油套管質量水平評價方法與流程
2023-12-10 12:27:52
本發明涉及石油天然氣行業油套管質量水平評價
技術領域：
，具體涉及一種油套管質量水平評價方法。
背景技術：
：油套管是油氣田開採所用的重要物資裝備，其質量好壞直接影響油氣田生產安全和開採效率。目前，各大油田採用的油套管多數執行API相關標準，如API5CT和API5B等。也有使用非API規格的油套管，如歐洲曼內斯曼V·M、美國漢廷Hunting、美國Hydril、阿根廷Tenaris等企業開發出各自的特殊油套管，均執行其特殊油套管標準。無論API油套管還是非API油套管，所執行的標準對油套管的規格型號、理化性能、幾何尺寸、外觀質量、螺紋參數等都有明確的要求，規定了性能參數的目標值及公差範圍。製造廠根據產品標準要求加工油套管，各項參數符合標準要求則判定為合格產品進行交付使用。在油田現場實際使用中發現，各項性能參數趨於目標值的油套管的使用效果明顯好於各項性能參數偏離目標值較大的油套管。比如，螺紋參數處於上偏差的油套管和處於下偏差的油套管配合性能就差於螺紋參數均趨於目標值的油套管。又如，理化性能趨於公差範圍邊界的油套管在油田現場發生事故的可能概率明顯大於理化性能處於標準目標值的油套管。能否將油套管各項性能參數控制得更趨向於目標值，是製造廠對油套管質量水平控制的體現。各大油田客戶也更趨向於訂購油套管質量水平較高的工廠製造的產品。目前對油套管產品質量進行評價時，常用手段是檢測其各種參數是否符合標準，統計檢測數據的平均值、標準差等指標。但這些指標都僅能單獨地反映該批數據的平均水平或離散程度，並不能綜合地反映產品質量水平，難以為油田客戶在採購油套管時提供更為直接客觀的參考。技術實現要素：針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種油套管質量水平評價方法，可有效解決上述問題。本發明採用的技術方案如下：本發明提供一種油套管質量水平評價方法，包括以下步驟：步驟1，針對一批某規格的合格油套管，隨機抽取n個油套管，對抽取到的每個油套管均進行m項性能參數的檢測，形成如下的檢測數據矩陣B：B=Bijmax=B11B12......B1nB21B12,......B2n......Bm1Bm2......Bmn]]>其中，Bij代表對第j個油套管進行第i項性能參數檢測的檢測結果；其中，1≤i≤m；1≤j≤n；步驟2，根據不同性能參數的特性，由專家參照相關標準和技術規範確定每個性能參數的理想目標值x，通過下式計算得到每個性能參數的理想偏差值l；li=1nΣj=1n(Bij-xi)2]]>其中，li代表第i項性能參數的理想偏差值；xi代表第i項性能參數的理想目標值；因此，m項性能參數的理想偏差值形成理想偏差值矩陣l:l＝[li]m＝[l1l2……lm]步驟3，通過隸屬度函數對每個性能參數的理想偏差值進行評分計算，通過下式計算得出每個性能參數的理想偏差值的歸一化得分f：fi=11+e-ai(li-bi)]]>其中，f(i)代表第i項性能參數的理想偏差值的歸一化得分，ai代表根據最好最差原則設置的第i項性能參數的斜率係數，bi代表根據最好最差原則設置的第i項性能參數的偏移係數；因此，m項性能參數的理想偏差值的歸一化得分形成理想偏差值歸一化得分矩陣f:f＝[fi]m＝[f1f2……fm]步驟4，專家根據油田油套管質量問題分析情況和各性能參數對油套管產品質量的影響程度，確定在質量評價時每個性能參數的權重Q，其中：根據下式計算得出該批產品的質量水平得分F：F＝f·Q＝f1Q1+f2Q1+…fmQm步驟5，根據該批產品的質量水平得分，確定該批產品的質量水平評價結果。優選的，性能參數至少包括幾何尺寸、理化性能和螺紋參數。優選的，所述幾何尺寸包括外徑和壁厚；所述理化性能包括成分硫元素的質量分數、成分磷元素的質量分數、屈服強度以及抗拉強度；所述螺紋參數包括緊密距、錐度、螺距偏差以及齒高偏差。優選的，步驟3中，ai和bi通過以下方法確定：以最接近目標值且離散度最小的數列得出的理想偏差值歸一化得分為1，以最遠離目標值且離散度最大的數列得出的理想偏差值歸一化得分為0，並且理想偏差值處於黃金分割點處的歸一化得分為0.5，從而確定ai和bi。優選的，步驟3中，所述隸屬度函數為sigmoid函數型隸屬度函數。優選的，步驟5具體包括：將產品質量水平預先劃分為若干個產品質量等級，判斷得到步驟4計算得到的質量水平得分所對應的產品質量等級，從而確定該批產品的質量水平評價結果。優選的，將產品質量水平預先劃分為5個等級，分別為：優等級、良好等級、較好等級、一般等級和差等級；其中，優等級對應的質量水平得分F為F≥85；良好等級對應的質量水平得分F為85>F≥75；較好等級對應的質量水平得分F為75>F≥65；一般等級對應的質量水平得分F為65>F≥55；差等級對應的質量水平得分F為F<55。本發明提供的油套管質量水平評價方法具有以下優點：本發明提供的油套管質量水平評價方法，既能反映性能參數檢測數據趨於理想目標值的程度又能反映該組性能參數檢測數據的離散程度的統計指標，可為油套管質量水平進行更為客觀、合理準確的評價，為油田客戶在採購時提供參考。附圖說明圖1為本發明提供的油套管質量水平評價方法的流程示意圖。具體實施方式為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。目前對油套管產品質量進行評價常用手段是檢測其各種參數是否符合標準，統計檢測數據的平均值、標準差等指標。但這些指標都僅能單獨地反映該批數據的平均水平或離散程度，並不能綜合地反映產品質量的各參數趨向於理想目標值的程度及分布情況。因此需要提出一個既能反映檢測數據趨於理想目標值的程度又能反映該組數據的離散程度的統計指標，從而對油套管質量水平進行合理評價，為油田客戶在採購時提供參考。因此，本發明針對油套管質量水平評價現狀，提出一種設計合理、反映準確並能實際應用的油套管質量水平評價方法。此方法通過對製造廠生產出的合格油套管產品的各項性能參數進行統計計算和評價，反映出該油套管的質量水平。結合圖1，本發明提供的油套管質量水平評價方法，包括以下步驟：步驟1，針對一批某規格的合格油套管，隨機抽取n個油套管，對抽取到的每個油套管均進行m項性能參數的檢測，形成如下的檢測數據矩陣B：B=Bijmxn=B11B12......B1nB21B12,......B2n......Bm1Bm2......Bmn]]>其中，Bij代表對第j個油套管進行第i項性能參數檢測的檢測結果；其中，1≤i≤m；1≤j≤n；其中，選取的性能參數至少包括幾何尺寸、理化性能和螺紋參數；其中，幾何尺寸包括外徑和壁厚；所述理化性能包括成分硫元素的質量分數、成分磷元素的質量分數、屈服強度以及抗拉強度；所述螺紋參數包括緊密距、錐度、螺距偏差以及齒高偏差。另外，實際應用中，幾何尺寸和螺紋參數抽樣數量不少於20個，理化性能從該批油套管所有爐批中抽取(選取數量與幾何尺寸抽樣數量保持一致，總爐批數小於抽樣數量時可重複選取)。步驟2，根據不同性能參數的特性，由專家參照相關標準和技術規範確定每個性能參數的理想目標值x，通過下式計算得到每個性能參數的理想偏差值l；li=1nΣj=1n(Bij-xi)2]]>其中，li代表第i項性能參數的理想偏差值；xi代表第i項性能參數的理想目標值；因此，m項性能參數的理想偏差值形成理想偏差值矩陣l:l＝[li]m＝[l1l2……lm]步驟3，通過隸屬度函數，例如，sigmoid函數型隸屬度函數，對每個性能參數的理想偏差值進行評分計算，通過下式計算得出每個性能參數的理想偏差值的歸一化得分f：fi=11+e-ai(li-bi)]]>其中，f(i)代表第i項性能參數的理想偏差值的歸一化得分，ai代表根據最好最差原則設置的第i項性能參數的斜率係數，bi代表根據最好最差原則設置的第i項性能參數的偏移係數；因此，m項性能參數的理想偏差值的歸一化得分形成理想偏差值歸一化得分矩陣f:f＝[fi]m＝[f1f2……fm]步驟4，專家根據油田油套管質量問題分析情況和各性能參數對油套管產品質量的影響程度，確定在質量評價時每個性能參數的權重Q，其中：根據下式計算得出該批產品的質量水平得分F：F＝f·Q＝f1Q1+f2Q1+…fmQm步驟5，根據該批產品的質量水平得分，確定該批產品的質量水平評價結果。本步驟具體為：將產品質量水平預先劃分為若干個產品質量等級，例如：將產品質量水平預先劃分為5個等級，分別為：優等級、良好等級、較好等級、一般等級和差等級；其中，優等級對應的質量水平得分F為F≥85；良好等級對應的質量水平得分F為85>F≥75；較好等級對應的質量水平得分F為75>F≥65；一般等級對應的質量水平得分F為65>F≥55；差等級對應的質量水平得分F為F(2)根據各參數的特性，組織專家參照APISPEC5CT、APISPEC5B標準和技術規範確定各性能參數的理想目標值x，確定如下：x(10)＝{140.05,7.72,1.27,62.5,0,0,0.001,0.001,861,1000}通過理想偏差公式計算各性能參數的統計指標--理想偏差值，形成理想偏差矩陣l。l(10)＝{0.358,0.327,0.464,1.285,0.949,0.371,0.0047,0.0081,37.766,65.485}步驟三：首先專家根據最好最差原則設置各隸屬度函數的係數a和b。最好最差原則為：以最接近目標值且離散度最小的數列得出的理想偏差為1，以最遠離目標值且離散度最大的數列得出的理想偏差為0。本例隸屬度函數的係數a和b設置為依據隸屬度函數公式計算出各性能參數理想偏差l歸一化得分f(l,ab)。f(10)＝{0.864,0.886,0.861,0.705,0.702,0.865,0.910,0.798,0.730,0.775}。步驟四：專家根據油田油套管質量問題分析情況和各性能參數對油套管產品質量的影響程度，確定在質量評價時各性能參數的權重Q，其中計算得出該批產品的質量水平得分F＝f·Q。本例中各參數權重確定為Q(10)＝{6,6,10,10,10,10,12,12,12,12}.該批產品的質量水平得分F＝f·Q′＝f(10)·Q(10)＝80.4步驟五：根據產品質量水平等級劃分，確定該批產品的質量水平評價結果為良好，可以作為油田用戶採購時的推薦產品。綜上所述，本發明提供的油套管質量水平評價方法，具有以下優點：(1)本發明提出的評價方法中，所選擇的評價性能參數包括了反映油套管性能的關鍵參數，能很好的體現油套管產品質量。(2)本發明提出的評價方法中，對各性能參數採用理想偏差值進行統計計算，既能體現檢測參數的離散程度，又能體現檢測參數與理想值的偏差情況，能更有效的反映出產品質量水平。(3)採用本發明中涉及的評價方法對油套管進行質量評價，結果直觀，有利於採購產品時作為參考依據。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本發明的保護範圍。當前第1頁1 2 3