一种非常规油气藏水平井压裂弹片工具结构优化方法技术

本发明专利技术公开了一种非常规油气藏水平井压裂弹片工具结构优化方法，设计六因素五水平的正交试验，其中六因素为倒角半径、凸出厚度，凸出长度，弹片厚度，凸出角度和弹片瓣数，考察指标为弹片最大等效应力，分别对每个有限元模型进行简化，取弹片其中一瓣为有限元模型，提取每个模型的仿真数据。将得到的实验数据填入正交表格中，得出正交实验结果，对实验结果进行极差分析，对弹片进行第一次优化。在正交实验优化结果的基础上，对各尺寸参数进行单因素实验分析，第二次对弹片结构进行优化。有限元软件结合正交实验设计原理及单因素实验分析原理，进行弹片工具结构的优化，方法简单，结果科学可靠，对弹片结构优化具有可靠的指导意义。对弹片结构优化具有可靠的指导意义。对弹片结构优化具有可靠的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种非常规油气藏水平井压裂弹片工具结构优化方法


[0001]本专利技术涉及一种非常规油气藏水平井压裂弹片工具结构优化方法。

技术介绍

[0002]水平井裸眼完井分段压裂技术可显著提高非常规油气藏的产能。井下工具的最优结构是水平井裸眼完井分段压裂有效实施的基本保障。随着非常规油气藏作业量的加大，作业工况条件也将趋于多样化和复杂化，给井下压裂工具的结构工艺带来了更高的挑战，需对现有井下压裂工具进行力学分析及结构优化设计，以满足水平井裸眼完井工艺的要求。
[0003]通过商用有限元软件对弹片工具进行仿真实验，分析弹片的薄弱部位，可以帮助设计人员对弹片相关尺寸参数进行优化选择。
[0004]在有限元仿真中，接触问题属于状态非线性，并且是一种高度非线性行为，需要较多的计算机资源。为进行切实有效的计算，问题的物理特性和建立合理的模型是很重要的。
[0005]弹片主要尺寸参数有：倒角半径、凸出长度、凸出厚度、弹片厚度、凸出角度、弹片瓣数，这六个主要参数的取值对弹片整体强度起至关重要的作用，而各参数之间还存在相互作用的因素，如果按照全面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非常规油气藏水平井压裂弹片工具结构优化方法，其特征在于，包括：根据弹片有限元模型的对称性，取弹片一瓣进行有限元仿真实验；根据正交实验设计原理，对倒角半径R、凸出厚度H，凸出长度L，弹片厚度T，凸出角度a和弹片瓣数b六个参数在取值范围内分五个水平设计正交实验表，采用L25(56)正交表来进行试验，弹片材料采用轻质合金026
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1，在10MPa压力下，分别对外径不同的型号一、型号二和型号三弹片各尺寸参数在正交试验表尺寸参数情况下进行仿真模拟，对试验结果进行极差分析。优化弹片尺寸参数；根据正交实验得到的最佳尺寸参数组合，在此基础上，分别以倒角半径、凸出长度、凸出厚度、弹片厚度、凸出角度、弹片瓣数为唯一可变因素，缩小参数的增长梯度进行单一变量仿真实验。分别得出与弹片最大等效应力之间的关系，得到更优的尺寸参数。2.根据权利要求1所述的一种非常规油气藏水平井压裂弹片工具结构优化方法，其特征在于，所述简化后的弹片有限元模型是...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳军，梁爽，郭晓强，胡顺渠，胡丹，曾林林，罗杰，杜智刚，李强，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：