海上热采与增产期甲板分配方法、计算机装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种海上热采与增产期甲板分配方法、计算机装置及存储介质。所述方法包括如下步骤：S1、确定海上热采作业或增产作业期间，所涉及的m台设备各自的占地面积S(i)以及重要度Z(i)，i＝1～m，并明确平台甲板可用面积V；S2、利用粒子群算法对m台设备的取舍状态进行T轮迭代，T为最大迭代次数，依次记录每轮迭代的整个粒子群的全局最优位置g和全局所选择设备的重要度总和gbest，T轮迭代后的g和gbest就是最终的全局最优位置和全局最优值。本发明专利技术能够优化平台面积分配方案，能够选择布置价值总数最高的设备，使得平台设计更科学合理。

【技术实现步骤摘要】
海上热采与增产期甲板分配方法、计算机装置及存储介质
本专利技术涉及石油工程人工智能应用
，具体涉及一种海上热采与增产作业期间平台甲板面积最优分配方法、计算机装置及存储介质。
技术介绍
在海上油气田热采或增产作业期间，钻井平台或采油平台(后简称平台)的甲板面积或空间极为有限，在有限的甲板面积或空间内，如何放置尽量多的关键热采或增产设备，是保障热采与增产作业顺利进行的关键一步。目前主要靠经验法或大概计算来确定设备的布置，设计往往不够科学。因此，如何综合考虑海洋钻采平台可用甲板面积，以及热采与增产作业所需设备的占地面积、重要度，提出一种海上热采与增产作业期间平台甲板面积最优分配方法，为海上油田热采或增产作业提供设备场地保障，是本领域急需解决的技术难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供一种海上热采与增产作业期间平台甲板面积最优分配方法、计算机装置及存储介质，适用于解决海上平台热采或增产等关键作业期间甲板面积优化配置问题，以在有限的甲板面积或空间内，尽量多地放置总价值最高的钻采设备。本专利技术首先提出一种海上平台甲板面积最优分配方法，所述方法包括如下步骤：S1、确定海上热采作业或增产作业期间，所涉及的m台设备各自的占地面积S(i)以及重要度Z(i)，i＝1～m，并明确平台甲板可用面积V；S2、利用粒子群算法对m台设备的取舍状态进行T轮迭代，T为最大迭代次数，依次记录每轮迭代的整个粒子群的全局最优位置(即设备取舍)g和全局所选择设备的重要度总和gbest，T轮迭代后的g和gbest就是最终的全局最优位置和全局最优值。据本专利技术的一种实施方式，所述S2步骤包括：S21、预设粒子个数N、最大迭代次数T、学习因子C1与C2、粒子的维度D、惯性权重最大值Wmax和惯性权重最小值Wmin、速度最大值Vmax和速度最小值Vmin、惩罚函数系数Cf；S22、对N个粒子的位置x(i,j)进行初始化，其中i表示第i个粒子，j表示第j台设备，x(i,j)＝0表示放弃，x(i,j)＝1表示使用，各粒子的初始位置用0～1之间的随机数表示；S23、对N个粒子的速度v(i,j)进行初始化，初始速度介于Vmin和Vmax之间，速度为正表示对x(i,j)进行增大，为负表示对x(i,j)进行减小；S24、计算每个粒子的初始最优位置p(i,j)和初始最优值pbest(i)，初始最优值pbest(i)为所选择设备的重要度总和，其中i＝1～N，共N个值，每个粒子的初始最优位置p(i,j)等于所述初始位置x(i,j)；S25、计算整个粒子群的初始全局最优位置g和初始全局最优值gbest：从第1个粒子至第N个粒子进行遍历，选取全部N个粒子中最大的初始最优值pbest(i)作为初始全局最优值gbest，对应的粒子位置x(i,j)作为初始全局最优位置g；S26、进行第一轮迭代运算，更新全部N个粒子的位置x(i,j)，根据N个粒子的新位置x(i,j)新，重新计算每个粒子的初始最优值pbest(i)，选其中的最大值作为第一轮迭代后的全局最优值gbest，对应的粒子位置x(i,j)新作为第一轮迭代后的全局最优位置；S27、依照S26的迭代方法进行第2至T轮迭代，依次记录每轮迭代的全局最优位置g和全局最优值gbest，T轮迭代后的g和gbest就是最终的全局最优位置和全局最优值。据本专利技术的一种实施方式，S21步骤中，粒子个数N＝20*m，最大迭代次数T＝30*m，学习因子C1＝C2＝1.5，粒子的维度D等于涉及的设备数量m，惯性权重最大值Wmax＝0.9，惯性权重最小值Wmin＝0.4，速度最大值速度最小值惩罚函数系数式中，为设备重要度的平均值，S(i)为设备占地面积，m为设备数量，V为甲板总可用面积。据本专利技术的一种实施方式，步骤S24中，每个粒子的初始位置是0-1之间的随机数，不包括0或1本身。据本专利技术的一种实施方式，步骤S24中，第i个粒子的初始最优值pbest(i)公式如下：式中，i＝1～N；x(i,j)为粒子的初始位置；Z(j)为设备j的重要度。据本专利技术的一种实施方式，根据公式计算得到pbest(i)后，还包括以下方法：计算每个粒子代表的设备总面积V(i)，第i个粒子代表的设备总面积V(i)：式中，i＝1～N；x(i,j)为粒子的初始位置；S(j)为设备j的面积；假如V(i)≤可用面积V，则pbest(i)即为该粒子初始最优值；假如V(i)>可用面积V，则该粒子初始最优值pbest(i)＝pbest(i)-Cf×[V(i)-V]，Cf为惩罚函数系数。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S27中，位置x(i,j)的更新方法包括：首先计算动态惯性权重w，公式如下：w＝Wmax-(Wmax-Wmin)×k/T其中，k代表第k轮迭代，Wmax为惯性权重最大值，Wmin为惯性权重最小值；然后对第i个粒子的第j台设备的速度v(i,j)进行更新，公式如下：v(i,j)新＝w×v(i,j)+C1×rand×[p(i,j)-x(1,j)]+C2×rand×[g-x(1,j)]其中，C1，C2为学习因子；若得到的v(i,j)新不在Vmin到Vmax之间，则进行规则化处理：v(i,j)新＝rand×(Vmax-Vmin)+Vmin；根据v(i,j)新，计算第i个粒子的第j台设备的位置更新系数vx(i,j)，公式如下：式中，i表示第i个粒子，j表示第j台设备；然后对第i个粒子的位置进行更新，得到x(i,j)新，公式如下：式中，x(i,j)新＝1表示选择该设备，x(i,j)新＝0表示放弃该设备；rand表示0-1之间的随机数。据本专利技术的一种实施方式，所述最终全局最优位置代表优选出的设备和/或放弃的设备，最终的全局最优值表示所选择设备的价值总和最高，面积不超过平台可用面积。本专利技术还提出一种计算机装置，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的海上平台甲板面积最优分配方法的步骤。本专利技术还提出一种计算机存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的海上平台甲板面积最优分配方法的步骤。本专利技术综合考虑海洋钻采平台可用甲板面积，以及热采与增产作业所需设备的占地面积、重要度，基于粒子群算法，提出的海上热采与增产作业期间平台甲板面积最优分配方法，使得能在不超过甲板可用面积或空间的前提下，布置总价值度最高的设备，为海上油田热采或增产作业提供了设备场地保障。附图说明图1为本专利技术一实施例海上热采与增产作业期间平台甲板面积最优分配方法流程图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上平台甲板面积最优分配方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/nS1、确定海上热采作业或增产作业期间，所涉及的m台设备各自的占地面积S(i)以及重要度Z(i)，i＝1～m，并明确平台甲板可用面积V；/nS2、利用粒子群算法对m台设备的取舍状态进行T轮迭代，T为最大迭代次数，依次记录每轮迭代的整个粒子群的全局最优位置g和全局所选择设备的重要度总和gbest，T轮迭代后的g和gbest就是最终的全局最优位置和全局最优值。/n

【技术特征摘要】
1.一种海上平台甲板面积最优分配方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、确定海上热采作业或增产作业期间，所涉及的m台设备各自的占地面积S(i)以及重要度Z(i)，i＝1～m，并明确平台甲板可用面积V；
S2、利用粒子群算法对m台设备的取舍状态进行T轮迭代，T为最大迭代次数，依次记录每轮迭代的整个粒子群的全局最优位置g和全局所选择设备的重要度总和gbest，T轮迭代后的g和gbest就是最终的全局最优位置和全局最优值。


2.根据权利要求1所述的海上平台甲板面积最优分配方法，其特征在于，所述S2步骤包括：
S21、预设粒子个数N、最大迭代次数T、学习因子C1与C2、粒子的维度D、惯性权重最大值Wmax和惯性权重最小值Wmin、速度最大值Vmax和速度最小值Vmin、惩罚函数系数Cf；
S22、对N个粒子的位置x(i,j)进行初始化，其中i表示第i个粒子，j表示第j台设备，x(i,j)＝0表示放弃，x(i,j)＝1表示使用，各粒子的初始位置用0～1之间的随机数表示；
S23、对N个粒子的速度v(i,j)进行初始化，初始速度介于Vmin和Vmax之间，速度为正表示对x(i,j)进行增大，为负表示对x(i,j)进行减小；
S24、计算每个粒子的初始最优位置p(i,j)和初始最优值pbest(i)，初始最优值pbest(i)为所选择设备的重要度总和，其中i＝1～N，共N个值，每个粒子的初始最优位置p(i,j)等于所述初始位置x(i,j)；
S25、计算整个粒子群的初始全局最优位置g和初始全局最优值gbest：
从第1个粒子至第N个粒子进行遍历，选取全部N个粒子中最大的初始最优值pbest(i)作为初始全局最优值gbest，对应的粒子位置x(i,j)作为初始全局最优位置g；
S26、进行第一轮迭代运算，更新全部N个粒子的位置x(i,j)，根据N个粒子的新位置x(i,j)新，重新计算每个粒子的初始最优值pbest(i)，选其中的最大值作为第一轮迭代后的全局最优值gbest，对应的粒子位置x(i,j)新作为第一轮迭代后的全局最优位置；
S27、依照S26的迭代方法进行第2至T轮迭代，依次记录每轮迭代的全局最优位置g和全局最优值gbest，T轮迭代后的g和gbest就是最终的全局最优位置和全局最优值。


3.根据权利要求2所述的海上平台甲板面积最优分配方法，其特征在于，S21步骤中，粒子个数N＝20*m，最大迭代次数T＝30*m，学习因子C1＝C2＝1.5，粒子的维度D等于涉及的设备数量，惯性权重最大值Wmax＝0.9，惯性权重最小值Wmin＝0.4，速度最大值速度最小值惩罚函数系数



式中，为设备重要度的平均值，S(i)为设备占地面积，m为设备数量，V为甲板总可用面积。


4.根据权利要求2或3所述的海上平台甲板面积最优分配方法，其特征在于，步骤S24中，每个粒子的初始位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中，谢仁军，袁俊亮，范白涛，幸雪松，吴怡，贾宗文，黄宁曼，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11