono", as estações de transferência, como nós críticos no consumo de energia dos sistemas de coleta e transporte, têm papel fundamental na otimização do consumo energético dos equipamentos para melhorar a qualidade e eficiência do sistema de coleta e transporte. Atualmente, o sistema de coleta e transporte em campo petrolífero terrestre, após longo desenvolvimento, apresenta características de acoplamento de múltiplos processos e coexistência de estruturas complexas de rede de dutos, aumentando significativamente a dificuldade da gestão do consumo de energia, com consumo energético elevado nos equipamentos das estações de transferência. Para superar as limitações do modelo termo-hidráulico tradicional, com baixa universalidade e grandes erros em sistemas complexos de coleta e transporte, foi proposta uma metodologia de cálculo baseada na análise topológica "rede - objeto físico - teoria dos grafos", partindo do fluxo de coleta de petróleo. Através da decomposição em camadas da relação entre a câmara de medição e a rede de poços, foi construído um sistema de representação matemática acoplada multiparamétrica, viabilizando a solução conjunta do campo de pressão e campo de temperatura, fornecendo um pensamento de modelagem e caminho técnico factível para a simulação multiprocesso de sistemas complexos de coleta e transporte. Com base nas condições operacionais reais, foi estabelecido um modelo de otimização para minimizar o consumo energético das bombas e fornos, otimizando os parâmetros operacionais dos equipamentos por meio de algoritmo genético. Os resultados mostram que o erro da simulação dos parâmetros termo-hidráulicos está dentro de 10% e que esta solução pode reduzir o consumo energético de uma estação de transferência em um campo petrolífero de Jilin em 17,07%, aumentando a eficiência energética sob condições complexas de rede de dutos. Este estudo fornece um novo caminho tecnológico para a digitalização dos sistemas de coleta e transporte em campos petrolíferos, apoiando a economia de energia e a redução de emissões no setor.

Keywords

teoria dos grafos;coleta e transporte de óleo e gás;cálculo termo-hidráulico;otimização do consumo energético

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