爆轰冲击载荷作用下射孔段管柱动力响应分析-豆柴文库

爆轰冲击载荷作用下射孔段管柱动力响应分析.docx

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爆轰冲击载荷作用下射孔段管柱动力响应分析 Introduction Theperforationprocessisacommonoperationinoilandgasindustryforstimulatingwellsbycreatingholesinthewellcasingandthesurroundingformationrocktoimprovetheinflowofoilandgas.Perforationisachievedthroughtheuseofshapedchargeswhichreleaseahigh-pressureshockwavethatpenetratesthecasingandrocksresultinginahole.Animportantconcernduringperforationisthedynamicresponseofthepipestringinthewellbore. Thedynamicresponseofthepipestringcanbeaffectedbyvariousfactors,includingtheexplosiveshockwave,theformationresponse,irregularityinthewellbore,andthepresenceoftooljoints.Thesefactorscancausesignificantmechanicalvibrations,leadingtofatiguedamageorevenfailureofthepipestring.Therefore,itisessentialtounderstandthedynamicresponseoftheperforatedpipestringtoensuresafeandefficientperforationoperations. Thispaperpresentsadynamicresponseanalysisoftheperforatedpipestringundertheeffectofexplosiveshockwaveloading.Theanalysisfocusesontheevaluationofthemechanicalresponseofperforatedpipestringunderdynamicloadingconditionsanditsimpactontheintegrityofthepipestring. AnalysisMethodology Theanalysismethodologyusedinthisstudyisthefiniteelement(FE)numericalsimulation.AnFEmodeloftheperforatedpipestringisdevelopedusingacommercialFEsoftware.Thenonlinearmaterialandgeometricpropertiesofthepipestringareconsideredinthemodel.Theshockwaveloadingfromtheshapedchargesismodeledasapressurepulsethatisappliedtotheperforatedarea. Theinitialconditionforthedynamicanalysisisthestaticstressstateofthepipestringinthewellbore.Thedynamicresponseisthensimulatedbytheapplicationoftheshockwaveload.Thenumericalsolutionisobtainedbysolvingtheequationofmotionfortheperforatedpipestringusingtheexplicittimemarchingmethod. ResultsandDiscussion Theanalysisresultsshowthattheperforatedpipestringexperiencessignificantmechanicalvibrationsundertheexplosiveshockwaveloading.Thevibrationalresponseischaracterizedbyhigh-frequencyoscillationsintherangeofseveralKHz.Theamplitudeoftheoscillationsdependsonvariousfactors,includingthe

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