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油田射孔枪优化改进及应用

射孔枪是油田开采作业能否顺利完成的关键工具，是油田井下开孔的主要工具。针对射孔枪的工作原理，运用ANSYS智能优化软件对其进行结构优化设计，不断提高我国对于油田射孔枪的设计水平，对提高我国油田开采效率，满足日益增加的原油需求量，具有非常重要的意义。

射孔枪的工作原理

石油射孔枪由枪头、枪身、枪尾三部分组成，连接处均采用梯形螺纹来连接以保证具有较高的连接强度，枪身均匀分布外盲孔并嵌入定位销钉来保证射孔与盲孔位置对正。目前国内广泛应用的是聚能射孔弹对于射孔枪的强度与结构设计要求很高，不但要严格控制对输油管道与水泥环的冲击力，还需要具有良好的发射效率来保证射孔枪具有较高的工作效率，同时合理的盲孔深度设计能够使得枪身具有较小的厚度与强度，更能够有效提高发射率。

射孔枪有限元分析

2.1创建有限元的模型

实际工作中多采用创建有限元模型来分析复杂的井下油田状态参数，具体过程可以分为：建立数学几何模型、定义结构材料特点、设计功能单元、施加载荷并根据载荷数据求解及划分边界条件、处理运算结果检测系统运行状态。创建有限元模型即根据作业内容设定模型标题；ANSYS软件无系统单位制，因此需要技术人员根据实际工作参数设定单位制，并保证在同一模型中具有统一单位制；ANSYS软件系统数据库中储存有不同类型的常用功能单元数据，且每种系统单元类型均具有特定编制符号，如OLID95、PLANE76；选定单元类型后需要嵌入与单元类型相符合的单元实常数，如BEAM3单元的截面面积；然后根据实际操作环境设定材料物理性能参数，如弹性模量数、材料密度、应力状态、线膨胀系数等；然后根据设定的结构创建几何模型，并根据智能网格模拟功能产生物理分析模型。

2.2对加载荷进行有限次求解

有限元模型创建好后，可直接利用SOLUTION处理器来规定结构类型和分析操作选项，然后调用数据库中的数据，对模型施加可控制调节的动态载荷数据，并根据载荷参数对有限元模型进行有限次求解并可恢复初始化状态。数据分析类型一般分为：静态、瞬态、调谐等；在ANSYS软件中对有限元模型施加的载荷可分为DOF(自由度)约束、体积载荷、惯性载荷、耦合场载荷等；求解初始化功能主要是从ANSYS数据库系统中选定相符的有限元模型以及载荷数据，来进行运算求解，然后将计算结果输入到系统数据库中存储起来以备调用。