射孔作业管柱动态力学分析

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzyrock
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
射孔作业是油气井开采的一项关键环节,目的是使得油气层和井筒之间形成通路。但是,随着高孔密、大威力射孔器材的使用,巨大的冲击波使得射孔作业管柱较易出现扭转损坏、断裂等现象,造成巨大的经济损失,甚至对施工人员造成重大伤害,因此对射孔作业过程中管柱的动态响应问题进行研究是十分有必要的。为了研究射孔作业过程中管柱的动态响应规律,本文采用有限元软件LS-DYNA对射孔作业过程进行模拟仿真,首先在Solidworks中建立适当简化的几何模型,然后将建立的几何模型导入到Hypermesh中进行网格的划分、边界条件的设置以及关键字的定义,最后导入到LS-DYNA中进行求解计算。本文的具体研究工作如下:(1)针对聚能射流过程进行研究,分析了炸药和药型罩的能量变化情况以及药型罩射流方向速度和加速度变化规律,发现当炸药爆炸时,大部分的能量会以冲击波的形式作用到射孔作业管柱上。(2)对6枚射孔弹在60°相位角下射孔作业过程进行数值模拟,分析了射孔作业管柱上关键节点轴向和径向的位移、速度和加速度以及管柱上关键单元的等效应力随时间的变化情况,发现射孔作业管柱上关键节点的速度、加速度和单元的等效应力按照从下往上的顺序依次响应达到峰值,并且冲击波到达管柱固定端时会出现反射,节点的速度、加速度和单元的等效应力从上往下又会依次达到峰值。(3)建立不同相位角下的多发射孔弹射孔管柱仿真模型,利用有限元软件进行模拟计算,根据射孔作业管柱上关键节点的速度、加速度和位移变化情况,分析了多发射孔弹在不同相位角射孔作业时管柱扭转和断裂损坏的原因。(4)对不同射孔参数下的射孔作业过程进行模拟计算,并分析射孔作业管柱上关键节点的轴向加速度随时间的变化情况,发现在不同相位角下射孔作业时管柱动态相应差异不大,但是随着射孔弹数量和孔密的增大以及射孔作业管柱直径的减小,管柱的动态相应更加剧烈。通过本文研究,分析了射孔作业管柱损坏原因,总结了射孔作业管柱的动态响应规律。相关研究能为现场改善射孔工艺、提高射孔作业安全性提供重要参考。
其他文献
氨(NH3)具有能量密度高、易于储存、可燃性差、零碳排放等优点,被广泛运用于制药、化肥、塑料、炸药、树脂和染料的制造。目前工业上生产NH3的主要方法是哈伯-博施(Haber-Bosch)法,该方法需要在高温高压下进行,耗资耗能的同时还向大气中排放大量的二氧化碳,对环境造成了巨大的损害。电化学氮气还原反应(NRR)是以可再生的电能为动力,以氮气(N2)和水(H2O)为氮源和氢源进行NH3的合成,是一
学位
目的:调查院内口服药品说明书关于老年人用药的说明情况,为老年人的合理用药提供参考。方法:选取2018年3~11月间医院门诊科室中老年患者常用的150种口服药品的说明书逐一阅读,并对说明书内容进行统计、分析。结果:有35份说明书标注了老年人要慎重用药;有20份说明书标注了老年人的用药剂量;有18份说明书标注了老年人需根据肝肾功能做适当的剂量调整;有26份说明书没有发现老年人用药的注意事项。结论:设计
期刊
氢气是当今世界第一大清洁能源,电解水制氢气的方法在注重环境保护的21世纪受到了人们广泛的关注,然后电解水过程中涉及到的析氧反应是这一过程中极为重要的一步。析氧反应所需要的能垒比较高,是电解水过程中的控速步骤,也是设计反应过程中需要面临的挑战的一步。虽然现存的大部分析氧催化剂表现出优异的电解水催化活性,但部分合成方法难以满足制备经济、高效、大规模生产的催化剂的要求。本文主要构建了一种过渡金属基的高电
学位
作为基础且重要的现代化学工业原料,低碳烯烃(C2=-C4=)在现代石油和化学工业中发挥的作用不容小觑。由煤基合成气通过费托合成制低碳烯烃流程短、无中间反应且能耗低,被认为是一条高效利用煤炭资源且耗能少、污染小的生产低碳烯烃的路线,简称FTO工艺。FTO技术路线核心问题是开发高效催化剂,如何能够在有效阻止碳链增长的前提下同时兼顾到催化剂的活性以及抑制甲烷的生成成为眼下急需解决的问题。Fe基催化剂因为
学位
研发用于氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction,ORR)和氧析出反应(Oxygen Ecolution Reaction,OER)的非贵金属电催化剂在能量转换和存储技术中具有重要意义。具有独特电子结构和活性中心的M-N-C型催化剂是最有前途的电催化剂之一。本文利用密度泛函理论探究了在Cu单原子催化剂和Fe基双原子催化剂中配位环境对电催化活性的影响。主要研究内容如下:(1)探
学位
报纸
在方酸化学中,无论其单取代或者双取代衍生物化学的基本特性,均可根据取代基的选择而得到改变,再加上其特有的芳香性和刚性,使得方酸衍生物化学始终是学者们热点关心的前沿领域。其中,又以方酰胺的制备和应用研究更为突出。由于其优异的氢键作用能力和受体特性,使其在阴离子、阳离子以及两性离子检测等领域都倍受重视。本文通过方酸二乙酯与对氨基偶氮苯缩合制备得到一种偶氮类方酰胺(SQ1);通过方酸二乙酯与邻苯二胺缩合
学位
在钻井作业过程中,经常遇到由于钻井液选用不当、操作不规范、地层不稳定等多种因素造成的卡钻现象,如果不能及时解卡,容易导致井眼报废,从而造成经济损失。解卡方式有多种,常用的解卡方式包括浴井解卡、使用震击器解卡、活动钻具解卡等,其中使用震击器解卡是解决卡钻事故的一种快捷、高效的解卡方式。为提高震击器的解卡作业效率,有必要对震击器起震时管柱振动进行研究。本文调研了常见的几种的卡钻方式及其形成原因和预防措
学位
钾离子电池的研究已经成为继锂离子电池后的新型二次电池的研究热点。而传统的无机电极材料往往包含价格昂贵且不易降解的过渡金属元素,以及化合物间基本是由强的离子键形成的刚性结构,尺寸较大的K+的嵌入/脱出对其结构的稳定性是非常不利的。相比之下,有机电极材料来源于丰富且环保的轻元素C、H、O、N和S等,通过分子设计可以调整容量、氧化还原电压以及柔韧性等,能够适用不同尺寸的离子电池。因此,本文首次将有机材料
学位
癌症是世界上严重影响人类身体健康、威胁患者生命的主要疾病之一。循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)作为典型的肿瘤标志物,可以为肿瘤的诊断和精准治疗提供更多动态的数据和信息。针对现有检测CTCs的工艺和方法存在的耗时长、成本高、无法对捕获后的细胞进行生物学再分析等缺点,本研究设计了两种不同的适配体(aptamer)功能化磁性纳米粒子(magnetic nanopa
学位