丘陵、山地地貌油氣田在我國油氣資源版圖中占有重要地位,其地面集輸管道的減資節(jié)能設(shè)計對于油氣高效經(jīng)濟開采具有重要意義。國內(nèi)外學者對油氣集輸管道的路徑優(yōu)化開展了大量的研究,但這些研究大部分針對的是二維平面布局,針對起伏地形約束條件下的油氣集輸管道路徑研究還較少,缺乏精細三維地形建�；A(chǔ)上的管道最優(yōu)走向布置研究。因此,開展三維地形約束條件下的油氣集輸管道路徑優(yōu)化研究,對于降低管道建設(shè)成本,提高油田效益有著十分重要的現(xiàn)實意義。首先,選取可以足夠展現(xiàn)地形細節(jié)特征的數(shù)字高程模型(DEM),在深入分析地形DEM表示模型、四叉樹存儲結(jié)構(gòu)和空間插值方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合開放式圖形庫(OpenGL)3D建模平臺,實現(xiàn)了三維地形的精細重構(gòu)。其次,針對影響DEM三維建模過程中所涉及的主要影響因素,采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法,篩選得到了影響建模效率的主要因素為四叉樹搜索閾值、網(wǎng)格劃分精度和插值鄰域數(shù)據(jù)量。基于主因素分析得到的三項關(guān)鍵參數(shù),結(jié)合單因素分析法和多元回歸分析法,構(gòu)建了三維建模時間與主控因素之間的多元回歸模型,量化表征了建模因素對于建模時間的影響程度�？紤]GRID模型存儲簡單但數(shù)據(jù)量大,以及Tin模型靈活精細而存儲復雜的特點,將二者優(yōu)勢組合,形成了三維地形混合建模方法,在保證建模精度的同時實現(xiàn)了地形建模數(shù)據(jù)的輕量化。最后,將三維障礙以投影的方式進行有效表征,以總管道長度最小為目標,以管道路徑點幾何位置為決策變量,考慮障礙和三維地形對于管道布局的影響,同時兼顧路徑點規(guī)模和管道曲率半徑約束,建立了三維地形條件下油氣集輸管道路徑優(yōu)化數(shù)學模型。針對模型的非線性特征,采用蟻群算法對模型進行求解,并且對蟻群算法求解的能見度函數(shù)進行了對比優(yōu)選,得到了求解效果最佳的主控參數(shù)。經(jīng)實例驗證表明,本文所提建模方法效率高、精度好,所建立的優(yōu)化模型和解法可以在減少管道長度的同時降低管道起伏程度,優(yōu)化效果明顯。
【學位單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TE863
【部分圖文】：

第一章 緒論素，實現(xiàn)了 DEM 混合建模。集輸管道路徑優(yōu)化管道長度最小為目標函數(shù)，考慮障礙和三維地形起伏程度的影響，同時兼和管道曲率半徑約束，建立受三維地形約束的油氣集輸管道路徑優(yōu)化模型法對模型進行求解并且篩選出效果最佳的能見度函數(shù)。以路徑長度和沿線為評價指標，將計算結(jié)果與采用遺傳算法求得的最優(yōu)路徑進行比較。技術(shù)路線

高的科學研究中。除此之外，還有很多已經(jīng)存在的多種分辨率的慶、新疆等油田，由于處在地形復雜多變的丘陵和山地環(huán)境中，程數(shù)據(jù)，因此，考慮到數(shù)據(jù)的精度，范圍等各方面因素，本文采。 表示模型 有五種不同的表示類型:離散點模型、規(guī)則格網(wǎng) GRID 模型、不規(guī)則線模型和等高線模型。其中常用的的是等高線模型、規(guī)則格網(wǎng) GTIN 模型[43]。等高線建模方法區(qū)域上高度相同的點連接起來，就是等高線。等高線模型有兩個重線上的點的高度相同，不同等高線不能相交。等高線模型的主要同的高程面水平分割之后，會丟失大量的地表細節(jié)信息，而且這高線中恢復的，也就是說，等高線模型只能近似的描述地球表面地形地貌的細節(jié)；另外，等高線模型必須通過多組等高線才能描等高線是無法反映地貌特征的。

東北石油大學工程碩士專業(yè)學位論文疊的連續(xù)三角形構(gòu)建成地形模擬網(wǎng)格，這就是不規(guī)則三角網(wǎng)模型（TIN）。由于 TIN 模型精確度高，可以準確的反映地形細節(jié)，因此其對構(gòu)成它的三角形格，一般來說有三個基本原則：（1）TIN 模型必須是唯一的（2）盡量使每一個三角形都是正三角形。（3）保證三角形邊長之和最小，具體來說就是保證最近鄰點構(gòu)成三角形。目前，建立 TIN 模型的方法有很多，各種方法都有一定的適用范圍和優(yōu)缺點，，由于 Delaunay 三角劃分法更加成熟，理論基礎(chǔ)更為扎實，所以被廣大學者。三維地形的不規(guī)則三角網(wǎng)是在規(guī)則格網(wǎng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)預先設(shè)定好的某一種一些采樣點后，將剩下的隨機分布的高程點連接起來構(gòu)成不規(guī)則三角形格網(wǎng)。插入算法原理簡單，便于操作，因此常常作為高程點的 Delaunay 三角劃分方法
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本文編號：2845129