BH56RDX-71-178型高孔密大孔径射孔弹

BH56RDX-71—178型高孔密大孔径射孔弹是四川石油射孔器材有限责任公司研究开发的新产品。该产品是通过对大孔径射孔弹药型罩结构、材料、成形工艺以及装药结构、低碎屑壳体材料的优化设计和试验而形成的,具有一项实用新型专利产品（ZL200520036557．7）和多项企业专有技术。     

油气井等孔径射孔弹性能影响因素探讨

等孔径射孔弹是近年来新开发的一种穿孔孔径受间隙影响较小的聚能射孔弹。通过试验数据分析表明装药结构、药型罩配方、压罩工艺等因素是影响等孔径射孔弹性能的主要因素。通过对装药结构、药型罩配方、压罩工艺的改进,研制了等孔径射孔弹性能。经API RP 19B混凝土靶试验,在射孔枪完全偏置套管一侧的情况下,套管最大和最小穿孔孔径相比平均值最大偏差为10%。     

利用数值仿真技术优化大孔径射孔弹药型罩配方

射孔弹数值仿真系统主要包括射孔弹数值模拟计算方法、数值模型建立、数值分析软件系统等。在装药条件不变的前提下,利用该仿真系统优化药型罩密度和屈服强度并对计算结果进行比较。通过比较发现,降低药型罩密度的同时提高药型罩的屈服强度有助于提高穿孔孔径;为此,添加某种材料并按照不同比例分成6种配方进行试验。仿真结果与实验结果的最大误差为12%。     

等孔径射孔器穿孔性能评价方法探讨

等孔径射孔技术在非常规油气压裂施工中取得较好效果,应用规模逐步扩大,但还没有统一的评价方法和评价指标。通过对等孔径射孔器试验结果的对比分析,提出利用孔径相对偏差、孔径相对标准偏差评价等孔径射孔器的孔径一致程度的方法。给出了评价指标,相对标准偏差为6%、孔径差异度为10%,为等孔径射孔器的检验和评价奠定了基础。希望该方法能为形成更加科学的评价方法提供参考,并在形成共识的基础上为标准的制修订提供依据。     

粉末罩大孔径射孔弹研究

探讨了粉末罩大孔径射孔弹研制的理论依据和主要方法。通过爆炸成形侵彻体(EFP)与射流理论的结合,成功研制了粉末罩大孔径射孔弹,解决了杵堵问题;实际装枪混凝土靶的检测数据达到同型号铜板药型罩射孔弹的性能指标。     

大孔径射孔弹药型罩顶部的结构分析

运用射孔弹工程计算软件对大孔径射孔弹药型罩顶部不同结构进行计算分析．并对不同药型罩顶部结构的大孔径射孔弹射流侵彻的变化规律进行了实验研究．最后确定了不同炸高条件下药型罩顶部的参数设计。结果显示．射孔弹穿孔能力的大小是由碰靶时射流性能决定的，随着药型罩顶部孔眼尺寸的增加．射流头部动能、直径和质量也逐渐减小，侵彻孔道的最大直径点逐渐远离起爆点。为了提高大孔径射孔弹的性能．药型罩顶部的参数设计应采用模拟计算和试验相结合的方法进行优化。     

系列大孔径深穿透射孔弹研制

目前大孔径射孔弹穿孔深度浅,不能满足一些特殊油气藏的射孔完井需求的现状.通过对射流形成与侵彻过程分析,结合射孔弹的作用目标特点,设计出一种多锥角形药型罩,在爆轰波的作用下,药型罩各分段形成具有不同特征的射流.应用该药型罩结构,研制出了89型、102型、127型大孔径深穿透射孔弹,经地面打靶测试,均超过了设计指标,实现了套管孔径大、穿孔深度深,且射孔枪孔径小的设计目的.大孔径深穿透射孔弹的研制成功,为低孔、低渗、低丰度及破裂压力异常油气藏的完井提供了一种新型射孔器材.     

新型大孔径射孔弹设计构想

本文在分析了目前大孔径射孔弹设计原理的基础上，在有效利用射孔枪空间的条件下，把深穿透射孔弹与大孔径射孔弹的设计原理结合起来，提出了大孔径深穿透射孔弹设计的新构想。即在深穿透射孔弹的药型罩口部到射孔枪内壁的空间里，增加了扩孔弹的设计，使深穿透射孔弹与扩孔弹结合在一起，形成了大孔径深穿透射孔弹的新的设计构想——双药型罩深穿透大孔径及大孔容射孔弹结构设计。     

φ114 mm大孔径高孔密射孔器研究

着重探讨了粉末罩大孔径高孔密射孔器的理论依据和设计方法,通过EFP(Explosively Fomed Penetrator)与射流的结合,实现了大孔径射孔弹粉末罩化,彻底解决了杵堵问题,114型粉末罩大孔径射孔器的混凝土靶的检测数据接近国际先进水平.     

大孔径深穿透射孔弹射流的X光片分析

通过对大孔径、深穿透射孔弹的X光片的分析,认为较高的射流圆盘速度对射孔弹提高射孔孔径以及穿透深度均有好处.在设计中应保证药型罩第2锥角与第1锥角的角度差在15°左右.三锥药型罩的第2锥的角度将直接决定第2段射流的速度分布,进而影响到射流圆盘的增长速度.试验得出,第2锥的角度选择在56°左右为宜.为以后进行多锥等特殊结构的药型罩的设计以及射流特性的研究起到了抛砖引玉的作用.     

聚能射孔弹侵彻性能评价方法

为弥补射孔打靶物理试验的不足,完善聚能射孔弹优化设计方法,基于爆炸冲击动力学分析程序AUTODYN,采用Lagrange算法建立了聚能射孔弹侵彻性能评价数值方法,研究了聚能射流侵彻过程混凝土靶孔道形态及射孔枪/套管/靶体的动态响应。与室外打靶试验相比,混凝土靶体孔深数值分析误差为4.27%,孔径数值分析误差为5.26%,数值结果可靠;根据射孔弹侵彻过程动态仿真结果数据,可得到射孔枪/套管的穿孔形态、毛刺高度、混凝土靶损伤程度与压实带厚度等关键数据,为射孔弹优化设计及型号优选提供依据。     

基于Taguchi方法的射孔枪多目标优化设计

基于Taguchi方法,以射孔枪管形状参数中的管半径、射孔枪孔眼半径和开孔数为3水平试验因素,设计出一个3因素3水平正交表,通过有限元数值试验,计算了结构的极限载荷和位移.通过对结果进行极差和方差分析,确定了形状参数对结构性能的影响水平,综合考虑极限载荷和最大径向位移,采用区间取值(RTV)综合评分法进行了多目标结构参数优化.分析发现管径增大导致极限载荷增加,孔径和孔数增大导致极限载荷减小;管径、孔径和孔数增大都导致径向位移增大;在各种参数中,孔径的影响最为明显.     

基于TrueGrid软件的射孔弹有限元仿真模型参数化建立方法

研究了用于仿真计算的射孔弹有限元模型参数化建立方法.针对弧顶单锥型射孔弹分别进行了药型罩和装药结构特征分析及壳体结构特征分析.基于TureGrid软件研究射孔弹结构的参数化离散方法,提出仿真计算用有限元模型的参数化建立方法.采用VC++语言编写了应用程序,通过该应用程序可快速建立弧顶单锥型射孔弹有限元模型.通过实例验证了该方法的正确性,该研究结果可为相关研究提供参考和借鉴.     

基于数值模拟的油藏生产动态优化算法

对于大规模油藏开发优化,常规优化算法存在收敛速度慢、寻优效率低、难以与现场结合等问题。针对这些问题,建立了油水井动态调控优化模型,并结合模拟退火遗传算法和拉丁超立方采样算法寻找模型全局最优解,同时,利用同步扰动随机逼近算法提高了模型局部求解收敛速度,研发编制了油水井动态调控优化软件,并应用于大庆油田H区块。对比油田常规油水井生产制度,油水井动态调控优化模型的最优方案使H区块累计产油量在5年内增加了5.68×10⁴ m³,较好地解决了油水井生产动态控制优化问题,也为大规模油田高效开发提供了一种新的方法。     

210MPa射孔枪耐压性能影响因素分析及现场应用

根据深层油气藏超高温、超高压储层特征研发配套超高温超高压射孔枪。利用Ansys有限元和实验手段分析形位公差、枪长、工作温度、下挂载荷等因素对射孔枪承压性能的影响,提出改善超高压射孔枪整体耐压性能的新方法,研制成功工作压力210MPa的89型射孔枪。经过260MPa压力性能试验验证,具备高安全系数。在塔里木油田克深9区块现场成功应用。     

井下震源发生器动力学研究及性能优化

在开发新油田和调整老油田时,为了减少井眼相碰带来的经济损失,采用了井眼轨道设计、随钻测量和防碰扫描等技术,但这些技术均存在一定的不足,不利于井眼间防碰监测。为此,设计了一种井下震源发生器。该工具的基本工作原理是通过液压装置蓄能,利用弹簧力驱使冲锤冲击铁砧产生理想的震击力。以冲锤为研究对象,建立了井下震源发生器的动力学模型,通过MATLAB GUI进行数值模拟程序编制,求解冲锤速度、加速度和位移与时间关系的微分方程,获得井下震源发生器输出性能规律,通过改变弹簧刚度、冲锤质量、节流面积和钻井液密度等,研究了井下震源发生器设计参数对冲锤输出性能的影响。研究结果表明,当钻井液密度为1100 kg/m^3,弹簧刚度为76.26 N/mm,冲锤质量为80 kg,节流面积为2875.19 mm^2时,井下震源发生器冲锤的输出性能最好。研究内容与结果可为井下震源发生器的现场应用提供指导。     

我国石油化工合同能源管理项目风险评价

我国的合同能源管理刚起步不久,各方面数据都比较欠缺。虽然中石油、中石化、中海油和中化等几大国有石油石化企业对节能均给予了高度重视,但石油化工行业应用合同能源管理方面的成功案例仍然较少。为此,调研了合同能源管理的相关文献,以问卷方式收集了各公司合同能源管理专家的意见,并在此基础上建立了我国石油化工合同能源管理项目风险指标体系,采用改良层次法(G1法)和模糊综合评价法构建合同能源管理项目风险评价模型,并以中国石油宁夏石化公司实施的合同能源管理项目为例进行风险评价。研究结果表明:1采用G1法对我国石油化工合同能源管理项目进行风险评价,在指标权重的确定过程中既不需要构造判断矩阵,也不需要进行一致性检验,具有较强的操作性和适用性;2由于合同能源管理在我国石油化工领域可获取的基础数据较少,因此采用模糊评价法对其进行综合评价是合适的。     

基于XGBoost和改进灰狼优化算法的催化裂化汽油精制装置的辛烷值损失模型分析

为了降低催化裂化汽油精制装置的辛烷值损失,基于机器学习技术和改进灰狼优化算法建立了汽油辛烷值损失的预测和优化模型。首先通过Pearson相关系数法、最大互信息系数法(MIC)和基于随机森林的特征选择方法分别对影响汽油辛烷值的367个特征进行训练获得各特征的重要度评分,对3种方法的结果按权重法进行融合获得最终的特征重要度排序,根据特征重要度占比之和超过 95%的指标,选出25个特征作为建模主要变量;然后基于XGBoost算法建立汽油辛烷值损失预测模型,对比其他机器学习模型,验证了XGBoost在测试集上的预测性能最优,其均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R²)分别为1.3197、0.3581和0.9981;最后采用汽油辛烷值损失值与主要变量的映射函数作为目标函数,建立关于汽油辛烷值损失值最小的单目标优化模型,为了提高模型的求解速率和准确度,基于sigmoid函数的收敛因子调整策略和个体更新的差分变异策略,提出了一种改进的差分灰狼优化算法。结果表明,优化后的样本辛烷值损失值均减小到0.4左右,同时86.15%的样本辛烷值损失降幅在60%~80%之间,说明建立的优化模型和所提出的改进差分灰狼优化算法是合理的。通过数据挖掘技术建立的降低汽油辛烷值损失模型可以尽量减少汽油精制过程中的辛烷值损失,为石化企业和运营商提供决策分析。