[发明专利]预测射孔爆炸载荷输出大小的方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种预测射孔爆炸载荷输出大小的方法及装置，该方法包括：确定影响射孔爆炸载荷的因素；建立管柱系统的三维物理模型，对三维物理模型进行数值模拟计算，根据计算结果确定射孔爆炸载荷输出源头；根据影响射孔爆炸载荷的因素，计算不同工况下射孔爆炸载荷输出源头的爆炸载荷输出大小；根据不同工况下射孔爆炸载荷输出源头的爆炸载荷输出大小，建立射孔爆炸载荷输出大小预测模型；根据射孔爆炸载荷输出大小预测模型，预测不同工况下射孔爆炸载荷输出大小。该方法能够提供一种满足实际情况需要，预测不同射孔工况下射孔爆炸载荷输出大小，大幅度提升了射孔爆炸载荷预测的准确性，可以有效的为射孔作业设计决策提供理论依据。

技术领域

本发明涉及油气井工程射孔技术领域，特别是涉及一种预测射孔爆炸载荷输出大小的方法及装置。

背景技术

射孔是采用特殊聚能器材进入井眼预定层位进行爆炸开孔让井下地层内流体进入孔眼的作业活动，普遍应用于油气田和煤田。射孔作业的目的在于使井筒与油气层之间形成通路，是油气田开采的关键环节，在射孔弹爆炸形成射流的同时，有部分爆轰波会向井筒狭长空间内释放形成动态冲击载荷，一方面直接作用在枪管上，并通过枪管将这部分载荷传递给与之相连的减震器、油管、筛管、封隔器等其他管柱结构，引起管柱系统强烈冲击振动；另一方面冲击载荷会造成管柱外环液体压力在短时间内发生剧烈的变化，以冲击波形式在射孔液中传播，瞬间造成井内液体大变形、高速剧烈运动，影响整个管柱系统的结构稳定性以及局部结构强度。近年来，随着高孔密射孔器及大威力射孔弹在现场射孔中得到广泛应用，射孔段管柱受到的爆炸载荷大幅增加，容易造成管柱失稳、屈曲断裂、封隔器解封等事故的发生，特别是对于近些年发展起来的射孔测试联作技术，使得这些问题更为突出。因此，如何准确预测不同射孔工况下爆炸载荷输出大小，一直是射孔行业关注的焦点，对保障现场射孔作业的安全性具有重要意义。

目前国内对射孔爆炸载荷输出大小的预测大致有两种方法，一种是经验总结法，也就是根据已射孔井的测试数据来预测未来射孔作业时爆炸载荷输出大小的方法，这种方法当射孔工况发生变化时，预测的准确率极低；另一种方法是应用理论公式进行分析，这种方法其物理模型不能根据需要的实际情况设计，过于简单，不能保证计算结果的准确性。

发明内容

本发明实施例提供了一种预测射孔爆炸载荷输出大小的方法，用以提升爆炸载荷输出大小预测的精确性，该方法包括：

确定影响射孔爆炸载荷的因素；

建立管柱系统的三维物理模型，对三维物理模型进行数值模拟计算，根据计算结果确定射孔爆炸载荷输出源头；

根据影响射孔爆炸载荷的因素，计算不同工况下射孔爆炸载荷输出源头的爆炸载荷输出大小；

根据不同工况下射孔爆炸载荷输出源头的爆炸载荷输出大小，建立射孔爆炸载荷输出大小预测模型；

根据射孔爆炸载荷输出大小预测模型，预测不同工况下射孔爆炸载荷输出大小。

本发明实施例还提供了一种预测射孔爆炸载荷输出大小的装置，用以提升爆炸载荷输出大小预测的精确性，该装置包括：

因素确定模块，用于确定影响射孔爆炸载荷的因素；

源头确定模块，用于建立管柱系统的三维物理模型，对三维物理模型进行数值模拟计算，根据计算结果确定射孔爆炸载荷输出源头；

载荷输出计算模块，用于根据影响射孔爆炸载荷的因素，计算不同工况下射孔爆炸载荷输出源头的爆炸载荷输出大小；

模型建立模块，用于根据不同工况下射孔爆炸载荷输出源头的爆炸载荷输出大小，建立射孔爆炸载荷输出大小预测模型；

载荷预测模块，用于根据射孔爆炸载荷输出大小预测模型，预测不同工况下射孔爆炸载荷输出大小。