Моделирование процесса кумуляции для определения толщины и прогиба сегментной облицовки заряда перфоратора, обеспечивающего максимальную глубину пробития
Ключевые слова:
компьютерное моделирование, кумулятивный заряд с сегментной облицовкой, глубина пробития, толщина медной облицовкиАннотация
На нефтяных скважинах широко применяется энергия взрыва в виде кумулятивной струи, которая пробивает канал. При прострелочно-взрывных работах на нефтяных скважинах находят применение перфораторы на основе кумулятивных зарядов с сегментной облицовкой. Однако проведение прострелочно-взрывных работ – процесс дорогостоящий и опасный. Поэтому перспективным является его компьютерное моделирование, более дешевое и безопасное по сравнению с натурным экспериментом. Так, для моделирования процесса, характеризуемого малым временем протекания, большими деформациями и перемещениями, частичным или полным разрушением материала, перспективно использовать прикладное программное обеспечение ANSYS AUTODYN. В данной статье описывается разработанная и отработанная методика создания компьютерной модели для точного определения пробивного действия кумулятивного заряда перфоратора из смесевого энергонасыщенного материала повышенной мощности с сегментной облицовкой по глубине канала в стальной плите. Проведен виртуальный эксперимент с моделью кумулятивного заряда перфоратора для изучения направленного действия взрыва. Представлено сравнительное изучение результатов компьютерного моделирования и натурного эксперимента пробивной способности кумулятивных зарядов. С помощью вычислительных экспериментов установлено влияние прогиба и толщины облицовки на глубину пробития. В ходе вычислительного эксперимента для заряда перфоратора найдены эффективные значения толщины и прогиба сегментной облицовки кумулятивного заряда перфоратора.
Библиографические ссылки
Попов В.В. Прострелочно-взрывные работы в скважинах. Новочеркасск : ЮРГТУ, 2007. 213 с.
Кумуляция и ее использование во взрывной технике / В.Г. Хотин, И.И. Томашеевич, М.Т. Нгунен и др. М. : РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. 87 с.
Федоров С.В., Ладов С.В., Никольская Я.М. Сравнительный анализ формирования кумулятивных струй из конических и полусферических облицовок // Инженерный журнал: наука и инновации : электрон. науч.-техн. изд. 2018. № 1. URL : http://engjournal.ru/catalog/mech/mdsb/1720.html (Дата обращения: 01.02.2023).
Физика взрыва (в 2 т). Т. 2. / Л.П. Орленко, А.В. Бабкин, Ф.А. Баум и др. М. : Физматлит, 2004. 656 с.
Колпаков В.И. Математическое моделирование функционирования взрывных устройств // Наука и образование : элек-трон. науч. изд. 2012. № 2. URL : http://technomag.edu.ru/doc/334177.html (Дата обращения: 01.02.2023).
Компьютерное моделирование процесса вскрытия пласта с использованием кумулятивных зарядов / Б.П. Рыбакин, Н.Н. Смирнов, В.Д. Горячев и др. // Вестник кибернетики. 2018. № 3 (31). С. 9–18.
Воеводка А., Витковски Т. Моделирование формирования струи в линейных кумулятивных зарядах // Физика горения и взрыва. 2014. Т. 50. № 3. С. 130–136.
Моделирование образования кумулятивной струи модельного заряда // Моделирование и цифровые двойники : сайт. URL : https://www.cadfem-cis.ru/list/webinars/modelirovanie-obrazovanija-kumuljativnoj-strui-modelnogo-zarjada/?ysclid=lmzadvsloz163580729 (Дата обращения: 31.01.2023).
Мухутдинов А.Р., Ефимов М.Г. Основы применения ANSYS AUTODYN для решения задач моделирования быстро-протекающих процессов. Казань : КГТУ, 2016. 280 с.
Гапоненко Ю.А. Численное моделирование газовой кумуляции продуктов взрыва при детонации плоских параллельных зарядов // Вычислительные технологии. 2000. Т. 5. № 4. С. 31–39.
Мухутдинов А.Р., Ефимов М.Г., Вахидова З.Р. Численное моделирование процесса кумуляции зарядов с сегментными облицовками с применением пакета ANSYS AUTODYN // Нелинейный мир. 2020. Т. 18. № 4. С. 34–40.
Митков В.Е., Белин В.А., Шишков П.К. Разработка малочувствительного энергетического взрывчатого материала и создание из него режущих кумулятивных зарядов // Горн. информац.-аналит. бюл. 2022. № 5. С. 108–120.
Шилин П.Д. Моделирование кумулятивного эффекта в среде Ansys // Научный форум: Технические и физико-математические науки: сб. ст. по материалам XIII междунар. науч.-практ. конф. Москва, 2018. № 3 (13). С. 5–10.
Мухутдинов А.Р., Ефимов М.Г., Вахидова З.Р. Моделирование процесса кумуляции зарядов перфораторов при про-стрелочно-взрывных работах в скважинах // Автоматизация и информатизация ТЭК. 2022. № 4 (585). С. 20–24.
Исследования и математическое моделирование явлений, связанных с развитием и воздействием взрывов / В.А. Андрущенко, Е.Л. Ступицкий, Д.С. Моисеева и др. М. : РАН, 2020. 192 с.
Балаганский И.А., Мержиевский Л.А. Взрывные системы с инертными высокомодульными элементами. Новосибирск : НГТУ, 2016. 170 с.
Тарасов В.И., Янилкин Ю.В., Ведерников Ю.А. Трехмерное численное моделирование кумулятивных зарядов со звез-дообразной формой облицовки // Физика горения и взрыва. 2000. Т. 36. № 6. С. 180–185.
Мухутдинов А.Р., Ефимов М.Г., Вахидова З.Р. Определение прогиба сегментной облицовки заряда перфоратора при прострелочно-взрывных работах в нефтяных скважинах для обеспечения максимальной глубины пробития моделированием про-цесса кумуляции // Автоматизация и информатизация ТЭК. 2023. № 4 (597). С. 27–33.
ГОСТ 32162-2013. Вещества взрывчатые промышленные. Классификация. Введ. 2014–01–01. М. : Стандартинформ, 2014. 7 с.
ГОСТ 380-2005. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. Введ. 2008–07–01. М. : Стандартинформ, 2009. 11 с.
