基于岩石性能试验的冲旋钻井钻齿破岩仿真

• 作者: 何石 张晓东 张毅 王海娟 苟如意
• 来源期刊: 石油钻探技术
• 学科: 工学
• 关键词: 冲旋钻井 岩石力学 动态本构 钻头牙齿 有限元法 破岩效率
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 钻采机械
• 页码范围: 105-110
• 页数: 6页
• 分类号: TE921+.1
• 字数: 3632字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.01.021

摘要

利用空气冲旋钻井技术进行钻进时，易出现钻齿脱落、折断以及磨损严重等失效问题。针对该问题，应用岩石力学试验机和S H PB试验装置，开展了花岗岩动态劈裂拉伸、单轴压缩和围压下的压缩性试验，为数值模拟提供了必要的岩石材料模型参数。数值模拟选用 H-J-C动态本构模型，结合试验结果确定了材料模型参数，选择花岗岩的拉应变作为失效准则。在此基础上，对钻齿的齿形参数和破岩的钻齿侵入深度、破碎体积进行了数值模拟。研究表明，相同工况下锥形中心齿的破岩效率最高，边齿角度取30°可显著提高岩石的破碎体积。在此基础上，对齿面布齿进行选配研究，发现“中心球形齿＋周围锥形齿”的破岩效率最高，“中心球形齿＋周围球形齿”组合的破岩效率最低。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张晓东	西南石油大学机电工程学院	87	629	13.0	21.0
2	张毅	西南石油大学机电工程学院	23	50	4.0	6.0
3	苟如意	西南石油大学机电工程学院	5	25	3.0	5.0
4	王海娟	中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院	3	6	2.0	2.0
5	何石	西南石油大学机电工程学院	4	17	3.0	4.0