硬地层单牙轮-PDC钻扩联合钻头破岩特性

• 作者: 傅文韬 李琴 谢豆 马亚超 黄志强
• 来源期刊: 中国机械工程
• 关键词: 硬地层 单牙轮-PDC钻扩联合钻头 破岩机理 拉应力破岩
• 年，卷（期）: 2019,（22）
• 所属期刊栏目: 机械基础工程
• 页码范围: 2683-2690
• 页数: 8页
• 分类号: TD421
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2019.22.006

摘要

提出了新型单牙轮-PDC钻扩联合钻头,先依靠单牙轮破岩钻孔,释放地应力,产生岩石损伤,再助推PDC钻头刮切破岩.运用有限元法,建立钻扩联合钻头、双级PDC和常规PDC钻头破岩的非线性动力学模型.通过对岩石本构关系进行D-P准则描述以及确定岩石破碎的判据,分析钻扩联合钻头钻进硬地层的破岩机理,开展了3种钻头动态破岩过程的对比研究.结果表明:钻扩联合钻头在钻进过程中井底井壁的岩石应力得到明显释放,大大提高了岩层可钻性;在硬地层中钻扩联合钻头钻进速度提高的主要原因是拉应力破岩;钻扩联合钻头在硬地层钻进过程中的扭转振动大大降低,破岩效率更高,钻头寿命更长;由于单牙轮领眼破碎岩石的作用,钻扩联合钻头对井底岩石的冲击破碎能力更强,在硬地层中钻进更快.研究结果为新型单牙轮-PDC钻扩联合钻头的研发提供了参考.

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	谢豆	西南石油大学机电工程学院	6	20	2.0	4.0
4	马亚超	西南石油大学机电工程学院	8	4	1.0	2.0
5	傅文韬	西南石油大学机电工程学院	2	1	1.0	1.0