射孔器枪内动压测试及仿真

【摘要】目前，石油在世界能源结构中所占比例约为40%，在可预见的将来仍是占有主导地位的能源。随着国民经济的高速发展和能源结构的改变，对能源的高度依赖性使得勘探工作向着更深、更丰富的储层探索，同时也需要更有效的开采工艺和设备应对深井下的复杂环境。射孔过程是射孔弹炸药聚能爆炸产生的高温高速射流射穿油井井管壁和固井混凝土以及井孔周边岩石的瞬间过程，同时在射孔枪内部环境产生动态高压，获取枪内压力数据对射孔枪的设计有重要的指导意义。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法，对以下几方面内容展开研究：1、简要介绍了聚能装药技术在射孔枪中的应用，并通过分析射孔/压裂过程中高能气体驱动地层岩石开裂及造成裂缝扩展的条件，结合了井下测试环境，对已有井下环空压力数据进行分析，同时对射孔/压裂过程中涉及到的实际情况进行了系统阐述，为测试仪器的研制提供理论依据。2、针对井下恶劣环境条件和空间限制，提出了枪内压力测试仪器的设计方案，对主要器件的选择、关键电路的原理和相关的逻辑控制都进行了详细的分析研究，并改进其原有壳体防护装置，使测试仪器在受井下爆生产物高冲击的状态下能够有效工作，保证了仪器的可靠性和测试的准确度。3、建立井下射孔简化模型，采过流固耦合算法对4发射孔弹在井下序列燃爆过程进行了数值模拟，直观表示出井下射孔过程中的枪内压力分布状况，并依据仪器实际安装位置设置采集点，获取该位置处的压力数据。通过数值模拟方法能够知晓仪器所测数据和井下实际情况的相互关联，提高仪器和数据的可靠性。
【作者】赵鼎；
【导师】祖静；崔春生；张红艳；
【作者基本信息】中北大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】动态压力测试；聚能射流；裂缝扩展；数值模拟；流固耦合；

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