高温高压深井射孔压力脉动及管柱动力响应机理研究

项目名称： 高温高压深井射孔压力脉动及管柱动力响应机理研究

项目编号： No.51374171

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 矿业工程

项目作者： 窦益华

作者单位： 西安石油大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 由于射孔压力脉动与管柱振动，高温高压深井射孔常发生管柱塑性弯曲、封隔器中心管断裂等事故。作为特殊的水下爆炸课题，射孔压力脉动与管柱振动研究需解决狭长边界下高速、大变形射孔液与套管、管柱的流固耦合问题。本项目在准确计算射孔爆轰参数的基础上，用多相流漂移通量和ZND耦合模型建立压力脉动方程并用SPH法求解，揭示射孔压力脉动规律；创新应用SPH-LFDM光滑粒子流体动力学与拉格朗日有限差分耦合算法，解决射孔液与套管的流固耦合分析问题；应用大变形弹塑性碰撞理论修正SPH法（SPH-LDEC），分析射孔段管柱与射孔液的流固耦合及其动力响应机理；通过井下实测验证射孔脉动压力及管柱冲击理论分析结果；运用有限元瞬态响应方法分析脉动压力及冲击载荷作用下管柱的强度安全性，为高温高压深井射孔参数设计、管柱组合及安全作业提供依据。SPH-LFDM、SPH-LDEC耦合算法还可为水下爆炸研究提供新思路。

中文关键词： 聚能射孔；压力脉动；流固耦合；管柱；动力响应

英文摘要： According to qualitative analysis, failures such as buckled and yielded tubing strings, broken mandrels of parkers, blocked down hole tools, are mainly caused by excessive pulse of pressure and releted dynamic loads due to jet perforating in high pressure

英文关键词： jet perforating；pulsating pressure；fluid-structure interaction；tubular string；dynamic response