Optymalizacja konstrukcji ładunków kumulacyjnych do perforacji odwiertów z wykorzystaniem metod symulacji komputerowych

• Autorzy: Wilk Z. , Zakrzewski A. , Griesgraber K. , Frodyma A. , Jach K. , Świerczyński R.

Warianty tytułu

EN

Modelling and computer simulation of shaped charges for perforation process of wellbore pipes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Udostępnianie orurowanych otworów wiertniczych do eksploatacji węglowodorów odbywa się standardowo metodą perforacji strzałowej. Dotychczas stosowany proces projektowania ładunków kumulacyjnych przebiega zwykle w sposób empiryczny. W drodze kolejnych eksperymentów, optymalizuje się konstrukcję ładunku kierunkowego. Jest to proces kosztowny i czasochłonny. W przedstawionym artykule zaprezentowano możliwości stosowania, w projektowaniu ładunków kumulacyjnych dla górnictwa otworowego, numerycznych metod symulacji. Analiza komputerowa i symulacja numeryczna detonacji ładunku i penetracji tworzonej strugi kumulacyjnej w tarczy, jaką jest orurowana ściana otworu wiertniczego, stanowi pierwszy etap projektowania. Wybrane rozwiązania podlegają weryfikacji eksperymentalnej w badaniach poligonowych.

EN

The paper shows the results of computer simulation of perforation in steel and concrete using cumulative charges. Analyses of perforation shaped charges (especially in a complex system of wellbore pipes and layers of sand) are possible only when the methods of computer physics are applied. The results of computer simulation based on a new version of free particle method are given and their comparison with experimental results is presented. New version of a free particle method makes possible computer simulation of the problem with very complex initial-boundary conditions.

Słowa kluczowe

PL

otwory wiertnicze; ładunki kumulacyjne; perforacja; symulacja komputerowa

EN

drilling wells; shaped charges; perforation; computer simulation

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 62, nr 12
• Strony: 673--679
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wilk Z.

autor

Zakrzewski A.

autor

Griesgraber K.

autor

Frodyma A.

autor

Jach K.

autor

Świerczyński R.

• Instytut Przemysłu Organicznego, Krupski Młyn

Bibliografia

• [1] Agurejkin V.A., Anisimov S.I., Busman A.V., Kanel G.I., Karjagin V.P., Konstantinov A.B., Krjukov B.P., Minin V.R, Razorenov S.V., Sagdcev R.Z., Sugak S.G., Fortov V.E.: Teplofiziceskie i gazodinamiceskie problemy protivometeoritnoj zascity kosmiceskogo apparata Vega. Teplofizika Vysokih Temperatur, 22, 5, 1984.
• [2] Barbee T.W., Seaman Jr. L., Crewdson R., Curran D.R.: Dynamic fracture criteria for ductile and brittle metals. J. Mater., 7, s. 393, 1972.
• [3] Frodyma A., Griesgraber K. i in.: Numeryczna symulacja procesu detonacji i penetracji celu jako podstawa projektowania ładunków kumulacyjnych. Dokumentacja zadania 15/STS/2005, Instytut Nafty i Gazu, Kraków 2005.
• [4] Jach K.: 11-th AIRAPT Int. Conf., Kiev, My 12 to 17, 1987.
• [5] Jach K.: Modelowanie komputerowe zjawisk kumulacyjnych. WAT, Warszawa 1990.
• [6] Jach K., Włodarczyk E.: Solutions oj the initial-value problems of the viscoplastic — nonstationary theory for the description shaped charge jet formation and target penetration. Ballisics' 92, Proceedings of 13th International Symposium on Ballistics, Stockholm, Sweden, June 1992.
• [7] Jach K., Świerczyński R., Włodarczyk E.: Computer simulation of the process of shaped charge jet formation and its penetration into armour. Ballistics' 93, Proceedings of 14th International Symposium on Ballistics, Quebec, Canada, September 1993.
• [8] Jach K., Świerczyński R., Wilk Z.: Modelling of perforation process of wellbore pipes of geological wells using shaped charges. J. Tech. Phys., 45, 1, 31-54, 2004.
• [9] Johnson G.R., Cook W.H.: 7th Int. Symposium on Ballistics, Hague 1983.
• [10] Johnson G.R., Lindholm U.S.: Strain-rate effects in metals at large shear strains. Material behavior under high stress and ultrahigh loading rates: Proc.29th Sagamore Army Mater. Res. Conf. Lake Placid 1982, New York 1983.
• [11] Johnson J.N.: Dynamic fracture and spallation in ductile solids. J. Appl. Phys. 52, 2812, 1981.
• [12] Praca zbiorowa pod red. K. Jach: Komputerowe modelowanie dynamicznych oddziaływań ciał metodą punktów swobodnych. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2001.
• [13] Steinberg D.J., Cochran S.G., Guinan M.W.: A constitutive model for metals applicable at high-strain rate. J. Appl. Phys. 51, 1498, 1980.
• [14] Steinberg D.J., Lund CM.: A constitutive model for strain rates from W4 to 10" s'1. J. Appl. Phys. 65, 1528, 1989.
• [15] Steinberg D.J.: Equation of state and strength properties of selected materials. Lawrence Livermore Nat. Lab. February 1991, UCRL-MA-106439.
• [16] Sugak S.G., Kanel G.I., Fortov V.E., Ni A.L., Stelmah B.G.: Cislennoe modelirovanie dejstvia vzryva na zeleznuju plitu. FGV, 19,20, 541, 1983.
• [17] Wilkins M.L.: Modelling the behaviour of materials. Structural impact and crashworthiness: Proc. Intern. Conf., London 1984, New York 1984, vol. 2.