一种基于Rhino 6软件的FLAC3D复杂建模方法技术

一种基于Rhino 6软件的FLAC3D复杂建模方法，包括以下步骤；(1)获取实际数据；(2)用Rhino 6软件新建等比例模型；(3)划分网格；(4)Griddle插件细化网格并转化成FLAC3D格式文件；(5)将转化后的FLAC3D格式文件在FLAC3D软件中打开：打开FLAC3D软件，快捷键“Ctrl+O”打开输出的FLAC3D文件，完成建模。本发明专利技术可以准确快速的建出FALC3D软件计算所需的模型，提高工作效率，并在一定程度上提高复杂三维建模的精细度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Rhino6软件的FLAC3D复杂建模方法
本专利技术涉及岩土数值模拟计算方法
，特别涉及一种基于Rhino6软件的FLAC3D复杂建模方法。
技术介绍
FLAC3D是一款由美国ITASCA公司开发的能够进行土质、岩石和其它材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析的有限差分仿真计算软件，主要应用于土木工程、交通、水利、石油以及釆矿工程、环境工程,是国际岩土工程学术界指定的分析通用软件。目前，该软件已被广泛应用于土木工程、交通、水利、石油以及釆矿工程、环境工程，但是该软件自身的建模能力不足，尤其是复杂模型，对复杂模型进行简化或等效，一定程度上影响了建模的准确性，建模精细度差，进而影响计算的准确性，而且只能四角化网格。尽管该软件为使用者提供了一些初始单元模型，这些单元模型对建立比较简单的三维地质模型也提供了较为便捷的路径，而且在该软件的菜单栏“Panes”一栏里的“Extrusion”也可以进行一些简单的建模。但是上述的两种FLAC3D软件自身的建模方法不能进行复杂的建模。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于Rhino6软件的FLAC3D复杂建模方法，可以准确快速的建出FALC3D软件计算所需的模型，提高工作效率，并在一定程度上提高复杂三维建模的精细度。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于Rhino6软件的FLAC3D复杂建模方法，包括以下步骤；(1)获取实际数据；(2)用Rhino6软件新建等比例模型；(3)划分网格；(4)Griddle插件细化网格并转化成FLAC3D格式文件；(5)将转化后的FLAC3D格式文件在FLAC3D软件中打开：打开FLAC3D软件，快捷键“Ctrl+O”打开输出的FLAC3D文件，完成建模。所述的步骤(1)具体为获取实际数据，根据实地考察与测量，得到所需建模模型内各个零部件大小的数据；模型内的各个零部件包括地层以及地层内的工具(套管等)，建模数据包括地层以及地层内工具(套管等)的长宽高；取井眼直径为215.9mm，根据圣维南原理，地层模型边界到井眼的距离取井眼尺寸5-7倍，取半径为1000mm，高为1200mm的圆柱地层模型，在井眼里下一个钢级为P110的套管，套管与井眼的间隙里灌满水泥环，且套管与水泥环同心。所述步骤(2)具体为用Rhino6软件新建等比例模型：打开Rhino6软件，根据数据选择模型大小与尺寸，新建模型；等比例模型与实际尺寸采取1：1的关系：建模模型尺寸：实际尺寸＝1:1；其中根据数据选择模型大小与尺寸，是根据步骤(1)中的地层、套管以及水泥环的尺寸来选择，因为地层属于一种大模型，且尺寸的单位为mm，所以选择新建模型为“大模型-mm”。所述步骤(3)划分网格具体为：选择整个新建模型，选用菜单栏里的“网格”里的“从NURBS物件”，会出现网格选项的界面，通过控制指针来选择网格面的多少，指针靠左侧，则网格面较少，指针靠右侧，则网格面较多，如果想使最后的FLAC3D计算结果更加的精确，就选择网格面较多，反之则选择网格面较少，选择网格面多少之后点击确定完成该模型的网格划分，因为划分的网格是四角化网格，若还想使计算结果更加的精确，可以点击网格工具里的“三角划网格”，但是相对的计算结果更加的精确，最终计算的时间也更长。所述步骤具体为1、获取建模数据：查阅资料，获取建模数据，根据材料力学理论，将模型设置为平面模型，模型中套管外径为139.7mm，壁厚7.72mm，钢级为P110，井眼直径为215.9mm，根据圣维南原理，地层模型边界到井眼的距离取井眼尺寸5-7倍，取半径为1000mm，高为1200mm的圆柱地层模型；2、建立模型：利用Rhino6软件建立地层-水泥环-套管三维模型：打开Rhino6软件，新建“大模型-mm”，点击菜单里的“实体”建立半径为1000mm，高为1200mm的圆柱地层模型，再从上方正中心开挖直径121.36mm高1000mm的圆柱体，然后分别建立直径139.7mm、215.9mm高1000mm的曲面，运用“实体工具”的“布尔运算分割”功能将所建好的模型分割成地层、水泥环和套管三个多重曲面；接着分别在Front、Right、Back、Left四个面螺旋式从里往外以90°相位角、孔心距62.5mm开挖孔径10mm深700mm的孔一共16个；3、划分网格：选择新建模型，选用菜单栏里的网格工具，“从NURBS物件”对其进行网格划分，并三角化网格；4、Griddle插件细化网格并转化成FLAC3D格式文件：点击插件“Joinnon-manifoldsurfaces”使模型的三个多重曲面合成一个，输入命令“SetWorkingFolder”，确定文件输出位置，点击“Griddlesurfaceremesher”，根据模型尺寸选择“MinEdgeLength”、“MaxEdgeLength”的大小，确定并等加载完成后点击“Griddlevolumemesher”选择输出“FLAC3D”格式文件，建模完成；5、生成FLAC3D文件：打开FLAC3D软件，点击菜单栏“File-Grid-importgridfile”命令，调用上一步输出的“FLAC3D”格式文件，即可生成需要的地层-水泥环-套管三维模型，然后对其进行模拟计算。本专利技术的有益效果：本专利技术能够快速完成复杂模型的建立，可以有效的解决FLAC3D软件建立模型的局限性，并且在一定程度上能保证建模的准确性，增加计算结果的准确性，提高工作效率。附图说明图1是本专利技术实例的建模方法流程图。图2是本专利技术实例建立的地层-水泥环-套管三维模型示意图。图3是本专利技术实例建立的地层-水泥环-套管开挖16个孔的三维模型示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示：实例中，由于复杂的地应力条件以及地质结构，固井工艺导致套管损坏，严重影响我国油气生产率，给油气田带来巨大的经济损失。特别是随着开采的深度逐渐增加，开采越来越困难。结合生产中已出现的套损特征和影响因素，通过理论分析和数值模拟的方法，建立地层-水泥环-套管模型，利用针对岩土工程结构开发的大型FLAC3D有限差分软件分析地应力重新展布规律以及地应力对套管强度的影响，为油气田开发中套损的预防提供理论依据。本实例以四川某页岩气井为例，拟取半径1000mm高1200mm的地层。具体过程分为如下5个部分：1、获取建模数据：查阅资料，获取建模数据。根据材料力学理论，将模型设置为平面模型。模型中套管外径为139.7mm，壁厚7.72mm，钢级为P110，如表1所示。井眼直径为215.9mm，根据圣维南原理，地层模型边界到井眼的距离取井眼尺寸5-7倍以上，取半径为1000mm，高为1200mm的圆柱地层模型。表1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Rhino 6软件的FLAC3D复杂建模方法，其特征在于，包括以下步骤；/n(1)获取实际数据；/n(2)用Rhino 6软件新建等比例模型；/n(3)划分网格；/n(4)Griddle插件细化网格并转化成FLAC3D格式文件；/n(5)将转化后的FLAC3D格式文件在FLAC3D软件中打开：打开FLAC3D软件，快捷键“Ctrl+O”打开输出的FLAC3D文件，完成建模。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Rhino6软件的FLAC3D复杂建模方法，其特征在于，包括以下步骤；
(1)获取实际数据；
(2)用Rhino6软件新建等比例模型；
(3)划分网格；
(4)Griddle插件细化网格并转化成FLAC3D格式文件；
(5)将转化后的FLAC3D格式文件在FLAC3D软件中打开：打开FLAC3D软件，快捷键“Ctrl+O”打开输出的FLAC3D文件，完成建模。


2.根据权利要求1所述的一种基于Rhino6软件的FLAC3D复杂建模方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体为获取实际数据，根据实地考察与测量，得到所需建模模型内各个零部件大小的数据；
模型内的各个零部件包括地层以及地层内的工具，建模数据包括地层以及地层内套管的长宽高；取井眼直径为215.9mm，根据圣维南原理，地层模型边界到井眼的距离取井眼尺寸5-7倍，取半径为1000mm，高为1200mm的圆柱地层模型，在井眼里下一个钢级为P110的套管，套管与井眼的间隙里灌满水泥环，且套管与水泥环同心。


3.根据权利要求1所述的一种基于Rhino6软件的FLAC3D复杂建模方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为用Rhino6软件新建等比例模型：打开Rhino6软件，根据数据选择模型大小与尺寸，新建模型；
等比例模型与实际尺寸采取1：1的关系：
建模模型尺寸：实际尺寸＝1:1；
其中根据数据选择模型大小与尺寸，是根据步骤(1)中的地层、套管以及水泥环的尺寸来选择，选择新建模型为大模型-mm。


4.根据权利要求1所述的一种基于Rhino6软件的FLAC3D复杂建模方法，其特征在于，所述步骤(3)划分网格具体为：选择整个新建模型，选用菜单栏里的“网格”里的“从NURBS物件”，会出现网格选项的界面，通过控制指针来选择网格面的多少，指针靠左侧，则网格面少，指针靠右侧，则网格面多，选择网格面多少之后点击确定完成该模型的网格划分。


5.根据权利要求1所述的一种基于Rhin...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明飞，祝云，窦益华，刘旺，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61