中國石油大學(xué)（華東）

PipephaseAPI在油氣田集輸系統(tǒng)上的應(yīng)用

趙鵬飛 王武昌 李玉星中國石油大學(xué)（華東）

Pipephase軟件廣泛用于油氣生產(chǎn)、集輸網(wǎng)絡(luò)的分析計算，其非中文用戶界面及建模過程較為繁瑣，這使得很多工程人員短時間內(nèi)無法準(zhǔn)確、高效地使用此款軟件，但很多情況下還希望借助該軟件的管網(wǎng)分析能力，編制更加實用、高效的應(yīng)用程序。針對此問題，對PipephaseAPI接口技術(shù)進(jìn)行了解析，確定了兩種接口調(diào)用方式和主要API函數(shù)的用法。基于VB語言和COMAPI編制了單管環(huán)狀摻水集油工藝參數(shù)優(yōu)化計算的示例軟件，給出了詳細(xì)的實現(xiàn)方法。與PipephaseEGUI相比，示例軟件操作簡便、分析效率高，計算功能也得到了擴(kuò)展。

Pipephase；COMAPI；VB；單管環(huán)狀摻水流程

Pipephase軟件廣泛用于油氣生產(chǎn)、集輸網(wǎng)絡(luò)的分析計算，其非中文用戶界面及建模過程較為繁瑣，這使得很多工程人員短時間內(nèi)無法準(zhǔn)確、高效地使用此款軟件，但很多情況下還希望借助該軟件的管網(wǎng)分析能力，編制更加實用、高效的應(yīng)用程序。為解決此問題，對PipephaseAPI接口調(diào)用方法及主要函數(shù)進(jìn)行了解析，確定了兩種接口調(diào)用方式和主要API函數(shù)的用法?；赩B語言和COM API編制了單管環(huán)狀摻水集油工藝參數(shù)優(yōu)化計算的示例軟件，給出了詳細(xì)的實現(xiàn)方法。

1 技術(shù)解析

Pipephase軟件接口基于組件對象模型技術(shù)，用戶可使用C++、VB、Fortran語言對Pipephase API接口進(jìn)行開發(fā)[1]。軟件提供兩種不同類型的COM組件：進(jìn)程內(nèi)組件FF_APIServerDLL.dll和進(jìn)程外組件FF_APIServerEXE.exe。使用.dll時，易引起程序間的沖突且不允許多個Pipephase實例同時模擬；使用.exe時，執(zhí)行效率雖不高但穩(wěn)定性好，可避免上述問題的發(fā)生。在使用FF_APIServerEXE. exe組件時，有以下兩種調(diào)用方式：

（1）將FF_APIServerEXE.exe組件對象分配給聲明為Object類型的變量。其代碼為：DimMyPipe AsObject=CreateObject("FF_APIServerEXE.9.5")。

（2）添加對FF_APIServerEXE.exe的引用。該方法可使用VisualStudioIDE的智能提示功能，編譯器將自動列出對象的方法、屬性等，這為編程提供了方便。其代碼為：DimMyPipeAs FF_APIServerEXELib.Pipephase，MyPipe=New FF_APIServerEXELib.Pipephase。PipephaseAPI接口包含Execute Command、Get_FF_VALS等16個函數(shù)。用戶可以通過對函數(shù)參數(shù)的設(shè)置在自行開發(fā)的軟件中實現(xiàn)與Pipephase完全相同的功能。每個API函數(shù)在完成執(zhí)行后均返回一個HRESULT類型的數(shù)據(jù)，用戶可使用GetLastExitNumber和GetLastExit Message函數(shù)獲取最近一次函數(shù)的執(zhí)行情況。

2 開發(fā)示例

2.1單管環(huán)狀摻水集油模型

摻水集油是國內(nèi)外油田輸送高黏、易凝原油時普遍采用的一種集油工藝。但該工藝能耗較高，需要確定合理的摻水量、摻水溫壓等工藝參數(shù)[2]。圖1為某油田單管環(huán)狀摻水集油的Pipephase流程圖，在環(huán)起點摻入熱水以改善管內(nèi)流動狀況，油氣水混合物最后返回轉(zhuǎn)油站進(jìn)行分離外輸。該集油環(huán)長1955m，共含有3口井，集油環(huán)產(chǎn)液量約為6.5t/d，回油溫度要求不低于35℃，回油壓力要求在255kPa左右。

圖1 某油田單管環(huán)狀摻水集油Pipephase流程

2.2 設(shè)計思路與實現(xiàn)方法

使用VB語言，在VisualStudio2012集成開發(fā)環(huán)境下編制軟件。Pipephase模型選用Network模型，流體類別為Compositional。軟件功能包括參數(shù)設(shè)置、運行模擬、結(jié)果處理及顯示三個方面，軟件設(shè)計流程如圖2所示。

圖2 軟件設(shè)計流程

設(shè)置參數(shù)前，需要用Set_FF_VALS函數(shù)為模擬指定關(guān)鍵字輸入文件及初始化文件，并用Execute-Command函數(shù)依次完成以下命令："Initialize"、"CleanStart"、"GUIDatabaseOpen"、"RunPreprocessor"、"RunThermoModule"、"RunCrossChecker"、"RunCalculations"，這些命令完成了模擬的初始化及Pipephase運行環(huán)境的創(chuàng)建，并對實例的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行檢查。

2.2.1 參數(shù)設(shè)置

可以直接使用API函數(shù)Set_FF_VALS對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。以管道環(huán)境溫度的設(shè)置為例：

CallMyPipe.Set_PPDATR（"Pipe"，"AMBIENTTEMP"，cName，0，""，Rabuff，Iabuff，7，3）。

上述代碼中數(shù)字7和3含義分別為溫度單位選擇、攝氏度。還可使用VB文件操作語句直接修改關(guān)鍵字輸入文件的方式完成參數(shù)設(shè)置，如圖2中虛線所示，采用這種方式可以避開使用較為復(fù)雜的API函數(shù)。但注意在設(shè)置某一變量時，需要同時修改inp文件中所有該指定變量。

2.2.2 運行模擬

CallMyPipe.ExecuteCommand（"RerunCalculations"，""）。

2.2.3 結(jié)果處理及顯示

運行結(jié)束后，可使用Get_FF_VALS函數(shù)獲取運行結(jié)果，以回油壓力的獲取為例：

CallMyPipe.Get_PPDATR（"NODE"，"PRESSURE"，cName，0，""，rabuff，iabuff，9，8）

圖2中雙點劃線所示為另一種獲取結(jié)果的方式，將運行結(jié)果導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，通過操作數(shù)據(jù)庫，可獲得更詳盡的數(shù)據(jù)并減少了數(shù)據(jù)損毀的可能性。為提高代碼的穩(wěn)定性及可測試性，使用GetLastExitNumber函數(shù)并結(jié)合VBIf…Then…GoToFailed/ Successful語句對部分API函數(shù)的執(zhí)行情況做出判斷，必要時拋出異常。完成全部計算后，為避免下次運行時出現(xiàn)錯誤，需要使用Shell函數(shù)關(guān)閉FF_APIServerEXE.exe進(jìn)程：

Shell（"taskkill/imFF_APIServerEXE.exe/f"，vbHide）。

2.3 界面設(shè)計與計算實例

用戶在輸入油井及管線參數(shù)、摻水溫壓、摻水量后，點擊運行，軟件將在后臺調(diào)用Pipephase模型進(jìn)行計算，并將回油溫壓等運行結(jié)果返回主界面。與PipephaseGUI相比，該軟件存在兩項優(yōu)勢：參數(shù)設(shè)置簡便快速，結(jié)合批量計算的方法，使得分析效率得到極大提高，這種優(yōu)勢在計算復(fù)雜管網(wǎng)時顯得尤為重要；軟件可利用運行結(jié)果，結(jié)合VB程序，計算月耗氣量、耗電量和運行費用，便于用戶確定最優(yōu)運行方案，在功能上得到了擴(kuò)展。

表1是環(huán)境溫度為-6℃（冬季）時摻水量與耗電量的計算實例。從表1中可以看出，隨著摻水溫度的降低，摻水量與耗電量不斷增加，耗氣量與運行費則用先降低后增大。通過對比運行費用的大小，建議該油田冬季摻水溫度維持在70℃左右。

表1 軟件計算實例

3 結(jié)語

（1）基于PipephaseAPI接口編制了摻水集油工藝參數(shù)優(yōu)化計算的示例軟件，驗證了接口技術(shù)的可行性及穩(wěn)定性。示例軟件操作簡便，分析效率高，未接觸過Pipephase的人員亦可使用。

（2）PipephaseGUI處理復(fù)雜管網(wǎng)時，模型及參數(shù)設(shè)置工作量大且易出錯。此時可以考慮使用API接口編制便于操作的應(yīng)用程序。借助Pipephase軟件先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)算法，可開發(fā)更加實用、高效的油氣田集輸計算軟件。

[1]BaruaS，LansanganR．Multi-PhaseCoriolisFlowmeter：U．S．Patent7，614，312[P]．2009-11-10.

[2]李心凱，孫延明，胡琪，等．摻水集油參數(shù)優(yōu)化研究[J]．石油化工應(yīng)用，2013，32（5）：115-117.

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.044