考虑炸高和相位角影响的射孔枪卡枪及强度流固耦合分析

摘要：

射孔作业过程中常发生射孔枪卡枪、损坏等安全事故,影响勘探开发进程.首先建立射孔弹-射孔枪-射孔液-套管-砂岩三维有限元模型,结合ALE(arbitrary Lagrangian-Eulerian)算法,实现射孔液-射流-枪-套管-砂岩之间的流固耦合,分析不同炸高和相位角对射流侵彻过程中射孔枪毛刺和应力强度的影响.研究表明:单枚弹、炸高12 mm时,毛刺4.1 mm,最大应力1 075 MPa,孔道周围超过材料屈服极限的应力区域直径达到61 mm;炸高18 mm时,毛刺3.9 mm,最大应力997 MPa,超过材料屈服极限的应力区域直径达到45 mm;炸高24 mm时,毛刺3.6 mm,最大应力912 MPa,超过材料屈服极限的应力区域直径达到38 mm;炸高增加,毛刺高度和最大应力以及对射孔枪材料的损伤区域范围均减小;炸高12 mm,相位角30°、60°、90°时,毛刺高度较单枚时变化很小,超过材料屈服极限的应力区域直径分别为55 mm、42mm、66 mm,此区域内,在高爆轰压力下,射孔枪将发生向外鼓胀,即所谓的"胀枪",引起卡枪事故,所以相位角60°时射孔枪的强度安全性更好;通过研究,解决了聚能爆轰仿真时常发生的分析意外终止和速度超限溢出问题,可为射孔爆轰侵彻类问题研究提供思路.

关键词：射孔枪、卡枪、炸高、相位角、流固耦合

所属期刊栏目：41

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

在线出版日期：2022-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：167-173