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摘要：在油气井的完井以及试油评价的过程中，经常使用射孔测试联作来进行测试。提高测试联作评估可靠性以及对联作管柱进行合理设计，是提高测试成功率的重要途径。
关键词：射孔-测试联作；优化；可靠性；管柱；评价
1 故障树研究方法
在石油工业中，故障树的建立是对于评价系统可靠度进行分析的有效手段。此种方法综合分析能够导致系统失效的各类潜在因素，通过系统设计与分析，绘制出逻辑失效图，进行系统失效概率的计算。在此基础上，有针对性的采取各类相关措施，以保障系统的可靠性。
进行故障树分析钱，对于顶事件、底事件、子事件和最小割集等要素首先要有基本的认识。在对故障树进行定量分析的过程中，我们一般采用最小割集法进行分析，其函数的表达式如下：
式中：xi为第j个最小割集中底事件；Kj为第j个最小割集；Nk表示系统的最小割集。我们可以使用西门德勒斯上行法来求最小割集。要精确计算故障树顶事件发生概率，则假设在最小割集之间完全不相交。此时系统故障发生的概率为：
2 可靠性模型评价
管串模型是我们在对测射联作工艺系统进行可靠性分析时的研究对象。建立管串模型需要我们考虑各种复杂情况并在此基础上建立模型。再对建立的综合性模型进行简化，我们就可得到更为简单实用的管串模型。
射孔测试管串类型主要有油管传输射孔+射孔测试联作、油管传输射孔+测试地层测试器、油管传输射孔+储氢分析仪和油管传输射孔+石油原油浓度气体探测器，本文主要针对油管传输射孔+射孔测试联作射测管柱进行比对分析。
2.1 油管传输射孔+射孔测试联作管柱模型
射孔测试联作地层测试器通过钻杆的上、下运动进行打开和闭合。这套完整的井下开关工具，包括了旁通阀、安全密封和多流测试器等部分组成。旁通阀的是为压井液提供通道，用以平衡封隔器上、下方压力，从而是封隔器的橡胶筒易于收缩，便于起、下管柱；射孔测试联作安全密封的作用是为了保证对管柱进行上提操作时，封隔器仍处于坐封状态；多流测试器由延时机构、取样机构和换位机构组成，是测试工具的重要部件。
2.2 管柱概率分析建模
管柱概率模型并不是简单的对管柱各部件独自作可靠性分析，而且结合施工过程进行分析。油管传输射孔+射孔测试联作管柱作业的工艺过程主要包括了坐封、射孔、测试、解封4部分。保证减震器能够工作正常，是确保压力计以及其他测试工具的正常使用、衔接射孔与测试，顺利完成测试的要点。封隔器和点火装置是完成射孔的主要部件，而射孔测试联作装置和压力计则是完成测试工作的关键部件。震击器、封隔器和安全接头为完成解封任务的主要部件。油管传输射孔+射孔测试联作管柱的18个部件除了封隔器、震击器、安全接头互为冗余，是并联关系外，其余部件均为串联关系。为起到双保险作用，我们通常选用两个压力计进行并联。在解封时的状态和操作过程中，单独将封隔器提出来，是为了建立部件之间的并、串联关系。我们在模型中可将各段油管综合起来，将其考虑为一个整体。
2.3 管串故障树分析
我们通过工艺操作流程进行逐条得的分析，能够得出导致作业失败的各种可能性因素。在以部件为单位进行研究的前提下，结合工艺流程，可以将管串与工艺二者有机的联系在一起。在部件故障树包含的18个部件中，我们通过对发生故障最多的部件进行分析，并找出故障的来由。并通过建立它们的故障树，对部件故障发生的概率进行分析、进而推导出部件的可靠度。如属于射测联作的重要部件的封隔器，因其结构复杂，导致出现故障的可能性增大。坐封和解封两种失效故障属于施工中经常发生的常见故障。
3 可靠性定量分析
在以故障树为系统模型的基础上，若对于全部事件可靠性参数已知，则能够计算顶事件的发生概率。评价方法主要包括直接概率法和最小割集法两种。本文主要采用最小割集方法计算出各部件失效发生的概率，由此进行计算来求出部件的可靠度。再通过对各个部件作为管柱最小割集重要度的计算比对，以验证该部件能否会对管柱可靠性产生影响。
3.1 故障树分析计算方法
包括点火装置、封隔器和减震器的三大主要部件是油管传输射孔施工过程中最易出现问题的部分，在故障树统计中应重点分析和研究。我们要对发生顶事件的最小割集的组成事件进行分析以求得顶事件的失效率或发生率。故障树的定量化主要包括内容暨系统顶事件发生概率的计算以及系统的可靠性指标计算。由于系统部件失效符合随机分布，无法用解析法计算来获得结果，一般采用蒙特卡罗法进行模拟计算，考虑P（ki·kj）后有：
3.2 测射管串可靠度概率模型分析
使用封隔器失效故障树的定量与定性分析方法和原理可以有效的对每个部件故障树进行分析，再根据整个贯串并串联的可靠度计算公式，推得整个油管传输射孔+射孔测试联作管柱模型的可靠度表达式如下所示：
4 软件分析
通过专业的可靠性评价软件，对油管传输射孔+射孔测试联作测射联作管柱进行了可靠性评价后，可得出以下结论表1所示。通过表1，我们可以对五大主要部件的可靠度值、系统可靠度以及最小割集重要度等因素进行分析比对。通过软件的分析比对，我们能够得出如下结论：可靠指较低的部件，反而对于射测联作的影响更大，更加重要。通过敏感性分析，我们可以得知，在保证同一变量的前提下，系统的可靠度会随着部件故障率的改变发生相应的改变。某一部件失效率的升高，会对系统产生影响，造成系统可靠度的下降。
表1 射孔与测试联作典型管柱可靠性评价结果表
5 结 论
在通过故障树分析法对射孔联作测试管柱进行行为可靠性的研究后，我们能够得出下述结论：第一，通过建立评价射测联作管柱及部件的可靠度评价模型，能够作为更加有效、合理的射测联作工艺设计管串的重要依据，通过实现射测联作施工的成功率提高，进而进一步降低了费用和时间。第二，关键部件的并联对于系统可靠度的提高具有显著的作用。尤其是压力计和托桶等部件，通过并联均可以实现系统的可靠度的提高。其中对于点火装置并联的效果显著，可实现系统可靠度的显著升高。第三，通过评价分析，我们可以看出施工人员素质不足和施工水平欠缺对于产品质量的影响在系统部件失效原因中占主要因素。
参考文献：
[1]逯启高.测试-射孔联作管柱优化[J].油气井测试，2007，16（1）.
[2]李四江.复合射孔-测试联作中值得探讨的几个问题[J].油气井测试，2009，18（1）.
[3]张昌朝，等.超深井射孔测试联作技术在准噶尔盆地的应用[J].油气井测试，2011，20（6）.
关键词：射孔-测试联作；优化；可靠性；管柱；评价
1 故障树研究方法
在石油工业中，故障树的建立是对于评价系统可靠度进行分析的有效手段。此种方法综合分析能够导致系统失效的各类潜在因素，通过系统设计与分析，绘制出逻辑失效图，进行系统失效概率的计算。在此基础上，有针对性的采取各类相关措施，以保障系统的可靠性。
进行故障树分析钱，对于顶事件、底事件、子事件和最小割集等要素首先要有基本的认识。在对故障树进行定量分析的过程中，我们一般采用最小割集法进行分析，其函数的表达式如下：
式中：xi为第j个最小割集中底事件；Kj为第j个最小割集；Nk表示系统的最小割集。我们可以使用西门德勒斯上行法来求最小割集。要精确计算故障树顶事件发生概率，则假设在最小割集之间完全不相交。此时系统故障发生的概率为：
2 可靠性模型评价
管串模型是我们在对测射联作工艺系统进行可靠性分析时的研究对象。建立管串模型需要我们考虑各种复杂情况并在此基础上建立模型。再对建立的综合性模型进行简化，我们就可得到更为简单实用的管串模型。
射孔测试管串类型主要有油管传输射孔+射孔测试联作、油管传输射孔+测试地层测试器、油管传输射孔+储氢分析仪和油管传输射孔+石油原油浓度气体探测器，本文主要针对油管传输射孔+射孔测试联作射测管柱进行比对分析。
2.1 油管传输射孔+射孔测试联作管柱模型
射孔测试联作地层测试器通过钻杆的上、下运动进行打开和闭合。这套完整的井下开关工具，包括了旁通阀、安全密封和多流测试器等部分组成。旁通阀的是为压井液提供通道，用以平衡封隔器上、下方压力，从而是封隔器的橡胶筒易于收缩，便于起、下管柱；射孔测试联作安全密封的作用是为了保证对管柱进行上提操作时，封隔器仍处于坐封状态；多流测试器由延时机构、取样机构和换位机构组成，是测试工具的重要部件。
2.2 管柱概率分析建模
管柱概率模型并不是简单的对管柱各部件独自作可靠性分析，而且结合施工过程进行分析。油管传输射孔+射孔测试联作管柱作业的工艺过程主要包括了坐封、射孔、测试、解封4部分。保证减震器能够工作正常，是确保压力计以及其他测试工具的正常使用、衔接射孔与测试，顺利完成测试的要点。封隔器和点火装置是完成射孔的主要部件，而射孔测试联作装置和压力计则是完成测试工作的关键部件。震击器、封隔器和安全接头为完成解封任务的主要部件。油管传输射孔+射孔测试联作管柱的18个部件除了封隔器、震击器、安全接头互为冗余，是并联关系外，其余部件均为串联关系。为起到双保险作用，我们通常选用两个压力计进行并联。在解封时的状态和操作过程中，单独将封隔器提出来，是为了建立部件之间的并、串联关系。我们在模型中可将各段油管综合起来，将其考虑为一个整体。
2.3 管串故障树分析
我们通过工艺操作流程进行逐条得的分析，能够得出导致作业失败的各种可能性因素。在以部件为单位进行研究的前提下，结合工艺流程，可以将管串与工艺二者有机的联系在一起。在部件故障树包含的18个部件中，我们通过对发生故障最多的部件进行分析，并找出故障的来由。并通过建立它们的故障树，对部件故障发生的概率进行分析、进而推导出部件的可靠度。如属于射测联作的重要部件的封隔器，因其结构复杂，导致出现故障的可能性增大。坐封和解封两种失效故障属于施工中经常发生的常见故障。
3 可靠性定量分析
在以故障树为系统模型的基础上，若对于全部事件可靠性参数已知，则能够计算顶事件的发生概率。评价方法主要包括直接概率法和最小割集法两种。本文主要采用最小割集方法计算出各部件失效发生的概率，由此进行计算来求出部件的可靠度。再通过对各个部件作为管柱最小割集重要度的计算比对，以验证该部件能否会对管柱可靠性产生影响。
3.1 故障树分析计算方法
包括点火装置、封隔器和减震器的三大主要部件是油管传输射孔施工过程中最易出现问题的部分，在故障树统计中应重点分析和研究。我们要对发生顶事件的最小割集的组成事件进行分析以求得顶事件的失效率或发生率。故障树的定量化主要包括内容暨系统顶事件发生概率的计算以及系统的可靠性指标计算。由于系统部件失效符合随机分布，无法用解析法计算来获得结果，一般采用蒙特卡罗法进行模拟计算，考虑P（ki·kj）后有：
3.2 测射管串可靠度概率模型分析
使用封隔器失效故障树的定量与定性分析方法和原理可以有效的对每个部件故障树进行分析，再根据整个贯串并串联的可靠度计算公式，推得整个油管传输射孔+射孔测试联作管柱模型的可靠度表达式如下所示：
4 软件分析
通过专业的可靠性评价软件，对油管传输射孔+射孔测试联作测射联作管柱进行了可靠性评价后，可得出以下结论表1所示。通过表1，我们可以对五大主要部件的可靠度值、系统可靠度以及最小割集重要度等因素进行分析比对。通过软件的分析比对，我们能够得出如下结论：可靠指较低的部件，反而对于射测联作的影响更大，更加重要。通过敏感性分析，我们可以得知，在保证同一变量的前提下，系统的可靠度会随着部件故障率的改变发生相应的改变。某一部件失效率的升高，会对系统产生影响，造成系统可靠度的下降。
表1 射孔与测试联作典型管柱可靠性评价结果表
5 结 论
在通过故障树分析法对射孔联作测试管柱进行行为可靠性的研究后，我们能够得出下述结论：第一，通过建立评价射测联作管柱及部件的可靠度评价模型，能够作为更加有效、合理的射测联作工艺设计管串的重要依据，通过实现射测联作施工的成功率提高，进而进一步降低了费用和时间。第二，关键部件的并联对于系统可靠度的提高具有显著的作用。尤其是压力计和托桶等部件，通过并联均可以实现系统的可靠度的提高。其中对于点火装置并联的效果显著，可实现系统可靠度的显著升高。第三，通过评价分析，我们可以看出施工人员素质不足和施工水平欠缺对于产品质量的影响在系统部件失效原因中占主要因素。
参考文献：
[1]逯启高.测试-射孔联作管柱优化[J].油气井测试，2007，16（1）.
[2]李四江.复合射孔-测试联作中值得探讨的几个问题[J].油气井测试，2009，18（1）.
[3]张昌朝，等.超深井射孔测试联作技术在准噶尔盆地的应用[J].油气井测试，2011，20（6）.