非平面PDC切削齿破岩有限元仿真及试验

• 作者: 况雨春 秦超 谢晗
• 来源期刊: 石油钻探技术
• 学科: 工学
• 关键词: PDC钻头 切削齿 切削力 有限元法 岩石破碎 数值模拟
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 钻井完井
• 页码范围: 69-73
• 页数: 5页
• 分类号: TE921+.1
• 字数: 2362字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11911/syztjs.2019043

摘要

为了指导PDC钻头设计,对三棱形和斧形PDC切削齿、常规平面PDC切削齿的破岩性能进行了研究.利用有限元软件建立了PDC切削齿直线切削岩石和垂直压入岩石的三维有限元模型,模拟了相同布齿角度下、不同形状PDC切削齿垂直压入岩石和不同切削深度直线切削均质岩石及非均质岩石的过程,发现不同形状PDC切削齿的破岩过程存在明显差异.与常规平面PDC切削齿相比,三棱形PDC切削齿更易压入地层形成破碎坑;三棱形和斧形PDC切削齿破碎均质砂岩时所需的切削力较小,岩石产生的预破碎区域更大,破碎非均质岩石时的切向力波动幅度小,更易破碎岩石.根据模拟结果,设计研制了三棱形切削齿PDC钻头,并在钻进混合花岗岩地层时获得较好的效果.研究结果表明,有限元模拟可为PDC钻头设计提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	况雨春	西南石油大学机电工程学院	82	574	13.0	20.0
2	谢晗	西南石油大学机电工程学院	1	2	1.0	1.0
3	秦超		1	2	1.0	1.0