發(fā)布時間：2025-01-14 00:16

　　 為模擬某壓裂火藥在油井作業(yè)中燃氣的壓力變化規(guī)律,需要確定火藥的燃燒速度與其溫度的關(guān)系。利用密閉爆發(fā)器實驗系統(tǒng),獲得不同溫度條件下火藥燃氣的壓力隨時間的變化曲線。基于內(nèi)彈道火藥燃燒特征量靜態(tài)分析方法,計算出不同溫度下火藥的燃燒速度定律,并進一步計算燃速系數(shù)與溫度的關(guān)系。通過擬合得出火藥的燃速隨溫度增長的指數(shù)式變化函數(shù),通過誤差分析判定該函數(shù)適用于30℃～150℃的溫度變化區(qū)間,為不同溫度下的井下模擬計算提供了理論支持。

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖1 實驗所用帶狀藥條

實驗系統(tǒng)由密閉爆發(fā)器、壓力測量裝置、恒溫箱等裝置組成。密閉爆發(fā)器的標稱容積為50mL,采用SYC-1000型石英晶體壓力傳感器及Kistler5015型電荷放大器及相TOPVIEW2000型數(shù)采完成壓力信號的采集和處理,利用H-TH-4BP-E型恒溫箱對火藥顆粒進行保溫。實驗....

圖2 線性擬合求火藥力與氣體余容

將得到的最大壓力pm和pm/ρΔ的數(shù)據(jù)在Origin繪圖軟件中繪圖,并利用軟件的擬合工具進行最小二乘擬合,如圖2所示,根據(jù)火藥力和余容計算理論[8],在圖2所示的坐標系中,直線與橫坐標為0時的縱軸線的交點值為火藥力,而直線的斜率為余容。由圖可見,擬合得到火藥力f=599.0kJ....

圖3 濾波后的60 ℃條件下火藥燃燒p-t曲線

火藥的燃燒速度與其初始溫度密切相關(guān),為了探究不同井下溫度條件下壓裂火藥在當?shù)氐娜紵�速�?對火藥顆粒初始溫度為30℃,60℃,90℃,120℃和150℃幾種條件,分別進行點火實驗。根據(jù)測量得到的燃氣壓力隨時間變化(p-t)曲線,利用式(1)～式(4)計算對應(yīng)溫度狀態(tài)下的火....

圖4 初始溫度為120 ℃的燃速-壓力曲線

由圖3可見,3發(fā)實驗壓力上升規(guī)律基本一致,測量得到的點火壓力約為10MPa,火藥完全燃燒后達到的最大壓力值約為95MPa。為了減少火藥顆粒點火及燃燒結(jié)束不一致性對燃速計算的影響,取20MPa為起點,70MPa為結(jié)束點這一段壓力上升區(qū)間,對燃速進行計算。對每一發(fā)p-t曲線分....

本文編號：4026118