基于岩石性能试验的冲旋钻井钻齿破岩仿真
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2023-12-02 22:10:11
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文档简介：
第 4
2卷 第 l
期
2
0
1
4
年 1月
石
油
钻
探
技
术
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2
1
基 于岩 石 性 能 试 验 的 冲旋 钻 井钻 齿 破 岩 仿 真
张晓东
，
张 毅
，
苟如意
，
何 石
，
王海娟z
(
1
．
西南石油大学机 电工程学 院，
四川成都 6
1
0
5
0
0
；
2
．
中国石化河南油 田分公 司石油工程技术研究院 ，
河南南阳 4
7
3
0
0
0
)
摘
要 ：
利 用空气冲旋钻井技术进行钻进 时，
易 出现钻 齿脱 落、
折 断 以及磨 损严 重等失 效 问题 。针 对该 问题 ，
应 用岩石 力学试验机 和 S
HP
B试验装置 ，
开展 了花 岗岩动态劈裂拉伸 、
单轴压缩和 围压下 的压 缩性试验 ，
为数值模
拟提供 了必要 的岩石材料模型参数 。数值模拟选 用 H
J
—
C动 态本 构模 型，
结 合试验 结果确 定 了材料模 型参 数 ，
选
择 花 岗岩的拉 应 变作为失效准 则。在此基础 上，
对钻齿 的齿形参 数和破 岩的钻 齿侵入 深度 、
破碎 体积进行 了数值
模拟 。研 究表 明 ，
相 同工 况下锥形 中心齿的破 岩效率最 高，
边齿角度取 3
0
。
可显著提 高岩 石的破碎体 积。在此基础
上 ，
对齿面布齿进行选 配研 究，
发现“
中心球 形齿+周 围锥形齿”
的破 岩效率最 高，
“
中心球 形齿 +周 围球形齿”
组合
的破岩效率 最低 。
关键词 ：
冲旋钻 井 岩石 力学 动 态本 构 钻头牙齿 有限元法 破岩效率
中图分类号 ：
T
E
9
2
1
。
。
．
1
文献标识码 ：
A
文章编号 ：
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