旋转水射流破岩钻孔机理研究

• 作者: 倪红坚 王瑞和
• 来源期刊: 石油科学（英文版）
• 学科: 工学
• 关键词: 旋转水射流 岩石损伤 损伤机理 有限元法
• 年，卷（期）: 2004,（1）
• 所属期刊栏目: 石油工程
• 页码范围: 39-44
• 页数: 6页
• 分类号: TE4
• 字数: 458字
• 语种: 中文

摘要

基于水射流破岩钻孔过程中影响因素和流固耦合作用的分析,运用连续损伤力学和细观损伤力学理论,建立了适用于水射流破岩全过程的岩石损伤模型.依据所建立的损伤模型,利用非线性动力有限元方法,对旋转水射流破岩钻孔过程的过程进行了模拟,其中岩石损伤场的求解采用解耦的方法.计算结果与试验一致,表明旋转射流具有较强的破岩能力,其原因是旋转射流的质点具有三维速度,破岩时以倾斜冲击为主,易于在岩石表面形成拉伸和剪切破坏,回流的干扰较少.破岩过程首先是形成一环形破碎带,然后沿径向和轴向发展,所形成的破碎坑呈内凸锥状.旋转射流破岩的优势在于破碎面积大、效率高、破岩比能低,因而旋转水射流能够钻出大直径的岩石孔眼.