[发明专利]一种储气库注采管柱螺纹接头密封失效风险测定系统和方法

说明书

本发明公开了一种储气库注采管柱螺纹接头密封失效风险测定系统和方法，包括注采管柱信息模块、注采管柱载荷计算模块、参量概率分布函数确定模块、注采管柱螺纹接头密封失效风险计算模块。注采管柱信息模块用于确定注采管柱基本数据信息，注采管柱载荷计算模块用于计算注气和采气过程中注采管柱承受的轴向载荷，参量概率分布函数确定模块用于确定不确定性参量的概率分布函数，注采管柱螺纹接头密封失效风险计算模块用于计算螺纹接头密封失效的概率。以注采管柱螺纹接头密封失效风险测定系统和方法计算的概率形式表征了储气库注采管柱螺纹接头密封失效风险，解决了采用基于历史数据统计的方法难以真实反映注采井的实际工况条件和螺纹实际性能情况。

技术领域

本发明属地下储气库风险评价技术领域，涉及一种储气库注采管柱螺纹接头密封失效风险测定系统和方法。

背景技术

储气库系统“强注强采”的功能是区别于常规气田的显著特点，可致使其承受交变地应力和交变载荷的作用，同时可能在腐蚀、冲蚀、设备失效、运行相关、机械损伤和地震等潜在危害因素的共同作用下，影响储气库稳定性和安全可靠性。国外储气库重大事故教训表明，大规模交替注采、压力循环波动易造成储气圈闭地质构造失稳、井屏障退化和地面设备故障，甚至导致泄漏、燃烧或爆炸等事故发生，对人员生命和财产安全造成重大威胁。因此，开展地下储气库风险评价是储气库安全管理的核心基础，而评价危害因素则是储气库风险评价需解决的关键问题。

现有储气库井运行实践表明，设备失效特别是注采管柱螺纹密封失效是导致储气库井油套环空带压的主要危害因素。因此，储气库风险评价时，必须考虑注采管柱螺纹密封失效风险，然而，目前针对注采管柱螺纹密封的问题，更多的研究集中注采管柱设计阶段，主要采用实物试验和数值模拟的方法优选螺纹接头和设计螺纹，运行过程中的螺纹接头密封失效风险评价则简单的采用基于历史数据统计的方法，这种方法难以真实反映注采井的实际工况条件和螺纹实际性能情况，且时常很难获得相关的历史数据。因此，建立一种注采管柱螺纹接头密封失效风险测定方法极其必要，是储气库注采井风险评价的基础。

发明内容

本发明目的在于提供一种储气库注采管柱螺纹接头密封失效风险测定系统和方法，解决现有技术中地下储气库注采管柱螺纹密封失效风险难以评价的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种储气库注采管柱螺纹接头密封失效风险测定系统，包括注采管柱信息模块、注采管柱载荷计算模块、参量概率分布函数确定模块和注采管柱螺纹接头密封失效风险计算模块；

注采管柱信息模块：用于确定注采管柱基本数据信息；

注采管柱载荷计算模块：用于根据注采管柱基本数据信息，结合A环空压力，计算包含注气和采气过程中注采管柱承受的轴向载荷的不确定性参量；

参量概率分布函数确定模块：用于确定不确定性参量的概率分布函数；

注采管柱螺纹接头密封失效风险计算模块：用于利用所述概率分布函数，计算注采管柱螺纹接头密封失效的概率。

注采管柱基本数据信息包括：

注采井所属储气库、注采井编号、井身结构、注采管规格尺寸、注采管重量、注采管密度、注采管弹性模量、注采管内壁粗糙度、完井液密度、环空保护液密度、环境温度、地温梯度、天然气相对密度、天然气临界压力、天然气临界温度、注气量、采气量、气库上限运行压力、气库下限运行压力、环空井口压力、注采管导热系数、套导热系数管、水泥环导热系数、地层导热系数、地层热扩散系数、注气时间和采气时间。

不确定性参量包括：