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

• Konferencja: Międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna Geopetrol 2006 nt. Problemy techniczne i technologiczne pozyskiwania węglowodorów a zrównoważony rozwój gospodarki : Zakopane, 18-21.09.2006
• 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 przedstawionej pracy 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 [11, 16] 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; węglowodory; eksploatacja; perforacja otworów

EN

drilling boreholes; exploitation; hydrocarbons

• Czasopismo: Prace Instytutu Nafty i Gazu
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 137
• Strony: 717-725
• 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] Wilkins M.L. - Modelling the behaviour of materials, Structural impact and crashworthiness. Proc. Intern. Conf., vol. 2, London 1984, New York 1984
• [2] Johnson G.R., Cook W.H. - in: 7th Int. Symposium on Ballistics. Hague 1983
• [3] Agurejkin V.A., Anisimov S.I. et al - Teplofiziceskie i gazodinamiceskie problemy protivometeoritnoj zascity kosmiceskogo apparata „Vega”. Teplofizika Vysokih Temperatur, 22, 5, 1984
• [4] Barbee T.W., Seaman Jr.L., Crewdson R., Curran D.R. - Dynamic fracture criteria for ductile and brittle metals. J. Mater., 7, pp 393, 1972
• [5] 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, p 541, 1983
• [6] 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
• [7] Johnson J.N. - Dynamic fracture and spallation in ductile solids. J. Appl. Phys. 52, p 2812, 1981
• [8] Steinberg D.J. - Equation of state and strength properties of selected materials. Lawrence Livermore Nat. Lab. UCRL-MA-106439, February 1991
• [9] Steinberg D.J., Cochran S.G., Guinan M. W- A constitutive model for metals applicable at high-strain rate. J. Appl. Phys. 51, p 1498, 1980
• [10] Steinberg D.J., Lund C.M. - A constitutive model for strain rates from 104 to 106 s-1. J. Appl. Phys. 65, p 1528, 1989
• [11] Jach K. - 11th AIRAPT Int. Conf., Kiev, July 12 to 17, 1987
• [12] Jach K. - Modelowanie komputerowe zjawisk kumulacyjnych. WAT, Warszawa 1990
• [13] Jach K., Wlodarczyk E. - Solutions of 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
• [14] Jach K., Swierczynski R., Wlodarczyk 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
• [15] Jach K. (red.) i in. - Komputerowe modelowanie dynamicznych oddziaływań ciał metodą punktów swobodnych. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2001
• [16] Jach K., Świerczyński R., Wilk Z. - Modelling of perforation process of wellbore pipes of geological wells using shaped charges. J. Tech. Phys., 45, 1, pp 31-54, 2004
• [17] Frodyma A., Kazimierz Griesgraber i in. - Numeryczna symulacja procesu detonacji i penetracji celu jako podstawa projektowania ładunków kumulacyjnych. Dokumentacja zadania 15/STS 2005, INiG, Kraków 2005