文献类型：期刊文章

作　　者：杨宏宇[1,2] 邓清源[3] 叶柏良[2,4] 刘建平[2,5] 黄安龙[2,6]

Yang Hongyu;Deng Qingyuan;Ye Bailiang;Liu Jianping;Huang Anlong(PetroChina Tarim Oilfield Company;Bit Research Institute,School of Mechanical Engineering,Southwest Petroleum University;Exploration and Development Research Institute,PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company;Intelligent Manufacturing College,Sichuan Vocational and Technical College;Chongqing Tiema Industries Group Co.,Ltd.;Wuhan Sanjiang Aerospace Yuanfang Technology Co.,Ltd.)

机构地区：[1]中国石油塔里木油田公司 [2]西南石油大学机电工程学院钻头研究所 [3]中国石油西南油气田公司勘探开发研究院 [4]四川职业技术学院智能制造学院 [5]重庆铁马工业集团有限公司 [6]武汉三江航天远方科技有限公司

出　　处：《石油机械》

基　　金：国家自然科学基金项目“气体钻井激光-机械复合作用高效破岩机理与试验研究”(51974272);四川省科技创新苗子工程资助项目“激光-机械协同参数配置研究及复合式高效钻头研发”(2022035)。

年　　份：2024

卷　　号：52

期　　号：1

起止页码：1-10

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2023、DOAJ、JST、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：砾岩一般具有孔隙结构复杂、非均匀性严重等特点,PDC钻头钻进砾岩地层时破岩效率普遍较低,室内试验很难有效地研究PDC齿的破岩过程。为此,采用离散元软件PFC2D建立了PDC齿切削砾岩的数值模型,研究不同切削深度、前倾角及岩石非均质度情况下,砾岩的破碎形式和过程,引入破岩比功评价了砾岩切削过程中的破岩效率。研究结果表明:一定范围内增加切削深度,砾岩内部剪切裂纹更快萌生且剪切裂纹占比显著增加,主裂纹沿自由面方向和切削方向绕砾扩展;提高砾岩非均质度,岩石逐渐由塑性破坏转变为脆性破坏,非均质度过高会增加砾岩的整体强度,且使作用在PDC齿上的冲击破坏频率增加,不利于破岩;当PDC齿以1 mm切削深度、5°前倾角切削砾岩时,可获得最高的破岩效率。所得结论可为PDC齿设计及切削参数选择提供理论支持。

关 键 词：PDC齿  离散元 砾岩地层  数值模拟 细观损伤 岩石切削  

分 类 号：TE242]