一种球锥结合药型罩石油射孔弹研究.pdf

5 8 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第4 4 卷第2 期 d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 8 3 5 2 ．2 0 1 5 ．0 2 ．0 1 4 一种球锥结合药型罩石油射孔弹研究米 陈兴李如江弯天琪赵方宣 中北大学化工与环境学院 山西太原，0 3 0 0 5 1 [ 摘要] 设计了一种球锥结合药型罩石油射孔弹，在半球形主药型罩基础上增加了锥形前驱罩结构，利用A L E 方法，模拟了药型罩材料为铜，锥角角度分别为3 0 。、3 5 。、4 0 。、4 5 。和5 0 。时对其射流的速度和形状、射流头部速度和 杵体质量的影响，并与半球形药型罩模拟结果进行对比。结果表明前驱罩锥角4 0 。比锥角3 0 0 射流速度降低了 2 6 ％，直径提高了8 ．1 ％，锥角4 0 。比锥角5 0 。射流速度提高了4 ．1 ％，直径降低了3 ．4 ％。前驱罩锥角为4 0 。和5 0 。 的球锥形药型罩的射流头部速度比半球形药型罩分别提高了2 5 ％和2 0 ％，直径分别提高了2 ．6 ％和6 ．1 ％。试验 结果与模拟结果大致相符，为大孔径、深穿孔石油射孔弹的设计开发提供了一定的参考。 [ 关键词]石油射孑L 弹；球锥结合药型罩；A L E 方法；药型罩锥角；大孑L 径；深穿子L [ 分类号] T J 4 1 0 ．3 3 3 ；T E 2 5 7 ．1 引言 石油射孔弹利用聚能射流来打开油气井和产油 层岩土介质之间的通道，该孔道的深度和半径决定 了石油开采的产油量[ 1 ] 。射孑L 弹按其穿孔的性能 可分为大孔径和深穿孔两类。大孑L 径射孔弹以追求 射孔孔径为目的。但是其射孑L 深度通常较浅[ 2 ] 深 穿孑L 射孔弹则是以追求穿孔深度为主要目的，但因 受到射流成形基本规律的限制，形成的套管孑L 径较 小。如何让单发射孔弹实现大孔径同时能够保证穿 深就成为了很多研究者关注的问题。L e e [ 3 1 利用 E u l e r 方法设计了油井射孑L 弹并研究了不同类型射 孔弹的性能。赵云涛等[ 4 ] 以大孔径射孔弹为例，用 试验的方法研究了药型罩各参数对射孔弹射孔性能 的影响。李磊等[ 5 ] 设计了一种双锥药型罩与双向 装药结构相结合的聚能射孔弹模型，通过数值模拟 方法研究其射流成型机理并进行侵彻实验，结果显 示，该射孔弹侵彻性能优越。罗宏伟等[ 6 ] 设计出一 种多锥角形药型罩。应用该药型罩结构，研制出了 8 9 型、1 0 2 型、1 2 7 型射孔弹，在一定程度上实现了 套管孔径大、穿孔深度深的设计目的。 由射流对金属靶板的侵彻可知，射流在对非金 属靶板的侵彻时，将会使孔道周围的密度增加，形成 压实带7 I 。这对射孑L 弹作业是非常不利的。使用球 锥结合药型罩结构，能够有效地把球形和锥形药型 罩的优点很好地结合起来，更有利于射流的形成和 侵彻。其形成射流的原理是射孔弹爆炸时，锥形前 驱罩形成的环形初始射流喷射速度很快，为随后半 球形主药型罩产生的主射流打开了一个通道．从而 对孔道周围的岩土介质进行二次做功，减少射孔时 流体带来的影响，达到穿孔深、孔径大的效果E8 - 9 ] 。 本文主要从理论分析和数值计算上切入，采用 A L E A r b i t r a r yL a g r a n g e 。E u l e r i a n 算法对球锥结合 药型罩聚能射孔弹射流形成的过程进行数值模拟． 对比了不同前驱药型罩锥角对射孔弹射流形成的影 响，比较了球锥结合药型罩与半球形药型罩形成射 流的特点，通过试验验证，分析这种新型球锥形药型 罩石油射孔弹在进行深穿孑L 、大孑L 径射孔方面的可 行性。 1 理论分析 1 ．1 侵彻理论 聚能射流侵彻钢、铝、混凝土等靶板的前期过程 中，射流与靶板之间界面处产生的压力约高于靶板 强度特性参数1 ～2 个量级．所以此时射流和靶板的 材料强度都可忽略不计。记单元长度为Z ，其初始速 度为％侵彻靶板的速度为M ，。聚能射流侵彻靶板 之前和侵彻过程中，在射流／靶板界面处高压力的作 用下，聚能射流被“消蚀”，其材料朝着与射流运动 速度相反的方向流出，靶板材料被射流从高压区 “压挤”出来。 考察聚能射流和靶板材料都是理想不可压缩流 体的情形。射流侵彻过程是定常的。可以适用B e r n 叫l l i 方程 来收稿日期2 0 1 4 - 0 8 - 0 7 作者简介陈兴 1 9 8 7 ～ ，男，硕士研究生，研究方向为石油射孔技术。E - m a i l c x 5 8 6 2 1 8 7 0 1 6 3 ．c o m 万方数据 2 0 1 5 年4 月一种球锥结合药型罩石油射孑L 弹研究陈兴，等 矿1 j r u ∥ p j 扣。虬2 P 。 P 。。 1 式中P i 、P i 分别是射流的初始压力和密度；p 。、P 。分 别是靶板的初始压力和密度；P ，是射流／靶板界面 点z 处的压力，射流和靶板在该处的速度为零。 在射流侵彻过程的前期，定常射流侵彻理论还 是适用的，在碰撞点产生的压力足够高，可忽略射流 和靶板的强度。但在后期，射流速度变慢，需考虑射 流和靶板的强度；由于此过程中金属射流已被加热 到很高的温度，其材料的强度比靶板低得多，可以认 为P ；一o ，P ． Y ，其中y 是综合考虑各种因素的一个 特性参数，此时修正的B e r n o u l l i 方程为 和i ∥i 一“。 2 却。“。2 】，。 2 1 ．2 设计思路 当前，小锥角圆锥形、大锥角圆锥形、半球形等 形状的药型罩常被应用于石油射孔弹中，因不同形 状药型罩形成的射流特征各异，圆锥形或半球形等 单一结构的药型罩不能使射孑L 弹爆炸后同时实现套 管孔径大、穿孔深度深的穿孑L 性能。10 I ，根据能量相 互利用原理，结合射流的形成和侵彻过程，设计了一 种球锥结合药型罩结构 图1 。 困日啦 形罩聚能装药结构 b 半球型罩装药 c 球锥结合药型罩结构 1 一药型罩；2 一外壳；3 一起爆点；4 一炸药； 5 一锥形药型罩6 一半球型药型罩 图1新型球锥结合药型罩设计思路 F i g ．1D e s i g ni d e ao ft h en e w h e m i s p h e r i c c o n i c a ls h a p e dc h a r g e 2 有限元模型和计算参数 2 ．1 模型的基本结构 在L S ．D Y N A 中建模 图2 。该模型由炸药、药 型罩、空气3 部分组成，采用E u l e r 网格和A L E 算 法1 I 。药型罩厚度为1m m ，锥角分别为3 0 。、3 5 。、 4 0 。、4 5 。和5 0 。。 2 ．2 材料模型及参数 图2 聚能装药结构模型 F i g ．2 S t r u c t u r em o d e lo fs h a p e dc h a r g e 炸药爆炸的控制方程采用删L J o n e s W i l k i n s ． L e e 状态方程[ 12 I 。 本研究选用T N T 高能炸药，相关计算参数为P 1 ．6 4g ／c m 3 ，D 0 ．6 9 3c m ／l 山s ，P 2 7 ．0G P a ，A 3 7 4 ．0G P a ，B 3 ．2 3G P a ，R l 4 ．1 5 0 ，R 2 0 ．9 5 0 ，0 9 0 ．3 ，E 0 ．0 7 。 铜药型罩的密度为8 ．9 6g ／c m 3 ，剪切模量为 4 7 ．7G P a ，使用J o h n s o n C o o k 材料模型[ 13 I 。该模型 采用G r u n e i s e n 状态方程来描述其动态响应过 程[ 12 | 。相关计算参数为A 9 0M P a ，B 2 9 2 ，／7 , 0 ．3 1 ，C 0 ．0 2 5 ，m 1 ．0 9 ，C o 39 4 0m ／s ，S l 1 ．4 9 ，S 2 S ， 0 ，r n 1 ．9 9 ，o 0 。 空气材料选用G r u n e i s e n 状态方程和N u l l 本构 模型进行计算，相关参数为C 。 0 ．0 3 4 ，S ， S S ， 0 ，7 0 1 ．4 ，。 0 。 3 数值模拟射流形成过程及结果分析 3 ．1 过程分析 利用L S ．D Y N A 模拟了药型罩材料为铜、锥角分 别为3 0 。、3 5 。、4 0 。、4 5 。、5 0 。的射孑L 弹射流形成的过 程。起爆后，爆轰波首先到达上部锥型前驱罩，在强 爆轰压力的作用下。锥型前驱罩的锥顶开始逐渐闭 合，而中间部分向轴线运动，随着爆轰波继续传播， 锥型前驱罩的更多部分完成闭合过程，形成高速前 驱射流。当爆轰波到达半球形药型罩部分时，这部 分药型罩开始逐渐闭合，且不断地向轴线处挤压，形 成速度较高的主射流。聚能射流在到达装药的焦点 处时，具有最大的密度和速度及最小的剖面，而后射 流膨胀，速度和密度也会相对减小，直到形成高速聚 能射流。 图3 和图4 给出了锥角为4 0 。、5 0 0 ，t 8 、1 4 、 1 9 、2 5 斗s 时刻Y 方向的速度等值线。 图5 给出了聚能射流形成过程中t 3 6 、6 9 、 9 7 斗s 时的压力等值线，显示了从t 3 6 ～9 7 斗s 射流 的形态及金属射流流体中压力的变化情况。当t 3 6 斗s 时，炸药爆轰基本完成，药型罩受爆炸产物作 用以较大的速度向装药轴线处闭合，此时射流头部 刚刚形成；t 6 9i x s 时，射流“两翼”中间附近压力值 显示最大负值，则说明这部分的流体受拉力作用，如 ≯ 万方数据 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第4 4 卷第2 期 b t 一1 4 “8 d t 2 2 5p s 图3 锥角4 0 。聚能射流形成的过程和 Y 方向的速度等值线 F i g ．3 F o r m a t i o no fj e ta n dv e l o c i t yc o n t o u r a tYd i r e c t i o na t4 0 。c o n ea n g l e ▲ 。，角， a t 8i t s d t 2 5p ．s 图4锥角5 0 0 聚能射流形成的过程和 Y 方向的速度等值线 F i g ．4 F o r m a t i o no fj e ta n dv e l o c i t yc o n t o u r a tYd i r e c t i o na t5 0 。c o n ea n g l e 一◆一 果持续射流的发展过程，射流“两翼”最后会在翼中 问首先被拉断。由于装药中心部分炸药的威力较边 缘处更大。所以金属罩“两翼”边缘处位移变化不 大。杵体的质量在射流拉伸过程中不断增加，最后 趋于稳定；t 9 7 s 时，射流正中央处的压力云图颜 色最深，压应力最大，射流中间仍聚集了大量的能 量，杵体及“两翼”的金属射流体继续向装药轴线处 汇集。比较图5 中各时刻的射流压力变化，由图5 中颜色深浅可知，作用于整个射流体的压力值不断 减小．当射流最后拉伸破坏时，射流整体受力大部分 表现为拉力。 当射流侵彻混凝土靶板时，前驱射流头部首先 撞击靶板，在靶中建立高温、高压、高应变率 三高 区域。主射流对靶板的三高区域继续侵彻，进行进一 9 ■， 爿 ●。 ㈤ ◆ ∽ 】l ，一】 墓量黧 墓墓墓 万方数据 2 0 1 5 年4 月一种球锥结合药型罩石油射孔弹研究陈兴，等 6 1 ． 步扩孑L ，此时的靶板处于高温状态，强度下降。随着 射流受到的阻力加大，其速度也大大减小，扩孔能力 逐渐降低，靶板强度的作用逐渐变得明显起来。当 射流推不开前方射流与靶板碰撞产生的残渣时，射 流将作用在残渣上，致使侵彻过程停止。 3 ．2 锥角角度对射流形成的影响 表1 、表2 、图6 是聚能射流头部射流和主射流 的最大速度受不同药型罩锥角的影响情况。结合图 3 和图4 ，可以很直观地观察出球锥结合新型药型罩 形成射流的形状、前驱射流的速度和主射流的速度 与前驱罩顶端锥角有着密不可分的关系。前驱罩锥 角角度越小。形成的前驱射流形状越细长。前驱射流 的头部速度和主射流的速度都越大角度越大，形成 表1不同前驱罩锥角不同时刻头部射流速度 T a b ．1 V e l o c i t yo fj e th e a dw i t hd i f f e r e n t p r e c u r s o r yl i n e rc o n ea n g l e sa td i f f e r e n tt i m e s k m S “ 表2 不同前驱罩锥角不同时刻主射流速度 T a b ．2 V e l o c i t yo fp r i m a r yj e tw i t hd i f f e r e n t p r e c u r s o rl i n e rc o n ea n g l e sa td i f f e r e n tt i m e s k m S ‘1 ◆I- 图6 药型罩锥角对聚能射流头部射流和 主射流最大速度的影响 F i g ．6 T h em a x i m u mv e l o c i t yo fs h a p e d c h a r g ej e tw i t hd i f f e r e n tc o n ea n g l e s 的前驱射流形状越短粗，前驱射流的头部速度和主 射流的速度都越小。前驱罩锥角4 0 0 比锥角3 0o 速 度降低了2 6 ％。直径提高了8 ．1 ％，锥角4 0 。比锥角 5 0 。速度提高了4 ．1 ％，直径降低了3 ．4 ％。 3 ．3 半球形药型罩与球锥结合药型罩的射流速度 对比分析 由图7 可知，在射流形成的初期阶段，t 1 6I t s 时。半球形药型罩形成一个凸起并逐渐向药型罩轴 线汇聚。随着射流的逐渐形成，t 2 4 斗s 时，药型罩 逐渐翻转，通过观察压力变化，发现部分能量出现回 流，从而形成两股射流，一股向前形成射流，另一股 后退形成杵体。经过一段时间和距离，t 4 9 仙s 时， 射流出现颈缩断裂。半球形药型罩头部速度的最大 值为4 ．0k m ／s ，其速度随着射流的拉伸逐渐减小， 规律与具有前驱罩的球锥结合药型罩一致。 4 0 0 球锥形药型罩头部速度的最大值为5 ．0 k m ／s ，比半球形药型罩提高了2 5 ％；5 0 。球锥形药型 罩头部速度的最大值为4 ．8k m ／s ，比半球形药型罩 提高了2 0 ％。半球形药型罩射流直径为2 ．10 7 m m 4 0 。球锥形药型罩射流直径为2 ．1 6 1m m 。比半 球形药型罩射流直径提高了2 ．6 ％5 0 。球锥形药型 图7半球形药型罩射流形成过程的速度云图 F i g ．，J e tf o r m a t i o nv e l o c i h ，d i a g r a mo fh e m i s p h e r i cl i n e r 万方数据 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第4 4 卷第2 期 罩射流直径为2 ．2 3 6f i l m ，比半球形药型罩提高了 6 ．1 ％。 4 试验验证 4 ．1 药型罩的制造 试验中采取的方法是先用铜制造完整的主药型 罩，药型罩底边边缘的直径为6 0m m ，在药型罩的顶 端开一个直径为1 5m m 的开口，再制造锥形前驱 罩，材料与主药型罩相同，底边边缘直径为1 5m m ， 该前驱罩的顶角角度分别为4 0 。和5 0 。，高度为2 1 m m 和1 6m m ，前驱罩和主药型罩的壁厚都为1m m 。 主药型罩和前驱罩之间用环氧树脂进行粘合。 4 ．2 试验方法 采用地面模拟井下射孔装置进行验证试验。在 相同养护条件下制作同一批次的混凝土靶，试验中 为了防止混凝土靶严重碎裂影响试验数据采集以及 模拟的井下环境更加逼真，使用金属外构架对混凝 土靶进行固定[ 1 4 - 1 5 ] 。利用导爆索引爆射孔弹，产生 的射流穿过枪身、套管，在混凝土靶上形成射孔孑L 眼，通过测量枪身的射 L T L 径和混凝土靶的射孔深 度，获取试验数据。 4 ．3 试验结果分析 为了试验数据的可靠、准确，对4 0 。球锥结合药 型罩射孔弹、5 0 。球锥结合药型罩射孔弹和半球形药 形罩射孔弹分别进行了6 次射孔弹侵彻混凝土靶试 验。混凝土靶受到侵彻的效果如图8 所示。 表3 为试验结束后对每次射孔弹侵彻的孔径和 深度进行测量的结果。 将表3 中的数据进行对比可知，前驱罩锥角为 4 0 。的新型球锥结合药型罩射孑L 弹平均射孔的深度 为5 3 5m m ，平均射E T L 径为2 2 ．6m m ，平均射孔体 积为2 1 4 ．5 1c m 3 锥角为5 0 。时射孔的平均射孔深 度为4 8 5m m ，平均射孔孔径为2 3 ．2m m ，平均射孑L a 4 0 。球锥结合药型罩 鞫甄鞋 1 J 5 0 。球锥结合药型罩 - 。 。 一一j ／ t - 半球型药型罩 图8 药型罩侵彻混凝土靶效果图 F i g ．8 T e s te f f e c t so ft h ec o n c r e t et a r g e t p e n e t r a t e db yp e r f o r a t i n gc h a r g e 体积为2 0 4 ．9 2c m 3 半球形药型罩射孔的平均射孔 深度为4 2 3m m ，平均射T L T L 径为2 2 ．0m m ，平均射孔 体积为1 6 0 ．7 1c m 3 。4 0 。球锥形药型罩射孑L 的孑L 深 比半球形罩提高了2 6 ．4 ％，射孑L 孔径提高了 2 ．7 2 ％，射孑L 体积提高了3 3 ．5 ％。5 0 0 球锥形药型 罩射孔的孔深比半球形罩提高了1 4 ．6 ％，射T L T L 径 提高了5 ．4 5 ％，射孔体积提高了2 7 ．5 l ％。4 0 。球锥 形药型罩射孔的孔深比5 0 。球锥形药型罩提高了 1 0 ．3 ％，孔径减小了2 ．5 8 ％，射孔体积提高了 4 ．7 0 ％。 5 结论 1 前驱射流头部速度随锥角的增大而降低，前 驱罩顶角的锥角由3 5 。至4 0 。时，速度大幅度降低； 4 0 。至5 0 。射流的头部速度平稳下降3 0 。至4 0 。射流 断裂较快，不利于侵彻。前驱罩锥角从3 0 。增大到 5 0 。的过程中，其射孔深度逐渐下降，射孑L 孑L 径逐渐 表3 射孔弹验证试验结果 T a b ．3 E x p e r i m e n tr e s u l t so fp e r f o r a t i n gc h a r g e m m 万方数据 2 0 1 5 年4 月一种球锥结合药型罩石油射孔弹研究陈兴，等 6 3 增大。所以，前驱罩顶角的锥角最佳选择范围为 4 0 0 至5 0 0 。 l8J 2 球锥结合药型罩射孔弹可以扩大孑L 径、提高 穿深、增大射孑L 体积。随着前驱罩锥角不断增大，穿 深和孔径此消彼长，但射孔体积在一定范围内变化 不大，相对传统半球形药型罩有很大提高。试验中， ，。、 4 0 。和5 0 。球锥结合药型罩射孔弹在穿深、孔径、射 。。 孔体积大小等方面都优于传统的半球形药型罩射孑L 弹，具有较高的研究价值。 3 球锥结合药型罩石油射孔弹可以将半球形 药型罩与圆锥形药型罩的良好品质很好地结合起 来，能够通过套管结构，使射流利用流体的能量，在 穿过流体空隙时进一步扩大射孔，达到大孔径、深穿 [ 1 0 j 孔的目的。 参考文献 『1 ]安丰春，杨玉玲．大庆油田复合射孑L 工艺技术的研究 与应用[ J ] ．兵工学报，2 0 0 5 ，2 6 1 8 2 8 5 ． A nF e n g c h u n ，Y a n gY u l i n g ．T h ei n v e s t i g a t i o na n da p p l i c a t i o no fc o m b i n e dp e r f o r a t i n gt e c h n o l o g yi nD a q i n go i lf i e l d 『J ] ．A c t aA r m a m e n t a r i i ，2 0 0 5 ，2 6 1 8 2 - 8 5 ． _ l l J 『2 ]王艳萍，黄寅生，姜延东．大孑L 径石油射孔弹性能的实 验研究[ J ] ．火炸药学报，2 0 0 2 3 7 9 8 0 ． W a n gY a n p i n g ，H u a n gY i n s h e n g ，J i a n gY a n d o n g ．E x p e r i m e n t a ls t u d yo fb i ge n t r yh o l ec h a r g ef o rp e t r o l e u m [ J ] ． C h i n e s eJ o u r n a lo fE x p l o s i v e s ＆P r o p e l l a n t s ，2 0 0 2 3 7 9 8 0 ． [ 3 ] L e eW H ．O i lw e l lp e r f o r a t o rd e s i g nu s i n g2 DE u l e r i a n L “J c o d e [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fI m p a c tE n g i n e e r i n g ， 2 0 0 2 ，2 7 5 5 3 5 - 5 5 9 ． 『4 ]赵云涛，徐文新，周望，等．药型罩对射孔弹射孔性能 的影响『J ] ．测井技术，2 0 0 5 ，2 9 增刊 3 7 3 9 ． Z h a oY u n t a o ，X uW e n x i n ，Z h o uZ h a o ，e ta 1 ．T h ee f f e c to f l i n e ro np e r f o r m a n c eo fp e r f o r a t i n gc h a r g e [ J ] ．W e l lL o g g i n gT e c h n o l o g y ，2 0 0 5 ，2 9 s u p p ． 3 7 - 3 9 ． 11 3J 『5 ]李磊，沈兆武，马宏昊．大孔径双向聚能射孔弹的研究 [ J ] ．高压物理学报，2 0 1 1 ，2 5 6 5 3 9 5 4 8 ． L iL e i ，S h e nZ h a o Ⅵn ，M aH o n g h a o ．S t u d yo nb i ge n t r y h o l eb i d i r e c t i o n a ls h a p e dc h a r g e [ J ] ．C h i n e s eJ o u r n a lo f H i g hP r e s s u r eP h y s i c s ，2 0 1 1 ，2 5 6 5 3 9 - 5 4 8 ． 11 4J [ 6 ]罗宏伟，郭鹏，涂良．系列大孔径深穿透射孔弹研制 『J ] ．钻采工艺，2 0 1 0 ，3 3 增刊 7 2 ．7 5 ． L u oH o n g w e i ，G u oP e n g ，T uL i a n g ．D e v e l o p m e n tf o rs e r i e s o fl a r g ed i a m e t e rd e e pp e n e t r a t i n gp e r f o r a t o r [ J ] ．D r i l l i n g ＆P r o d u c t i o nT e c h n o l o g y ，2 0 1 0 ，3 3 s u p p ． 7 2 - 7 5 ． [ 7 ] 李东传，唐国海，孙新波，等．射孔压实带研究[ J ] ．石[ 1 5 ] 油勘探与开发，2 0 0 0 ，2 7 5 1 1 2 1 1 4 ． L iD o n g c h u a n ，T a n gG u o h a i ，S u nX i n b o ，e ta 1 ．As t u d yo n p e r f o r a t i o nc r u s h e d z o n e [ J ] ．P e t r o l e u mE x p l o r a t i o na n d D e v e l o p m e n t ，2 0 0 0 ，2 7 5 1 1 2 一1 1 4 ． 张子敏，许碧英，阎峰，等．活性金属药型罩射孔弹破 甲试验研究[ J ] ．爆破器材，2 0 1 3 ，4 2 4 5 3 5 6 ． Z h a n gZ i m i n ，X nB i y i n g ，Y a nF e n g ，e ta 1 ．P e n e t r a t i n gt e s t o fa c t i v em e t a lc h a r g el i n e rp e r f o r a t i n gb u l l e t [ J ] ．E x p l o - s i v eM a t e r i a l s ，2 0 1 3 ，4 2 4 5 3 - 5 6 ． 汪得功，李文彬，王晓鸣，等．单锥罩成型装药环起爆 对侵彻体形成的影响研究[ J ] ．兵工学报，2 0 0 9 ，3 0 8 1 0 1 4 1 0 1 8 ． W a n gD e g o n g ，L iW e n b i n ，W a n gX i a o m i n g ，e ta 1 ．R e - s e a r c ho nt h ei n f l u e n c eo fa n n u l a ri n i t i a t i o nO i lp e n e t r a t o r f o r m a t i o no fs h a p e dc h a r g ec o n i c a ll i n e r s [ J ] ．A c t aA l m a m e n t a r i i ，2 0 0 9 ，3 0 8 1 0 1 4 1 0 1 8 ． 李磊，马宏吴，沈兆武．基于正交设计方法的双锥罩 结构优化设计[ J ] ．爆炸与冲击，2 0 1 3 ，3 3 6 5 6 7 5 7 3 ． L iL e i ，M aH o n g h a o ，S h e nZ h a o w u ．O p t i m a ld e s i g no f b i c o n i c a ll i n e rs t r u c t u r eb a s e do no r t h o g o n a ld e s i g n m e t h o d 『J ] ．E x p l o s i o na n dS h o c kW a v e s ，2 0 1 3 ，3 3 6 5 6 7 5 7 3 ． 吴焕龙，杜明章，杨超，等．射孔弹聚能射流侵彻钢靶 的数值仿真与实验分析[ J ] ．爆破器材，2 0 1 2 ，4 1 2 3 0 3 3 ． W uH u a n l o n g 。D uM i n g z h a n g ，Y a n gC h a o ，e ta 1 ．N u m e r i c a ls i m u l a t i o na n d e x p e r i m e n t a la n a l y s i s o fs h a p e d c h a r g ej e tp e n e t r a t i n gi n t o s t e e lt a r g e t [ J ] ．E x p l o s i v e M a t e r i a l s ，2 0 1 2 ，4 1 2 3 0 3 3 ． 金玮玮．张昭．张洪武．药型罩锥角对射孔枪射流冲 击过程的影响[ J ] ．计算力学学报，2 0 1 1 ，2 8 增刊 4 3 4 8 ． J i nW e i w e i ，Z h a n gZ h a o ，Z h a n gH o n g w u ．E f f e c to fl i n e r c o n ea n g l eo np e r f o r a t i o na n di m p a c tp r o c e s so fp e r f o r a t i n gg u n [ J ] ．C h i n e s eJ o u r n a lo fC o m p u t a t i o n a lM e c h a n i c s ，2 0 1 1 ，2 8 s u p p ． 4 3 4 8 ． 吴焕龙．装药与药型罩分离对射子L 弹穿深影响的规 律研究[ J ] ．爆破器材，2 0 1 4 ，4 3 1 3 8 - 4 2 ． W uH u a n l o n g ．L a ws t u d yo nt h ei n f l u e n c eo fc h a r g i n g a n dl i n e rs e p a r a t i o nt op e n e t r a t i o nd e p t ho fp e r f o r a t i n g c h a r g e [ J ] ．E x p l o s i v eM a t e r i a l s ，2 0 1 4 ，4 3 1 3 8 - 4 2 ． 徐伟芳，张方举，陈裕泽，等．混凝土薄板的侵彻破坏 响应实验[ J ] ．爆炸与冲击，2 0 1 3 ，3 3 2 1 6 9 1 7 4 ． X uW e i f a n g ，Z h a n gF a n g j u ，C h e nY u z e ，e ta 1 ．E x p e f i m e n t a ls t u d yo np e n e t r a t i o nr e s p o n s e so ft h i nc o n c r e t e t a r g e t s [ J ] ．E x p l o s i o na n dS h o c kW a v e s ，2 0 1 3 ，3 3 2 1 6 9 ．1 7 4 ． 常一超，刘恩良．具有前驱罩石油射孔弹研究『J ] ．工 程爆破，2 0 1 4 ，2 0 2 1 4 1 6 ． C h a n gY i c h a o ，L i uE n l i a n g ．E x p e r i m e n t a ls t u d , o fp e t r o l e u mp e r f o r a t i o nb u l l e tw i t hp r e c u r s o rl i n e r [ J ] ．E n g i 万方数据 6 4 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第4 4 卷第2 期 n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 1 4 ．2 0 2 1 4 1 6 R e s e a r c ho faP e t r o l e u mP e r f o r a t i n gC h a r g ew i t hH e m i s p h e r i c - C o n i c a lC o m b i n e dL i n e r C H E NX i n g ，L IR u j i a n g ，W A NT i a n q i ，Z H A OF a n g x u a n S c h o o lo fC h e m i c a lE n g i n e e r i n ga n dE n v i r o n m e n t ，N o r t hU n i v e r s i t yo fC h i n a S h a n x iT a i y u a n ，0 3 0 0 51 [ A B S T R A C T ] A p e t r o l e u mp e r f o r a t i n gc h a r g ew i t hh e m i s p h e r i c c o n i c a lc o m b i n e dl i n e rw a sd e s i g n e d ．T h eh e m i s p h e r i c l i n e rw a sc o m b i n e dw i t hac o n i c a lp r e c u r s o r ys h a p e dc h a r g e ．A L Em e t h o d sw e r eu s e dt on u m e r i c a ls i m u l a t et h es p e e da n d s h a p eo fj e t ，v e l o c i t yo fj e th e a d ，a n dm a s so fs l u go ft h ep e t r o l e u mp e r f o r a t i n gc h a r g ew h e nt h el i n e rm a t e r i a lw a sc o p p e r a n dt h ec o n ea n g l ew e r e3 0 。，3 5 。，4 0 。，4 5 。a n d5 0 。．T h es i m u l a t i o nr e s u l t sw e r ea l s oc o m p a r e dw i t ht h o s eo ft h eh e m i s p h e r i cl i n e r ．C o m p a r e dw i t ht h el i n e rw i t h3 0 。c o n ea n g l e ，t h ej e tv e l o c i t yo fl i n e rw i t h4 0 。c o n ea n g l er e d u c e s2 6 ％a n d t h ed i a m e t e ri m p r o v e s8 ．1 ％．C o m p a r e dw i t ht h el i n e rw i t h5 0 。c o n ea n g l e ，t h ej e tv e l o c i t yo fl i n e rw i t h4 0 。c o n ea n g l e i m p r o v e s4 ．1 ％a n dt h ed i a m e t e rr e d