斧形P DC齿破碎致密硬质砂岩特性数值模拟研究

摘要：

现有文献针对斧形P DC齿具体破岩机理研究较少,且破岩特性数据多针对现场应用数据,缺乏布齿方法的理论性依据.鉴于此,利用有限元数值模拟方法分析了斧形P DC齿破碎致密硬质砂岩特性,开展了岩石力学参数和切削工艺参数对斧形P DC齿破岩效率的影响规律研究.数值模拟结果表明:斧形P DC齿与常规P DC齿的破岩特性具有显著不同,相较于常规平面P DC齿,斧形P DC齿更容易吃入地层,且破碎同体积岩石要求的切削力更低,破岩比能更小,破岩效率更高;斧形P DC齿破岩效率与岩石密度无显著关系,但在高抗压强度、高弹性模量以及高泊松比地层中破岩效果将显著降低.研究结果可为高性能混合布齿P DC钻头的设计提供参考.

关键词：PDC齿;斧形齿;破岩比能;破岩效率;数值模拟;参数敏感性

所属期刊栏目：49

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家自然科学基金企业创新发展联合基金项目之课题五"海相深层高温高压钻完井工程基础理论及控制方法";国家自然科学基金青年科学基金项目"三轴应力条件下奔驰形PDC齿压剪耦合破岩机理研究";中国石油大学北京科研基金项目"奔驰形PDC齿破岩性能和布齿方法研究"

在线出版日期：2021-10-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：8-16