【正文】 )()1(TnQnQhChPDDAfff )()2)((3212112????參數(shù)介紹 求門限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? 求地層可鉆性系數(shù) K 求牙齒磨損系數(shù) C2 求巖石研磨性系數(shù) Af 2021/12/1 1 確定鉆進(jìn)模型的有關(guān)參數(shù) 求巖石研磨性系數(shù) Af 計(jì)算實(shí)例：（ P62，例 56） 參數(shù)介紹 求門限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? 求地層可鉆性系數(shù) K 求牙齒磨損系數(shù) C2 求巖石研磨性系數(shù) Af A、 計(jì)算條件 B、 計(jì)算內(nèi)容 K、 C Af、 b C、 計(jì)算 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 基本方程 Cb+Cr(Tt+T) 每米成本 ： C=——————— H Cb 鉆頭成本 ， Cr 鉆機(jī)單位時(shí)間作業(yè)費(fèi) Tt 起下鉆時(shí)間 ， T 鉆頭工作時(shí)間 H 鉆頭總進(jìn)尺 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 依據(jù) ： 鉆速模式與鉆頭牙齒磨損模式 )1(1)(2 hCnMPCCKV Hpm ???????? ? 1)(( )(112321CPDDnQnQAdtdh f????)1()( 2 hCdtnMPCCKdHHp ????????? dhhCnQnQAPDDdtf)1()( )( 132112 ????dhhC hCnQnQA PDDnMPCCKdHfHp)1()1()()()(2132112?????????? ?基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 假定：鉆壓、轉(zhuǎn)速不變，牙齒最終磨損為 hf 則積分后可得 ： )1l n ()()()(222122112331fffHPhCCCChCCEPDDnQnQASnMPKCCJESJH???????????????基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 參數(shù)意義 ： )1l n ()()()(222122112331fffHPhCCCChCCEPDDnQnQASnMPKCCJ?????????????J——初試鉆速 (h=0)， S——初試磨損速度 (h=0) J/S——鉆頭理論進(jìn)尺 (無(wú)牙齒磨損 ) E——進(jìn)尺系數(shù) ， 考慮牙齒磨損對(duì)鉆速和磨損的影響 基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 鉆頭壽命表達(dá)式 依據(jù) ：鉆頭牙齒磨損模式 )1)(()(112321hCPDDnQnQAdtdh f?????? ???? fhfT dhhCnQnQAPDDdt0 1321120 )1()()(212 ffhChFSFT???F——鉆頭壽命系數(shù)，考慮牙齒磨損對(duì)鉆速和磨損的影響 基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 最終目標(biāo)函數(shù)形式 將 H， T代入成本模式，有 trbEErTCCTFSTEJCC?????? )(TE為鉆頭與起下鉆成本的折算時(shí)間。當(dāng)鉆頭成本和鉆機(jī)作業(yè)費(fèi)一定時(shí)，只與起下鉆時(shí)間有關(guān) 。 C=f(P,n,hf,CH,CP) 考慮 J、 E、 S、 F的各項(xiàng)參數(shù)后為： 基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 基本方法 A. 最優(yōu)參數(shù)的位置 ： 在目標(biāo)函數(shù)的極值點(diǎn)處 B. 極值點(diǎn)的確定 0,0,0,0,0 ???????????????PHf CCCChCNCPC問(wèn)題 ： 是否滿足上面條件的點(diǎn)其 C值均為最??？ 根據(jù)最優(yōu)化理論，隨五參數(shù)變化使 C處于最小的點(diǎn)處，應(yīng)有： 最優(yōu) CH， CP量 C. 最優(yōu)化方法 ： 求出滿足上面條件的各參數(shù)值 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方 法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu) CH， CP量 0,0 ??????PH CCCC求解： 結(jié)果 ： CP， CH應(yīng)為無(wú)窮大 意義 ： CP,CH的實(shí)際最大值均為 1，故要使鉆進(jìn)成本最低，應(yīng)盡量使 CH=1，CP=1 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方 法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu) CH， CP量 由于 CH， CP已定，故只需求解方程： 考慮約束條件 ： 1≥h0 1≥B0 D2/D1PM M0 D2/D1P0 M0 n0 0,0,0 ?????????fhCNCPC基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu) CH， CP量 注意： 為何要考慮 B？ B與 h的關(guān)系： B， h均決定鉆頭的壽命，可表示為： T=f1(Bf )=f2(hf ) 則變換后，可得出 Bf與 hf的關(guān)系為： Bf=f(hf ) 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 鉆頭最優(yōu)磨損量 0???fhC由： 可得出一三維非線性方程： 0),( ???? fffhnPhhC ? 說(shuō)明 ：該方程為一空間曲面方程，叫最優(yōu)磨損面。 當(dāng)確定 P， n組合后，即可確定一個(gè) hf值。 050100150hf1 hf2 hf3 hf4 hf5P1P2P3P4P5P6基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方 法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 鉆頭最優(yōu)磨損量 計(jì)算舉例：（例 57） 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 A、 計(jì)算條件 B、 計(jì)算內(nèi)容 牙齒磨損量、軸承磨損量、鉆頭進(jìn)尺和鉆進(jìn)成本。 牙齒壽命、軸承壽命 、及最佳壽命下的進(jìn)尺和成本。 C、 計(jì)算公式選用 hf=… Bf=… H=… C=... 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu)鉆壓 方法 ： 由 0???PC可得出一三維非線性方程： 0),( ???? fhnPfPC當(dāng)選定一個(gè) n和 hf后，可求出一使成本最低的最優(yōu)鉆壓。 13211212)()(DnQnQATWMDDFWFWFWDDPfEOP????????基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu)鉆壓 計(jì)算舉例：（例 59） 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 A、 計(jì)算條件 B、 計(jì)算內(nèi)容 最優(yōu)鉆壓及相應(yīng)的鉆頭壽命和鉆進(jìn)成本。 C、 計(jì)算公式選用 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 方法 ： 由 0???nC可得出一三維非線性方程： 0),( ???? fhnPfnC當(dāng)選定一個(gè) P和 hf后，可求出一使成本最低的最優(yōu)轉(zhuǎn)速。 (見 , 式 558,559,560) 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 計(jì)算舉例：（例 510） 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 A、 計(jì)算條件 B、 計(jì)算內(nèi)容 最優(yōu)轉(zhuǎn)速及相應(yīng)的鉆頭壽命和鉆進(jìn)成本。 C、 計(jì)算公式選用 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 問(wèn)題 ： 在前面的優(yōu)化計(jì)算中，均采用先確定兩參數(shù)后，再優(yōu)化另一參數(shù)的方法，沒有實(shí)現(xiàn)三參數(shù)的同時(shí)優(yōu)化。 實(shí)際方法 ： 先定牙齒或軸承的合理磨損量 再定轉(zhuǎn)速的允許范圍 求不同鉆壓與轉(zhuǎn)速配合時(shí)的鉆進(jìn)成本 找出成本最低的鉆壓與轉(zhuǎn)速配合 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 計(jì)算舉例：（例 511) A、 計(jì)算條件 B、 計(jì)算內(nèi)容 最優(yōu)鉆壓 轉(zhuǎn)速組合與工作指標(biāo) 計(jì)算方法： 求不同轉(zhuǎn)速下的： W、 W/F、 POP、 S、 T、 J、 H、 C 求不同鉆壓下的： W、 W/F、 S、 T、 J、 H、 C 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 計(jì)算舉例：（例 511) 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 鉆壓、轉(zhuǎn)速與成本的關(guān)系50709011013015016 20 24 28 32 36 40鉆壓，噸成本，元/米n=60n=120n=1802021/12/1 說(shuō)明 ： A. 前面的鉆速模型和最終目標(biāo)函數(shù)均是針對(duì)牙 輪鉆頭得出的 。 B. 不同的考慮方法，可得出不同的鉆速模型和 目標(biāo)函數(shù) 。 C. 各種模型進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化的思路是一致的。 2021/12/1 K、 M、 ? 、 C Af、 b參數(shù)的名稱與意義 ,如 何確定？ 復(fù)習(xí)提問(wèn)： 確定 M與 ? 的方法叫什么？其基本原理是什么？ 鉆頭總進(jìn)尺與鉆頭工作時(shí)間計(jì)算式的建立原理 是什么？ 獲得最低進(jìn)尺成本需優(yōu)選的參數(shù)主要有哪些 ？