| 多向线性聚能切割弹的研究与应用 |
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| 引用本文： | 夏红兵,李磊,马宏昊,沈兆武.多向线性聚能切割弹的研究与应用[J].中山大学学报(自然科学版),2012,51(6). |
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| 作者姓名： | 夏红兵 李磊 马宏昊 沈兆武 |
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| 作者单位： | 1. 安徽理工大学土木学院,安徽淮南,232001
2. 中国科学技术大学近代力学系,安徽合肥,230026 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金重点资助项目，国家自然科学基金面上资助项目，安徽省高等学校省级自然科学研究重大项目 |
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| 摘 要： | 针对油气井、矿井卡钻问题,设计一种多向线性聚能切割弹,其结构特点是:圆柱形炸药的四周均匀布置12根空心铜管.采用LS-DYNA程序中的Lagrange算法对该切割弹的爆炸作用原理及侵彻钢管过程进行数值模拟研究,并将计算结果与实验相比较.数值模拟结果表明:12根铜管在爆轰压力作用下形成12股金属射流刀以及伴随其运动的杵体和“尾翼”,12股射流刀分别沿着炸药及12根铜管的中轴线形成的12个平面(各平面之间夹角为30°)向四周运动,其头部速度高达3 530 m/s,杵体速度约1 180m/s;钢管首先受到爆轰产物的作用发生膨胀和断裂破坏,然后受到12股射流刀的侵彻作用(侵彻速度约2 550 m/s),最终在钢管上形成12条切缝.数值模拟得到的钢管切割变形效果及切缝数量与实验结果十分吻合,所设计的切割弹在处理某铜矿300 m深度的钻井卡钻事故中得到成功应用,与目前常用的切割弹相比装药量减少了80％以上,成本降低至少50％,且具有结构简单、加工方便的特点.数值模拟、实验及工程实践结果表明:该切割弹结构设计合理,切割效果理想,大大提高了能量利用效率和安全性.
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| 关 键 词： | 卡钻 多向聚能切割弹 数值模拟 金属射流刀 切缝 |
Research and Application of the Multi-directional Linear Cumulative Cutter |
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| XIA Hongbing
,
LI Lei
,
MA Honghao
,
SHEN Zhaowu.Research and Application of the Multi-directional Linear Cumulative Cutter[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2012,51(6). |
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| Authors: | XIA Hongbing LI Lei MA Honghao SHEN Zhaowu |
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