CN117803375B - 管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法、装置、设备及介质，涉及油井勘探领域，其中，该方法包括：获取多层压裂充填施工管柱中充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值；根据来流颗粒数据、单个颗粒的颗粒参数以及孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，构建充填管中各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式，并据此形成多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；利用多孔冲蚀损坏速率的计算值，确定多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式，进而预测不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。本发明快速、精准地预测结构复杂的多孔的冲蚀损坏速率和冲蚀损坏寿命。
Description
技术领域
本发明涉及油井勘探领域，具体涉及管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法、装置、设备及介质。
背景技术
中高渗砂岩储层岩石强度低，胶结作用弱，在开采过程中极易出现出砂现象，严重时甚至会导致停产。压裂充填是一种既能增产又能防砂的储层改造技术。由于油气储层一般为多层合采，压裂充填施工时也是多层同时施工，由此发展了一趟多层压裂充填施工管柱。在一趟多层压裂充填施工过程中，管柱是核心实施装备。该管柱中的一个核心部件是充填管，其是一个有两列多孔结构的侧向出流管。在压裂充填施工过程中，高排量高砂比的压裂液和支撑剂（为固体颗粒）的混合物从侧向出流口流出，冲刷施工管柱，导致充填管会出现冲蚀磨损现象，尤其是在侧向多孔眼的冲蚀损坏方面。由于该部件极易发生冲蚀损坏，导致压裂充填施工管柱寿命较短，增加了施工成本。
为了提高压裂充填施工管柱的寿命，需要对充填管的冲蚀损坏进行定量评价和预测损坏速率。其中，充填管是典型的双列多出流孔结构，结构复杂，在固液两相出流冲蚀作用下，其冲蚀损坏的机理与规律也十分复杂，在冲蚀实验模拟及数值模拟时，由于冲蚀面积难以界定并且随时间变化，并且，由于同列各个充填口结构和过流面积不同，施工时各出流孔的流量和流速均不同，很难精准预测各单孔的冲蚀损坏速率和程度。然而，现有的冲蚀预测模型主要针对正面冲蚀情形和弯管冲蚀情形，难以适用于复杂结构多出流孔的冲蚀损坏预测和损坏程度评价。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法、装置、设备及介质。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法，该方法包括：
获取多层压裂充填施工管柱中充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值；
根据来流颗粒数据、单个颗粒的颗粒参数以及孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，构建充填管中各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；
依据各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式，形成多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；
利用多孔冲蚀损坏速率的计算值，确定多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式；
利用多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和基准冲蚀量，预测不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。
进一步地，获取多层压裂充填施工管柱中充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值进一步包括：
在充填管经过预设冲蚀时长后，采用塑性材料填充充填管的冲蚀孔，依据所填充的塑性材料，计算充填管经过预设冲蚀时长后的冲蚀损坏量的计算值；或者，在充填管经过预设冲蚀时长后，采用排水法计算充填管经过预设冲蚀时长后的冲蚀损坏量的计算值；
根据冲蚀损坏量的计算值，计算充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值。
进一步地，根据来流颗粒数据、单个颗粒的颗粒参数以及孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，构建充填管中各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式进一步包括：
针对充填管中的每个孔眼，根据当量孔流面积、孔眼的混合物流速、混合物中体积含砂浓度以及单个砂粒体积，计算来流颗粒数量；
依据孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数和来流颗粒数量，计算来流颗粒有效接触壁面颗粒数量；
依据单个颗粒的动能、颗粒硬度以及来流颗粒有效接触壁面颗粒数量，构建孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式。
进一步地，利用多孔冲蚀损坏速率的计算值，确定多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式进一步包括：
利用多孔冲蚀损坏速率的计算值，对多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式进行拟合，确定多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式。
进一步地，利用多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和基准冲蚀量，预测不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命进一步包括：
将充填管中冲蚀孔所占的体积对应的金属质量或者冲蚀孔所占的体积作为基准冲蚀量；其中，冲蚀孔所占的体积是根据充填管中各个孔眼的结构参数计算得到；
依据基准冲蚀量，计算不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量；
针对任一冲蚀损坏程度，利用多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量，计算对应的冲蚀时长，将冲蚀时长作为该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。
进一步地，冲蚀损坏程度为冲蚀损坏量与基准冲蚀量之间的比值。
根据本申请实施例的另一方面，提供了一种管柱侧向多孔冲蚀损坏处理装置，该装置包括：
获取模块，适于获取多层压裂充填施工管柱中充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值；
构建模块，适于根据来流颗粒数据、单个颗粒的颗粒参数以及孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，构建充填管中各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；依据各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式，形成多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；
修正模块，适于利用多孔冲蚀损坏速率的计算值，确定多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式；
预测模块，适于利用多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和基准冲蚀量，预测不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。
根据本申请实施例的又一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信；
存储器用于存放至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行上述管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法对应的操作。
根据本申请实施例的再一方面，提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如上述管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法对应的操作。
根据本申请实施例的还一方面，提供了一种计算机程序产品，包括至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如上述管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法对应的操作。
根据本发明提供的技术方案，提出了冲蚀损坏量、多孔冲蚀损坏速率和冲蚀损坏程度来表征管柱侧向多孔冲蚀损坏情况，经大量实验验证，简单准确，容易操作，可靠性强，克服了现有冲蚀速率表征指标不适用于复杂结构组件冲蚀的问题，能够准确表征复杂结构侧向多孔眼的冲蚀损坏速度的快慢、给定时间下的冲蚀损坏量以及相对损坏程度，并划定了无量纲冲蚀损坏程度的定量指标范围，解决了复杂结构孔眼的冲蚀损坏定量评价难的问题；根据施工排量和砂比，以及各孔眼参数，能够简易、快捷、精准地预测各孔眼的混合物流速，并预测各孔眼固液混合物产生有效冲蚀作用的颗粒数量比例系数，为各单孔眼的冲蚀损坏速率预测提供流体流速、含砂率等关键数据，解决了单孔流速不明难以预测冲蚀损坏速率的问题；该方案使用易获取的基础数据，构建了多孔冲蚀损坏速率和冲蚀损坏寿命预测的计算公式，并经过大量实验数据修正，具有准确性高等特点，可根据各孔眼参数、来流颗粒数据、颗粒参数、孔眼的混合物流速等，快速、精准地预测结构复杂的多孔的冲蚀损坏速率和冲蚀损坏寿命，为管柱结构优化和提高寿命提供关键支撑，解决了复杂结构多出流孔的冲蚀损坏无法定量预测的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了一种多层压裂充填施工管柱中的充填管的整体外观示意图；
图2示出了一种多层压裂充填施工管柱中的充填管的结构示意图；
图3示出了一种多层压裂充填施工管柱中的侧向孔眼的结构参数示意图；
图4示出了在冲蚀实验过程中充填管的各个结构参数的变化数据图；
图5示出了冲蚀实验前后充填管的形态对比图；
图6示出了冲蚀实验后充填管孔眼的形态图；
图7示出了根据本申请一个实施例的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法的流程示意图；
图8示出了采用塑性材料填充充填管的冲蚀孔后所形成的形态图；
图9示出了多层压裂充填施工管柱中的充填管侧向的各个孔眼的来流颗粒冲蚀示意图；
图10示出了多层压裂充填施工管柱横截面对应的来流颗粒冲蚀示意图；
图11示出了根据本申请一个实施例的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理装置的结构框图；
图12示出了根据本申请一个实施例的一种计算设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了便于对本申请进行理解，下面先对多层压裂充填施工管柱中的充填管的结构以及冲蚀情况进行介绍。图1和图2分别示出了一种多层压裂充填施工管柱中的充填管的整体外观示意图和结构示意图，如图1和图2所示，充填管是一个有两列多孔结构的侧向出流管，其主体为圆筒形，在充填管侧向均匀分布大小孔眼，且孔眼间存在一定间距。其中，图2中的上图为充填管的剖面示意图，图2中的下图为上图对应的俯视图。
图3示出了一种多层压裂充填施工管柱中的侧向孔眼的结构参数示意图，如图3所示，侧向孔眼的结构不规则，结构复杂，其结构参数可包括壁厚t、孔宽w以及各种间距a、b、c、d、L。其中，在冲蚀实验过程中充填管的各个结构参数的变化数据图如图4所示，壁厚t、孔宽w以及各种间距a、b、c、d、L随时间的变化各不相同，传统的冲蚀评价方法无法适用。
图5示出了冲蚀实验前后充填管的形态对比图，图6示出了冲蚀实验后充填管孔眼的形态图，其中，图5中左侧的充填管为经过冲蚀实验的充填管，右侧的充填管为未经过冲蚀实验的充填管。如图5和图6所示，充填管会出现冲蚀磨损现象，尤其是在侧向多孔眼的冲蚀损坏方面，且冲蚀形态复杂。
针对多层压裂充填施工管柱充填管侧向多孔结构复杂、冲蚀形态复杂、冲蚀损坏定量评价困难、缺乏冲蚀损坏预测和评价方法等问题，本申请提供了一种管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法，能够快速实现各孔眼混合物流速和多孔冲蚀损坏速率精准预测、冲蚀损坏情况表征与评价，并预测管柱中充填管的冲蚀损坏寿命，能够为管柱结构优化和提高寿命提供关键支撑。下面对本申请进行具体介绍。
图7示出了根据本申请一个实施例的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法的流程示意图，如图7所示，该方法包括如下步骤：
步骤S701，获取多层压裂充填施工管柱中充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值。
在本申请实施例中，针对多层压裂充填施工管柱复杂的侧向多孔冲蚀损坏，提出了冲蚀损坏量mE、多孔冲蚀损坏速率v1E和冲蚀损坏程度RE三个指标，这三个指标能够有效地用于表征管柱侧向多孔冲蚀损坏情况。
其中，冲蚀损坏量mE是指整个充填管在经过预设冲蚀时长t后被冲蚀掉的金属质量（用mEm表示，单位为kg）或者体积（用mEV表示，单位为m3）。
多孔冲蚀损坏速率v1E是指整个充填管在单位冲蚀时长内被冲蚀掉的金属质量或者体积，表征冲蚀损坏的快慢，可用质量冲蚀速率（用v1Em表示，单位为kg/h）或者体积冲蚀速率（用v1EV表示，单位为m3/h）表示，具体地，v1Em=mEm/t，v1EV=mEV/t。
冲蚀损坏程度RE用于表征预设冲蚀时长t后管件总体冲蚀损坏程度，为无量纲指标。具体地，冲蚀损坏程度RE为冲蚀损坏量mE与基准冲蚀量m0之间的比值。
本申请还提出了使用孔眼当量质量或者体积作为冲蚀损坏评价的基准冲蚀量m0。具体地，基准冲蚀量m0是指充填管中冲蚀孔所占的体积对应的金属质量（用mm0表示，单位为kg）或者冲蚀孔所占的体积（用mV0表示，单位为m3）。其中，冲蚀孔所占的体积mV0可根据充填管中各个孔眼的结构参数计算得到。那么RE=mEV/mV0×100%=mEm/mm0×100%。
利用基准冲蚀量m0来计算无量纲的冲蚀损坏程度RE，能够便捷地给出定性评价结果。例如，当RE＜35%，表示轻微冲蚀损坏；当35%≤RE＜65%，表示中度冲蚀损坏；当65%≤RE＜100%，表示严重冲蚀损坏；RE≥100%，表示完全冲蚀损坏。
在步骤S701中，在充填管经过预设冲蚀时长后，采用塑性材料填充充填管的冲蚀孔，依据所填充的塑性材料，计算充填管经过预设冲蚀时长后的冲蚀损坏量的计算值；或者，在充填管经过预设冲蚀时长后，采用排水法计算充填管经过预设冲蚀时长后的冲蚀损坏量的计算值。然后根据冲蚀损坏量的计算值，计算充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值。
其中，可采用间接测量法来获取冲蚀损坏量的计算值。对充填管进行冲蚀实验，在充填管经过预设冲蚀时长后，如图8所示，采用塑性材料800将充填管的冲蚀孔涂抹充填完整，表面均匀光滑；接着从充填管上去掉所填充的塑性材料800，计算该塑性材料800的体积作为经过预设冲蚀时长后的冲蚀孔体积V1。或者，在充填管经过预设冲蚀时长后，采用排水法计算充填管经过预设冲蚀时长后的冲蚀孔体积V1。然后减去原始出液孔体积V2，得到整个充填管在经过预设冲蚀时长后被冲蚀掉的体积mEV。那么mEV=V1-V2，mEm=ρ· mEV。其中，mEV表示整个充填管在经过预设冲蚀时长t后被冲蚀掉的体积，单位为m3；mEm表示整个充填管在经过预设冲蚀时长t后被冲蚀掉的金属质量，单位为kg；V1表示经过预设冲蚀时长后的冲蚀孔体积，单位为m3；V2表示原始出液孔体积，单位为m3；ρ表示金属密度，单位为kg/m3。
在获取了冲蚀损坏量的计算值之后，即可依据冲蚀损坏量，计算充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值。通过上述方式能够准确地测试冲蚀损坏量，根据冲蚀时长便捷地计算多孔冲蚀损坏速率。
步骤S702，根据来流颗粒数据、单个颗粒的颗粒参数以及孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，构建充填管中各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式。
其中，来流颗粒数据可包括：来流颗粒数量、来流颗粒有效接触壁面颗粒数量等数据；单个颗粒的颗粒参数可包括：单个颗粒的动能、颗粒硬度、颗粒半径等参数。
图9示出了多层压裂充填施工管柱中的充填管侧向的各个孔眼的来流颗粒冲蚀示意图，图10示出了多层压裂充填施工管柱横截面对应的来流颗粒冲蚀示意图，如图9和图10所示，当多层压裂充填施工管柱中的充填管的各个孔眼的过流压降相等（在忽略极短间距的重力压降的情况下）时，达到平衡状态，此时有：
；
；
Q=Qm/Np；vfi=qi/Ai；
其中，Q表示排量；Qm表示施工排量，单位为m3/h；Np表示孔眼排数量；Nk表示单列孔眼数量；Ai表示第i个孔眼的当量流通面积，单位为m2；qi表示第i个孔眼的分流量，单位为m3/h；Ri表示第i个孔眼的分流系数，无量纲。上述计算过程构建了根据总排量计算各孔眼分流量的经验方法，实现给定单孔眼流量预测冲蚀损坏速率，以及预测多孔冲蚀损坏速率。
本申请实施例还提出了一种侧向多孔结构各孔眼固液混合物产生有效冲蚀作用的颗粒数量比例系数确定方法，为冲蚀损坏速率计算提供了关键参数。其中，孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数Rc：
；
其中，Rc表示孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，无量纲；Dk表示充填管直径，单位为mm；ds表示冲蚀砂粒粒径，单位为mm。
在步骤S702中，针对充填管中的每个孔眼，根据当量孔流面积、孔眼的混合物流速、混合物中体积含砂浓度以及单个砂粒体积，计算来流颗粒数量；接着依据孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数和来流颗粒数量，计算来流颗粒有效接触壁面颗粒数量；然后依据单个颗粒的动能、颗粒硬度以及来流颗粒有效接触壁面颗粒数量，构建孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式。
为了便于得到多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式，本申请实施例先构建了单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式，以实现单孔冲蚀损坏速率预测。
具体地，假设冲蚀时长为△t，△t内的来流颗粒体积为：Vs=A·vf·△t·Cs；其中，Vs表示来流颗粒体积，单位为m3；A表示当量孔流面积，单位为m2；vf表示单个孔眼的混合物流速，单位为m/s；Cs表示混合物中体积含砂浓度，无量纲。
△t内的来流颗粒数量Ns0：
；
其中，Ns0表示来流颗粒数量；Vsi表示单个砂粒体积，单位为m3；rs表示颗粒半径，单位为m。
来流颗粒有效接触壁面颗粒数量Ns：
；
其中，Ns表示来流颗粒有效接触壁面颗粒数量；Rc表示孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，无量纲。
单个颗粒的动能Esi：
；
其中，Esi表示单个颗粒的动能，单位为J；msi表示单个颗粒的质量，单位为kg；ρs表示颗粒真实密度，单位为kg/m3。
单个颗粒能够切削掉的金属质量（即单个颗粒对应的切削量）与其动能成正比，与硬度成反比，那么得到：
；
其中，mEi表示单个颗粒能够切削掉的金属质量，单位为kg；β表示固体颗粒冲蚀能力系数，可通过实验拟合得到；Hbs表示布氏硬度，单位为N/m2。
那么△t内所有颗粒的切削金属总质量mE：
其中，mE表示△t内所有颗粒的切削金属总质量，单位为kg。
单孔冲蚀损坏速率vE的初始计算公式为：
；
其中，qf表示单个孔眼的混合物体积流量，单位为m3/h。
考虑到携砂液粘度、颗粒直径、颗粒密度等影响因素，修正单孔冲蚀损坏速率vE，修正后的vE为：
；
其中，vE表示单孔冲蚀损坏速率，单位为kg/h；qf表示单个孔眼的混合物体积流量，单位为m3/h；ρs表示颗粒真实密度，单位为kg/m3；ds表示冲蚀砂粒粒径，单位为mm；μf表示携砂液粘度，单位为mPa·s；ρ0表示基准颗粒真实密度，单位为kg/m3；d0表示基准冲蚀砂砾粒径，单位为mm；μ0表示基准携砂液粘度，单位为mPa·s；m、n、k为修正系数，无量纲。
上述单孔冲蚀损坏速率的公式构建过程介绍的是单孔冲蚀损坏速率具体为单个孔眼在单位冲蚀时长内被冲蚀掉的金属质量时对应的公式构建过程，对于单孔冲蚀损坏速率具体为单个孔眼在单位冲蚀时长内被冲蚀掉的体积时对应的公式构建，仅需针对金属进行质量与体积之间的转换即可，此处不再赘述。
步骤S703，依据各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式，形成多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式。
多孔冲蚀损坏速率等于各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率之和，那么多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式可表示为：
；
其中，v1E表示多孔冲蚀损坏速率；vEi表示充填管中第i个孔眼的单孔冲蚀损坏速率。
步骤S704，利用多孔冲蚀损坏速率的计算值，确定多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式。
利用多孔冲蚀损坏速率的计算值，对多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式进行拟合，确定多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式。经拟合得到多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数的目标值，例如，m=1.0，n=0.25，k=1.0。
步骤S705，利用多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和基准冲蚀量，预测不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。
其中，将充填管中冲蚀孔所占的体积对应的金属质量或者冲蚀孔所占的体积作为基准冲蚀量；其中，冲蚀孔所占的体积是根据充填管中各个孔眼的结构参数计算得到；依据基准冲蚀量，计算不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量；针对任一冲蚀损坏程度，利用多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量，计算对应的冲蚀时长，将该冲蚀时长作为该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。
以冲蚀损坏量为被冲蚀掉的金属质量为例，那么冲蚀时长t后多孔被冲蚀掉的金属质量mEm为：mEm=v1Em×t；其中，v1Em表示多孔冲蚀损坏速率v1E中的质量冲蚀速率，单位为kg/h。
冲蚀损坏程度为冲蚀损坏量与基准冲蚀量之间的比值。当进入完全冲蚀损坏状态时，RE=100%，该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量中的被冲蚀掉的金属质量等于充填管中冲蚀孔所占的体积对应的金属质量，即等于基准冲蚀量中的mm0，那么该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命T为：T=mm0/v1Em。
根据本申请实施例提供的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法，提出了冲蚀损坏量、多孔冲蚀损坏速率和冲蚀损坏程度来表征管柱侧向多孔冲蚀损坏情况，经大量实验验证，简单准确，容易操作，可靠性强，克服了现有冲蚀速率表征指标不适用于复杂结构组件冲蚀的问题，能够准确表征复杂结构侧向多孔眼的冲蚀损坏速度的快慢、给定时间下的冲蚀损坏量以及相对损坏程度，并划定了无量纲冲蚀损坏程度的定量指标范围，解决了复杂结构孔眼的冲蚀损坏定量评价难的问题；根据施工排量和砂比，以及各孔眼参数，能够简易、快捷、精准地预测各孔眼的混合物流速，并预测各孔眼固液混合物产生有效冲蚀作用的颗粒数量比例系数，为各单孔眼的冲蚀损坏速率预测提供流体流速、含砂率等关键数据，解决了单孔流速不明难以预测冲蚀损坏速率的问题；该方案使用易获取的基础数据，构建了多孔冲蚀损坏速率和冲蚀损坏寿命预测的计算公式，并经过大量实验数据修正，具有准确性高等特点，可根据各孔眼参数、来流颗粒数据、颗粒参数、孔眼的混合物流速等，快速、精准地预测结构复杂的多孔的冲蚀损坏速率和冲蚀损坏寿命，为管柱结构优化和提高寿命提供关键支撑，解决了复杂结构多出流孔的冲蚀损坏无法定量预测的问题。
图11示出了根据本申请一个实施例的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理装置的结构框图，如图11所示，该装置包括：获取模块1101、构建模块1102、修正模块1103以及预测模块1104。
获取模块1101适于：获取多层压裂充填施工管柱中充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值。
构建模块1102适于：根据来流颗粒数据、单个颗粒的颗粒参数以及孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，构建充填管中各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；依据各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式，形成多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式。
修正模块1103适于：利用多孔冲蚀损坏速率的计算值，确定多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式。
预测模块1104适于：利用多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和基准冲蚀量，预测不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。
可选地，获取模块1101进一步适于：在充填管经过预设冲蚀时长后，采用塑性材料填充充填管的冲蚀孔，依据所填充的塑性材料，计算充填管经过预设冲蚀时长后的冲蚀损坏量的计算值；或者，在充填管经过预设冲蚀时长后，采用排水法计算充填管经过预设冲蚀时长后的冲蚀损坏量的计算值；根据冲蚀损坏量的计算值，计算充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值。
可选地，构建模块1102进一步适于：针对充填管中的每个孔眼，根据当量孔流面积、孔眼的混合物流速、混合物中体积含砂浓度以及单个砂粒体积，计算来流颗粒数量；依据孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数和来流颗粒数量，计算来流颗粒有效接触壁面颗粒数量；依据单个颗粒的动能、颗粒硬度以及来流颗粒有效接触壁面颗粒数量，构建孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式。
可选地，修正模块1103进一步适于：利用多孔冲蚀损坏速率的计算值，对多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式进行拟合，确定多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式。
可选地，预测模块1104进一步适于：将充填管中冲蚀孔所占的体积对应的金属质量或者冲蚀孔所占的体积作为基准冲蚀量；其中，冲蚀孔所占的体积是根据充填管中各个孔眼的结构参数计算得到；依据基准冲蚀量，计算不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量；针对任一冲蚀损坏程度，利用多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量，计算对应的冲蚀时长，将冲蚀时长作为该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。
可选地，冲蚀损坏程度为冲蚀损坏量与基准冲蚀量之间的比值。
根据本申请实施例提供的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理装置，提出了冲蚀损坏量、多孔冲蚀损坏速率和冲蚀损坏程度来表征管柱侧向多孔冲蚀损坏情况，经大量实验验证，简单准确，容易操作，可靠性强，克服了现有冲蚀速率表征指标不适用于复杂结构组件冲蚀的问题，能够准确表征复杂结构侧向多孔眼的冲蚀损坏速度的快慢、给定时间下的冲蚀损坏量以及相对损坏程度，并划定了无量纲冲蚀损坏程度的定量指标范围，解决了复杂结构孔眼的冲蚀损坏定量评价难的问题；根据施工排量和砂比，以及各孔眼参数，能够简易、快捷、精准地预测各孔眼的混合物流速，并预测各孔眼固液混合物产生有效冲蚀作用的颗粒数量比例系数，为各单孔眼的冲蚀损坏速率预测提供流体流速、含砂率等关键数据，解决了单孔流速不明难以预测冲蚀损坏速率的问题；该方案使用易获取的基础数据，构建了多孔冲蚀损坏速率和冲蚀损坏寿命预测的计算公式，并经过大量实验数据修正，具有准确性高等特点，可根据各孔眼参数、来流颗粒数据、颗粒参数、孔眼的混合物流速等，快速、精准地预测结构复杂的多孔的冲蚀损坏速率和冲蚀损坏寿命，为管柱结构优化和提高寿命提供关键支撑，解决了复杂结构多出流孔的冲蚀损坏无法定量预测的问题。
本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，计算机存储介质存储有至少一个可执行指令，可执行指令可执行上述任意方法实施例中的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括至少一可执行指令或计算机程序，该可执行指令或计算机程序可使处理器执行上述任意方法实施例中的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法对应的操作。
图12示出了根据本申请一个实施例的一种计算设备的结构示意图，本申请具体实施例并不对计算设备的具体实现做限定。
如图12所示，该计算设备可以包括：处理器(processor)1202、通信接口(Communications Interface)1204、存储器(memory)1206、以及通信总线1208。
其中：处理器1202、通信接口1204、以及存储器1206通过通信总线1208完成相互间的通信。通信接口1204，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器1202，用于执行程序1210，具体可以执行上述用于计算设备的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序1210可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器1202可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（ApplicationSpecific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。计算设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器1206，用于存放程序1210。存储器1206可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。
程序1210具体可以用于使得处理器1202执行上述任意方法实施例中的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法。程序1210中各步骤的具体实现可以参见上述管柱侧向多孔冲蚀损坏处理实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器（DSP）来实现根据本发明实施例中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序（例如，计算机程序和计算机程序产品）。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (8)
1.一种管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取多层压裂充填施工管柱中充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值；
根据来流颗粒数据、单个颗粒的颗粒参数以及孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，构建所述充填管中各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；
依据各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式，形成多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；
利用所述多孔冲蚀损坏速率的计算值，确定所述多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到所述多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式；
利用所述多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和基准冲蚀量，预测不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命；
其中，所述根据来流颗粒数据、单个颗粒的颗粒参数以及孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，构建所述充填管中各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式进一步包括：
针对所述充填管中的每个孔眼，根据当量孔流面积、所述孔眼的混合物流速、混合物中体积含砂浓度以及单个砂粒体积，计算来流颗粒数量；
依据所述孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数和所述来流颗粒数量，计算来流颗粒有效接触壁面颗粒数量；
依据单个颗粒的动能、颗粒硬度以及所述来流颗粒有效接触壁面颗粒数量，构建所述孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式为：
；
其中，vE表示单孔冲蚀损坏速率；△t表示冲蚀时长；mE表示△t内所有颗粒的切削金属总质量；β表示固体颗粒冲蚀能力系数；Rc表示孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数；A表示当量孔流面积；vf表示单个孔眼的混合物流速；Cs表示混合物中体积含砂浓度；Hbs表示布氏硬度；ρs表示颗粒真实密度；qf表示单个孔眼的混合物体积流量；
所述利用所述多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和基准冲蚀量，预测不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命进一步包括：
将所述充填管中冲蚀孔所占的体积对应的金属质量或者冲蚀孔所占的体积作为所述基准冲蚀量；其中，冲蚀孔所占的体积是根据所述充填管中各个孔眼的结构参数计算得到；
依据所述基准冲蚀量，计算不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量；
针对任一冲蚀损坏程度，利用所述多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量，计算对应的冲蚀时长，将所述冲蚀时长作为该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取多层压裂充填施工管柱中充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值进一步包括：
在所述充填管经过预设冲蚀时长后，采用塑性材料填充所述充填管的冲蚀孔，依据所填充的塑性材料，计算所述充填管经过所述预设冲蚀时长后的冲蚀损坏量的计算值；或者，在所述充填管经过所述预设冲蚀时长后，采用排水法计算所述充填管经过所述预设冲蚀时长后的冲蚀损坏量的计算值；
根据所述冲蚀损坏量的计算值，计算所述充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述多孔冲蚀损坏速率的计算值，确定所述多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到所述多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式进一步包括：
利用所述多孔冲蚀损坏速率的计算值，对所述多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式进行拟合，确定所述多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到所述多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冲蚀损坏程度为冲蚀损坏量与所述基准冲蚀量之间的比值。
5.一种管柱侧向多孔冲蚀损坏处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，适于获取多层压裂充填施工管柱中充填管在单位冲蚀时长内的多孔冲蚀损坏速率的计算值；
构建模块，适于根据来流颗粒数据、单个颗粒的颗粒参数以及孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数，构建所述充填管中各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；依据各个孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式，形成多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；
修正模块，适于利用所述多孔冲蚀损坏速率的计算值，确定所述多孔冲蚀损坏速率的初始计算公式中的修正系数，得到所述多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式；
预测模块，适于利用所述多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和基准冲蚀量，预测不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命；
其中，所述构建模块进一步适于：针对所述充填管中的每个孔眼，根据当量孔流面积、所述孔眼的混合物流速、混合物中体积含砂浓度以及单个砂粒体积，计算来流颗粒数量；依据所述孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数和所述来流颗粒数量，计算来流颗粒有效接触壁面颗粒数量；依据单个颗粒的动能、颗粒硬度以及所述来流颗粒有效接触壁面颗粒数量，构建所述孔眼的单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式；单孔冲蚀损坏速率的初始计算公式为：
；
其中，vE表示单孔冲蚀损坏速率；△t表示冲蚀时长；mE表示△t内所有颗粒的切削金属总质量；β表示固体颗粒冲蚀能力系数；Rc表示孔眼中有效接触边壁的颗粒数量比例系数；A表示当量孔流面积；vf表示单个孔眼的混合物流速；Cs表示混合物中体积含砂浓度；Hbs表示布氏硬度；ρs表示颗粒真实密度；qf表示单个孔眼的混合物体积流量；
所述预测模块进一步适于：将所述充填管中冲蚀孔所占的体积对应的金属质量或者冲蚀孔所占的体积作为所述基准冲蚀量；其中，冲蚀孔所占的体积是根据所述充填管中各个孔眼的结构参数计算得到；依据所述基准冲蚀量，计算不同冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量；针对任一冲蚀损坏程度，利用所述多孔冲蚀损坏速率的目标计算公式和该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏量，计算对应的冲蚀时长，将所述冲蚀时长作为该冲蚀损坏程度对应的冲蚀损坏寿命。
6.一种计算设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一个可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法对应的操作。
7.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有至少一个可执行指令，可执行指令使处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法对应的操作。
8.一种计算机程序产品，包括至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的管柱侧向多孔冲蚀损坏处理方法对应的操作。
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