[发明专利]一种非常规油气藏水平井压裂弹片工具结构优化方法

权利要求书

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026-1，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通过弹片的单瓣弹片的对称性简化而来，其切面为相邻瓣的中间对称面，并对该切面添加垂直于切面方向的位移约束。

3.根据权利要求2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，对倒角半径、凸出厚度，凸出长度，弹片厚度，凸出角度和弹片瓣数六个尺寸参数在取值范围内分为5水平设计正交实验表，采用L25(56)正交表进行试验，弹片材料采用轻质合金026-1，在10MPa压力下，分别对型号一、型号二和型号三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，优化弹片各尺寸参数取值。

4.根据权利要求4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，在正交实验得到的最佳尺寸参数组合的基础上，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。