PDC切削齿破岩效率数值模拟研究

摘要：

PDC钻头是油田钻井的主要破岩工具,合理布齿设计是提高其性能的主要手段.基于弹塑性力学和岩石力学,以Drucker-Prager准则作为岩石的本构关系,建立了PDC切削齿动态破岩的三维仿真模型,分析了后倾角、侧倾角、切削深度、围压等因素对破岩能效的影响.结果表明,随侧倾角增大,破碎比功逐渐增大,小于25°时,破碎比功增加量很小,大于25°时,破碎比功大幅增加;随后倾角增大,破岩比功增大,其变化率基本不受切削深度和围压的影响;切削深度过大或过小,破碎比功均较大,切深存在最优值;随围压的增大,破碎比功增大,在较低围压范围内,破碎比功增加量最为显著.研究结果有助于深化对PDC切削齿破岩的认识,为PDC钻头的设计和定制钻进措施提供重要参考.

关键词：PDC切削齿、破碎比功、破岩效率、Drucker-Prager准则

所属期刊栏目：23

分类号：TE21(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金;新世纪优秀人才支持计划;四川省杰出青年学术技术带头人项目;四川省高等学校科技创新团队油气井管柱力学与井下工具项目

在线出版日期：2015-03-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：182-191