装填RDX基含铝炸药射孔弹的性能试验

为了提高含能射孔弹综合性能,降低致密油气储层的开采难度,对装填RL-F含铝炸药射孔弹的性能进行了研究。首先以RL-F含铝炸药为研究对象,对RL-F含铝炸药进行了机械感度、静电火花感度、5 s延滞期爆发点和DSC热分解测试;其次分别将RL-F含铝炸药和JH-16炸药装填在89型射孔弹中,进行了地面模拟装枪穿钢靶和穿柱状混凝土靶试验。结果显示:RL-F含铝炸药具有合适的机械感度,耐热性良好,适用于射孔弹压装工艺;与装填JH-16炸药的89型射孔弹穿深性能相比,装填RL-F含铝炸药的89型射孔弹地面侵彻钢靶和地面侵彻柱状混凝土靶穿深分别降低了10.6%和27.5%,而装填RL-F炸药在侵彻混凝土靶时射流孔道干净清晰、无杵堵,孔道无压实带。     

活性粉末药型罩射孔弹穿孔性能试验研究

为实现射孔弹对目标靶穿孔性能和孔道后效的共同作用,设计了一种高密度活性镍-铝金属体系药型罩。通过改变药型罩配方中钨粉、镍粉和铝粉的质量比,进行了相应地面穿目标靶对比试验,得到最佳效果的活性金属粉末药型罩配方。试验结果显示,当活性配方中钨粉、镍粉、铝粉的质量比为70.0∶6.6∶13.4时,地面钢靶穿孔孔道容积最大,穿孔效果最佳;地面模拟围压穿砂岩靶的穿孔孔道干净,射流后效作用能力显著。     

碳酸盐岩储层射孔穿深的影响规律

为寻求射孔弹在碳酸盐岩中的穿透规律以及岩石性质对射孔穿深的影响,开展了不同抗压强度碳酸盐岩射孔弹地面打靶试验和不同围压下碳酸盐岩、砂岩射孔弹高温高压打靶试验。试验结果表明:对于碳酸盐岩储层,岩石抗压强度、围压以及温度对射孔穿深的影响规律与砂岩储层一致;抗压强度越大,围压越大,射孔穿深越小,在射孔弹耐温指标范围内,温度对射孔穿深的影响非常有限;在相同抗压强度和相同围压的条件下,射孔弹在碳酸盐岩的射孔穿深低于在砂岩储层中的射孔穿深;岩石抗压强度、围压以及岩石性质是影响射孔弹地下实际穿深的3个最重要因素。     

药型罩轴向密实度分布对射孔弹性能的影响研究

针对射孔弹研制过程中,钢靶穿深显著提高而混凝土靶穿深未能同向提高的现象,测试了药型罩轴向密实度的分布,并利用脉冲X光照相观测了射孔弹起爆后的射流形态,分析了药型罩轴向密实度分布不均匀对射流的影响。通过优化前后的射孔弹性能对比试验可知:距药型罩口部约2/5的部分密实度偏低,易造成尾部射流的过早断裂,将降低射孔弹在混凝土靶中的穿深。药型罩轴向密实度分布的均匀性提高5.3%,射孔弹在钢靶中的穿深未受影响,但混凝土靶穿孔深度提高约20.5%。     

川西海相碳酸盐岩储层射孔效率测试评价试验

川西海相碳酸盐岩储层改造过程中普遍存在地层吸液难、改造难度大的问题,为寻求真实储层环境下的射孔效率与地层高破裂压力的相关性,开展了地面岩石靶以及模拟储层环境岩石靶的射孔测试试验,观察了真实的射孔孔道形态,并测试了穿深、孔径数据。试验结果表明:89型射孔弹在模拟储层环境下的地下穿深只有197 mm,相比于混凝土靶穿深下降达80%,难以有效穿透泥浆污染带以及井眼应力集中带;射孔孔道周围会形成20 mm左右的压实带,孔道内堆积的杵体限制了孔道末端裂缝降破作用的发挥;射孔穿深与岩石抗压强度成负相关;提高射孔弹地下实际穿深以及清洁孔眼使酸液与孔道末端裂缝有效沟通,是川西海相储层下一步射孔降破的有效途径。     

川西海相碳酸盐岩储层射孔效率测试评价试验

川西海相碳酸盐岩储层改造过程中普遍存在地层吸液难、改造难度大的问题,为寻求真实储层环境下的射孔效率与地层高破裂压力的相关性,开展了地面岩石靶以及模拟储层环境岩石靶的射孔测试试验,观察了真实的射孔孔道形态,并测试了穿深、孔径数据。试验结果表明:89型射孔弹在模拟储层环境下的地下穿深只有197mm,相比于混凝土靶穿深下降达80%,难以有效穿透泥浆污染带以及井眼应力集中带;射孔孔道周围会形成20mm左右的压实带,孔道内堆积的杵体限制了孔道末端裂缝降破作用的发挥;射孔穿深与岩石抗压强度成负相关;提高射孔弹地下实际穿深以及清洁孔眼使酸液与孔道末端裂缝有效沟通,是川西海相储层下一步射孔降破的有效途径。     

钨铜粉末药型罩射孔弹对钢靶侵彻的数值模拟

利用Ansys/Ls-Dyna软件对钨铜粉末药型罩射孔弹侵彻钢靶过程进行了数值模拟。运用混合物的叠加原理对钨铜混合材料的状态方程参数进行了计算,得到钨铜(20W80Cu)粉末药型罩的参数。采用多物质ALE算法,模拟了钨铜药型罩射流的形成及侵彻钢靶的过程,模拟89型号射孔弹作用45#钢靶,穿深为153mm,孔径为9.6mm,并与实际情况对比,数值模拟结果与实验结果差别在5%以内。     

钨粉颗粒形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响

为了研究钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响,采用了4种不同颗粒形貌的钨粉,利用机械合金化法和冷等静压旋压工艺制备钨铜合金药型罩,并对钨铜合金药型罩射孔弹进行了地面静破甲穿钢靶试验,通过试验分析钨粉形貌对钨铜合金药型罩破甲性能的影响.结果表明:钨粉颗粒完整、形貌为多面体的钨粉,其松装密度达到9.564 g/cm3,制...     

LLM-105炸药在超高温射孔弹中的应用

对LLM-105炸药进行耐热分析试验,研究了其感度和热安定性。对LLM-105炸药与弹壳、药型罩进行了相容性测试,结果表明:LLM-105炸药完全可以与弹壳和药型罩相容。在同等条件下分别用LLM-105炸药和S992炸药作为主炸药压制了83型和121型超高温射孔弹,并对柱状混凝土靶进行打靶试验。试验显示:采用LLM-105装药的83型超高温射孔弹平均穿深比S992装药的射孔弹提高21.6%;采用LLM-105装药的121型超高温射孔弹平均穿深比S992装药的射孔弹提高25.7%,孔径也均有所提高。     

射孔弹聚能射流侵彻钢靶的数值仿真与实验分析

应用ANSYS/LS-DYNA3D显式非线性有限元软件,采用ALE多物质算法对某型石油射孔弹装药结构下聚能射流形成、侵彻钢靶过程进行了数值模拟及分析,并与实验数据作了对比。结果表明,数值仿真与实验结果均值间的穿深误差为8.31%,孔径误差为15.16%,这完全满足设计需要,为今后数值计算在射孔弹装药结构优化设计方面的应用提供了参考依据。     

含能射孔弹双层药型罩穿孔性能研究

含能射孔弹药型罩主要采用含能材料压制的单金属药型罩,该弹穿深性能低。而双层含能射孔弹内层采用高钨配方,外层采用含能材料,既提高了穿深性能,又清洁了孔道。本文中,设计了一种新结构的压罩模具,成功压制了双层药型罩,打靶结果为双层药型罩射孔弹的穿深为695 mm,单金属药型罩为400 mm,双层药型罩的穿深比单金属药型罩提高73.8%,表明与单金属含能射孔弹相比,双层含能射孔弹有明显的优势。     

线型聚能切割器切割靶板过程相似率的数值模拟

利用相似理论分析了线型聚能切割器(LSCC)切割钢靶板过程的相似参数,建立了该钢靶板的相似率关系。在此基础上以文献〔5〕中的线型聚能切割器为计算模型,应用ANSYS/LS-DYNA3D软件对其进行模拟,通过与试验结果对比证明了模拟的正确性。然后对满足模拟比的聚能切割器切割靶板的过程进行了模拟,对比分析了其射流头部速度及侵彻深度。结果表明,相似率模型在线型聚能切割器切割靶板过程中是成立的。     

EFP垂直侵彻靶后破片云描述模型

针对靶后破片是影响装甲保护能力和聚能装药毁伤的主要问题,基于EFP垂直侵彻的靶后破片,建立其初始靶后破片云的数学描述模型,并在此基础上采用有限元仿真软件AUTODYN-3D对EFP垂直侵彻钢靶形成靶后破片的过程进行数值模拟。数值模拟结果与靶场实验结果进行对比,结果表明:仿真的EFP成型参数、靶后破片空间分布状态和靶板开孔特征均与实验较为吻合。因此,证明该仿真模型和所得靶后破片云初始描述模型具有较高的可信度,可以为EFP对装甲目标的毁伤评估方面提供一定的参考。     

EFP垂直侵彻靶后破片云描述模型

针对靶后破片是影响装甲保护能力和聚能装药毁伤的主要问题,基于EFP垂直侵彻的靶后破片,建立其初始靶后破片云的数学描述模型,并在此基础上采用有限元仿真软件AUTODYN-3D对EFP垂直侵彻钢靶形成靶后破片的过程进行数值模拟。数值模拟结果与靶场实验结果进行对比,结果表明:仿真的EFP成型参数、靶后破片空间分布状态和靶板开孔特征均与实验较为吻合。因此,证明该仿真模型和所得靶后破片云初始描述模型具有较高的可信度,可以为EFP对装甲目标的毁伤评估方面提供一定的参考。     

石油射孔弹爆轰波间叠加和干扰对射流的影响研究

采用动力学有限元程序,模拟分析了某种型号的石油射孔弹在不同孔密下顺序起爆、爆轰波的相互叠加和干扰对聚能射流的影响,并计算出爆轰波叠加和干扰影响下聚能射流的偏转角度,为射孔枪的盲孔定位设计提供参考。     

Research on the Damage of Porosityand Permeabilitydue to Perforation on Sandstone in the Compaction Zone

A perforating hole is a channel through which the oil and gas in a reservoir pass into the production well bore. During the process of perforating due to explosion, the surrounding sandstone will be damaged to a certain extent, which will increase the well bore skin and lead to the decrease of production consequently. In this work a mechanical model of perforating damage is developed to describe the influences of perforating due to explosion on the porosity and permeability of the surrounding sandstone near the compaction zone. Based on this developed model, the important data related to the damage of sandstone, such as matrix effective stress, plastic deformation, volumetric strain, and so on, can be numerically simulated. Especially the behaviors of plasticity kinematic hardening at high strain rate due to impact loads, which are the important characteristics in the sandstone, is taken into account in this developed model. Both numerical and testing results show that the damage due to perforation in the sandstone can be accurately predicted by the developed model together with the porosity and permeability evolving model of perforation in a compaction zone. As a practical application, a methodology for the analysis of damage of porosity and permeability around a perforation tunnel is supposed based on the developed model and the core flow efficiency test of interparticle pore spaced sandstone target in China Shengli Oilfield and the computed tomography test.