基于改进自适应遗传算法的钻井参数优化设计

合集下载

基于遗传算法的钻井液流变模式参数计算

基于遗传算法的钻井液流变模式参数计算
第3 6卷
第1 期
天 然 气 勘 探 与 开 发
的繁殖、 变异 、 竞争等方法进行 的信息交换优胜劣汰 , 从 而一步步逼近问题最优解 的一种方 法 J 。通过模
可随机产生 , 称为进化第一代。 ( 3 ) 遗传操作
拟 自然进化过程搜索最 优解 的方法可广泛应用于参
数的最优化拟合 。 假设实测数据为( y , , . r ) , ( y : , : ) …, ( , . 『 ) ,
遗传算法是对群体的反复迭代操作 , 因此需要建 立一个初始 的迭代群 体 , 群体 的大小视具体 问题而 定, 对较小 的优化问题可选择 1 0— 2 0个个体 , 而复杂

使用 M A T L A B中的 G A T O O L 工具箱 进行遗传 算法迭代计算 。G A T O O L工具箱中的参数选择为: 以 最小二乘 目 标 函数 ( 6 ) 、 ( 7 ) 、 ( 8 ) 为适应度 函数 ; 各模
其中 m为实测数据个数 。为找到适合的参数使得拟 合 出的模式曲线与实测数据的误差最小 , 可对三个流
变模式分别构造最d " -乘 目 标 函数 :
( 1 ) 幂律 模 式 :
k , n ) =l ∑( 一 )
( 2 ) 宾汉 模式 :
m ,
( 6 )
两个个体的部分结构加 以替换 , 重组而产生新个体 。 交叉操作一般要求既不要太多地破坏种群 中的优 良 个体模式 , 又要能够有效地产生一些较好 的新个体模 式 。变异操作的主要 目的是改善算法的局部搜索能 力, 并维持群体的多样性 , 防止出现早熟现象 。
对优 化 问题解 空 问进行 编 码 , 也就 是将 解空 间 的
使用( 2 ) 、 ( 4 ) 、 ( 5 ) 三式分别对聚合物、 聚合醇、 正 电胶和油基 的流变模式进行线性拟合 , 得到它们相对

钻井参数优化分析

钻井参数优化分析

当今石油勘探逐渐向着深井、超深井的方向发展,而目前钻井技术具有钻速低、周期长等缺点,并不能很好地适用于该类油井。

因此,国际上各大石油公司都开始对优化钻井技术及相应软件的研究,将钻井实时数据与计算机相结合,实现钻井参数实时优化分析的目的。

1 钻井低效因素识别1.1 钻头型号因素钻井实时优化所使用的数据一般为实时录井参数,因此,选用可进行实时计算的岩石力学参数优选方法,参数设置为岩石可钻性级值,则钻头型号的优选限定为钻头编码这种国际上通用的钻头型号。

根据可钻性级值的随钻动态预测结果,初步判断当前地层钻头型号的可用范围,如果该型号低于优选型号,则出现警报提示更换,同时推荐优化钻头型号,进而实现实时优化钻头的目的。

1.2 机械参数因素在当前钻头的机械参数适用范围内,基于建立的钻速模型与钻头牙齿磨损模型,施加不同机械参数预测计算相应的机械钻速与钻头进尺,综合计算得到的比能和单位进尺成本,利用权值法计算得到综合的优选标准,选出适合条件的最优参数组合。

将实际机械参数与最优机械参数进行对比,分析机械参数是否为导致钻井效率低的因素,或者判断机械参数是否在适用范围,该方法可以明显看出根据机械参数的调整而进行钻井提速的潜能。

1.3 钻头牙齿磨损在钻进过程中,钻头会有不同程度的磨损,当磨损超过一定程度,会导致机械钻速下降,同时优化成本如果高于钻井成本,钻头应予更换,因此钻头磨损的实时监测十分必要。

钻头牙齿磨损量随钻计算流程,实时钻头磨损方程,利用该磨损剖面实时监测钻头牙齿磨损量。

当实时磨损量大于设定的最高磨损值时,提示起钻更换钻头。

2 钻井参数优化流程目前,钻井参数优化主要以旋转钻井工艺为研究对象,对影响钻进速度的机械参数(如钻压、转速)、水力参数(如泵压、排量)和钻井液参数等,针对某一地层、优选出一套最佳参数配合,以实现高钻速、低成本、低钻头磨损的工艺。

通过钻井参数实时优化方法的研究,分析钻井低效的原因,并寻找识别低效因素的方法,进而总结出一套实时现场监测,通过该检测,确定钻井最佳优化方案。

遗传算法在优化问题求解中的改进策略分析

遗传算法在优化问题求解中的改进策略分析

遗传算法在优化问题求解中的改进策略分析引言:遗传算法是一种基于自然选择和遗传机制而产生的优化算法。

它主要通过模拟生物进化过程中的遗传、交叉和变异等基本操作,来搜索问题的最优解。

然而,由于遗传算法在求解过程中存在一些局限性和不足,研究学者们提出了一些改进策略,以提高算法的收敛速度和求解精度。

本文将分析遗传算法在优化问题求解中的常见改进策略,并探讨其优点和不足。

一、精英保留策略精英保留策略是指在遗传算法的演化过程中保留上一代中的最优个体,不参与遗传操作,而直接复制到下一代中。

这种策略可以有效地防止优良基因的丢失,保持种群的多样性,并提高算法的收敛速度和求解精度。

通过精英保留策略,可以保证种群中至少有一个较优个体,从而减少了搜索空间的范围,加快了算法的收敛速度。

然而,精英保留策略也存在一些问题。

例如,当优秀个体较少时,精英保留策略可能导致种群陷入局部最优解而无法跳出。

此外,过多的精英保留也会增加算法的计算复杂度和存储空间。

二、种群多样性维持策略种群多样性维持策略是指通过一些手段来维持种群的多样性,避免早熟收敛和局部最优问题。

常见的策略包括杂交距离控制、变异概率控制、群体大小控制等。

杂交距离控制是通过设置杂交概率,限制执行杂交操作的个体之间的距离,防止过早收敛和进化陷入局部最优解。

变异概率控制是通过设定合适的变异概率,引入随机性来保持种群的多样性,并提高全局搜索能力。

群体大小控制是指根据优化问题的规模和复杂度来调整种群的大小,过小会导致缺乏多样性,过大则会浪费计算资源。

种群多样性维持策略的优点在于能够提高算法的全局搜索能力,避免算法过早陷入局部最优解。

然而,该策略也会增加计算复杂度和耗费存储空间。

三、自适应参数调节策略自适应参数调节策略是指根据算法的演化过程,动态调整算法中的参数,以提高算法的性能。

常见的自适应参数调节策略包括自适应变异概率、自适应杂交概率等。

自适应变异概率是根据种群的适应度情况动态调整变异概率的大小。

采用遗传算法的PDC钻头侧向力平衡优化设计

采用遗传算法的PDC钻头侧向力平衡优化设计
切削齿数量影响较小 。
关键词 : 遗传算 法 ; D P C钻头 ;侧向力 ; 平衡设计
中 图 分类 号 : 1 TE2 文献 标 识 码 : A
Op i z t n d s n o tr lfr eb ln eo DC bt yg n t lo ifP i b e ei ag rt o g a s c h
n w p i z t n d s n meh d b e ei lo i m s d v lp d,wh c mpo e lo i e ot mia i e i t o y g n t ag r h wa e eo e o g c t ih e ly d ag rt so r p rin l ee t n, m h fp o t a s l i o o co s ge p i tco s v r nf r tt n a d g n r t n c mn ia in.A ld i a d a sa t r o ewe e o t z d b i l o n r so e ,u i m mu a i n e e a i o mn c t n o o o o b a e b t n c t e n r p i e y mi t i meh .Th a i flt r l o c o we h n b ti ls h n 1 1 0 hs to d e r t o e a f r et i t i s e st a / 0.Th o v r e c ae o h t o a i . o a g o 0 e c n e g n e r t ft eme h i r p d d s a d i o u a in l o lx t o fe t d b h u e fba e rc tes tO mu h n t c mp t t a mpe i i n ta fc e y t e n mb ro l so u t r O c . s o c yS d Ke o d :g n tcag r h ;P yw r s e ei loi m t DC i;lt r l o c ;b ln ed s n bt a e a fr e aa c e i g

遗传算法在石油勘探中的应用研究

遗传算法在石油勘探中的应用研究

遗传算法在石油勘探中的应用研究遗传算法作为一种基于自然界生物进化过程的求解方法,已经被广泛应用于许多领域,例如优化控制、机器学习、工程设计等。

其基本思想是通过模拟生物进化的过程,不断地对种群中的个体进行选择、交叉和变异,从而逐渐找到最优解。

在石油勘探领域,遗传算法也被广泛应用,尤其是在油藏评价、油藏开发和油藏管理等方面。

油藏评价是指通过对储层岩石物理、化学、地质等特征进行综合分析,对沉积岩相、构造构造、岩性、孔隙结构、流体性质等方面的情况进行评价,以确定油藏的形成环境和分布规律以及储量和开采方案等。

在油藏评价中,遗传算法可以用于较为复杂的地质参数反演、储层描述、油藏动态模拟等方面的问题求解。

通过对所得结果进行分析和解释,油田工程师可以更加准确地评估油藏的潜力和开发方案,从而提高油田的勘探开发效率。

油藏开发是指对评价所获得的油藏潜力进行综合评估,制定相应的开发方案,并进行实施的过程。

在油藏开发中,遗传算法可以提供多种求解方法。

例如,在输送管道的设计中,优化管道的输送能力和经济效益是非常重要的,遗传算法可以用于此类问题的求解和优化。

此外,在污水处理设备设计中,根据各种因素的考虑,如技术优势、制度优势、成本优势等对设计方案进行排列,遗传算法可以适应这类多因素决策,得到最优选择。

油藏管理是指在油藏生命周期内对油田进行管理和优化的一系列工作,包括常规开采、增油开采、矿井排放、污水治理等。

在油藏管理中,遗传算法可以用于对各种生产规模的数据进行统计分析,进行预测和预测,进行系统建模。

在油藏管理中,特别需要依靠遗传算法解决大数据量、高复杂度的问题。

此外,遗传算法还可以对油藏开采中的各种参数进行自动优化,提高生产效率和经济效益。

综上所述,遗传算法在石油勘探领域中的应用,可以使用遗传算法有效地缩短石油勘探和开发的周期,降低油田勘探和开发的成本,更加准确地评估储量和开发方案,提高油田勘探与开发的效率和效益。

与此同时,遗传算法也为解决油田开发过程中的多变量、多参数、多目标等难题,为油田开发和石油勘探领域的科学研究提供了强有力的支持。

优化钻井参数,加强轨迹控制,提高钻井速度

优化钻井参数,加强轨迹控制,提高钻井速度

上 海 上 海 上 海 上 海
MP 2 MP 2 MP 2 MP 2
346 346 346 346
9.11.0 9.11.0 9.11.0 9.11.0
吊 吊 吊 吊
130 130 130 130
1 5 1 5 1 5 1 5
2 4 2 4 2 4 2 4
3 3 3 2.5
41.27 41.15 41.37 49.94
附表一
15531队2004年单井技术情况一览表 15531队2004年单井技术情况一览表
序号 井组 号 井号 钻井 建井 完钻 最大 单点/连 周期 周期 井深 位移 斜(米) (天) (天) (米) (米) 钻机 月 钻机 月速 (米/ 台月) 机械 钻速 (米 /时) 36.4 3 23.6 8 24.9 7 20.0 3 33.2 6 32.2 5 28.4 9 28.8 5 生 产 时 效 ﹪ 100 纯钻 时效 ﹪ 是否 导向 是否 高压 喷射 定向 一次 成功 率 电测 一次 成功 率
应用复合导向钻井技术,优化井身结构,提 高钻井速度,缩短钻井周期
• 优化了井身结构,将直井段、造斜段、增斜段三段施工合 为一段,简化了施工工序。 • 降低定向井施工的难度。直井段短,降低两井相碰的几率, 钻井施工可以安全进行;如果需要调整井斜、方位,可以 随时进行,而不需要倒换钻具;复合钻井施工完成时,已 经完成造斜、增斜段施工,增大了稳斜段一套钻具组合完 钻的可能性。如柳28-37、柳26-36稳斜段均一趟钻具组合、 一个钻头完钻。 • 洛河地层较软,而单弯螺杆的转速较高,在此地层进行定 向、复合钻进,可以使机械钻速大幅度的提高,避免因为 转盘高转速钻进时对表套的损坏,确保了后续施工的顺利 进行。
泵 压 8 8 7.5 8 8 8 8

油钻钻井参数优化设计研究

油钻钻井参数优化设计研究

油钻钻井参数优化设计研究在石油开采领域中,钻井技术被看作是十分关键的一部分。

随着石油储量不断减少,石油资源的探索需求更加急切,钻井工业也受到了推动。

油钻钻井中的参数优化设计,是技术最为先进的一种方法,它可以通过对井下数据的分析和数据挖掘以及模型的建立,来确定合适的钻井参数,进而提高油田的钻井效率,通过钻井参数进行调整,使钻井过程变得更加高效稳定。

钻井的参数包括钻头速度、力量、注水量、注浆量、泥浆密度等等,这些参数的调整直接影响到钻井的效率和成本。

根据石油工程领域的专家研究表明,井下工况的变化具有随机性,在钻井过程中,不断需要根据井下的变化调整钻井参数,以保障钻井顺利进行。

目前,油钻钻井参数优化设计研究在国内外得到了广泛的关注,相关的研究成果也在不断增多。

例如,美国和挪威先后开发了一些成熟的钻井参数优化软件,针对石油工业领域的需求进行了很好的满足,并在国内也得到了广泛的应用。

同时,也有一些国内外的科研院所、高校等机构开展相关研究,积极探索优化石油开采的新途径和方法。

在油钻钻井参数优化设计研究中,主要应用的是数学建模方法。

针对不同的井下条件和变量,使用数学方法建立模型,以期更好地探索理解井下工况的规律。

产生的模型可以分析优化钻井参数的效果,以及制定具有针对性的采取行动的策略,更好地指导决策。

而油钻钻井参数优化设计研究的方法也不断完善和改进。

例如,基于大数据技术的油田生产数据挖掘方法,结合机器学习的思想,可以更加高效地识别和预测井下工况的状态和变化,为钻井调整提供决策依据。

此外,也有针对钻井参数优化设计的遗传算法、蚁群优化算法等基于启发式算法的研究。

总体来看,油钻钻井参数优化设计研究的目标是通过科学合理的决策,提高钻井效率和成功率,降低钻井开支,达到更好的利润效益。

为实现这一目标,需要在多方面做出努力,包括数据的采集、模型建立、钻井参数优化以及对应的技术支持等等。

要想让钻井参数优化设计在实际生产中更好地实现,还需要优秀的人才进行技术支持。

石油钻井技术中的自适应控制策略与优化设计

石油钻井技术中的自适应控制策略与优化设计

石油钻井技术中的自适应控制策略与优化设计从20世纪50年代开始,石油钻井技术取得了快速的发展。

然而,由于钻井操作对于地质地形的复杂性和井口距离的遥远性的挑战,钻井生产效率一直是一个难以解决的技术难题。

随着自适应控制策略与优化设计的应用,石油钻井技术目前正在经历着一场变革。

自适应控制策略是指,当钻井作业遇到不同的地质情况、地形条件或井深变化等,控制系统可以自动调整其参数,保持合适的钻井状态。

这种方法可以提高钻井生产效率并减少损失。

与一般的钻井方案不同,自适应控制策略是钻井过程中采用新技术装置进行处理施工的过程,将反馈回来的数据与预设参数进行比较,由计算机进行动态调整。

实际上,自适应控制策略在20世纪70年代即被提出。

但是,由于计算机技术的落后和传感器设备的困难,该技术一直没有得到广泛应用。

由于现在计算机技术和传感器设备的进步,自适应控制策略被应用到了石油钻井领域,为钻井操作提供了更准确和高效的支持。

然而,自适应控制技术并不能解决所有问题。

由于地质情况的复杂性导致自适应控制技术难以自动适应,同时,一些系统错误也会对控制回路产生影响。

要解决这些问题,钻井系统必须实施优化设计。

在石油钻井的优化设计中,最重要的是控制井眼的轨迹,保证井眼能按照设计的路径进入地下油藏,并达到所需的深度。

优化设计的主要目标是在最短的时间内完成钻井,并以最低成本达到目标深度。

钻井生产商将采用不同的钻井方案和工具,以实现这些目标。

现有的技术极大地促进了石油钻井技术的变革。

然而,未来的挑战很可能会更大。

恶劣的地质条件和更深的井深将需要更高的创新水平和更出色的自适应控制系统。

但是,随着时代的发展,我们有理由相信,钻井技术在优化设计和自适应控制策略上的成功将使我们能够更好地利用地下油藏,拓宽能源开发领域并保证人类的能源需求。

基于改进遗传算法的钻井参数优选方法研究_景宁

基于改进遗传算法的钻井参数优选方法研究_景宁

钻具组合等成本。 经过修正的杨格 ( F. S. Young ) 模式钻速方程 如下: v pc = KC p C H( W - M) n λ 1 + 1 C2 h ( 2)
式中,v pc 为机械钻速, m / h; W、 M 分别为钻压和 门限钻压, kN; n 为转速, r / min; K 为地层可钻 性系数; C p 、C H 分别为压差影响系数和水力净化 系数; λ 为转速指数; C 2 为钻头牙齿磨损系数; h 为牙齿磨损量,0≤h≤1。 式 ( 2) 可转换为钻头工作时间与钻头进尺的 关系式: dH = KC p C H( W - M) n λ 1 dt 1 + C2 h ( 3)
( 1) 钻压 W,M <W≤
Z2 Z1
,且 W >0;
( 2) 钻速 n,0 < n < n max , 其中 n max 为钻井装置 最大转速; ( 3) 牙齿磨损量 h f ,0≤h f ≤1; ( 4) 钻压、转速乘积约束条件, Wn < PD, 其 中 PD 是钻头厂家推荐的最大允许 Wn 值;
模式搜索法原理模式搜索法是一种无需导数优化derivativefreeoptimizationdfo方法一般沿着坐标方向集逐次循环进行搜索并验证该方向是否为下降方改进遗传算法模型模式搜索法是一种求解效率很高的无需导数优derivativefreeoptimizationdfo方法且不需要计算搜索方向而遗传算法genetical?gorithmga本身也是一种用于解决优化问题的无需导数算法所以如果将两种算法结合所得到的混合算法既能够拥有遗传算法的全局大范围搜索能力也可以获得模式搜索法局部寻优能力强的能并且混合算法仍然是f( a 1 n + a 2 n 3 ) Z2 - Z1 W

基于改进蚁群算法的钻进参数优化

基于改进蚁群算法的钻进参数优化

基于改进蚁群算法的钻进参数优化LIU Guangxing;LI Qiaohua【摘要】在钻井过程中,为了使钻进过程达到最优的技术和经济指标,需要选择合理的钻进参数.针对单目标钻进参数优化的局限性和不足,通过分析钻进参数之间的相互关系,综合考虑多个目标(如机械钻速最大、钻头寿命最长及钻头比能最小)建立一定约束条件下的多目标优化模型,实现最优的钻压-转速配合.采用改进的蚁群算法进行钻进参数优化,在具体的钻井实例中进行仿真,并将仿真结果与其他经典优化算法的结果进行对比分析.实验结果进一步证明了该模型和算法的有效性和实用性,为蚁群算法在钻进参数优化研究中的应用提供了理论依据.【期刊名称】《西安石油大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(034)004【总页数】6页(P31-36)【关键词】钻进参数;多目标优化;改进蚁群算法【作者】LIU Guangxing;LI Qiaohua【作者单位】;【正文语种】中文【中图分类】TE21引言钻井过程的复杂性、多变量及钻进负载的非线性、时变性和不确定性使得钻进参数受到很多因素的影响,钻进参数优化成为一个典型的多目标优化问题。

随着各种智能优化算法的快速发展,国内外很多学者将这些算法应用到钻进参数优化中,提高了钻进参数优化的性能。

文[1]采用粒子群算法对钻进参数进行优化,得到了良好的优化效果,但是容易陷入局部最优;文[2]指出NSGA-П算法在钻进参数优化中能快速地收敛到最优解,但是计算时间较长;文[3]提出一种将遗传算法和模式搜索法混合在一起的改进遗传算法,提高了全局搜索能力和局部寻优能力,但是计算过程较复杂;文[4]提出了基于斐波那契数列的自适应量子遗传算法,该算法虽然具有收敛速度快、效率高的优点,但是仅对少部分特定环境下的钻井有效;文[5]提出一种改进的自适应遗传算法,收敛速度快且稳定,但该算法在搜索效率及精度等方面还有待提高;文[6]对几种常用的优化算法进行对比分析,并对钻进参数优化研究进行展望,指出可以对算法进行改进,也可以根据算法自身的优缺点将其他算法结合在一起进行优化;文[7]提出了一种基于Pareto最优原理的改进遗传算法NSGA-П,得到了分布均匀的最优解集,收敛速度相比于NSGA-П算法明显提高,但是该算法过程较复杂,不利于实际操作;文[8]采用惩罚函数进行双目标钻进参数优化,效果较理想,但是仅适用于研磨性地层的钻进参数优化。

一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置优化设计方法

一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置优化设计方法

一种水平井分段多簇压裂射孔簇位
置优化设计方法
该方法基于改进的遗传算法,以最大化水平井油井口出口压力和减少压裂射孔数量为目标,通过射孔位置优化来实现。

首先,根据观测到的历史数据,利用压裂网络建立油藏地质模型,预测采出曲线,以此确定地质模型参数;然后,建立压裂射孔布局模型,使用改进的遗传算法解决多簇压裂射孔优化问题,获得最优的射孔位置;最后,实施多簇压裂射孔作业设计,模拟油藏渗流规律,进行优化调整,以达到所要求的目标。

基于遗传算法的单螺杆钻具型线优化设计

基于遗传算法的单螺杆钻具型线优化设计

图 3 拟 合 曲 线 曲 率
图 1 螺 杆 钻 具 啮 合 图
1.2 B 样条曲线拟合理论 通过实验测得一组 螺 杆 钻 具 廓 形 数 据 点 犕犻,狋次
B 样条曲线表达式如下[6]:

∑ 狉(狌)= 犅犻,狋(狌)犕犻 0≤狌 ≤1 . (1) 犻=0
其中:犅犻,狋(狌)为定义在节点矢量狌 上的基函数。 1.3 曲 率 求 解 和 尖 点 检 测
假设做平面 行 星 运 动 的 5 头 螺 杆 钻 具 如 图 1 所 示。在运动过程中,定 转 子 的 啮 合 条 件 是 转 子 与 定 子 头数以及导程比为 犖∶犖+1,并且啮合 线 连 续 。 [4] 实 际 工 程 中 ,型 线 精 度 应 严 格 遵 循 设 计 要 求 ,避 免 啮 合 过 程中的噪声,减少螺杆马达的传动损失 。 [5]
第 5 期 (总 第 210 期 ) 2018 年 10 月
机械工程与自动化 MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION
文 章 编 号 :16726413(2018)05009402
No.5 Oct.
基于遗传算法的元1, 孟 栋 轩2, 韩 煜2, 杨 赫 然1
0 引 言 对于螺杆马达的 型 线,要 求 啮 合 副 曲 线 凹 凸 处 过
渡光滑,若存在打结 点,将 会 造 成 定、转 子 间 的 泄 漏 或 干 涉 。 [1-2]
在处理螺杆钻具 廓 形 光 顺 性 的 问 题 上,常 用 的 方 法是光顺能量法,该 方 法 是 在 适 当 的 约 束 条 件 下 修 改 控制 点,使 其 应 变 能 最 小,它 是 一 种 全 局 优 化 方 法 。 [3] 该方法十 分 繁 琐,而 且 可 能 改 变 无 需 调 整 的 型 值 点。 针对这一问题,本文 提 出 一 种 基 于 遗 传 算 法 的 以 控 制 顶点坐标值的变化量作为优化变量的局部光顺算法, 光 顺 后 可 直 接 得 到 新 的 型 值 点 ,有 较 强 的 实 用 性 。 1 犅 样条曲线拟合算法的实现 1.1 螺 杆 马 达 啮 合 原 理 及 啮 合 副 设 计 要 求

基于快速自适应量子遗传算法的钻井参数优化

基于快速自适应量子遗传算法的钻井参数优化

f r o m 0( C )t o 0( 1 ). T h e r a t e o f c h a n g e w a s i n t r o d u c e d i n t o t h e c a l c u l a t i n g me t h o d i n t h e p r o c e s s o f s e a r c h i n g
摘要 : 由于现 有钻 井参 数优化 方 法求解 时效 率低 、精 度 受 限 ,提 出 了基 于斐 波那 契数 列 的 自 适 应量 子遗传 算 法。利 用斐 波那 契数 列来 实现 非线 性 自适 应 的量 子 旋 转 门更 新 策 略 ,将 负指 数运 算转 化为 简单 的除 法运算 ,将 算法 的 时间复杂 度 由 0 ( C ) 降低 为 0 ( 1 ) ;在 搜 索过 程 中,考 虑 到相 邻 2代 的 目标 函数适应 度相 对 变化 ,将 变 化 率 引入 计 算方 法 ,实 现 自适 应地 调 节 量 子旋 转 门 转 角步长 。实例 计 算表 明 ,提 高转速 或钻 压都 能 降低 单 位钻 井成本 ,不 同的转速 和 钻 压 配合 可 以 获得 最佳 的经 济效 益 ,新 算 法具有 收敛速 度 快 、效 率高 的优 点。 关键 词 :钻井 参数 ;斐 波那 契数 列 ;量 子遗传 算 法 ;单位 钻 井成本 ; 自适应
S h a Li n x i u
( S h a a n x i P r o v i n c i a l K e y L a b o r a t o r y o f D r i l l i n g R i g s C o n t r o l l i n g T e c h n i q u e ;X i ’ a n S h i y o u U n i v e r s i t y )

基于遗传算法的自适应参数优化技术研究

基于遗传算法的自适应参数优化技术研究

基于遗传算法的自适应参数优化技术研究遗传算法是一种高效的优化方法,它模拟自然选择和遗传进化的过程,将具有不同适应度的个体组合在一起,产生出新的优秀个体。

自适应参数优化技术基于遗传算法,旨在寻找最优参数的同时,能够快速适应动态环境的变化。

一、遗传算法及其优点遗传算法最初是由美国科学家John Holland在20世纪60年代提出的,它的优点在于其运算速度较快,易于并行化,且对问题的搜索空间几乎没有限制。

因此,在许多实际应用中,遗传算法被广泛使用。

例如,它可以应用于机器学习、人工智能、金融预测等方面,成为解决许多实际问题的强有力工具。

二、自适应参数优化技术遗传算法实现自适应参数优化的基本思想是在遗传算法的搜索过程中,动态地更新交叉概率、变异概率和种群大小等参数,以适应不同的问题和不同的环境。

自适应参数优化技术的主要目的是找到更好的成本函数,以更快的速度,更好的结果解决问题。

三、自适应参数优化技术的应用1. 机器学习领域自适应参数优化方法可以应用于许多机器学习算法,例如基于神经网络的文本分类。

在这种应用中,参数的选择可能会对最终的分类结果产生重大影响。

2. 智能控制领域自适应参数优化方法还可以应用于智能控制领域,例如利用基于遗传优化物联网节点的路由协议。

3. 资源优化领域自适应参数优化方法还可以应用于资源优化领域。

基于这种方法,有些研究可以实现高效的云计算资源分配和负载均衡,从而提高整个系统的性能。

四、自适应参数的更新策略在自适应参数优化方法中,我们需要动态地更新一些关键参数,包括群体大小、交叉概率和突变概率等。

他们的更新策略的目的是增加交叉运算并减少突变数,以提高计算效率和搜索品质。

究竟什么是更好的策略是仍然有争议的,但是在大多数情况下,使用基于种群的量的概率控制比较好。

例如,当种群适合状态时,我们可以更加细致的进行选择过程;而当种群不适合状态时,我们则需要加大突变率。

总之,自适应参数优化方法是综合利用现代进化计算理论和计算机技术的一种智能化搜索技术。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

钻 头牙齿磨 损速 度 微分方 程 为 : d t ( D D
, 一
) + 1 ) (
1 Ch

、 ~
式中 A 广
地层研 磨性 系 数 ;
摘要 以钻井 过程 中的钻 井参数 优化 组合 为研 究对 象 ,引入 约束 条件 以钻 井成本 最低 为控 制
目标 ,建 立 了多元钻 井参 数 组合 的非线性 最优 化 数学模 型。 对通 用 自适 应遗 传 算 法进 行 改进 ,并
采 用 改进 后 的算 法 对 该 模 型 进 行 求 解。 优 化 仿 真 试 验 结 果 表 明, 基 于 改 进 自适 应 遗 传 算 法
石 油



3O 一
C IAPT O E M M C IE Y HN E R L U A HN R
21 0 0年
第3 8卷
第 2期
●设计 计 算
基 于 改进 自适 应 遗传 算 法 的钻 井参 数优 化 设计
伊 鹏 刘衍 聪 郭 欣 李 进
( 国石 油 大 学 ( 东 ) 机 电工 程 学 院 ) 中 华
规律 ,衡 量钻井 技术经 济效 果 ,满 足 目标 函数极 值 条件 即为 钻井过 程最优 钻井 参数组 合 。
1 1 目标 函数 .
求解方 法 主要 有经 典 的多元 函数极 值法 和模 式 搜索
法 (S 。 P A)
衡 量钻井 整体技 术经济 效果 的 目标 函数有 多种 类 型 , 目前普 遍 以单 位进 尺 成 本 作 为标 准 ,其
C —— 水 力净 化 系数 ;
C, —— 压差 影 响系数 ;
— —
变量 间的配合条件 ,从 而得 出最有 意义 的优化结 果 。
Hale Waihona Puke 、 钻 压及 门限钻 压 ,k N;
损 量存 在对 应 关 系 ,钻 头 的工 作 寿 命 t 时 为 牙 同
齿 磨损 量 h 和轴 承磨 损 量 , 函数 ,其关 系 可 由 , 的
21 00年 第 3 8卷 第 2期

鹏等 :基 于改进 自适应遗传算法的钻 井参数优化设计


1 + C h

r、 ,
12 约束 条件 . 以上 目标 函数 的优 化 ,在 钻井 工 艺上 应 该满 足

d 一 t
式中
K —— 地 层可钻 性 系数 ;
定的约 束条件 ,包括 自变量 本 身的 限制 条件 和 各 ( )对 于 同 一 个 钻 头 ,轴 承 磨 损 量 与 牙 齿 磨 1
式 ( )和 下式 表示 为 : 7
() 8


转速 ,rri; / n a
A —— 转速 指数 ; C —— 钻头 牙齿 磨损 系数 ; ,
— —
牙齿 磨损 量 ,新 钻 头 h= ,全部 磨 损 0 由式 ( ) 和式 ( )得 轴承磨 损 量 6 8

后 h=1 。
表达 式 为 :
c :
采用 函数 极值 法处理 该 问题 ,其 数学 推导 和计 算过 程较 为 复 杂 ,需 要 人 工 干预 ,设 计 过 程 周 期 长 、效 率低 ;模式 搜索法 本质 上是 自然进 化选 择算

() 1
法 ,是 遗传算 法 的基础 ,采用 罚 函数法通 过群 体 的
C—— 钻 头成本 ,
只;
,但 其 进 化 求 解
C— — 钻机作 业费 ,元/ ; h
t t —— 起下 钻时 问 ,h ;
过程稳 定性 不高 ,存在 局部 收敛等 问题 ,搜索 效率
t 、f —— 接单 根 时间及钻 头工作 时 间 ,h ;
日 —— 钻头 总进 尺 ,1。 3 3
优 化搜索 对模 型求 解 ,对解决 此类 非线性优 化 问题
式中
C —— 单位进 尺成 本 ,Y r Jm;
具有很 大 的优势 ,而与模 式搜 索 同源 的 自适应 遗传 算法 ( G A A) 应 用 较 为 成 熟
及精 度受 限 。 因此 ,笔者对 该算法 进行 分析 改进 ,以 目标 函
(G A A) 的钻 井参 数优 化方 法 ,可 以完成 约 束条 件 下 的钻 井 参 数设 计 任 务 ,在提 高 设 计 效率 和 精 度 的 同时还可 以降低 钻井 成本 ;改进 A A算 法收敛 迅速 且稳定 ,群体 适应度 波 动小 、频 率低 ,遗 G
传进 化效 率 显著提 高 ,其 性 能优 于 改进前 算法 。 关键词 钻 井参 数 优 化设 计 自适应 遗传 算法 目标 函数
0 引 言
钻 井成本 受多 种 因素的影 响和 制约 ,钻井参 数 优化设计 即 是 根据 不 同 参数 对钻 井 成 本 的 影 响 规
1 优 化任 务 模 型
钻井参 数优 选 的 目的是 寻求 1组参数 配合 ,使 钻井 过程 达到最 佳 的技术经 济效 果 。因此 ,需 建立
数 为进 化 目标 执行 遗传运 算 ,实现 全局 自适 应概 率 的稳定 搜索 ,完成 钻井参 数 的最优 化设计 任务 ,进

钻头 总进尺 及其工 作 时间 t 由修 正杨格 钻 可
速模 式 和钻 头 牙 齿 磨 损 速 度 模 式 确 定 J l,修 正 杨
格钻 速模 式表 达式为 :
步提 高设计 效率 。
% 基金项 目:国家高科技研究发展规划 (6 ) 资助项 目 “ 水半潜式钻井船设计 与建造关键技 术” (0 6 A 9 0 ;中 国石油大学 83 深 20 A 0 A14) ( 华东 )研究生创新基金资助项 目 “ 钻进过程钻柱动力学仿真模拟及性 能优化方案研究” ( 20 ¥0 8一I ) 3。
律 ,以进尺 成本作 为衡 量技术 经济 效果 的标准 ,建
立钻井 成本 目标 函数及模 型 ,采用最 优化 方法选 择 钻井参 数配合 ,使 钻井 过程 达到最 优 的技 术经济 效 果 。这 属于 非 线 性 优 化 组 合 问 题 , 目前 常 用 的
最优 钻井 目标 函数 ,反映各 参数 对钻井 过程 的影 响
相关文档
最新文档