基于离散单元方法的岩石切削数值模拟分析
本文选题：离散元法 切入点：岩石切削 出处：《应用基础与工程科学学报》2017年03期 论文类型：期刊论文
【摘要】：在岩石切削过程中,岩石的破坏形式对切削效率和切削参数的选择有重要的影响.本文为了研究岩石破坏形式的影响因素,利用颗粒流软件(PFC2D)建立了由颗粒簇组成岩石试样的数值仿真模型.通过大量的单轴压缩仿真实验和巴西仿真实验,确定了颗粒微观参数和岩石宏观参数之间的关系;研究了不同切削深度以及有无液柱压力情况下,岩石的破碎形式和过程.研究表明,当切削深度比较浅时,岩石主要为塑性破坏,表现为粉末状的颗粒在刀尖不断的堆积;当切削深度达到一定值后,岩石将会发生脆性破坏,表现为裂纹从刀尖开始沿着切削方向扩展,最终扩展至自由面而形成较大的切屑;颗粒簇法向强度比值影响着岩石切削过程中裂纹的扩展情况以及岩屑的形态;液柱压力对岩石的破坏形式也有很大的影响,随着液柱压力的增大,岩石破碎情况从平衡钻井时的切屑掉块变为过平衡钻井时的挤压破碎.
[Abstract]:In the rock cutting process, has an important influence on selection of rock failure forms on cutting efficiency and cutting parameters. In order to study the influence factors of rock failure form, using particle flow software (PFC2D) was established by the numerical simulation model of particle clusters composed of rock specimen in uniaxial compression. Through simulation experiments and simulation experiments in Brazil the relationship between the micro particle parameters and the macro parameters were determined; the different cutting depth and no liquid column pressure, the form and the process of rock breaking. The results show that when the cutting depth is relatively shallow, rocks are mainly plastic failure, as the powder particles in the continuous accumulation point; when the cutting depth reaches a certain value, the rock will be brittle failure, as cracks propagate along the cutting direction from the tip, eventually extended to the free surface and form a larger cut Chip; particle cluster method to strength ratio affects the propagation of crack in rock cutting process and cutting patterns; damage in the form of liquid column pressure on the rock had a great impact, with the increase of fluid column pressure, rock breaking drilling from the balance of the chip when falling into the extrusion over balanced drilling broken.
【作者单位】： 西南石油大学机电工程学院;阿德莱德大学土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51674214) 四川省科技计划国际合作计划项目(2016HH0008) 四川省青年科技创新研究团队(2017TD0014)
【分类号】：TE21;TU45
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，本文编号：1558109
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