弹间干扰对聚能射流成型及射孔穿深的影响规律

摘要：

射孔是油气开采过程中的重要一环,射孔间距是影响射流成型效果和穿深的主要参数之一,相邻两射孔弹之间会产生弹间干扰,进而影响射流质量和穿深.为探究弹间距对弹间干扰的影响规律,利用LS-DYNA软件,结合ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)算法进行算子分离,实现了单元边界的质量、内能和动量的穿透,并以某油田井下射孔为例,建立了射孔弹—射孔枪—套管—水泥环三维模型,分析了弹间干扰对射流成型和射孔穿深的影响规律.研究结果表明:①弹间干扰降低了射孔弹总能量转化为射流能量的效率:弹间距为 5.0 mm时,临近射孔弹射流能量转化率减少 0.31%,射流轴向速度减小 39 m/s,径向速度增大 20 m/s;弹间距为 3.5 mm时,临近射孔弹射流能量转化率减少 2.21%,射流轴向速度减小 130 m/s,径向速度增大 111 m/s.②弹间干扰减小了对穿深有效的轴向速度,增加了无效的径向速度,径向速度的增大影响射流质量,使得射流趋向发散,降低射孔穿深.③数值模拟结果揭示,随着相位角的减小,射流线之间的距离减小,弹间干扰加强,有效能量转化降低,射孔穿深降低.结论认为,该规律认识给出了弹间干扰对射流成型和射孔穿深的量化影响,可为合理优化射孔孔密和提高射孔弹穿深提供理论依据.

关键词：弹间干扰、弹间距、射流成型、射流速度、穿深、射流质量、相位角、起爆延时

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分类号：TE257(钻井工程)

资助基金：陕西省重点研发项目;陕西省秦创原首席科学家+工程师项目;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室开放课题;西安石油大学研究生教育综合改革研究与实践项目

在线出版日期：2024-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：144-153