硬地层复合钻头破岩特性与提速机理研究
[Abstract]:PDC- cone compound bit is a new type of bit which integrates the structure and working principle of PDC bit and cone bit, and can be used to drill into hard formation more efficiently. However, due to the lack of understanding of the rock breaking mechanism, the research and development of PDC- cone composite bit is blind and limited. Based on elastic-plastic mechanics and rock fragmentation, the constitutive relation of rock is described by Drucker-Prager criterion, and the plastic strain is used as the criterion of rock breaking. The nonlinear dynamic model of dynamic rock breaking of full-size composite bit and PDC bit is established by finite element method. The failure mechanism of hard formation rock under the action of composite bit is analyzed, and the dynamic rock breaking process of two kinds of bit in hard stratum is compared. The results show that the compound bit drilling can meet the requirements of wellbore stability, but once the shaft wall is unstable, the wall rock will fall off, and the tensile stress rock breaking is one of the reasons for greatly increasing the mechanical drilling speed of the composite bit in the hard formation. The torsional vibration of composite bit in hard formation is lower than that of PDC bit, and the rock breaking efficiency is higher. Because of polygon effect of roller rolling, the impact of compound bit along drilling direction on rock is greater than that of PDC bit, and it can drill into hard formation faster.
【作者单位】: 西南石油大学机电工程学院;长城钻探工程有限公司钻井二公司;
【基金】:国家科技重大专项课题项目(2008ZX05022-006)资助
【分类号】:TE921.1
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,本文编号:2354449
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