集油管网的结构布局和运行方案是影响集油系统建设投资与运行成本的重要因素,直接关系到油田开发生产的经济效益。本文在分析单管环状掺输集油流程特点的基础上,以管网的建设与生产运行成本最低为目标函数对该类管网的结构布局和参数进行优化研究。采用蚁群算法与遗传算相结合方式求解总体布局优化模型,同步优化井组与站址。蚁群算法中,将井站隶属关系的确定转化为路径选择问题,通过控制蚂蚁搜索路径时的转移方式、概率等操作完成井组划分。遗传算法中,将站址信息存于染色体,在整个布局可行域内搜索最佳站址,同时调用蚁群算法,对每一种出现的站址布局优化得到最佳的井场分组方案。用两种方式对算例数据进行优化计算,结果表明同步优化算法能避免站址初始值对优化过程的影响,有效扩大搜索空间,所得分组与站址布局方案的目标函数值较分步优化降低了10%以上。在完成管网总体布局的基础上,用蚁群算法与遗传算法求解环路结构优化模型,同步完成子环路集合的划分与子集合内井场连接。遗传算法用以确定环路的结构参数,即每个站所辖的环路个数和环上井数,蚁群算法用以确定每种结构参数对应的子集合划分方案与井场连接顺序。对算例数据的优化过程及结果对比表明,同步优化算法能更好的确定环路个数与环上井数的组合方案,所得环路结构的目标函数值较分步优化下降约20%。对单管环状掺输集油管网的参数优化模型,采用遗传算法进行求解。将管径、掺水温度、掺水量、掺水压力等优化变量采用二进制码存于染色体,给出掺输环路上节点的物性参数表示方法,从而计算每组优化变量对应的目标函数值。用罚函数的形式处理约束条件,确保所得解的可行性。优化结果表明算法的稳定性与适应性较强,对所有环路都得到了最优运行方案。