[發明專利]帶壓作業模擬壓力及中和點計算系統及方法

在審

• 申請號: 201910291911.7
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110349042A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 龔捷;賈月樂;丁鵬
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;成都盛特石油裝備模擬技術股份有限公司
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種帶壓作業模擬壓力及中和點計算系統及方法，包括上頂力計算模塊、彎曲載荷計算模塊、截面力計算模塊和中和點計算模塊。能夠為帶壓作業人員在實際作業前提供準確的中和點及相關的壓力數據。

技術領域

本發明涉及計算方法領域，尤其涉及一種帶壓作業模擬壓力及中和點計算系統及方法。

背景技術

在帶壓作業中，中和點即油管既不受到壓力也不受到壓力的點，帶壓作業人員在實際操作中，根據油管鞋和中和點的相對位置，會進行不同的操作，包括低壓中和點以上下油管、低壓中和點以下下油管、高壓中和點以上下油管、高壓中和點以下下油管、大于21MPA中和點以上下油管、大于21MPA中和點以下下油管、低壓中和點以上起油管、低壓中和點以下起油管、高壓中和點以上起油管、高壓中和點以下起油管、大于21MPA中和點以上起油管和大于21MPA中和點以下起油管等。因此在實際作業前，需要根據帶壓作業模擬系統計算好中和點及相關的壓力，才能讓作業人員更精確地執行操作。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種帶壓作業模擬壓力及中和點計算系統及方法，為作業人員在實際作業前提供準確的中和點及相關的壓力數據。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種帶壓作業模擬壓力及中和點計算方法，包括上頂力計算、彎曲載荷計算、截面力計算和中和點計算。

上頂力計算方法為：

式中F代表上頂力，單位為N；Pa代表井口壓力，單位為Kpa；OD代表油管外徑，單位為 mm。

彎曲載荷計算方法為：

式中E代表楊氏模量，單位為Mpa；I代表慣性矩，單位為mm⁴；ID代表油管內徑，單位為mm；OD代表油管外徑，單位為mm；L代表無支撐長度，單位為mm；Feb代表上頂力，單位為N；

式中Sy代表管柱的屈服應力，單位為Mpa；Flb代表上頂力，單位為N；As代表油管橫截面積，單位為mm²；SRc代表臨界細長比，其中E代表楊氏模量，單位為Mpa，SRc無量綱；Rg代表慣性半徑，單位為mm；L代表無支撐長度，單位為mm；SR代表細長比，SR無量綱；

當SR≥SRc時，彎曲載荷等于Feb。反之，等于Flb。

截面力計算方法為：

式中F_wp代表管柱的截面力，單位為kN；S代表管柱的截面積，單位為mm²；D代表防噴器密封管柱的外徑，單位為mm；P_wh代表井口壓力，單位為MPa。

中和點計算方法為：

式中Pa代表井口壓力，單位為MPa；OD代表油管外徑，單位為mm；ρ_鋼代表管柱密度，單位為Kg/m³；ρ_液代表石油密度，單位為Kg/m³；H代表中和點，單位為m。

一種帶壓作業模擬壓力及中和點計算系統，包括上頂力計算模塊、彎曲載荷計算模塊、截面力計算模塊和中和點計算模塊；上頂力計算模塊用于計算上頂力，彎曲載荷計算模塊用于計算彎曲載荷，截面力計算模塊用于計算截面力，中和點計算模塊用于計算中和點。

本發明的有益效果是：能夠簡單便捷地為帶壓作業人員在實際作業前提供準確的中和點及相關的壓力數據。

附圖說明

圖1是帶壓作業模擬壓力及中和點計算系統結構示意圖。