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《射孔测试联作减震器数值模拟及力学特性拟合》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、石油机械2007年第35卷第10期CHINAPETROLEUMMACHINERY33设计计算*射孔测试联作减震器数值模拟及力学特性拟合12尹长城王元勋(1湖北汽车工业学院汽车系2华中科技大学土木工程与力学学院)摘要采用均匀设计法,选取新型减震器的24组不同结构参数,建立三维有限元分析模型,用LS-DYNA计算减震系统的最大位移和最大地基扰动力的分布情况,然后对最大位移和最大地基扰动力进行多元线性回归,得到最大位移和最大地基扰动力与7个影响因素的拟合公式。用拟合公式计算的最大位移和最
2、大地基扰动力数值与有限元模拟结果的误差分别为064%和790%,与稳态激振测试法实验结果的误差为098%和680%,说明拟合公式有一定的实用价值。关键词均匀设计数值模拟拟合公式新型减震器地基扰动力响因素的拟合特性计算公式。引言力学模型减震器是射孔测试联作工艺中必不可少的工具。为减小射弹时冲击波对射孔枪管柱的振动,现新型减震器采用4节低刚度高阻尼的橡胶圈及场普遍采用井下减震器,它安装在射孔枪起爆器与3个刚度较大的弹簧交替串联作减震器的弹性元件,射孔枪管柱之间,与射孔枪及射孔枪管柱串联,但通过低刚度
3、的橡胶圈隔振与刚度较大的弹簧吸振的实际使用效果不好。现场施工所用的减震器一般为三次交替作用,达到隔离并吸收射孔枪在井底射弹橡胶元件串联结构,在使用时屡屡发生事故。新型时产生的激振能量及对射孔枪管柱的纵向振动。图减震器的研制、开发已于2002年底完成,并在现1a、1b中所示是基于UG设计的新型减震器。场运用,全面推广于新疆油田的测试联作作业,取得了较好的经济效益和社会效益。笔者的研究目的在于进一步分析减震器在冲击载荷下的非线性动力学性质。射孔过程中井下的情况非常复杂,冲击振动波在井下的传播难以准确描述,从现场实际情况来看,由于封隔
4、器的使用,限制了管柱特别是测试表处管柱的横向振动,这样,测试表不会因横向振动图1新型减震器而损坏,所以射孔造成的纵向振动就成为测试仪表损坏的主要原因,也是笔者研究的重要所在。笔者有限元计算方案的均匀设计采用均匀设计法,选取新型减震器的24组不同结构参数,建立三维有限元分析模型,用LSDYNA1影响新型减震器动力学特性的因素计算减震系统的最大位移和最大地基扰动力分布情影响新型减震器动力学特性的因素共有以下7况,然后对最大位移和最大地基扰动力进行多元线个:橡胶的MR参数A和B、弹簧刚度K、橡胶与性回归,得到最大位移和最大地基
5、扰动力与7个影外套管的动摩擦因数、冲击强度I、冲击力脉冲*基金项目:湖北省教育厅专项科研项目冲击载荷下的石油测试管柱减震系统的数值模拟!(B200623005)。34石油机械2007年第35卷第10期时间、下接头质量m。[1]2因素水平组合的均匀设计这属于24水平问题,用正交设计法至少需要224次计算,而用均匀设计法只需24次计算,至少节省23倍计算量。均匀设计法使用构造好的均*9匀设计表,笔者选用U24(24)均匀设计表以及其使用表。该表由9列24行组成,表示9因素24水平的试验设计表。表中数字
6、代表各因素的水平,每一行表示1组水平组合方案。每一均匀设计表对图2未显示外套管的新型减震器有限元模型应1张使用表,使用表由3列组成,第1列是所用2有限元计算的因素数S,第2列是对应的使用列号,第3列是建立下接头与橡胶、橡胶与外套管、上接头与偏差D,是度量各水平均匀性的参数,D越小均匀橡胶3个面面接触对。射孔造成的纵向振动是测*性越好。笔者所研究的7因素问题,先从U24试仪表损坏的主要原因,考虑实际情况,使下接头9(24)的使用表中找到7因素对应的列号,即1、和弹簧的Uz=1(z轴方向位移),其他5个自由度2、4、5、6、7
7、、9共7列(偏差D=02198),置为0,上接头和外套管6个自由度置为0。1代*9然后从U24(24)均匀设计表中找出这7列,将表允许,0代表禁止。这7列(共24行)数字所代表的水平转化为具体在显式分析中只能通过定义数组参数来施加载物理量的水平值,即得到24组7因素的水平值组荷。一列为时间值,另一列为载荷值。笔者考虑减合方案。震器在半正弦脉冲作用下的响应,当冲击力为半正新型减震器各参数的取值范围:A=05~09弦波时,由傅立叶变换知其线性谱的主瓣频率值约MPa;B=01~05MPa;K=150~250kN/m;t等
8、于3/(2)。根据冲击强度定义I=#0Fsindt=0~07;I=150/~500/N∀s;=05~10ms;m=7~15kg。然后将各因素取值范围平均分F=2和冲击力的脉冲时间可计算脉冲力峰值F。配给24个水平,并由水平值组合方法得到每个因素的水平
