[发明专利]一种基于物联网的采油厂作业生产优化选井系统

摘要

一种基于物联网的采油厂作业生产优化选井系统，包括优化选井平台、用户手持终端和卫星定位系统；用户手持终端向优化选井平台上报作业任务及作业动力设备的更新信息；卫星定位系统向所述优化选井平台上报作业动力的位置信息；优化选井平台通过设计一种静态和动态相结合的采油厂作业生产优化选井方法，实现了采油厂月度、日度作业计划方案的优化生成功能；通过无线网络与用户手持终端相互通讯的作业计划方案审核下发模块，实现了作业计划方案审核和下发的移动办公功能。提高了采油厂作业计划方案安排的合理性及采油厂油水井作业生产的符合率。

主权项

一种基于物联网的采油厂作业生产优化选井系统，其特征在于，包括：优化选井平台、用户手持终端和卫星定位系统；所述用户手持终端向所述优化选井平台上报作业任务及作业动力设备的更新信息；所述卫星定位系统向所述优化选井平台上报作业动力的位置信息；所述优化选井平台包括：静态优化选井子系统，分别采用人工经验和基于智能静态优化算法的优化方法生成月度作业计划方案，并自动对比不同月度作业计划方案的各项指标参数，获得最优月度作业计划方案；动态优化选井子系统，分别采用人工经验和基于智能动态优化算法的优化方法生成日度作业计划方案，并自动对比不同日度作业计划方案的各项指标参数，获得最优日度作业计划方案；作业计划方案审核下发模块，用于对所述最优月度作业计划方案和所述最优日度作业计划方案进行审核，并且在审核通过后下发至所述用户手持终端；所述静态优化选井子系统通过基于改进粒子群算法的静态优化方法生成月度作业计划方案，即：(1)综合考虑采油管理区年度作业计划和月度上报作业计划以及包括各类型可用作业动力数量和作业限制的约束条件，为各采油管理区安排月度作业数量计划总表；其中，各采油管理区月度各类型作业数量计划表述为：zij＝[Aij·aij+Bij·(1‑aij)]*[min(zi,gi)](i＝1,2,…,T；j＝1,2...,T*)其中，Aij：第j个采油管理区第i种类型作业任务年度计划占全厂计划的比率，％；Bij：第j个采油管理区第i种类型作业任务月度上报计划占全厂月度上报计划的比率，％；aij：第j个采油管理区第i种类型作业年度计划占有率所占比重，0<a<1；zi：全厂第i种类型作业任务月度计划总和；gi：全厂第i种类型作业任务月度上报计划总和；(2)各采油管理区以作业油水井的纯经济效益对作业任务进行排序，对每个采油管理区上报的作业任务进行取舍，使其符合所述计划总表中的月度各类型作业数量的计划；其中，作业油水井的纯经济效益＝作业油水井的经济效益‑作业费用，表述为：Eijk＝Pijk‑Dijk其中，Eijk：第i类作业任务第j组内第k个作业任务作业油水井的纯经济效益；Pijk：第i类作业任务第j组内第k个作业任务作业油水井的经济效益；Dijk：第i类作业任务第j组内第k个作业任务作业费用；(3)以作业生产的月度经济效益最大为目标，采用基于改进粒子群算法的静态优化方法求解各采油管理区各类型作业任务的月度计划方案；其中，作业生产的月度经济效益＝油水井预期月度生产效益‑油水井作业搬家费用，以作业生产的月度经济效益为目标的目标函数表述为：maxΣi=1TΣj=1qiΣk=1nij[(M-k*ti)Sijk-(di,j,k-1,k·Fi)]]]>其中，T：作业任务的类型数；qi：第i类作业任务的分组数；nij：第i类作业任务第j组内的作业任务数；M：月度作业计划周期，单位为天；ti：第i类作业任务平均作业周期，单位为天；Sijk：第i类作业任务第j组内的第k个作业油水井预期日平均经济效益，单位为元/天；di,j,k‑1,k：第i类任务第j组内第k‑1个作业油水井和第k个作业油水井之间的作业动力搬家距离，单位为公里；Fi：第i类作业动力每公里的平均搬家费用，单位为元/公里；所述动态优化选井子系统通过基于改进粒子群算法的动态优化方法生成日度作业计划方案，即：(1)当出现某个作为任务因为突发状况需要取消时，不改变其它组的作业顺序，利用改进的粒子群算法重新安排该组剩余的作业任务；其中，①首先，从不在月度计划之内的任务中选取一个距离该组各井平均距离最近的待作业油水井加入本组，在本组内选择距离动力设备较近的待作业油水井作为初始解；②其次，采用基于改进粒子群算法的优化方法求解本组任务完成顺序；(2)当出现作业油水井需要紧急维修，且有可安排的作业动力的情况时，将此作业油水井安排给最近的可安排作业动力，取消原先的作业分组计划，采用上述基于改进粒子群算法的动态优化方法重新安排剩余作业油水井的日度作业计划方案；当出现某个任务因为突发状况需要取消的情况，或者出现作业油水井需要紧急维修，且有可安排的作业动力的情况时，相关人员通过用户手持终端及时上报任务更新信息；作业计划方案生成负责人员通过调用作业计划方案生成模块中的动态优化选井子系统生成次日作业计划方案，通过调用数据库中当前作业计划方案信息和突发状况的作业任务信息，分别采用人工和智能优化的方法生成月度作业计划方案，查询不同方案下的各项指标参数从而选择较优的作业计划方案，并发送到作业计划方案审核下发模块，由相关人员进行网上审批。