【摘要】：石油行業(yè)中,聚能射流射孔方式是目前運用最廣泛、技術(shù)最成熟的射孔方式。射孔的主要作用是溝通石油儲層與鉆井,石油將從儲層中通過射孔通道流進(jìn)油井。射孔槍射孔過程是一個復(fù)雜的沖擊動力學(xué)過程,射孔彈起爆后劇烈的沖擊載荷將作用在射孔槍上,射孔彈裝藥量過大或射孔槍管套的設(shè)計、選材不合理等都將導(dǎo)致射孔失敗。本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件,通過射孔槍射孔過程的數(shù)值模擬,研究和分析射孔槍的破壞機(jī)理,為工程實踐中射孔槍的設(shè)計提供理論與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本文基于ALE物質(zhì)分界面的變化,發(fā)現(xiàn)爆炸后炸藥物質(zhì)主要向射孔槍盲孔位置與射孔彈兩側(cè)傳播,射孔彈尾部方向上的傳播很少。射孔槍的優(yōu)化設(shè)計中經(jīng)常采用實驗測量的壓力-時間曲線作為載荷數(shù)據(jù),而本文通過數(shù)值模擬分析射孔槍內(nèi)水的壓力變化,發(fā)現(xiàn)實驗中壓力傳感器位置的壓力峰值為1093MPa,而射孔槍內(nèi)壁壓力最大值為1283MPa,并得到射孔槍內(nèi)壁面水的壓力最大值處的壓力-時間曲線。影響射孔槍管套應(yīng)變的主要因素有兩種:屈服強(qiáng)度與失效應(yīng)變。本文發(fā)現(xiàn)射孔槍聚能射流過程中,射孔槍套管從內(nèi)壁至外壁方向上位移越來越小,射孔槍套管外壁面從左至右方向上的位移逐漸增大,這說明射孔槍的最大徑向膨脹發(fā)生在射孔槍盲孔位置。當(dāng)射孔槍管套材料的屈服強(qiáng)度為750MPa時,射孔槍管套上應(yīng)力最大值為983MPa,最大徑向變形為7.3mm,不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中徑向膨脹低于5mm的要求。而當(dāng)射孔槍套管材料的屈服強(qiáng)度為835MPa時,射孔槍最大應(yīng)力為1044MPa,射孔槍管套最大徑向變形為4.2mm,滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。本文通過數(shù)值模擬得到不同屈服強(qiáng)度下射孔槍的破壞情況,發(fā)現(xiàn)射孔槍的破壞主要發(fā)生在射孔槍中間位置與盲孔附近,發(fā)生破壞的主要形式是射孔槍壁面上產(chǎn)生裂紋。工程實踐中可以通過觀察這兩處是否產(chǎn)生裂紋判斷射孔槍是否安全射孔。本文分析了失效應(yīng)變對射孔槍套管徑向膨脹的影響,發(fā)現(xiàn)通過提高失效應(yīng)變的值能有效降低射孔槍管套徑向膨脹。
【圖文】：

1 緒 論源的今天，我們依然要看到，中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)報告顯示，我僅為11%，石油、天然氣的占比于美國、日本的 66.6%與 65.3%激發(fā)油氣資源的需求。降低油油、天然氣的進(jìn)口量卻繼續(xù)逐17 年中國原油進(jìn)口 41957 萬噸，同比增長 27.08%。在需求量，這就使得國內(nèi)油氣勘探力度探明率低，勘探開采潛力巨大

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 緒 論工作人員共同努力的結(jié)果。其中地質(zhì)勘探、物探、鉆井、錄井、測井、完井過程是油氣開采的準(zhǔn)備過程。原油匯集在含油層的孔隙中，這種含油層被稱為油氣儲層，，儲層巖石是一種致密的特殊巖石，在勘探階段往往采用超聲波的方式，觀察地層巖石密度的變化來確定儲層位置與深度。為了將儲層縫隙中的原油開采出來，通過注水、注入水蒸氣等方式，促使原油流動。在這過程中，第一步就是打通石油井與儲層的聯(lián)系，這個過程就是射孔過程。在完井工程結(jié)束后，需要利用射孔技術(shù)建立油氣儲層與管套之間的聯(lián)通。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，水利射孔、激光射孔等新型射孔技術(shù)也得到了長遠(yuǎn)的發(fā)展。但是這些新型射孔技術(shù)存在施工周期長，施工過程復(fù)雜、工程耗費高等缺點，使得新型射孔技術(shù)無法在工程中得到廣泛的運用。目前最普遍，最經(jīng)濟(jì)，也最有效的射孔方式就是利用高能炸藥爆炸產(chǎn)生的巨大壓力，壓垮藥型罩，產(chǎn)生聚能射流穿透射孔槍套管、油氣井套管、水泥套管、石油儲層的聚能射流射孔方式。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE257.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2608656