1.一种基于多目标优化的钻井射孔套管多目标设计方法,其特征在于,所述方法包括:初始化射孔套管有限元参数化模型的参数;根据预设的优化目标、约束条件及所述参数的优化范围,对所述有限元参数化模型进行应力分析,确定分析结果及对应的参数解集;其中,所述分析结果至少包括套管应力值及套管通径值,所述参数解集至少包括:套管公称外径、套管钢级、套管壁厚、射孔孔眼大小、射孔孔眼密度、射孔孔眼分布相位角以及水泥环弹性模量与泊松比;判断所述套管应力值及所述套管通径值是否满足所述约束条件,若是,则确定所述分析结果对应的参数解集为最优解集;其中,所述优化目标包括射孔套管过油面积最大、出砂量最小及套管抗外挤安全系数最大,所述优化目标如下式所示:其中,A(i)为射孔套管过油面积,DF为套管的抗外挤安全系数,出砂量V pl 通过等效塑性应变ε pl 求取,S y 表示套管屈服强度,S表示套管应力,R为射孔孔眼半径。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述初始化射孔套管有限元参数化模型的参数包括:建立射孔套管力学模型;将射孔套管的几何参数及载荷参数转换为变量,以确定所述射孔套管力学模型对应的射孔套管有限元参数化模型;对所述有限元参数化模型的参数进行初始化。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述约束条件包括套管应力值与套管抗外挤安全系数的乘积不大于套管屈服强度及套管通径值不小于预设最小通径值。
4.一种基于多目标优化的钻井射孔套管多目标设计装置,其特征在于,所述装置包括:初始化模块,用于初始化射孔套管有限元参数化模型的参数;解析模块,用于根据预设的优化目标、约束条件及所述参数的优化范围,对所述有限元参数化模型进行应力分析,确定分析结果及对应的参数解集;其中,所述分析结果至少包括套管应力值及套管通径值,所述参数解集至少包括:套管公称外径、套管钢级、套管壁厚、射孔孔眼大小、射孔孔眼密度、射孔孔眼分布相位角以及水泥环弹性模量与泊松比;判断模块,用于判断所述套管应力值及所述套管通径值是否满足所述约束条件,若是,则确定所述分析结果对应的参数解集为最优解集;其中,所述优化目标包括射孔套管过油面积最大、出砂量最小及套管抗外挤安全系数最大,所述优化目标如下式所示:其中,A(i)为射孔套管过油面积,DF为套管的抗外挤安全系数,出砂量V pl 通过等效塑性应变ε pl 求取,S y 表示套管屈服强度,S表示套管应力,R为射孔孔眼半径。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述初始化模块包括:力学模型单元,用于建立射孔套管力学模型;参数化模型单元,用于将射孔套管的几何参数及载荷参数转换为变量,以确定所述射孔套管力学模型对应的射孔套管有限元参数化模型;初始化单元,用于对所述有限元参数化模型的参数进行初始化。
6.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述约束条件包括套管应力值与套管抗外挤安全系数的乘积不大于套管屈服强度及套管通径值不小于预设最小通径值。
7.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:初始化射孔套管有限元参数化模型的参数;根据预设的优化目标、约束条件及所述参数的优化范围,对所述有限元参数化模型进行应力分析,确定分析结果及对应的参数解集;其中,所述分析结果至少包括套管应力值及套管通径值,所述参数解集至少包括:套管公称外径、套管钢级、套管壁厚、射孔孔眼大小、射孔孔眼密度、射孔孔眼分布相位角以及水泥环弹性模量与泊松比;判断所述套管应力值及所述套管通径值是否满足所述约束条件,若是,则确定所述分析结果对应的参数解集为最优解集;其中,所述优化目标包括射孔套管过油面积最大、出砂量最小及套管抗外挤安全系数最大,所述优化目标如下式所示:其中,A(i)为射孔套管过油面积,DF为套管的抗外挤安全系数,出砂量V pl 通过等效塑性应变ε pl 求取,S y 表示套管屈服强度,S表示套管应力,R为射孔孔眼半径。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:初始化射孔套管有限元参数化模型的参数;根据预设的优化目标、约束条件及所述参数的优化范围,对所述有限元参数化模型进行应力分析,确定分析结果及对应的参数解集;其中,所述分析结果至少包括套管应力值及套管通径值,所述参数解集至少包括:套管公称外径、套管钢级、套管壁厚、射孔孔眼大小、射孔孔眼密度、射孔孔眼分布相位角以及水泥环弹性模量与泊松比;判断所述套管应力值及所述套管通径值是否满足所述约束条件,若是,则确定所述分析结果对应的参数解集为最优解集;其中,所述优化目标包括射孔套管过油面积最大、出砂量最小及套管抗外挤安全系数最大,所述优化目标如下式所示:其中,A(i)为射孔套管过油面积,DF为套管的抗外挤安全系数,出砂量V pl 通过等效塑性应变ε pl 求取,S y 表示套管屈服强度,S表示套管应力,R为射孔孔眼半径。