技术领域
[0001] 本
发明涉及石油
天然气行业油套管质量水平评价技术领域，具体涉及一种油套管质量水平评价方法。
背景技术
[0002] 油套管是油气田开采所用的重要物资装备，其质量好坏直接影响油气田生产安全和开采效率。目前，各大油田采用的油套管多数执行API相关标准，如API 5CT和API 5B等。也有使用非API规格的油套管，如欧洲曼内斯曼V·M、美国汉廷Hunting、美国Hydril、阿根廷Tenaris等企业开发出各自的特殊油套管，均执行其特殊油套管标准。无论API油套管还是非API油套管，所执行的标准对油套管的规格型号、理化性能、几何尺寸、外观质量、
螺纹参数等都有明确的要求，规定了性能参数的目标值及公差范围。制造厂根据产品标准要求加工油套管，各项参数符合标准要求则判定为合格产品进行交付使用。
[0003] 在油田现场实际使用中发现，各项性能参数趋于目标值的油套管的使用效果明显好于各项性能参数偏离目标值较大的油套管。比如，螺纹参数处于上偏差的油套管和处于下偏差的油套管配合性能就差于螺纹参数均趋于目标值的油套管。又如，理化性能趋于公差范围边界的油套管在油田现场发生事故的可能概率明显大于理化性能处于标准目标值的油套管。能否将油套管各项性能参数控制得更趋向于目标值，是制造厂对油套管质量水平控制的体现。各大油田客户也更趋向于订购油套管质量水平较高的工厂制造的产品。
[0004] 目前对油套管产品质量进行评价时，常用手段是检测其各种参数是否符合标准，统计检测数据的平均值、标准差等指标。但这些指标都仅能单独地反映该批数据的平均水平或离散程度，并不能综合地反映产品质量水平，难以为油田客户在采购油套管时提供更为直接客观的参考。
发明内容
[0005] 针对
现有技术存在的
缺陷，本发明提供一种油套管质量水平评价方法，可有效解决上述问题。
[0006] 本发明采用的技术方案如下：
[0007] 本发明提供一种油套管质量水平评价方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1，针对一批某规格的合格油套管，随机
抽取n个油套管，对抽取到的每个油套管均进行m项性能参数的检测，形成如下的检测数据矩阵B：
[0009]
[0010] 其中，Bij代表对第j个油套管进行第i项性能参数检测的检测结果；其中，1≤i≤m；1≤j≤n；
[0011] 步骤2，根据不同性能参数的特性，由专家参照相关标准和技术规范确定每个性能参数的理想目标值x，通过下式计算得到每个性能参数的理想偏差值l；
[0012]
[0013] 其中，li代表第i项性能参数的理想偏差值；xi代表第i项性能参数的理想目标值；
[0014] 因此，m项性能参数的理想偏差值形成理想偏差值矩阵l:
[0015] l＝[li]m＝[l1 l2 ……lm]
[0016] 步骤3，通过隶属度函数对每个性能参数的理想偏差值进行评分计算，通过下式计算得出每个性能参数的理想偏差值的归一化得分f：
[0017]
[0018] 其中，f(i)代表第i项性能参数的理想偏差值的归一化得分，ai代表根据最好最差原则设置的第i项性能参数的斜率系数，bi代表根据最好最差原则设置的第i项性能参数的偏移系数；
[0019] 因此，m项性能参数的理想偏差值的归一化得分形成理想偏差值归一化得分矩阵f:
[0020] f＝[fi]m＝[f1 f2 ……fm]
[0021] 步骤4，专家根据油田油套管质量问题分析情况和各性能参数对油套管产品质量的影响程度，确定在质量评价时每个性能参数的权重Q，其中： 根据下式计算得出该批产品的质量水平得分F：
[0022] F＝f·Q＝f1Q1+f2Q1+…fm Qm
[0023] 步骤5，根据该批产品的质量水平得分，确定该批产品的质量水平评价结果。
[0024] 优选的，性能参数至少包括几何尺寸、理化性能和螺纹参数。
[0025] 优选的，所述几何尺寸包括外径和壁厚；所述理化性能包括成分硫元素的质量分数、成分磷元素的质量分数、
屈服强度以及
抗拉强度；所述螺纹参数包括紧密距、锥度、
螺距偏差以及齿高偏差。
[0026] 优选的，步骤3中，ai和bi通过以下方法确定：
[0027] 以最接近目标值且离散度最小的数列得出的理想偏差值归一化得分为1，以最远离目标值且离散度最大的数列得出的理想偏差值归一化得分为0，并且理想偏差值处于黄金分割点处的归一化得分为0.5，从而确定ai和bi。
[0028] 优选的，步骤3中，所述隶属度函数为sigmoid函数型隶属度函数。
[0029] 优选的，步骤5具体包括：
[0030] 将产品质量水平预先划分为若干个产品质量等级，判断得到步骤4计算得到的质量水平得分所对应的产品质量等级，从而确定该批产品的质量水平评价结果。
[0031] 优选的，将产品质量水平预先划分为5个等级，分别为：优等级、良好等级、较好等级、一般等级和差等级；
[0032] 其中，优等级对应的质量水平得分F为F≥85；
[0033] 良好等级对应的质量水平得分F为85>F≥75；
[0034] 较好等级对应的质量水平得分F为75>F≥65；
[0035] 一般等级对应的质量水平得分F为65>F≥55；
[0036] 差等级对应的质量水平得分F为F<55。
[0037] 本发明提供的油套管质量水平评价方法具有以下优点：
[0038] 本发明提供的油套管质量水平评价方法，既能反映性能参数检测数据趋于理想目标值的程度又能反映该组性能参数检测数据的离散程度的统计指标，可为油套管质量水平进行更为客观、合理准确的评价，为油田客户在采购时提供参考。
附图说明
[0039] 图1为本发明提供的油套管质量水平评价方法的流程示意图。
具体实施方式
[0040] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及
实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0041] 目前对油套管产品质量进行评价常用手段是检测其各种参数是否符合标准，统计检测数据的平均值、标准差等指标。但这些指标都仅能单独地反映该批数据的平均水平或离散程度，并不能综合地反映产品质量的各参数趋向于理想目标值的程度及分布情况。因此需要提出一个既能反映检测数据趋于理想目标值的程度又能反映该组数据的离散程度的统计指标，从而对油套管质量水平进行合理评价，为油田客户在采购时提供参考。
[0042] 因此，本发明针对油套管质量水平评价现状，提出一种设计合理、反映准确并能实际应用的油套管质量水平评价方法。此方法通过对制造厂生产出的合格油套管产品的各项性能参数进行统计计算和评价，反映出该油套管的质量水平。
[0043] 结合图1，本发明提供的油套管质量水平评价方法，包括以下步骤：
[0044] 步骤1，针对一批某规格的合格油套管，随机抽取n个油套管，对抽取到的每个油套管均进行m项性能参数的检测，形成如下的检测数据矩阵B：
[0045]
[0046] 其中，Bij代表对第j个油套管进行第i项性能参数检测的检测结果；其中，1≤i≤m；1≤j≤n；其中，选取的性能参数至少包括几何尺寸、理化性能和螺纹参数；其中，几何尺寸包括外径和壁厚；所述理化性能包括成分硫元素的质量分数、成分磷元素的质量分数、屈服强度以及抗拉强度；所述螺纹参数包括紧密距、锥度、螺距偏差以及齿高偏差。
[0047] 另外，实际应用中，几何尺寸和螺纹参数抽样数量不少于20个，理化性能从该批油套管所有炉批中抽取(选取数量与几何尺寸抽样数量保持一致，总炉批数小于抽样数量时可重复选取)。
[0048] 步骤2，根据不同性能参数的特性，由专家参照相关标准和技术规范确定每个性能参数的理想目标值x，通过下式计算得到每个性能参数的理想偏差值l；
[0049]
[0050] 其中，li代表第i项性能参数的理想偏差值；xi代表第i项性能参数的理想目标值；
[0051] 因此，m项性能参数的理想偏差值形成理想偏差值矩阵l:
[0052] l＝[li]m＝[l1 l2 ……lm]
[0053] 步骤3，通过隶属度函数，例如，sigmoid函数型隶属度函数，对每个性能参数的理想偏差值进行评分计算，通过下式计算得出每个性能参数的理想偏差值的归一化得分f：
[0054]
[0055] 其中，f(i)代表第i项性能参数的理想偏差值的归一化得分，ai代表根据最好最差原则设置的第i项性能参数的斜率系数，bi代表根据最好最差原则设置的第i项性能参数的偏移系数；
[0056] 因此，m项性能参数的理想偏差值的归一化得分形成理想偏差值归一化得分矩阵f:
[0057] f＝[fi]m＝[f1 f2 ……fm]
[0058] 步骤4，专家根据油田油套管质量问题分析情况和各性能参数对油套管产品质量的影响程度，确定在质量评价时每个性能参数的权重Q，其中： 根据下式计算得出该批产品的质量水平得分F：
[0059] F＝f·Q＝f1Q1+f2Q1+…fm Qm
[0060] 步骤5，根据该批产品的质量水平得分，确定该批产品的质量水平评价结果。
[0061] 本步骤具体为：将产品质量水平预先划分为若干个产品质量等级，例如：将产品质量水平预先划分为5个等级，分别为：优等级、良好等级、较好等级、一般等级和差等级；其中，优等级对应的质量水平得分F为F≥85；良好等级对应的质量水平得分F为85>F≥75；较好等级对应的质量水平得分F为75>F≥65；一般等级对应的质量水平得分F为65>F≥55；差等级对应的质量水平得分F为F<55。
[0062] 判断得到步骤4计算得到的质量水平得分所对应的产品质量等级，从而确定该批产品的质量水平评价结果。
[0063] 实例：
[0064] 针对某工厂出厂的一批合格的139.70×7.72mm P110 BC套管进行质量水平评价，该批套管共24炉批。随机抽取20支套管进行性能参数检测，理化性能选取前20炉批。性能参数确定如下：
[0065] 检测结果如下：
[0066]
[0067] 抽检形成检测数据矩阵B＝B(10,20)＝
[0068] (2)根据各参数的特性，组织专家参照API SPEC 5CT、API SPEC 5B标准和技术规范确定各性能参数的理想目标值x，确定如下：
[0069] x(10)＝{140.05,7.72,1.27,62.5,0,0,0.001,0.001,861,1000}
[0070] 通过理想偏差公式 计算各性能参数的统计指标--理想偏差值，形成理想偏差矩阵l。
[0071] l(10)＝{0.358,0.327,0.464,1.285,0.949,0.371,0.0047,0.0081,37.766,65.485}
[0072] 步骤三：首先专家根据最好最差原则设置各隶属度函数的系数a和b。最好最差原则为：以最接近目标值且离散度最小的数列得出的理想偏差为1，以最远离目标值且离散度最大的数列得出的理想偏差为0。本例隶属度函数的系数a和b设置为
[0073] 依据隶属度函数公式 计算出各性能参数理想偏差l归一化得分f(l,ab)。
[0074] f(10)＝{0.864,0.886,0.861,0.705,0.702,0.865,0.910,0.798,0.730,0.775}。
[0075] 步骤四：专家根据油田油套管质量问题分析情况和各性能参数对油套管产品质量的影响程度，确定在质量评价时各性能参数的权重Q，其中 计算得出该批产品的质量水平得分F＝f·Q。
[0076] 本例中各参数权重确定为
[0077] Q(10)＝{6,6,10,10,10,10,12,12,12,12}.
[0078] 该批产品的质量水平得分F＝f·Q′＝f(10)·Q(10)＝80.4
[0079] 步骤五：根据产品质量水平等级划分，确定该批产品的质量水平评价结果为良好，可以作为油田用户采购时的推荐产品。
[0080] 综上所述，本发明提供的油套管质量水平评价方法，具有以下优点：
[0081] (1)本发明提出的评价方法中，所选择的评价性能参数包括了反映油套管性能的关键参数，能很好的体现油套管产品质量。
[0082] (2)本发明提出的评价方法中，对各性能参数采用理想偏差值进行统计计算，既能体现检测参数的离散程度，又能体现检测参数与理想值的偏差情况，能更有效的反映出产品质量水平。
[0083] (3)采用本发明中涉及的评价方法对油套管进行质量评价，结果直观，有利于采购产品时作为参考依据。
[0084] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
