油气集输系统障碍拓扑布局优化设计方法.pdf

第 2 7卷第 6期 2 0 0 6年 1 1月 石 油 学 报 ACTA PE TROLE I S I NI CA Vo 1 ． 2 7 No ． 6 Nov ． 2 0 0 6 文章编号 0 2 5 3 2 6 9 7 2 0 0 6 0 6 0 1 2 0 0 5 油气集输 系统障碍拓扑布局优化设计方法 ， 魏 立新 刘 扬 大庆石油学 院石油工程学院黑 龙江大庆 1 6 3 3 1 8 ■ 摘要针对油气集输系统障碍拓扑布局优化问题， 以管线长度最短为目标函数， 以节点隶属关系唯一性， 节点处理能力和几何位置 等为约束条件， 建立了二级混合规划数学模型。根据模型的结构特点， 将优化设计问题分为布局层和分配层， 并采用混合遗传模拟 退火算法进 行求解。采用 实数对染色体进行编码 ， 采用 了自由交叉和优势 交叉相结合 、 精细 变异和 强烈变异 交替 使用 的方式进行 遗传操作 ， 并实施 了基于 Me t r o p o l i s 判别准则 的复制策略和最优保存策略 ， 有效地提高 了算法的优化 性能。实例计算表 明。 所建立 模型准确， 优化算法有效 。 关键词 油气集输系统； 拓扑优化； 遗传算法； 模拟退火； 数学模型 中圈分类号 T E 8 6 3 文献标识码 A Ob s t a c l e t o p o l o g i c a l l a y o u t o pt i mi z a t i o n de s i g n o f o i l - g a s g a t h e r i n g a n d t r a ns f e r r i ng s y s t e m W e i Li xi n Li u Ya n g Co l l e g e o f Pe t r o l e u m En gi n e e r i n g，Da q i n g Pe t r o l e u m i n s t i t u t e，Da q i n g 1 6 3 3 1 8，Ch i n a Ab s t r a c t A b i l e v e l h y b r i d t o p o l o g i c a l l a y o u t o p t i mi z a t i o n mo d e l f o r o i l g a s g a t h e r i n g a n d t r a n s f e r r i n g s y s t e m wa s e s t a b l i s h e d，i n wh i c h t h e mi n i ma l p i p e l i n e l e n g t h wa s t a k e n a s t h e o b j e c t i v e f u n c t i o n，a n d t h e u n i q u e me mb e r s h i p s ，t h e p r o c e s s i n g c a p a c i t y a n d g e o me t r i c a l p o s i t i o n o f n o d e s we r e t a k e n a s t h e c o n s t r a i n t c o n d i t i o n s ．Th e mo d e l c o n c e r n s t he h y b r i d o p t i mi z a t i o n d e s i g n p r o b l e m wi t h d i s p e r s e a n d c o n t i n u o u s v a r i a b l e s ． Ac c o r d i n g t o t h e c o n f i g u r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e mo d e l ，t h e o p t i mi z a t i o n p r o b l e m wa s d i v i d e d i n t o l o c a t i o n a n d a l l o c a t i o n l a y e r s ，a n d s o l v e d b y h y b r i d g e n e t i c s i mu l a t e d a n n e a l i n g a l g o r i t h m．I n o r d e r t o i mp r o V e t h e o p t i mi z a t i o n p e r f o r ma n c e 。t h e c h r o mo s o me wa s c o d e d i n r e a l n u mbe r ，wh i l e f r e e c r o s s o v e r a n d d o mi n a t i n g c r o s s o v e r we r e c o mb i n e d wi t h e a c h o t h e r ，a n d s u b t l e mu t a t i o n a n d v i o l e n t mu t a t i o n we r e a l t e r n a t e d ．Th e r e p r o d u c t i o n s t r a t e g y b a s e d o n Me t r o p o l i s c r i t e r i a a n d e l i t i s t p r e s e r v e d s t r a t e g y we r e a l s o a p p l i e d ．Pr a c t i c a l e x a mp l e i n d i c a t e d t h e a c c u r a c y o f t h e o p t i mi z a t i o n mo d e l a n d f e a s i b i l i t y o f t h e a l g o r i t h m． Ke y w o r d s o i l - g a s g a t h e r i n g a n d t r a n s f e r r i n g s y s t e m ；t o p o l o g i c a l o p t i mi z a t i o n；g e n e t i c a l g o r i t h m }s i m u l a t e d a n n e a l i n g ；ma t h e ma t i c a l mo d e 1 拓扑布局优化是油气集输系统优化设计中的一项 重要研究 内容 ， 其优化结果直接影 响到系统整体设计 质量 ] 。目前该问题研究均是在没有考虑障碍的情况 下进行设计的理想情况[ 2 4 1 。在实际问题中， 通常会遇 到设计区域内存在障碍的情况， 如湖泊 、 建筑 、 水泡子、 居民区、 试验 田等。障碍包含两种 含义 ①禁止布局， 。 即各级节点不能布置在障碍区域 内； ②禁止连接路径 ， 即各节点之间的连接路径不能通过障碍区域。油气集 输系统障碍拓扑布局优化问题实质上属于布局一分配 问题 的扩充， 属于多级 网络 的障碍布局一分配 问题 。 对于距离采用直线方式计量的障碍布局一分配 问题 ， 文献E 5 3 研究的问题 只是在设备布局受限时在理论方 面的一些结论和算法， 然而实际问题中经常采用欧几 里德法计算距离。采用这种方式计量时 ， 目标函数 比 较复杂 ， 难以计算斜率信息及进行问题的求解。针对 这种情况， 笔者以星形油气集输系统为例 ， 研究建立了 障碍拓扑布局优化 问题 的数学模型， 并采用混合遗传 模拟退火算法进行了求解 。 1 障碍拓扑布局优化数学模型的建立 在星形油气集输系统中， 各级节点之间的连接形 状为星形 ， 低级节点受到高级节点的管理， 且这种隶属 关系具有唯一性 。如分散的油井分别 由计量站管理 ， 各计量站又由接转站管理， 各接转站又 由一个集 中处 基金项目 中国石油天然气集团公 司石油科技 中青年创新基金项 目 2 0 0 1 C X一 3 6 资助 。 作者简介 ； 魏立新 ， 男 ， 1 9 7 3年 1月生。 2 0 0 5年获大庆石油学院工学博士学位 ， 现为大 庆石油 学院副教授 ， 主要从事 油 田地面工程优化设计 与节能降 耗方 面的研究工作 。E ma i l 1 wl x f y x s i n a ． c o rn 维普资讯 第 6期 魏立新等 油气集输 系统 障碍 拓扑布局优化设计方法 1 2 1 理站管理。进行星形油气集输系统的拓扑优化 ， 是在 油井数 据 包括位 置 和产 量等 和各 级 别站 如计 量站 、 接转 站 、 集 中处 理站 等 数 量 已知 的前 提 下 ， 合 理 地确 定 各级别 站 的位置 以及 井一 站及 站一 站之 间 的连接关 系 ， 以使管线总长度最小 。优 化问题 的数学模型可 用 下述 二级模 型描 述 。 第一 级模 型 为 N 埘 埘￡ 1 m i n f ， u 一∑∑ ∑ ‰ 1 7 一 1 。 ∈ { 0， 1 3 其 中 ， i 1 ， 2 ， ⋯ ， N； J1 ， 2 ， ⋯ ， ；志 1 ， 2 ， ⋯ ， “ 硭 I n n e r P 5 其 中 ， i 一 1 ， 2 ， ⋯ ， N； j一 1 ， 2 ， ⋯ ， m ； z 一 1 ， 2 ， ⋯ ， P 。 第二级 模 型为 8 ， U i 1 ， “ 一 rai n L “ 1 ， “ ； 6 其 中 ， i一 1 ， 2 ， ⋯ ， N； J一 1 ， 2 ， ⋯ ， ； 志一 1 ， 2 ， ⋯ ， ，一 1 o V 一 { ， ， ⋯ ， 其 中 ， i 一 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ ， N。 一 { ， I ， E 0 ， 1 其 中， i 一 1 ， 2 ， ⋯ ， N； J一 1 ， 2 ， ⋯ ， ； 志一 1 ， 2 ， ⋯ ， mi 一 1 o N U U u， ， u 一 { U ， U ， ⋯ ， “ 式中 N 为系统布站的级数 ； 为系统中第 i 级节点 V 的维数 ； 为各级 节点 之间 的连 接关 系 向量 ； 一 1 表示 节点 一 隶属 于 ； ， 即两个 节点 相 连 ， 否则 Ⅲ 一 0 ； U 为节 点几何 位 置 向量 ； “ 一 ．7C ， 为节 点 的 几何 位置 ； e n U 一 ， n 表 示 在 避免 障 碍 的情 况 下 ， 节 点 一 与 ； 间 的最 短连 接 路 径 ； q i - 为 节 点 i - 的集 液量 ； H； 为节 点 ； 的最 大处 理能 力 ； P为障 碍总数 ； P 为第 z 个 障碍 ， z一 1 ， 2 ， ⋯ ， P； I n n e r P 表示 障 碍 P 内的点集 合 ； L “ 一 ， n ； 表示 在 避 免 任 何 障 碍 的情 况 下节点 一 与 j 间的可能路径集合 。 在第 一级 模 型中 ， 目标 函数式 1 为极 小化管 线 总 长度 ； 约 束式 2 和式 3 表示 节点 隶属关 系 的唯一性 ， 即保 证任 一节 点 只能 隶 属 于其 上 一 级 某 一 节 点 ； 约 束 式 4 表 示站 的处 理 能 力 限制 ； 约 束 式 5 表 示 节 点 位 置只能布置在可行 区域 内。在第二级模型 中， 目标函 数式 6 为两个节点之间的最短路径 。如果忽略障碍 ， ￡ ， “ ， U ； 即成为节点 一 ， 与 ； 间的直接欧几里德 距离 ， 可 表示 为 8 ， “ ， “ j 一 [ z 一z ； ． ， 一Y ； ] 专 当考虑 障碍 时 ， ￡ ， “ 一 ， U ； 是 一 、 ； 和 障碍 P 的 函 数 。这 一 函数 不 能用数 学 描述 直接 表达 。 2 求解方法 星 形油 气集 输 系统障 碍拓 扑布 局优 化 的数学 模型 是二级混合规划问题 ， 目标 函数和约束条件 比较复杂 ， 有 些甚 至 不能 以数学 方式 直接 描述 。 目标 函数 的梯度 信息也难以获得 ， 而且存在许多局部最优解 。用传统 方 法 不能很 好 地解决 这一 问 题 。由于 进化方 法 能够 进 行全局最优搜索， 不需要问题 的导数等信息 ， 因而比较 适合 于用 来 寻找 全局 最优 或 近全局 最 优 。为 了能 够有 效地提 高算法 的优 化性 能和效 率 ， 减少 算法对 参数 选取 的依赖性， 根据问题的结构特点， 将遗传算法 G A 、 模 拟退火算法 S A 和传统优 化设 计方法有机地结合起 来 ， 构造了一种混合遗传模拟退火算法的求解策略。它 将 问题划分 为布 局层和分配 层 。在 布局 层 ， 其 目的是确 定各级节点的几何位置 ， 可以采用遗传模拟退火算法搜 索整个布局区域。在分配层， 其目的是确定节点之间的 连接关 系 以及 连接路径 。通过这种 方法 ， 整个 布局 区域 能够被有 效地搜索 ， 以找 到全局最优 或近全局最 优解 。 2 ． 1 问题 的编 码方 案 在油气集输系统拓扑布局优化设计中， 由于布局变 量是连续的， 所以可以采用实数编码方案[ 6 ] 。若将系统 中站按级别从低到高的顺序排列 ， 则染色体可表示为 f 一 z ， Y ， z ， ． ， ， ⋯ ， z ， ． ， 式 中 为 中 间 站 的总 数 ， 2 ⋯ N ； z ， ． ， 为第 志个染色体 中第 i 站的几何位置 ， i一 1 ， 2， ⋯， 。 2 ． 2初始 化种 群 通 常采 用 随机方 法 产生初 始种 群 。 由于最优 布局 应在包含最低级别节点的矩形 区域 内， 因此顶点初始 布局 可在这 个矩 形 区域 内任 取 位 置 。重 复 这 一 过程 ， 直到 产生所 有种 群 成 员 。为 了加 快 搜 索 过程 ， 采 用 了 比随机初 始化 群体 更 有效 的方 法 ， 如 ① 随 机生 成 z z 1 个染色体 ， 选择最好 的一个放人初始群体 ， 如 此 重复 ， 直至填 满群 体 ； ② 利用 问题 的 固有 信 息 ， 首 先 将人工设计的一个或多个布局方案放人初始群体 ， 采 用 随机化 方 法产生 其余 染色 体 。 2 ． 3 障碍描 述及 可行 布局 障 碍 的描述方 法一 般有 初等 函数 叠加 法和 多边形 2 ／I 、 ● 2 一 悬 m 一 2 ∑ “ N 2 l L 中 其 4 m 2 ≤ 一 ， ，U ； 1 1 一 ∑ 2 一 中 ％ 其 维普资讯 1 2 2 石 油 学 报 2 0 0 6年第 2 7卷 逼近 法 。初 等 函数 叠 加 法 是 用 若 干 简 单 的初 等 函 数叠 加 在一起 来 近似 表 达 障碍 区 ； 多边 形 逼 近 法 是 用 多边 形 近似逼 近 障碍 区 ， 边 数越 多 越 准 确 。用 多 边 形 逼 近法 描述 一个 障碍 时 ， 必须 给 出多边形 的边 数 或顶 点 数 、 各 顶 点 的位 置 坐 标 以 及 各 顶 点 之 间 的连 接 关 系 。 检查某一种布 局是否可行 ， 等 价于检 查该 布局 中的 所有节点 位 置 是否 落 在 用 多边 形 表 示 的 障碍 范 围 内 。 当节点位 于障碍 外或 者 构成 障碍 多边 形 的某 一条 边 上 时 ， 允许 布局 ； 否则 ， 说 明节点在障碍 内部 ， 禁止布局 。 当障碍 可描述 为 凸 多边 形 时 ， 可 以通 过 比较 障 碍 多 边形 各边 和节点 构成 的 三角形 面积 之 和与 障碍多边 形 的面 积来 判断节 点 是否在 障碍 内部 。设 构成 障碍 多 边 形 的总边 数为 t ， 面积 为 A l ， ， 节 点与 障碍各 边构 成 的 三角形的面积为A i 一1 ， 2 ， ⋯， t 。若 A A， ， l 说 明节 点在 障碍 外 ； 若 节 点 不 在 障 碍 多边 形 的边 上 且 A 一A 说明节点在障碍内部。 i l 2 ． 4染 色体 的可行 性调 整 由于 存在 障碍 ， 由初 始 化 、 交 叉 、 变 异 和 S A 搜 索 产生 的染 色体 布局 是 不 可行 的 。通 常 ， 有 3种 方 法 处 理不 可行染 色体 ① 舍 弃 ， 但 根 据 其他 学 者 的经 验 ， 这 种方 法会 降低效 率 ； ② 对不 可行 染 色体加 以惩 罚 ； ③修 复不 可行 染 色体 。基 于 障碍 布 局 分 配 问题 的特 点 ， 可用 一种 简单 的方 法修 复不 可 行 染 色体 检 查 布局 的 可行 性 ， 一旦 布局不 可行 ， 即用 它所 在 障碍物 中离 它最 近 的那个 点替 换它 ， 使它 变成 可行 的 。 2 ． 5避 免障 碍的最 短路 径 在优 化数 学模 型 的 第 二级 中 ， 需 要 找 到 绕 开 所有 障碍 物连 接两 个特 定 点 的最 短 路径 。在 实 际 问题 中 ， 一 般 只有少数 障碍 物与 计划 中特 定两点 的连接路 径 有 关 。计算 时 ， 首先 判断 连 接 两个 特 定 点 的线 段 与 障 碍 是 否相交 。若 相交 ， 则 建 立 包括 特 定 点 和 相 交 障 碍 的 小规 模 可视 图 ， 然 后用 D i j k s t r a 最 短 路径算 法 求解 ， 即 可 得 到避 免 障碍 的最 短 路径 。 2 ． 6适 应值 函数 设计 由问题 的编码 方 案 可 知 ， 每一 个 染 色 体 中均 包 含 了各 级节 点 的布局 信息 。为 了能 够对染 色体 的优 劣进 行评 估 ， 需 要 以每一 布 局 方 案 下 的最 佳 网络 连 接 形 式 所对 应 的管线 长 度 D c 作 为评 判 标 准 ， 为 此需 要解 决布 局方 案 已 知 条 件 下 的 分 配 子 问题 。为 了提 高效 率 ， 可采用 降维 规划 法求 解 。 由于 在遗 传操作 过 程 中 ， 适 应 值 高 的染 色体 生存 的概 率较 大 ， 而优化 问题 的 目标 函数 是 极 小 化 管 线 长 度 ， 因此 需要 对 目标 函数 作适 当 变换 方 可 应 用 。对 于 染 色体 c ， 可 以采用 如下 形式 的适 应值 函数 F i t n e f 一e x p 『D c k - D ra in ] L t J 式中 D⋯为当前代进化群体 中目标函数 的最小值 ； t为退 火温 度 。 这是 一个较 好 的 加速 适 应 函数 ， 它 能 够 防 止 在遗 传迭 代过 程 中某 些 超 级染 色体 太 快 地 控 制 遗 传过 程 ， 以满 足早 期 限制竞 争 、 晚期鼓 励竞 争 的需要 。 2 ． 7初 始温 度确 定及 退温 操作 根据 与物 理退 火 过 程 的类 比关 系 ， 为 了保 证 算 法 最终 有优 良的收敛 性 ， 初始 温度 的选 择应 充分 大 ， 以使 几乎 所有 产生 的候 选 解 都 能 被 接 受 。实 验 表 明 ， 初 始 温 度越大 ， 获得 高 质 量 解 的几 率 越 大 ， 但 花 费 的 计算 时间将增 加 因此 ， 初 温 的确 定 应 折 衷 考 虑 优 化 质 量 和优化 效 率 。为 了操 作 方 便 ， 初 温 的选 择 可 采 用 如下 形 式 t 一 K 8 其 中 f ⋯ 一f ⋯ 式 中／ m 为当前代进化群体中目标函数的最大值 ； K 为充分 大 的数 。 退 温操作可 以采用 t 一 方式 ， 其 中 0 2 1 。 2 ． 8遗传 操作 ] 遗传算 法 中起 核 心 作 用 的是 遗 传 操 作 的交 叉 算 子 ， 交叉依 赖 于 如何 选 择 双 亲 及 双 亲 如何 繁 殖 后 代 。 为 了防止 过早 收敛 ， 这 里 采用 自由交 叉 和 优 势 交叉 相 结合的策略， 在遗传过程中的奇数代采用 自由交叉， 在 偶数代采用优势交叉。变异操作也采用精细变异和强 烈 变异两 种方 式 ， 两种方 式交 替进 行 。 从群 体 中选 择优 胜 个 体 ， 淘 汰 劣 质 个 体 。这 种 操 作是 建立 在个 体适 应 值 评估 的基 础 上 ， 适 应 值 越 大 的 个体 ， 被选 择 的机会 越 多 。与标准 遗传 算法 不 同 ， 这 里 采用从双亲及其后代 中选出较好 的个体形成下一代 。 为 了保存 在遗 传过 程 中产 生 的最 好 染 色体 ， 同时 避 免 退化 ， 采 用相 对禁 止 的选 择 策略 。 2 ． 9 基 于 Me t r o p o l i s 判 别准 则 的复制 策 略 在 当前 温 度 下 ， 利 用 具 有 概 率 突 跳 特 性 的 Me t r o p o l i s 抽 样 策略 在一 定 的邻 域 范 围 内将 经 过 遗 传算 法 的交 叉 、 变 异和选 择 操 作 产 生 的 每个 个 体 进 行 随 机 搜 索 ， 直 至抽 样稳 定 为 止 。为 了保 证算 法 的全 局 收 敛 性 ， 采用 了最 优保 留策 略 。按 照 这种 策 略 ， 一方 面 能够 保证 中间群体 中的最优个体进入下一代 ； 另一方面 ， 在 接 受优化 解外 ， 有 限度地 接受 劣 质解 ， 保证 了群 体的多 样性 ， 避 免陷 入局部 最优 。 维普资讯 “ ㈣ i E I I L 辅 乖缱 J f ￡ 【 } I 2 ． I l J 算法收 敛准则 混 台 虫传饪拟 ，Ⅱ火辩浊 】 走一种幔 艇逃 代 均于 l3 - 索 厅 浊E仙过 多政 世化谣诤『 世 蚯塌优 I r l』 足 f 等 r 艟优{ i _ f 1 q 颓 定锋 出收敛卅刚 ． 以此 削 址 化过程 丝 终 I 逛 雹f n k 敛 准则 _ | 纷定城 大 I坐代次 数 嗵世雌洲 砬仙 二1 、 件 I I 怀 数值 的I 蕾化 术判 1 选代次数选刊 的最 九选代 数时 或扦最 f J [ 体 L I 柏 、 牧 连续 l ‘ 班泄 仃 】 。 奁化时 泼∞法 经满 址收敛 川． 吖 { 进 化越 果川濉 建 传授 拟世 火算法求解 l f j f f 气艇墒 系 统拓扑 m № M 晌算 浊流群 见 1 3计算实例 粜汕 【 块 自 洲 仆 州 I I ．障 斟 蚌 茸2 所 ． 1 殳 1 一垃 堤 壤输 网料 系统 计 参数 为 集中址列i 站 I 座 ． i {啭站 H睢． ⋯丁 l ， } 】 J 行 ． 计 衬 0 f 和I 浆 巾址 l 0 站小能 ， f 『 I唪衅内 ． 符鳗 小 能通 过障硝 f _ 』 用笔 扦 介 的 方法世 f r J 优化 浸 ． 计 蜱参数 由 群 I 奉舰 取 ． 牵 取 4 ． ． 窖艾率取 u f 1 ． 追 操作 蕞垃 一 l l 罔 2 b 砷 I 舒圳 匀 人 【 和魁 舟幢传模拟迮 火斡法 化世 { I 后 的僧 。 剐 据 l 结 - 可知 ， 协 蚺几j． 醍 什的管线 总 K崖为 7 孙 k n 1 ． 混 遗传 模 拟 畦火 锋 洼优 化们 悭 为j 2 j ’ k m． № 化 的能 ‘ 线 K度 降低 r j ‰． F i e 。 囤 】 障碍 拓 扑优 化算 法流 程 m ’c h i i t o f t l 【 n “ h i m h , i c a l H p l i m i z a [ i n H 1 Ⅲ i l hm “ 蚌 m _ b 设” 合追捧 撖 优化结 圈 2计 算 例 F i g 2 al e u l a l i n Ex a mp l e 由 丁管线 较艇 ． 进 行 世计 参 数 管 f 1 运 行工 艺参 数等 优化 l 恃网投 资 ， 系统 动 力能耗 l 热 力能耗 会 进 一步降 低 4结论 _ _I I 线 k度最 辄 l _标 黼微 ． 节 求 跫 系睢 陛、 节点处 p 舱 力、 圯阿位 髓 等 制 勾堂 勺啦祭 件． 立 r旱惦 油 臻输 系统 啦懈拓扑 J 优 化的 一 绒 混弁 觇划模 I 袅 樱 J 觅舒 号虑 r 障 懈 J 乐统 m 可 能地战 的彬I m 2 根 据单肜汕 L 氍输 系统吣 懈拓扑 布局优 化 型 的站J _ i I 特 一 将 优化 仆为柑 局层和讣 层． J 上 将 维普资讯 1 2 4 石 油 学 报 2 0 0 6年第 2 7卷 遗传 算法 、 模拟 退 火算 法 和 传 统 优化 设 计 方 法 有 机 地 结合 起来 ， 构造 了一 种 混 合 遗 传模 拟 退 火 算 法 的求 解 策 略 。该 方法 能够 有效 地搜 索整 个布 局 区域 以找到 全 局最 优 或近 全局最 优解 。 3 利 用所 建立 的模 型对 某 油 田区块 油 气集 输 系 统进 行 的优化 设计 表 明 ， 管 线 总 长 度 比优 化 前 降 低 了 9 ． 3 3 ％ ， 优化 效 果令人 满 意 。 参 考 文 献 [ 1 ] 于达． 原油集输 系统 地 面设施 布局 的优化 [ J ] ． 抚顺 石油学 院学 报 ， 1 9 9 7 ， 1 7 2 ， 4 4 4 6 ． E 2 3 刘扬 ， 程耿东． N级 星式网络 的拓扑优化 设计 E J ] ． 大连理 工大学 学 报 ， 1 9 8 9， 2 9 2 1 3 1 1 3 7 ． 刘扬． 石油 工程优 化设 计理 论及 方法 [ M] ． 北 京 石 油工业 出版 社 ， 1 9 9 4 1 1 4 - 1 2 8 ． 刘扬 ， 赵洪激 ， 周士华． 低 渗透油 田地 面工程总体规划 方案优化研 究E J ] ． 石油学报 ， 2 0 0 0， 2 1 2 8 8 9 5 ． Ha ma c h e r H W ， Ni c k e l S ． Re s t r i c t e d p l a n a r l o c a t i on p r o b l e ms a n d a p p l i c a t io n s [ J ] ． N a v a l Re s e a r c h L o g i s t i c s ， 1 9 9 5 ， 4 2 8 9 6 7 9 9 2 ． 钟守楠． 遗传算法的 收敛 性与编 码[ J ] ． 武汉 水利 电力大 学学报 ， 2 0 0 0， 3 3 1 1 0 8 1 1 2 ． 魏立新 ， 刘扬 ， 赵 洪激． Au t o C AD 与油气集 输系统 优化 软件间 的 接 口方法口] ． 油气 田地面工程 。 2 0 0 2 ， 2 1 1 ； 8 2 8 3 ． 玄光男 ， 程 润伟． 遗传 算法 与工 程设 计[ M] ． 北 京 科 学 出版社 ， 2 0 0 0 2 5 7 26 7 ． 收 稿日 期2 0 0 6 0 1 2 3 改回日 期2 0 0 6 0 5 0 8 编辑 黄 小娟 上接 第 1 1 9页 4结 论 1 游粱 式抽 油机 分析 的新 方 法 中考 虑 了惯性 的 影 响 ， 可 以对游 梁式 抽 油 机各 部 件 包 括 平 衡 块 等 对 曲柄输出轴扭矩的贡献进行分析， 得到问题的精确解。 2 新 方法 适 用 于各 种 形 式 的游 梁 式 抽 油 机 ， 分 析结 果 可用于 游梁 式抽 油机 的设计 计算 和有 杆泵 采油 系统 的分 析 。 3 为了得到更精确 的解答 ， 分析中应该考虑惯 性的影响， 该影响随着冲数的增大而增大。另外 ， 惯性 的影 响 大小与 游梁 式抽 油机 的形式 有关 。 4 求解 曲柄输 出轴扭矩时 ， 某些情况下可以忽略一 些影响 如连杆 的惯性等 ， 新方法提供 了定量 的说明 。 参 考 文 献 [ 1 ] 汤 淑 文， 谭 英 杰． 游 梁 抽 油机 动 平衡 精 确 分析 r J ] ． 石 油学 报， 1 9 9 4， 1 5 1 1 4 1 1 4 5 ． 王 常斌 ， 陈涛平 ， 郑俊德． 游梁式抽 油机运动参数 的精 确解[ J ] ． 石 油学报 ， I 9 9 8 ， 1 9 2 1 0 7 1 1 0 ． 王 尚元 ， 唐卫军 ， 李志诚 ， 等． 新型 摆杆式 游梁抽 油机 [ J ] ． 石油矿 场机械 ， 2 0 0 1 ， 3 0 3 2 5 2 7 ． 姜道 民， 王素玲 ， 李运 福 ， 等． 新 型摆杆式 游梁抽 油机 的性能分 析 E J ] ． 大庆石油学 院学报 ， 2 0 0 3 ， 2 7 4 8 4 8 6 ． 邬亦炯 ， 刘卓钧 。 赵贵祥 ， 等． 抽油机 [ M] ． 北京 石 油工业 出版 社 ， 1 9 9 4t 3 1 5 2 ． 董世民， 张士军． 抽油 机设计计 算与 计算机 实现 [ M] ． 北 京 石 油 工业 出版社 ， I 9 9 4 1 1 2 1 ． 张学鲁 ， 季祥云 ， 罗仁全． 游梁式抽 油机技术与应用[ M] ． 北京 石 油 工业 出版 社 ， 2 0 0 1 7 - 8 ． 叶 敏 ， 肖龙 翔． 分 析力 学 [ M] ． 天 津 天 津 大 学 出版 社， 2 0 0 1 1 0 3 1 1 O． 收稿日 期2 0 0 5 1 0 1 0 改回日 期2 0 0 6 0 3 2 1 编辑 黄小娟 ⋯。‘。⋯。。。⋯。。。⋯。‘。⋯。‘。⋯。。。⋯。‘ 。⋯。‘。⋯。⋯。⋯⋯‘。⋯。‘ 。⋯。。。⋯。⋯。‘。⋯。’。’。‘。。。‘ O 0 中国最长距离 的成 品油 密闭输送 管道 正式运行 O O 6 国家投 资约 2亿元人 民 币的西部 开 发 节 点 项 目． 中国 最长 距 离 虚品 油 察 闭输 i 关营 糟 誓一 一 6 Ⅲ 忉 嘲 嘲 维普资讯