[发明专利]一种评估封隔器解封时生产套管挤压失效的系统

权利要求书

1.一种评估封隔器解封时生产套管挤压失效的系统，包括计算装置，超声波液面探测仪，密度测试仪，油井资料数据库服务器，液体压力测试仪；

所述计算装置与超声波液面探测仪，密度测试仪，油井资料数据库服务器，液体压力测试仪分别连接；

所述超声波液面探测仪用于获取封隔器解封时环空液面深度数据，并将所述封隔器解封时环空液面深度数据发送至计算装置；

所述密度测试仪用于获取油管内液体密度数据并将所述油管内液体密度数据发送至计算装置；

所述液体压力测试仪用于获取油层静压数据，并将所述油层静压数据发送至计算装置；

所述计算装置从油井资料数据库服务器获取封隔器座封深度数据、油层中部深度数据、环空保护液密度数据、环空保护液动力粘度数据、生产套管强度设计时管内液体密度数据、生产套管内径数据、封隔器解封后胶筒外径数据、油管外径数据、封隔器胶筒高度数据、生产套管设计抗外挤安全系数数据、生产套管设计掏空深度数据、生产套管允许抗外挤安全系数数据；

所述计算装置执行以下步骤：

步骤一：采用以下公式计算获取封隔器解封时封隔器上下压力差ΔP_p

式中，ΔP_p为封隔器解封时封隔器上下压力差，单位为Pa，H_p为封隔器座封深度，单位为m，H_a为封隔器解封时环空液面深度，单位为m，H_w为油层中部深度，单位为m，P_f为油层静压，单位为Pa，ρ_a为环空保护液密度，单位为kg/m³，ρ_o为油管内液体密度，单位为kg/m³，g为重力加速度取9.8m/s²；

步骤二：采用以下公式计算获取封隔器解封时环空保护液通过封隔器胶筒与生产套管间微环隙的流速V_p

式中，V_p为封隔器解封时环空保护液通过封隔器胶筒与生产套管间微环隙的流速，单位为m/s，μ_a为环空保护液动力粘度，单位为Pa·s，D_ci为生产套管内径，单位为m，D_po为封隔器解封后胶筒外径，单位为m，W_p为封隔器胶筒高度，单位为m；

步骤三：采用以下公式计算获取封隔器解封时环空保护液液柱下降流速V_a

式中，V_a为封隔器解封时环空保护液液柱下降流速，单位为m/s，D_oo为油管外径，单位为m；

步骤四：采用以下公式计算获取封隔器解封时油套环空抽吸压力P_s

式中，P_s为封隔器解封时油套环空抽吸压力，单位为Pa；

步骤五：采用以下公式计算获取封隔器解封时生产套管等效掏空深度H_e

式中，H_e为封隔器解封时生产套管等效掏空深度，单位为m；ρ_id为生产套管强度设计时管内液体密度，单位为kg/m³；

步骤六：采用以下公式计算获取封隔器解封时生产套管实际抗外挤安全系数S_r

式中，S_r为封隔器解封时生产套管实际抗外挤安全系数，单位无因次，S_d为生产套管设计抗外挤安全系数，单位无因次，H_d为生产套管设计掏空深度，单位为m；

步骤七：将步骤六中计算的生产套管实际抗外挤安全系数S_r与允许抗外挤安全系数S_a对比，若满足S_r≤S_a，则计算装置判定生产套管发生挤毁失效，反之判定生产套管安全。