陈华彬,陈锋,唐凯,王树山,贾曦雨,罗苗壮

(1.中国石油集团测井有限公司西南分公司,重庆400021；2.北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京100081)

0 引 言

从技术发展和工程应用角度看,中国套管、管柱动力学响应研究仍然处于起始研究阶段,研究机构主要局限在非线性动力学数值模拟与仿真研究。国外研究机构也在应用模拟试验技术,可以进行测试射孔作业管柱动态响应的压力、应变、加速度等有关力学参量随时间变化,但无法建立动态力学响应参量与宏观失稳及损伤之间的对应关系。

开展了油气井射孔对管柱的动态力学研究,研究了冲击载荷理论模型,认识了爆炸冲击波在不同界面上来回反射、透射,以压应力波的形式沿着枪体壁面向外扩展。由于射孔弹装配的非对称性以及起爆的时序性,射孔枪体及管柱承受着明显的非对称性不均匀冲击过载,爆炸施加的侧向加载会合成为绕中心轴线的剪切扭转振动。为此,建立了射孔枪系统数值仿真模型,在试炮水池的进行了射孔枪力学响应测试,完成测试枪管内部和枪管端头的轴向、径向、周向加速度数据,验证了数值仿真模型的可靠性。同时,油层套管动态力学研究建立了射孔对套管影响的动态响应机理,基于射孔枪的测试数据,研究了套管系统仿真模型和射孔时弹药量等效仿真模型,模拟计算等效条件下套管动态响应。本文结合前期研究成果,继续应用数值分析技术和测试技术开展爆炸冲击载荷下测试环空力学响应,获取射孔下套管环空的压力经验理论模型,推进套管、管柱动态力学响应的基础研究。……