CN115506777A - 一种套管的安全系数确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本所明书提供一种套管的安全系数确定方法及装置。该方法包括：获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；根据临界剩余强度计算安全系数。基于上述方法能够解决现有技术中没有考虑套管存在初始磨损深度的技术问题，可以得到更加准确的套管安全系数。
Description
技术领域
本说明书属于智能装备技术领域，尤其涉及一种套管的安全系数确定方法及装置。
背景技术
井筒完整性是井筒抵抗结构性破坏的重要属性，也是油气井安全生产的重要保障。在油气开采勘探过程中，套管在较长的钻井周期内受到钻杆侧向力的影响，会出现磨损问题，对套管的剩余强度及安全系数造成影响。随着钻井工作的推进，磨损套管暴露于酸性腐蚀环境中，套管的磨损会导致应力集中现象，这会加剧酸性环境对套管的腐蚀速率，腐蚀同样会对套管的剩余强度及安全系数造成影响，破坏井筒完整性，进而对安全生产造成威胁。因此，需要准确计算套管的安全系数，以评估套管的被破坏程度，保障油气开采作业能安全进行。
在现有技术中，通常只针对完整套管在酸性腐蚀环境的剩余强度及安全系数进行分析，而没有考虑到初始磨损深度会影响腐蚀速率，进而对套管的剩余强度以及安全系数造成影响，因此现有技术所构建的安全系数模型不够全面，计算结果不够准确。
针对上述技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本说明书提供了一种套管的安全系数确定方法及装置，能够解决现有方法中存在的无法获得准确的安全系数的问题，以及时地对井下套管进行保护。
本说明书实施例的目的是提供一种套管的安全系数确定方法，包括：
获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；
根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；
根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；
根据临界剩余强度计算安全系数。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，在根据临界剩余强度计算安全系数之后，所述方法还包括：
检测安全系数是否小于预设的安全系数值；
在确定安全系数小于预设的安全系数值的情况下，向目标人员发送安全警报，以根据安全警报确定目标套管的第一保护措施。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，在获取并根据目标套管所处环境的CO2浓度数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率之前，所述方法还包括：
获取实验套管，并对实验套管进行挂片失重试验，获得实验套管所处环境的CO2分压数据、温度数据、腐蚀速率；
对实验套管所处环境的CO2分压数据、温度数据、腐蚀速率进行多元回归分析，得到腐蚀速率计算公式。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，上述根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率，包括：
根据CO2分压数据计算温度阈值；
检测温度数据是否大于温度阈值；
在确定温度数据大于温度阈值的情况下，计算腐蚀产物膜影响因子；
根据腐蚀产物膜影响因子、CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，上述根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率，包括：
根据初始磨损深度计算目标套管的环向力；
根据目标套管的环向力，计算环向应力；
根据初始腐蚀速率、环向应力，计算目标套管的加速腐蚀速率。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，上述根据初始腐蚀速率、环向应力，计算目标套管的加速腐蚀速率，包括：
按照以下算式计算加速腐蚀速率：
其中，Vt表示加速腐蚀速率，单位为mm/y；V表示目标套管钢材的克分子体积，单位为cm3/mol；R表示气体通用常数，通常取值为8.314J/(mol·k)；v0表示初始腐蚀速率，单位为mm/y；σ表示目标套管的环向应力；T表示目标套管所处的温度，单位为K。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度，包括：
根据加速腐蚀速率和腐蚀时间增量，计算腐蚀深度；
根据所述腐蚀深度、初始磨损深度，计算剩余强度；
检测剩余强度是否小于预设的环境压力值；
在确定剩余强度小于预设的环境压力值的情况下，将该剩余强度作为临界剩余强度。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据加速腐蚀速率和腐蚀时间增量，获得临界剩余强度，还包括：
将临界剩余强度对应的腐蚀时间作为临界使用寿命；
根据临界使用寿命，确定目标套管的第二保护措施。
另一方面，本说明书实施例还提供了一种套管的安全系数确定装置，包括：
第一计算模块，用于获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；
第二计算模块，用于根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；
第三计算模块，用于根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；
第四计算模块，用于根据临界剩余强度计算安全系数。
再一方面，本说明书实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机可读存储介质执行所述指令时实现上述套管的安全系数确定方法。
本说明书提供的一种套管的安全系数确定方法及装置，通过获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；根据临界剩余强度计算安全系数。
并且，在根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率时，根据CO2分压数据计算温度阈值；检测温度数据是否大于温度阈值；在确定温度数据大于温度阈值的情况下，计算腐蚀产物膜影响因子；根据腐蚀产物膜影响因子、CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率。
进一步，在根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率时，根据初始磨损深度计算目标套管的环向力；根据目标套管的环向力，计算环向应力；根据初始腐蚀速率、环向应力，计算目标套管的加速腐蚀速率。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本说明书提供的一种套管的安全系数确定方法一个实施例的流程示意图；
图2a是本说明书提供的一种初始磨损深度与剩余强度的关系示意图；
图2b是本说明书提供的一种初始磨损深度与安全系数的关系示意图；
图3a是本说明书提供的一种初始腐蚀速率与剩余强度的关系示意图；
图3b是本说明书提供的一种初始腐蚀速率与安全系数的关系示意图；
图4是本说明书提供的一种套管的安全系数确定装置一个实施例的模块结构示意图；
图5是本说明书提供的一种服务器的结构组成示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
考虑到在油气开采勘探过程中，套管在较长的钻井周期内受到钻杆侧向力的影响，会出现磨损问题。随着钻井工作的推进，磨损套管暴露于酸性腐蚀环境中，又会出现腐蚀问题。磨损问题和腐蚀问题都会影响到套管的剩余强度和安全系数。
进一步，又考虑到现有技术中，通常单独考虑磨损对套管安全系数的影响或者腐蚀对套管安全系数的影响，而没有考虑到套管会存在一定的初始磨损，它的初始磨损深度会影响腐蚀速率，进而会对套管的剩余强度以及安全系数造成影响。
针对现有方法存在的上述问题以及产生上述问题的具体原因，本申请引入基于初始磨损深度的套管的安全系数确定方法，以获得更加准确的安全系数。
基于上述思路，本说明书提出一种套管的安全系数确定方法。首先，获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；然后，根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；最后，根据临界剩余强度计算安全系数。
参阅图1所示，本说明书实施例提供了一种套管的安全系数确定方法。具体实施时，该方法可以包括以下内容。
S101：获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率。
在一些实施例中，目标套管被水泥环固定于井筒中并与地层胶结，它长期受到钻井作业的钻杆侧向力影响，因此会随着使用时间增长而逐渐出现磨损问题；并且，被磨损的目标套管暴露于井下的酸性腐蚀环境，会出现套管腐蚀现象。磨损和腐蚀会影响套管的安全系数，进而对钻井施工的安全性造成影响。因此，需要根据目标套管的安全系数制定合理的套管保护措施。井下的酸性腐蚀环境，通常是由井眼中的CO2气体造成的；并且，目标套管所处环境的温度也会影响腐蚀速率。
在一些实施例中，在获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率之前，所述方法还包括：
S1：获取实验套管，并对实验套管进行挂片失重试验，获得实验套管所处环境的CO2分压数据、温度数据、腐蚀速率；
S2：对实验套管所处环境的CO2分压数据、温度数据、腐蚀速率进行多元回归分析，得到腐蚀速率计算公式。
在一些实施例中，所述获取实验套管，并对实验套管进行挂片失重试验，获得实验套管所处环境的CO2分压数据、温度数据、腐蚀速率，具体是指在实验条件下根据井下采出液模拟目标套管所处的酸性腐蚀环境，并使用和目标套管材质相近的实验套管，设置多组不同的CO2分压数据、温度数据，对实验套管进行挂片失重试验，测定实验前后目标套管的质量损失值，获得实验套管在不同CO2分压数据、温度数据下的腐蚀速率；其中，实验套管的型号具体可以是TP140V型套管。
在一些实施例中，可以根据以下算式，获得实验套管的腐蚀速率：
其中，Vr表示实验套管的腐蚀速率，单位为mm/y；Δw表示实验套管实验前后的质量损失值，单位为g；ρ表示实验套管的密度，单位为g/cm3；A表示实验套管的表面积，单位为mm2；Tt表示实验腐蚀时间，单位为h。
在一些实施例中，通过对实验套管所处环境的CO2分压数据、温度数据、腐蚀速率进行多元回归分析，可以得到腐蚀速率计算公式，根据腐蚀速率计算公式，就可以计算在任意CO2分压条件、温度条件下的目标套管的腐蚀速率。
在一些实施例中，上述腐蚀速率计算公式，具体可以为如下形式：
其中，vr表示目标套管的腐蚀速率，单位为mm/y；T表示目标套管所处的温度，单位为K；
表示目标套管所处环境的CO2分压。
在一些实施例中，上述根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率，具体实施时，可以包括：
S1：根据CO2分压数据计算温度阈值；
S2：检测温度数据是否大于所述温度阈值；
S3：在确定温度数据大于所述温度阈值的情况下，计算腐蚀产物膜影响因子；
S4：根据所述腐蚀产物膜影响因子、所述CO2分压数据、所述温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率。
在一些实施例中，在目标套管所处环境的温度大于温度阈值时，目标套管表面就会形成腐蚀产物模，使得腐蚀速率降低，因此，此时就需要考虑腐蚀产物膜影响因子对腐蚀速率的影响。当目标套管所处环境的温度小于或等于温度阈值时，就无需考虑腐蚀产物膜影响因子对腐蚀速率的影响。
在一些实施例中，上述根据CO2分压数据计算温度阈值，具体实施时，可以包括：
按照以下算式计算温度阈值：
其中，Tscale表示温度阈值，单位为K。
在一些实施例中，上述计算腐蚀产物膜影响因子，具体实施时，可以包括：
按照以下算式计算腐蚀产物膜影响因子：
其中，Fscale表示腐蚀产物膜影响因子。
在一些实施例中，上述根据所述腐蚀产物膜影响因子、所述CO2分压数据、所述温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率，具体实施时，可以包括：
按照以下算式计算目标套管的初始腐蚀速率：
其中，v0'表示第一中间参数，v0表示初始腐蚀速率。
在一些实施例中，在检测温度数据是否大于所述温度阈值之后，所述方法还包括：在确定温度数据小于或者等于所述温度阈值的情况下，根据腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率。
通过上书实施例，考虑到了目标套管所在环境的CO2分压数据、温度数据对初始腐蚀速率的影响。
S102：根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率。
在一些实施例中，目标套管本身就存在一定的初始磨损深度，初始磨损深度会影响目标套管的环向力，进而会加快腐蚀速率，对腐蚀速率也造成影响。
在一些实施例中，上述根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率，具体实施时，可以包括：
S1：根据初始磨损深度计算目标套管的环向力；
S2：根据目标套管的环向力，计算环向应力；
S3：根据初始腐蚀速率、环向应力，计算目标套管的加速腐蚀速率。
在一些实施例中，上述根据初始磨损深度计算目标套管的环向力，具体实施时，可以包括：
按照以下算式计算目标套管的环向力：
其中，F表示环向力，pi表示内压，w表示初始磨损深度，δ(t)表示前一年的腐蚀深度，即腐蚀时间从t-1变化至t时所对应的腐蚀深度，t为腐蚀时间，ri表示套管内半径，ro表示套管外半径。
在一些实施例中，第0年所对应的初始腐蚀深度δ(0)可以设定为0。
在一些实施例中，上述根据目标套管的环向力，计算环向应力，具体实施时，可以包括：
其中，σ表示环向应力，h表示初始壁厚。
在一些实施例中，上述根据初始腐蚀速率、环向应力，计算目标套管的加速腐蚀速率，具体实施时，可以包括：
按照以下算式计算目标套管的加速腐蚀速率：
其中，Vt表示加速腐蚀速率，单位为mm/y；V表示目标套管钢材的克分子体积，单位为cm3/mol；R表示气体通用常数，通常取值为8.314J/(mol·k)；v0表示初始腐蚀速率，单位为mm/y；σ表示目标套管的环向应力；T表示目标套管所处的温度，单位为K。
通过上述实施例，考虑到了初始磨损深度对腐蚀速率的影响，得到了目标套管的加速腐蚀速率。
S103：根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度。
在一些实施例中，上述根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度，具体实施时，可以包括：
S1：根据加速腐蚀速率和腐蚀时间增量，计算腐蚀深度；
S2：根据所述腐蚀深度、初始磨损深度，计算剩余强度；
S3：检测所述剩余强度是否小于预设的环境压力值；
S4：在确定所述剩余强度小于预设的环境压力值的情况下，将该剩余强度作为临界剩余强度。
在一些实施例中，上述根据加速腐蚀速率和腐蚀时间增量，计算腐蚀深度，具体实施时，包括：将腐蚀时间增量和加速腐蚀速率相乘，得到当前时间对应的腐蚀深度，记为δ(t)'；具体的，腐蚀时间增量通常取值为1年。
通过上述实施例，根据不同时间所对应的加速腐蚀速率，可以得到不同时间所对应的腐蚀深度；例如：第0年至第1年的腐蚀深度、第1年至第2年的腐蚀深度。
在一些实施例中，上述根据所述腐蚀深度、初始磨损深度，计算剩余强度，具体实施时，可以包括：
按照以下算式计算剩余强度：
在一些实施例中，r表示第二中间变量，σs表示目标套管的屈服强度，Pi表示目标套管的剩余强度，i表示年份的编号，w表示初始磨损深度。
通过上述实施例，在计算剩余强度时，同样考虑到了初始磨损深度对剩余强度的影响，可以得到更加准确的剩余强度计算结果。
在一些实施例中，通过不同时间所对应的腐蚀深度，可以得到不同时间所对应的剩余强度，例如：第1年的剩余强度、第2年的剩余强度；并且，随着腐蚀时间增加，剩余强度会逐渐减小；依次比较不同剩余强度和预设的环境压力值的大小，将第一个小于预设的环境压力值的剩余强度作为临界剩余强度。
在一些实施例中，上述根据所述加速腐蚀速率和腐蚀时间增量，获得临界剩余强度，具体实施时，还可以包括：
S1：将临界剩余强度对应的腐蚀时间作为临界使用寿命；
S2：根据临界使用寿命，确定目标套管的第二保护措施。
具体的，例如，第5年对应的剩余强度是临界剩余强度，那么临界使用寿命等于5年；进一步，第二保护措施可以是在第4年至第5年内对目标套管所施加的保护措施。
S104：根据所述临界剩余强度计算安全系数。
在一些实施例中，上述根据所述临界剩余强度计算安全系数，具体实施时，可以包括：
按照以下算式计算安全系数：
其中，S表示安全系数，pcor-critical表示临界剩余强度，pe表示目标套管环空压力。
在一些实施例中，在根据所述临界剩余强度计算安全系数之后，所述方法还包括：
S1：检测安全系数是否小于预设的安全系数值；
S2：在确定安全系数小于预设的安全系数值的情况下，向目标人员发送安全警报，以根据安全警报确定目标套管的第一保护措施。
在一些实施例中，上述预设的安全系数值，具体可以取值为1.2；当安全系数小于预设的安全系数值时，就认为目标套管不再符合使用条件，需要对它采取一定的保护措施。
在一些实施例中，上述目标人员，具体可以为负责钻井作业和/或安全监测的工作人员。
在一些实施例中，上述第一保护措施，具体可以为：增加目标套管的壁厚；对目标套管安装减磨连接器；调整优化钻井参数；向井筒加注缓蚀剂；对目标套管加装阴极保护装置等。需要说明的是，本说明书以上述列举的第一保护措施为例进行示例性说明，在具体实施时，可以根据实际钻井工况不同而采取其他的保护措施，本说明书对此不做限定。
通过上述实施例，可以实现对目标套管的智能化、自动化监测与保护，及时确定防护措施以减小目标套管在使用过程中的磨损损耗与腐蚀损耗。
在一个具体的场景示例中，可以应用本说明书提供的方法，对剩余强度进行计算。其中，选取钢级型号为TP140V的套管作为目标套管，它的外半径和内半径分别为96.85mm、84.15mm，屈服强度为1160MPa。同时也使用有限元计算方法对目标套管的剩余强度进行计算，以对比两种方法的实验结果。参阅表1所示，表1是未发生腐蚀条件下，不同初始磨损深度所计算得出的剩余强度结果，由表1可见，在相同的实验条件下，随着初始磨损深度的加深，目标套管的剩余强度也在不断地降低，本申请方法计算得到的剩余强度相对误差的最大值为7.6％，有限元计算方法得到的剩余强度相对误差的最大值为5.3％，表明了本申请方法计算得到的剩余强度和有限元计算方法相差较小，和真实试验结果较为接近。
表1
在另一个具体的场景示例中，采用和上述场景示例相同的目标套管，并同样也使用有限元计算方法对目标套管的剩余强度进行计算，以对比两种方法的实验结果。参阅表2所示，表2是在初始磨损深度等于40％的条件下，不同腐蚀时间所计算得出的剩余强度结果。由表2可见，随着腐蚀时间变长，目标套管的剩余强度逐渐降低，本申请方法计算得到的剩余强度相对误差的最大值为5.0％，具有较好的准确性。
表2
在另一个具体的场景示例中，设定腐蚀时间以年为单位，因此可以得到不同的腐蚀年限所对应的剩余强度和安全系数。参阅图2a、图2b所示，图2a、图2b设定初设腐蚀速率为0.15mm/y，并且设定不同的初始磨损深度，图2a得到了不同的剩余强度，图2b得到了不同的安全系数。由此可知，随着初始磨损深度的加大，目标套管在同一时间上的剩余强度、安全系数逐渐降低。参阅图3a、图3b所示，图3a、图3b设定初始腐蚀深度为40％，并且设定不同的初始腐蚀速率，图3a得到了不同的剩余强度，图3b得到了不同的安全系数。由此可知，随着初始腐蚀速率的加大，目标套管在同一时间上的剩余强度、安全系数逐渐降低。
基于上述一种套管的安全系数确定方法，本说明书还提出一种套管的安全系数确定装置的实施例，参阅图4所示，所述一种套管的安全系数确定装置具体包括以下模块：
第一计算模块401，用于获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；
第二计算模块402，用于根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；
第三计算模块403，用于根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；
第四计算模块404，用于根据所述临界剩余强度计算安全系数。
在一些实施例中，上述第一计算模块401，具体可以用于根据CO2分压数据计算温度阈值；检测温度数据是否大于温度阈值；在确定温度数据大于温度阈值的情况下，计算腐蚀产物膜影响因子；根据腐蚀产物膜影响因子、CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率。
在一些实施例中，上述第二计算模块402，具体可以用于根据初始磨损深度计算目标套管的环向力；根据目标套管的环向力，计算环向应力；根据初始腐蚀速率、环向应力，计算目标套管的加速腐蚀速率。
在一些实施例中，上述第三计算模块403，具体可以用于根据加速腐蚀速率和腐蚀时间增量，计算腐蚀深度；根据所述腐蚀深度、初始磨损深度，计算剩余强度；检测剩余强度是否小于预设的环境压力值；在确定剩余强度小于预设的环境压力值的情况下，将该剩余强度作为临界剩余强度。
在一些实施例中，上述第四计算模块404，具体可以用于按照以下算式计算安全系数：
其中，S表示安全系数，pcor-critical表示临界剩余强度，pe表示目标套管环空压力。
需要说明的是，上述实施例阐明的单元、装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本说明书实施例还提供一种套管的安全系数确定方法的计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现：获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；根据所述临界剩余强度计算安全系数。
在本实施例中，上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard DiskDrive,HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。
在本实施例中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。
本说明书还提供一种服务器，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器具体实施时可以根据指令执行以下步骤：获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；根据临界剩余强度计算安全系数。
为了能够更加准确地完成上述指令，参阅图5所示，本说明书实施例还提供了另一种具体的服务器，其中，所述服务器包括网络通信端口501、处理器502以及存储器503，上述结构通过内部线缆相连，以便各个结构可以进行具体的数据交互。
其中，所述网络通信端口501，具体可以用于获取目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据。
所述处理器502，具体可以用于根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；根据临界剩余强度计算安全系数。
所述存储器503，具体可以用于存储相应的指令程序。
在本实施例中，所述网络通信端口501可以是与不同的通信协议进行绑定，从而可以发送或接收不同数据的虚拟端口。例如，所述网络通信端口可以是负责进行web数据通信的端口，也可以是负责进行FTP数据通信的端口，还可以是负责进行邮件数据通信的端口。此外，所述网络通信端口还可以是实体的通信接口或者通信芯片。例如，其可以为无线移动网络通信芯片，如GSM、CDMA等；其还可以为Wifi芯片；其还可以为蓝牙芯片。
在本实施例中，所述处理器502可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。本说明书并不作限定。
在本实施例中，所述存储器503可以包括多个层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。
虽然本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施例的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书的技术方案本质上可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本说明书可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
虽然通过实施例描绘了本说明书，本领域普通技术人员知道，本说明书有许多变形和变化而不脱离本说明书的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本说明书的精神。
Claims (10)
1.一种套管的安全系数确定方法，其特征在于，包括：
获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；
根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；
根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；
根据所述临界剩余强度计算安全系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述临界剩余强度计算安全系数之后，所述方法还包括：
检测安全系数是否小于预设的安全系数值；
在确定安全系数小于预设的安全系数值的情况下，向目标人员发送安全警报，以根据安全警报确定目标套管的第一保护措施。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取并根据目标套管所处环境的CO2浓度数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率之前，所述方法还包括：
获取实验套管，并对实验套管进行挂片失重试验，获得实验套管所处环境的CO2分压数据、温度数据、腐蚀速率；
对实验套管所处环境的CO2分压数据、温度数据、腐蚀速率进行多元回归分析，得到腐蚀速率计算公式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率，包括：
根据CO2分压数据计算温度阈值；
检测温度数据是否大于所述温度阈值；
在确定温度数据大于所述温度阈值的情况下，计算腐蚀产物膜影响因子；
根据所述腐蚀产物膜影响因子、所述CO2分压数据、所述温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率，包括：
根据初始磨损深度计算目标套管的环向力；
根据目标套管的环向力，计算环向应力；
根据初始腐蚀速率、环向应力，计算目标套管的加速腐蚀速率。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据初始腐蚀速率、环向应力，计算目标套管的加速腐蚀速率，包括：
按照以下算式计算加速腐蚀速率：
其中，Vt表示加速腐蚀速率，单位为mm/y；V表示目标套管钢材的克分子体积，单位为cm3/mol；R表示气体通用常数，通常取值为8.314J/(mol·k)；v0表示初始腐蚀速率，单位为mm/y；σ表示目标套管的环向应力；T表示目标套管所处的温度，单位为K。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度，包括：
根据加速腐蚀速率和腐蚀时间增量，计算腐蚀深度；
根据所述腐蚀深度、初始磨损深度，计算剩余强度；
检测所述剩余强度是否小于预设的环境压力值；
在确定所述剩余强度小于预设的环境压力值的情况下，将该剩余强度作为临界剩余强度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将临界剩余强度对应的腐蚀时间作为临界使用寿命；
根据临界使用寿命，确定目标套管的第二保护措施。
9.一种套管的安全系数确定装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于获取并根据目标套管所处环境的CO2分压数据、温度数据，基于腐蚀速率计算公式计算目标套管的初始腐蚀速率；
第二计算模块，用于根据所述初始腐蚀速率、初始磨损深度，计算目标套管的加速腐蚀速率；
第三计算模块，用于根据所述加速腐蚀速率、腐蚀时间增量、初始磨损深度，获得临界剩余强度；
第四计算模块，用于根据所述临界剩余强度计算安全系数。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
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