[发明专利]石油钻机设备布局优化方法及系统

权利要求书

1.一种石油钻机设备布局优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对目标钻机包括动力系统、起升系统、泥浆循环系统、管子输送系统进行功能分析，将能够完成相同功能的设备集合作为一个功能模块，对石油钻机设备进行功能划分；

(2)对功能模块进行简化假设；

(3)以井口区为核心，围绕钻井工艺流程实现设备的优化布置，建立石油钻机设备优化布局目标函数；

(4)调用智能优化布局算法，对目标函数进行智能运算求解；

(5)输出并保存目标石油钻机设备的优化布局方案。

2.根据权利要求1所述的石油钻机设备布局优化方法，其特征在于，所述的优化布局目标包括：钻井材料输送距离、质心横偏量、总成本、井场空间利用率、钻井效率、总重量。

3.根据权利要求1所述的石油钻机设备布局优化方法，其特征在于，所述的智能优化布局算法包括：改进的粒子蚁群算法、改进的遗传模拟退火算法、改进的模拟退火粒子群算法、改进的模拟退火蚁群算法、改进的自适应遗传模拟退火算法、改进的自适应粒子群算法和改进的自适应蚁群算法。

4.根据权利要求1所述的石油钻机设备布局优化方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括：

①调用权利要求3所述一种智能优化布局算法；

②设置算法参数，对目标函数进行求解，获得目标钻机设备的优化布局方案；

③重复步骤①和步骤②，获得不同智能优化布局算法目标钻机设备的优化布局方案；

④将得到的多个智能优化布局算法结果带入同一种智能优化布局算法进行比较，得到目标钻机设备的不同智能优化布局算法的最优布局方案；

⑤结合现场实际需要，人工选取最优布局方案。

5.一种依据上述石油钻机设备布局优化方法所设计的石油钻机设备布局优化系统，其特征在于，包括功能划分模块、功能模块简化模块、目标函数建立模块、目标函数求解模块、最优解输出模块；其中，

功能划分模块：用于将目标钻机设备进行功能区域划分，将能够完成某个功能的设备集合作为一个功能模块；

功能模块简化模块：用于将目标钻机设备的功能模块进行合理的简化假设，便于建立目标函数；

目标函数建立模块：用于建立目标钻机设备的优化布局目标函数；

目标函数求解模块：用权利要求3所述的智能优化布局算法对目标函数进行求解，得到目标钻机设备的优化布局方案；

最优解输出模块：用于输出目标钻机设备的优化布局方案。

6.根据权利要求5所述的石油钻机设备布局优化系统，其特征在于，所述的功能模块简化模块，包括目标钻机设备功能模块信息和平台信息，目标钻机设备功能模块信息包括设备尺寸、数量、重量信息，平台信息包括钻台和各层甲板尺寸、承载能力信息，可实现目标钻机设备功能模块、钻台、各层甲板信息的添加、修改、删除。

7.根据权利要求5所述的石油钻机设备布局优化系统，其特征在于，所述的目标函数建立模块简化模块包括目标函数和约束条件的添加、修改、删除操作。

8.根据权利要求5所述的石油钻机设备布局优化系统，其特征在于，所述的目标函数求解模块简化模块包括权利要求3所述的智能优化布局算法模块，调用不同的智能优化布局算法，得到不同的优化布局方案。

9.根据权利要求5所述的石油钻机设备布局优化系统，其特征在于，所述的最优解输出模块包括参数输出模块和图形输出模块；

(1)文本输出模块用于以文本形式将计算得到的优化布局方案的功能模块的坐标信息、横竖状态和重量矩信息显示出来，并将结果保持到系统的数据库中；

(2)图形输出模块用于以图形形式将计算得到的优化布局方案显示出来，点击其中某一个模块，可显示该模块的中心点坐标、横竖状态以及重量矩信息，并将结果保存到系统的数据库中。