[發(fā)明專利]一種射孔管柱系統(tǒng)可靠性分析的方法、系統(tǒng)和電子設備

有效

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• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113378438B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設計）人: 鄧橋
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;E21B43/11;G06F119/02
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 方菲

本發(fā)明涉及一種射孔管柱系統(tǒng)可靠性分析的方法和系統(tǒng)，該方法包括：建立基于競爭失效模式的射孔管柱系統(tǒng)正常階段和損傷缺陷階段的可靠性理論模型；競爭失效模式為至少兩種的失效條件競爭使射孔管柱系統(tǒng)失效，失效條件包括：損傷增量達到閾值和損傷狀態(tài)的持續(xù)時間達到閾值；采用數(shù)值模擬方法模擬射孔管柱系統(tǒng)受沖擊動態(tài)過程，分析得到數(shù)值模擬計算結果，根據(jù)數(shù)值模擬計算結果提取射孔管柱系統(tǒng)的動態(tài)受沖擊數(shù)據(jù)；根據(jù)動態(tài)受沖擊數(shù)據(jù)以及可靠性理論模型對射孔管柱系統(tǒng)進行可靠性評估。可以有效提取射孔管柱系統(tǒng)受沖擊動態(tài)數(shù)據(jù)，能夠建立射孔管柱系統(tǒng)可靠性分析模型，準確評估射孔隨機沖擊載荷作用下管柱系統(tǒng)的可靠性。

技術領域

本發(fā)明涉及能源行業(yè)石油天然氣領域，尤其涉及一種射孔管柱系統(tǒng)可靠性分析的方法、系統(tǒng)和電子設備。

背景技術

在實際射孔工況下，以管柱為核心的井下各儀器設備、工具零件等眾多部件構成一個完整的復雜系統(tǒng)，可以稱之為射孔管柱系統(tǒng)。射孔管柱系統(tǒng)在運行過程中自身性能會隨著時間推移而發(fā)生退化，此外其性能也會受外界條件作用的影響。其中，射孔爆炸沖擊是典型的工礦之一，射孔管柱系統(tǒng)的性能直接關系著現(xiàn)場射孔作業(yè)的成敗。因此，有必要針對沖擊作用下井下管柱系統(tǒng)展開可靠性建模及分析，這對于井下射孔安全可靠評估具有重要的理論價值與現(xiàn)實意義。在此基礎上，提前對其運行過程中出現(xiàn)的損失進行預判，也可以為現(xiàn)場射孔安全作業(yè)提供重要參考。

系統(tǒng)可靠性理論起源于20世紀30年代，最初多應用于軍事領域。隨著現(xiàn)代科技不斷的進步，可靠性理論自身不斷發(fā)展與完善。與此同時，可靠性分析方法在國民經(jīng)濟眾多領域得到廣泛應用，為各個工業(yè)部門的進步做出了巨大的貢獻。系統(tǒng)的失效會造成巨大的損失，甚至是難以彌補的。那么，準確的評估系統(tǒng)可靠性、提前對系統(tǒng)風險做出預判，在工程實踐中是具有不可估量的經(jīng)濟價值和實用價值的。由于井下射孔工況的特殊性，目前沒有特別有效的途徑可以獲取井下射孔工具安全失效的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的可靠性評估方法需要依靠大量系統(tǒng)失效數(shù)據(jù)，難以用來評估射孔管柱系統(tǒng)的可靠性。因此，有必要基于系統(tǒng)可靠性理論，針對實際射孔管柱系統(tǒng)運行工況，建立一套完整有效、合理準確的射孔管柱系統(tǒng)可靠性分析方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題，提供一種射孔管柱系統(tǒng)可靠性分析的方法和系統(tǒng)，可以有效提取射孔管柱系統(tǒng)受沖擊動態(tài)數(shù)據(jù)，能夠建立射孔管柱系統(tǒng)可靠性分析模型，準確評估射孔隨機沖擊載荷作用下管柱系統(tǒng)的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種射孔管柱系統(tǒng)可靠性分析的方法，包括：步驟1，建立基于競爭失效模式的射孔管柱系統(tǒng)正常階段和損傷缺陷階段的可靠性理論模型；

所述競爭失效模式為至少兩種的失效條件競爭使所述射孔管柱系統(tǒng)失效，所述失效條件包括：損傷增量達到閾值和損傷狀態(tài)的持續(xù)時間達到閾值；

步驟2，采用數(shù)值模擬方法模擬所述射孔管柱系統(tǒng)受沖擊動態(tài)過程，分析得到數(shù)值模擬計算結果，根據(jù)所述數(shù)值模擬計算結果提取所述射孔管柱系統(tǒng)的動態(tài)受沖擊數(shù)據(jù)；

步驟3，根據(jù)所述動態(tài)受沖擊數(shù)據(jù)以及所述可靠性理論模型對所述射孔管柱系統(tǒng)進行可靠性評估。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以作出如下改進。

可選的，所述步驟1中建立所述可靠性理論模型的過程包括：

步驟101，采用延遲時間概念描述所述射孔管柱系統(tǒng)的失效過程，建立考慮所有所述失效條件的所述射孔管柱系統(tǒng)的壽命數(shù)學計算模型；

步驟102，根據(jù)所述射孔管柱系統(tǒng)的壽命數(shù)學計算模型，建立所述射孔管柱系統(tǒng)正常階段系統(tǒng)不發(fā)生故障的概率的數(shù)學計算模型；

步驟103，根據(jù)所述射孔管柱系統(tǒng)正常階段不發(fā)生故障的概率的數(shù)學計算模型，建立所述射孔管柱系統(tǒng)損傷缺陷階段所有所述失效條件均不發(fā)生的概率的數(shù)學計算模型。

可選的，所述步驟101中，考慮所有所述失效條件的所述射孔管柱系統(tǒng)的壽命數(shù)學計算模型為：