基于离散单元方法的岩石切削数值模拟分析

摘要：

在岩石切削过程中,岩石的破坏形式对切削效率和切削参数的选择有重要的影响.本文为了研究岩石破坏形式的影响因素,利用颗粒流软件(PFC2D)建立了由颗粒簇组成岩石试样的数值仿真模型.通过大量的单轴压缩仿真实验和巴西仿真实验,确定了颗粒微观参数和岩石宏观参数之间的关系;研究了不同切削深度以及有无液柱压力情况下,岩石的破碎形式和过程.研究表明,当切削深度比较浅时,岩石主要为塑性破坏,表现为粉末状的颗粒在刀尖不断的堆积;当切削深度达到一定值后,岩石将会发生脆性破坏,表现为裂纹从刀尖开始沿着切削方向扩展,最终扩展至自由面而形成较大的切屑;颗粒簇法向强度比值影响着岩石切削过程中裂纹的扩展情况以及岩屑的形态;液柱压力对岩石的破坏形式也有很大的影响,随着液柱压力的增大,岩石破碎情况从平衡钻井时的切屑掉块变为过平衡钻井时的挤压破碎.

关键词：离散元法、岩石切削、失效形式、裂纹扩展、液柱压力

所属期刊栏目：25

分类号：TE242(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家国际科技合作专项基金;四川省青年科技创新研究团队

在线出版日期：2017-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：509-520