基于遗传算法的自动送钻钻压动态优化.pdf

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1、石油机械一8一CHINAPETROIEUMMACHINERY2012午第40卷第4期钻井技术与装备基于遗传算法的自动送钻钻压动态优化张奇志付勃(西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室)摘要：针对目标函数的钻压优化和BP神经网络的钻压优化方法存在的不足，建立了动态成本目标函数，并利用遗传算法对动态成本目标函数进行优化，最后应用实例对优化送钻在成本上的优势进行了验证。根据建立的动态成本目标函数和钻井采集的实时数据，利用非线性回归理论完成待优化的成本目标函数参数的求取。优化结果表明，优化钻压钻井方式有效延长了钻头寿命，缩短了起下钻时间，节省了钻井成本；与恒钻压钻井方式

2、相比，优化钻压钻井方式每米成本上升较慢。关键词：自动送钻；钻压优化；遗传算法；成本目标函数；非线性回归中图分类号：TE924文献标识码：A文章编号：1001—4578(2012)04—0008—04GA-basedDynamicOptimizationofAutomaticBit-feedingWOBZhangQizhiuB0(ShaanxiProvincialKeyLaboratoryofDrillingRigControlTechnology，Xi’anShiyouUniversity)Abstract：Thereexiststheweaknesswithth

3、emethodstooptimizeweightonbit(WOB)throughtargetfunctionandBPneuralnetwork．Therefore，thedynamiccosttargetfunctionwasestablished．Thegeneticalgorithm(GA)wasadoptedtooptimizethecostfunction．Finally，theexamplewasusedtoverifythecostadvantageofoptimizedbitfeed．Thesolutiontothecosttargetfunct

4、ionparametertobeoptimizedwasachievedusingnonlinearregressiontheoryaccordingtothedynamiccosttargetfunctionestablishedandtherea1．-timedatacollectedinactualdril1．ing．TheoptimizationshowsthattheoptimizedWOBdrillingmethodeffectivelylengthenstheservicelifeofthebit，reducesthetrippingtimeands

5、avesthedrillingcost．Comparedwiththeconstantpressuredrillingmethodthecost，permeterwiththeoptimizeddrillingmethodincreasesrelativelyslowly．Keywords：automaticbitfeed；WOBoptimization；GA；costtargetfunction；nonlinearregression根据振动信号来进行钻头磨损及预测钻头寿命的方0引言式优化钻井；应用人工神经网络分析当前信号实现钻具磨损监测；基于HMMs(隐马尔可

6、夫模目前，钻机自动送钻系统主要采用恒钻压自动型)的监测钻具磨损模型的研究。这些研究为送钻方式。随着钻井技术的提高，由于成本、井斜以整个钻井成本为目标的钻压优化打下了良好基及井下复杂情况等的要求，希望钻压能够根据钻井础。参数实时改变，达到优化钻井的目的。优化钻井包在钻井过程中，钻头的磨损和机械钻速是此消括机械钻速、磨损和成本等多方面指标。近年来，彼长的关系，用最低成本这个条件来将2个指标综研究人员对这些方面指标的研究各不相同，主要有合考虑，获得钻井中的最优钻压，满足钻井需求就以下4个：利用实时钻压数据来优化机械钻速¨；显得尤为重要。基于目标函数的钻压优化和基基金项目

7、：陕西省科技攻关项目“智能钻井随压多参量自动送钻技术研究”(2009K09—25)2012年第40卷第4期张奇志等：基于遗传算法的自动送钻钻压动态优化于BP神经网络的钻压优化研究都取得了相应的总的接单根时间为：优化效果。但前者采用了一个固定的成本模型进行=mt(3)优化，不能反映出动态优化效果，后者需要大量的式中C——1个采样周期上的进尺成本，元；邻近井数据去训练，不能真实地体现当前井状况。C，——钻机每小时作业费，元；为了克服以上研究存在的不足，使钻压、转速始终C——每只钻头成本，元；保持最优，笔者建立了动态成本目标函数，并利用——钻头牙齿磨损速度；遗传算法对成

8、本函数进行