Расчетное моделирование воздействия ударно-волнового нагружения при подрыве цилиндрического заряда взрывчатого вещества внутри буровой трубы

В. В. Доценко, Е. Ю. Емельянова, А. Г. Нескин, М. В. Никульшин, Д. В. Петров

Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. академика Е. И. Забабахина, Снежинск, Россия

Аннотация: С целью разработки технологии разрушения буровой трубы и последующего ее извлечения из скважины с глубины более 5000 м проводится численное исследование ударно-волнового воздействия на внутреннюю поверхность трубы в результате детонации специального цилиндрического заряда. Рассматриваются два случая детонации взрывчатого вещества цилиндрического заряда: детонация с плоским фронтом и расходящаяся сферическая детонация. Расчетная модель представляет собой слоистую конструкцию, которая включает цилиндрический заряд взрывчатого вещества в медном корпусе, стальную трубу и буровой раствор. Расчет ударно-волнового воздействия на буровую трубу проводится в трехмерной постановке с использованием многокомпонентной эйлеровой формулировки. В результате расчетов подтверждена возможность разрушения буровой трубы в области замкового соединения. Показано, что ударно-волновое воздействие в режиме детонации заряда с плоским фронтом по уровню повреждений трубы существенно превосходит воздействие в режиме расходящейся сферической детонации. По результатам дополнительных расчетов определена минимальная длина заряда, достаточная для разрушения буровой трубы.

Ключевые слова: буровая труба, ударно-волновое воздействие, цилиндрический заряд взрывчатого вещества, эйлерова сетка, конечно-элементная модель, критерий разрушения, длина заряда.

УДК: 532.5; 539.5

Поступила в редакцию: 24.11.2023
Исправленный вариант: 05.03.2024
Принята в печать: 25.03.2024

DOI: 10.15372/PMTF202315432

 Англоязычная версия: Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2025, 66:1, 10–19

Реферативные базы данных:

•