硬地层复合钻头破岩特性与提速机理研究

• 作者: 于德良 李琴 袁媛 谢豆 邓嵘 黄志强
• 来源期刊: 机械科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 硬地层 复合钻头 破岩过程 破岩特性 提速机理
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 机械动力学
• 页码范围: 347-353
• 页数: 7页
• 分类号: TE242
• 字数: 3956字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0304

摘要

PDC-牙轮复合钻头是一种综合了PDC钻头与牙轮钻头结构特点和工作原理的新型钻头,能更高效地钻进硬地层.但由于对其破岩机理认识不足,使得PDC-牙轮复合钻头的研发具有盲目性,推广受限.基于弹塑性力学和岩石破碎学,采用Drucker-Prager准则描述岩石本构关系,塑形应变作为破岩判据,通过有限元法建立全尺寸复合钻头和PDC钻头动态破岩的非线性动力学模型,分析了复合钻头作用下硬地层岩石的破坏机制,对比了硬地层中两种钻头的动态破岩过程.结果表明:复合钻头钻井能满足井壁稳定性的要求,然而一旦井壁失稳,井壁岩石将大块脱落;以拉应力破岩为主是复合钻头在硬地层中大幅提高机械钻速的原因之一;硬地层中复合钻头扭转振动低于PDC钻头,破岩效率更高;由于牙轮滚动的多边形效应,复合钻头沿钻进方向对岩石的冲击较PDC钻头更大,能更快钻进硬地层.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄志强	西南石油大学机电工程学院	103	439	10.0	15.0
2	李琴	西南石油大学机电工程学院	63	262	10.0	13.0
3	邓嵘	西南石油大学机电工程学院	49	135	6.0	7.0
4	袁媛	西南石油大学机电工程学院	7	23	2.0	4.0
5	谢豆	西南石油大学机电工程学院	6	20	2.0	4.0
6	于德良		1	7	1.0	1.0