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申请/专利权人：中国海洋石油集团有限公司;中海油研究总院有限责任公司;中国石油大学(华东)

摘要：本发明公开了一种基于改进蚁群算法的海上丛式井钻井顺序优化方法，其特征在于，S1、明确水下井口布局；S2、基于改进蚁群算法，对钻井顺序进行优化，并通过迭代计算输出结果；S3、基于钻井顺序筛选准则筛选改进蚁群算法计算的结果，并输出钻井顺序最优结果；本发明通过采用改进蚁群算法对钻井顺序进行优化，采用作业安全准则和作业效率准则对改进蚁群算法的结果进行筛选，钻井安全性得到保证，钻井效率明显提升。

主权项：1.一种基于改进蚁群算法的海上丛式井钻井顺序优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、明确水下井口布局；S2、基于改进蚁群算法，对钻井顺序进行优化，并通过迭代计算输出结果；S3、基于钻井顺序筛选准则筛选改进蚁群算法计算的结果，并输出钻井顺序最优结果；在步骤S1中，明确水下井口布局是指当平台设备确定后，平台井口布局已知，水下井口布局与平台井口分布存在对应关系，则水下井口布局将被确定；在步骤S2中，改进蚁群算法迭代计算过程如下：1初始化钻井顺序优化算法参数蚂蚁群体中的蚂蚁数量m；丛式井口个数n；diji，j＝1，2，3，…，n为井口i与井口j之间的路径距离，代表连接ij两井口的路径距离；τijti,j＝1,2,3…,n为t时刻井口i与井口j路线上的信息素浓度；设定初始各井口间连接路径上的信息素浓度相同，设为τij0＝τmax；信息素重要程度的因子α；启发函数重要程度的因子β；信息素挥发因子ρ；以及迭代次数；2构建钻井顺序优化解空间设定各个蚂蚁随机选择井口作为初始井口，对每个蚂蚁kk＝1，2，3，…m计算转移概率，通过概率确定其下一个井口，直到所有蚂蚁的路径顺序都被记录，形成路径记录表；并实时收集路径记录表中的最优路径；3更新信息素；在所有蚂蚁第一次完成所有井口遍历后，不会留下信息素，τij0＝τmax；在第一次遍历完成后，选出路径最短的蚂蚁，该蚂蚁会在下一遍历中释放信息素，之后，每一次遍历完成后，根据路径最短的蚂蚁释放的信息素，对各个井口间路线上的信息素浓度进行更新；4判断是否停滞，陷入局部最优；首先，设定信息素检测值，对于每个井口，计算它通往其他井口的所有路径的信息素，在每个井口通往其他井口的所有路径的信息素中确定最大值，并与信息素检测值相比较，大于信息素检测值，则说明此路径算作一个有效路径，反之为无效路径；当检测到的有效路径低于一定数目，就判定算法陷入停滞，如果停滞则重置所有路径的信息素，加强所有路径的信息素浓度，即为提高各井口间的初始信息素浓度值，重复步骤3；若未陷入停滞，则进行步骤S2的5；5判断是否达到迭代次数；若未达到迭代次数，则清空路径记录表，将迭代次数加1，重复步骤2～4；若达到迭代次数，则输出改进蚁群算法的结果；在步骤S2的2中，转移概率计算公式如下： 式中，为t时刻蚂蚁k从井口i转移到井口j的概率；ηijt代表启发函数，其意义是该蚂蚁从井口i移动到井口j的期望程度； 其意义是该蚂蚁从井口i移动到井口s的期望程度；τist为t时刻井口i与井口s路线上的信息素浓度；allowk代表蚂蚁k即将访问井口的集合，s表示蚂蚁k即将访问的任一井口；在步骤S2的3中，信息素的更新公式如下： 式中，Lk为第k只蚂蚁最终选择走过路径的总长度，即为钻井距离；L表示最短路径的长度；Q为常数，代表着一只蚂蚁完成一次完整路径搜索释放的信息素总量；表示最短路径对应的蚂蚁在井口i与井口j连接路径上释放的信息浓度；τijt+1表示t+1时刻井口i与井口j路线上的信息素浓度；在步骤S2的3中，对于井-井之间的信息素进行范围设定，设定上限值和下限值，在更新信息素时，当井-井间的信息素增强到上限值以上时，井-井之间的信息素自动设置为上限值；当井-井间的信息素降低到下限值以下时，井-井之间的信息素自动设置为下限值；在步骤S3中，钻井顺序筛选准则包括作业安全准则和作业效率准则；作业安全准则包括力学性能限制准则和碰撞准则；其中，力学性能限制准则包括1不允许发生立管屈曲；2不允许立管弯矩超过极限值；碰撞准则包括1任何环境载荷下不允许发生立管碰撞；2下放过程中立管间间距应满足设备的运行空间；作业效率准则即为钻井路径最短。

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