振荡冲击器破岩机理数值模拟分析

• 作者: 熊继有 王国华 秦大伟 董学成
• 来源期刊: 西南石油大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 数值模拟 动态载荷 工作频率 破岩机理 破岩效率
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 所属期刊栏目: O 石油机械工程与其他
• 页码范围: 160-167
• 页数: 8页
• 分类号: TE938
• 字数: 4726字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.08.15.01

摘要

为了揭示振荡冲击器作用下的井底岩石破碎机理，用数值模拟分析的方法，研究了不同参数对破岩效率的影响，包括不同工作频率、不同循环动载和不同岩石类型，并分别对其进行了定量分析。结果表明，井底岩石的破碎分为3个区域：破碎区，损伤区和无损区，在振荡冲击器的作用下，井底岩石的破碎过程分为3个阶段：钻头的中心齿压碎岩石，边齿对岩石造成破坏，钻头旋转切削破碎岩石。井底岩石的破碎效率随着振荡冲击器工作频率的变化而变化，当工具的工作频率为16 Hz时，破岩效率最高，振荡冲击器的破岩效率随着交变动载荷峰值的增加而不断增加，当其峰值载荷超过10 kN之后，破岩效率增加比较缓慢，振荡冲击器的破岩效率随着地层岩石硬度的变化而变化。这对振荡冲击器的现场应用具有十分重要的指导意义。