爆轰与聚能射流下射孔枪和套管的 应力强度耦合仿真分析

• 作者: 于洋 曹银萍 李明飞 窦益华
• 来源期刊: 石油钻采工艺
• 学科: 工学
• 关键词: 应力强度 射孔枪 套管 聚能射流 三维仿真
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 钻井完井
• 页码范围: 480-488
• 页数: 9页
• 分类号: TE932
• 字数: 4101字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13639/j.odpt.2019.04.013

摘要

为了探明聚能射孔爆轰冲击载荷下套管的力学性能,在LS-DYNA软件中建立射孔弹-射孔枪-套管三维模型,应用ALE算子分离算法,实现爆轰、药型罩固流转化、侵彻套管和射孔枪的大变形与流固耦合仿真,分析爆轰波叠加对能量、密度、射流速度、套管和射孔枪强度的影响.结果表明,射孔枪射孔孔径为18.7 mm,套管射孔孔径为7.7 mm,穿透射孔枪盲孔过程消耗了大量能量;射孔枪各孔相连125 mm宽带内,最小应力774 MPa,接近材料屈服强度,高爆轰压力作用下发生了"胀枪";对比单射孔弹射穿套管,3枚射孔弹所用时间减少了8μs,最大应力增加了260 MPa,并且套管应力值超过材料屈服强度范围(较单枚增加了2.5 mm的圆环),爆轰重叠区域中心的套管应力也提高了739 MPa,说明爆轰波弹间的叠加加重了对套管的伤害.研究结果为射孔枪安全优化设计和爆轰冲击下套管的力学性能分析提供了技术指导和新思路.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李明飞		32	54	5.0	6.0
2	窦益华		182	950	15.0	24.0
3	曹银萍		64	219	9.0	12.0
4	于洋		34	116	7.0	10.0