目前,我国陆上大多数主力油田已全面进入“双高”(高采出程度、高含水率)和产量总递减阶段,地面油气集输系统的负荷普遍下降,运行效率较低,系统能耗偏高。为降低系统能耗,提高系统效率,需要对集输系统进行生产运行参数与调整改造方案优化。本文针对稠油三管伴热集输流程,主要进行以下几个方面的研究工作:(1)分析了稠油三管伴热集输流程的结构及工艺特点,将稠油三管伴热集输系统分解为联合站、转油站、集输管网等若干个子系统,分别建立了各子系统的能量平衡分析模型,给出了各子系统的效率分析方法;(2)根据稠油集输工艺采用的加热方式、管网形态和管线根数,采用流体力学、工程热力学等理论,研究建立了其管网系统水力和热力分析计算方法;(3)以生产运行能耗最小为目标函数,以井口回压、泵出口压力、稠油进站温度等为约束条件,研究建立了稠油生产运行参数优化数学模型。该模型属于非凸非凹非线性数学规划问题,根据模型的结构特点,提出采用序列二次规划法进行求解;(4)采用 C++ Builder 语言,编制完成了稠油三管伴热集输系统效率分析与生产运行优化软件。该软件能够实现稠油三管伴热集输系统效率分析、生产运行参数优化、调整改造方案模拟等功能。利用该软件对辽河牛心坨油田稠油集输系统进行了系统效率分析和生产改造方案优化,与优化前相比,系统效率提高 10.06%,平均站效提高 9.35%,平均热能利用率提高 9.94%,电能利用率提高 3.78%,集输系统年节电 1.20×106kW·h,年节气 1.95×106m3,即年节约能量 7.91×107MJ。