PDC钻头在砾岩地层中的破岩机理与适应性分析

摘要：

PDC钻头在非均质砾岩地层钻进时,不能仅通过磨损来进行优选,应当明确其破岩机理,从而对其应用效果欠佳的情况给予指导.为此,通过有限元软件建立非均质砾岩模型,对PDC单齿破碎砾石地层进行模拟,明确破岩机理,并提出优选建议.分析结果表明:切削齿在砾岩地层切削时,对小粒径砾岩影响切削力的主控因素为胶结物和基质强度,对大粒径砾岩影响切削力主控因素为砾石本身的固有剪切强度;在砾岩地层中,切削齿齿形推荐选用斧形齿,其半径尽量与砾石尺寸相匹配,且优先选择大厚度齿,选择二级、螺旋布齿可减轻单齿的损伤;可以通过优选新型异质材料来改善切削齿力学性能.研究结论可为提高PDC钻头在砾岩地层中的适应性提供理论支撑.

关键词：PDC钻头、砾岩地层、破岩机理、破岩模型、切削齿、优化分析

所属期刊栏目：51

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;国家自然科学基金;复杂环境下水泥环全生命周期密封理论与控制方法;国家自然科学基金;深井复杂地层智能井控井筒压力预测模型与优化控制方法

在线出版日期：2023-08-02（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：51-58,67