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PDC钻头数字钻岩系统的研究与开发

发布时间:2018-01-18 16:03

  本文关键词:PDC钻头数字钻岩系统的研究与开发 出处:《西南石油大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:钻岩过程中,由于地层环境的复杂性、PDC钻头结构的多样性以及钻头与井底岩石相互作用的难预测性等因素,导致PDC钻头在井下的受载情况和运动规律无法得到直观地研究,使得PDC钻头的设计、分析和检验等过程缺乏指导和依据而过分依赖于经验。 本文在充分考虑各类地层岩石特性和钻头结构的基础上,分别提出了不均质、各向异性岩石的三维模型构建方法、PDC钻头各特征结构的数字化建模方法以及钻头与岩石互作用过程在几何、物理方面的数字化方法,并通过Matlab编程,完成了包含主切削齿、规径齿、缓冲齿和保径块等在内的全特征PDC钻头的模型建立,实现了包含夹层、砾石层和含孔隙层在内的不均质岩石以及各向异性岩石的模型建立,并以PDC钻头和岩石模型为基本对象,依托二者的互作用数字化方法,还原了PDC钻头的破岩过程,得出了PDC钻头在设定参数下的受载情况和井底、井壁形貌等结果,并最终完成了“PDC钻头数字钻岩系统”软件的开发,为PDC钻头的设计、分析和检验提供了有力的依据。
[Abstract]:In the drilling process, due to the complexity of the formation environment, the diversity of the PDC bit structure and the difficult predictability of the interaction between the bit and the bottom rock, etc. As a result, the loading situation and motion law of PDC bit in downhole can not be studied intuitively, which makes the design, analysis and inspection of PDC bit lack of guidance and basis and relies too much on experience. On the basis of fully considering the rock characteristics of various strata and the structure of drill bit, this paper presents a three-dimensional modeling method for heterogeneous and anisotropic rocks. The digital modeling method of each characteristic structure of PDC bit and the digitized method of geometry and physics of the interaction process between bit and rock are completed by Matlab programming. The model of full characteristic PDC bit including diameter teeth, buffer teeth and diameter retaining block is established, and the model of heterogeneous rock and anisotropic rock including intercalation, gravel layer and pore layer is realized. Taking the PDC bit and rock model as the basic object and relying on the digitization method of the interaction between the two, the rock breaking process of the PDC bit is reduced, and the loading condition and the bottom hole of the PDC bit under the setting parameters are obtained. Finally, the software "PDC bit Digital Rock drilling system" is developed, which provides a powerful basis for the design, analysis and test of PDC bit.
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE921.1

【参考文献】

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本文编号:1441587

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