PDC齿破岩仿真模型与全钻头实验研究

摘要：

针对PDC全钻头设计方法单一和实验工作量大的问题,提出了一种PDC单齿切削力学计算模型,并通过有限元数值模拟对计算模型的结果进行对比,讨论了PDC切削齿前倾角、侧倾角、齿径及切深与切削力的关系.结果表明:PDC单齿力学计算模型与有限元模拟结果比较接近,验证了该模型的正确性.在单齿力学计算模型的基础上建立全钻头力学计算模型,并对PDC全钻头扭矩和钻压进行计算,结合有限元仿真和全钻头实验结果,将3种计算结果进行对比分析,结果显示当PDC全钻头破碎砂岩时,力学模型计算出的扭矩值与实验测试的误差为2.11％,与有限元模拟结果的误差为1.51％;而计算的钻压值与实验结果的误差为1.25％,与有限元模拟结果的误差为6.79％,同时,该钻头计算模型的计算效率也大大提高,说明了PDC全钻头力学计算模型的准确性和可行性,为PDC钻头的评价与设计提供了技术支持.

关键词：PDC钻头、力学模型、扭矩、钻压、有限元

所属期刊栏目：14

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家油气重大专项2016ZX05038005-001

在线出版日期：2018-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1218-1225