基于离散元方法的PDC钻头破岩仿真研究

• 作者: 况雨春 张明明 张毅 曾昭安 韩一维
• 来源期刊: 地下空间与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: PDC钻头 离散元 PFC 扭矩 钻压
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 所属期刊栏目: 理论与试验研究
• 页码范围: 835-841
• 页数: 7页
• 分类号: TE921
• 语种: 中文

摘要

针对前人对PDC(聚晶金刚石复合片)钻头破岩仿真研究多采用有限元法,忽略了岩体的各向异性、不均匀性以及不连续性等问题.提出了采用离散元法来研究PDC钻头的破岩仿真过程,利用离散元软件PFC3D建立了虚拟单轴压缩实验和虚拟巴西劈裂法实验,推导出了岩石的三维离散元模型的细观参数,确定了岩石的本构模型.在此基础上建立了PDC单齿切削岩石的离散元模型,讨论了侧倾角对切削力的影响关系,并与单齿切削岩石的有限元模型进行了对比.结果 表明:离散元模型与有限元模型结果比较接近,离散元数值模拟的求解时间为有限元数值模拟的1/3,离散元方法具有潜在的高效率.在单齿切削岩石的离散元模型的基础上建立了全钻头破岩离散元模型,研究了PDC钻头动态破岩过程中各切削齿所受扭矩和钻压的分布规律.并通过全钻头破岩室内台架实验对模型的准确性进行了验证.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	况雨春	西南石油大学机电工程学院	82	574	13.0	20.0
2	张毅	西南石油大学机电工程学院	23	50	4.0	6.0
3	韩一维	西南石油大学机电工程学院	5	18	3.0	4.0
4	张明明	西南石油大学机电工程学院	7	10	2.0	3.0
5	曾昭安	西南石油大学机电工程学院	1	0	0.0	0.0