基于遗传算法的计数式全通径压裂滑套优化设计

如何合理设计内滑套结构参数,使得内滑套结构强度较高的同时,压裂球推动内滑套运动所需压力较大,是计数式全通径压裂滑套设计的难点之一。为节约设计时间与成本,采用Plackett-Burman设计筛选影响压裂球推动内滑套运动所需压力的显著因子,利用响应曲面法建立显著因子与多响应之间的回归方程并判定方程的有效性,将多目标优化问题转化为单目标优化问题并确定合适的目标函数,基于遗传算法寻找最优结构参数。基于Ls-dyna模拟压裂球推动内滑套运动过程,结果表明,优化后压裂球推动内滑套运动所需压力由4.8 MPa提高到7.2 MPa,运动过程中的最大应力由992 MPa增大到1 036 MPa,但仍小于材料的...

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Published in:石油钻采工艺 2016, Vol.38 (5), p.693-699
Main Author: 赵传伟 唐明 李伟 肖经纬 马德材 孙浩玉
Format: Article
Language:Chinese
Subjects:
优化设计
全通径
压裂滑套
响应曲面
遗传算法
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Description
Summary:如何合理设计内滑套结构参数,使得内滑套结构强度较高的同时,压裂球推动内滑套运动所需压力较大,是计数式全通径压裂滑套设计的难点之一。为节约设计时间与成本,采用Plackett-Burman设计筛选影响压裂球推动内滑套运动所需压力的显著因子,利用响应曲面法建立显著因子与多响应之间的回归方程并判定方程的有效性,将多目标优化问题转化为单目标优化问题并确定合适的目标函数,基于遗传算法寻找最优结构参数。基于Ls-dyna模拟压裂球推动内滑套运动过程,结果表明,优化后压裂球推动内滑套运动所需压力由4.8 MPa提高到7.2 MPa,运动过程中的最大应力由992 MPa增大到1 036 MPa,但仍小于材料的许用应力。进行了内滑套样机室内模拟实验,优化后压裂球推动内滑套运动所需压力由5.1 MPa提高到了7.6MPa,表明Plackett-Burman设计、响应曲面法及遗传算法相结合用于优化内滑套结构参数是有效的。
ISSN:1000-7393
DOI:10.13639/j.odpt.2016.05.028