[發(fā)明專利]預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810263775.6
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108625828B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 張輝;鄧橋;李軍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B43/117
• 分類號: E21B43/117;G06F30/23
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;賈磊

1.一種預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法，其特征在于，包括：

確定影響射孔爆炸載荷的因素；

建立管柱系統(tǒng)的三維物理模型，對三維物理模型進行數(shù)值模擬計算，根據(jù)計算結果確定射孔爆炸載荷輸出源頭；

根據(jù)影響射孔爆炸載荷的因素，計算不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小；

根據(jù)不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小，建立射孔爆炸載荷輸出大小預測模型；

根據(jù)射孔爆炸載荷輸出大小預測模型，預測不同工況下射孔爆炸載荷輸出大小。

2.如權利要求1所述的預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法，其特征在于，按如下公式確定影響射孔爆炸載荷的因素：

其中：ΔP為射孔爆炸導致的井液變化壓力；P₊為射孔爆炸后的井液壓力；P₀為射孔爆炸前的初始井液壓力；ρ為射孔密度，孔/m；L為射孔槍長度，m；V為射孔段有效容積，m³；n為單發(fā)裝藥量，g；N為炸藥摩爾質(zhì)量，g/mol；H為爆熱，kJ/mol；δ為井液的氣體比熱率；表示射孔爆炸后留在井液中的能量的比例系數(shù)。

3.如權利要求2所述的預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法，其特征在于，所述建立管柱系統(tǒng)的三維物理模型，對三維物理模型進行數(shù)值模擬計算，根據(jù)計算結果確定射孔爆炸載荷輸出源頭，包括：

建立管柱系統(tǒng)的三維物理模型，對三維物理模型進行六面體網(wǎng)格劃分；

根據(jù)管柱系統(tǒng)的關鍵位置載荷特征，在三維物理模型內(nèi)選取多個參考點；

在劃分后的三維物理模型內(nèi)對多個參考點進行數(shù)值模擬計算；

根據(jù)數(shù)值模擬計算結果在多個參考點中確定射孔爆炸載荷輸出源頭。

4.如權利要求3所述的預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法，其特征在于，所述根據(jù)影響射孔爆炸載荷的因素，計算不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小，包括：

根據(jù)影響射孔爆炸載荷的因素，建立多套有限元仿真模型；

對多套有限元仿真模型進行數(shù)值模擬計算，獲得不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小。

5.如權利要求4所述的預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法，其特征在于，所述根據(jù)不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小，建立射孔爆炸載荷輸出大小預測模型，包括：

根據(jù)不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小，獲得不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的峰值壓力數(shù)據(jù)；

對不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的峰值壓力數(shù)據(jù)進行多元非線性回歸，擬合得到射孔爆炸載荷輸出源頭的峰值壓力經(jīng)驗模型；

將射孔爆炸載荷輸出源頭的峰值壓力經(jīng)驗模型確定為射孔爆炸載荷輸出大小預測模型。

6.如權利要求1至5任一項所述的預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法，其特征在于，所述根據(jù)射孔爆炸載荷輸出大小預測模型，預測不同射孔工況下射孔爆炸載荷輸出的大小，按照如下公式進行計算：

其中，P_L為射孔爆炸載荷輸出大?。粁₁為射孔彈數(shù)量，枚；x₂為單發(fā)裝藥量，g；x₃為地層壓力，MPa；x₄為井筒壓力，MPa；x₅為油管長度，m；k、a、b、c為相關系數(shù)。

7.一種預測射孔爆炸載荷輸出大小的裝置，其特征在于，包括：

因素確定模塊，用于確定影響射孔爆炸載荷的因素；

源頭確定模塊，用于建立管柱系統(tǒng)的三維物理模型，對三維物理模型進行數(shù)值模擬計算，根據(jù)計算結果確定射孔爆炸載荷輸出源頭；

載荷輸出計算模塊，用于根據(jù)影響射孔爆炸載荷的因素，計算不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小；

模型建立模塊，用于根據(jù)不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小，建立射孔爆炸載荷輸出大小預測模型；

載荷預測模塊，用于根據(jù)射孔爆炸載荷輸出大小預測模型，預測不同工況下射孔爆炸載荷輸出大小。