射孔作业过程中,射孔弹爆炸后会产生巨大的冲击载荷,引起井下管柱及工具剧烈振动,严重时会导致管柱弯曲断裂、封隔器损坏及胀枪卡枪等事故,降低射孔作业安全性。因此,为了减少射孔作业事故的发生,本文针对射孔冲击载荷作用下管柱动力响应问题进行研究。不考虑射孔液的影响,分别针对轴向、横向及扭转冲击载荷作用下,应用振动力学悬臂梁理论,建立射孔段管柱动力学模型,导出管柱一维振动微分方程;应用ANSYS软件建立射孔段管柱三维有限元模型,分别得到轴向、横向及扭转载荷分量下管柱瞬态响应规律。考虑射孔液的影响,应用FLUENT软件建立射孔液流体动力学模型,分析冲击载荷下射孔液的压力脉动规律;将射孔液脉动压力作为外载荷,分析射孔液对管柱动力响应的影响。综合考虑爆炸冲击载荷及射孔液压力脉动的作用,建立射孔液及管柱耦合模型,得到射孔段管柱位移、速度、加速度及等效应力响应规律。应用有限元法对射孔段管柱进行瞬态动力响应分析,分别得到了管柱位移、速度、加速度及等效应力响应曲面。管柱位移、速度、加速度及等效应力响应均随时间周期性变化,且越靠近封隔器处,响应幅值越小,表明距离射孔冲击爆炸源越远,射孔冲击波衰减越大。沿管柱轴线方向,从管柱底端到封隔器处端面,位移、速度、加速度逐渐减小,最大等效应力逐渐增大;由于管柱上端受到封隔器的约束作用,存在应力集中现象,等效应力由管柱内壁到外壁逐渐增加。同时,应用控制变量法,分析了管柱长度、外径及壁厚等因素对射孔段管柱动力响应的影响。随着管长、外径及壁厚的增加,冲击载荷下管柱动力响应幅值减小,建议优先选择管长、外径及壁厚均较大的管柱。本文可为冲击载荷作用下管柱组合优选及强度安全性分析提供依据。