当前位置:主页 > 科技论文 > 石油论文 >

钻头冠部形状对破岩效果的影响

发布时间:2018-12-27 18:28
【摘要】:用有限元方法模拟了不同形状钻头的破岩效果,研究了地层应力分布及裂缝延伸模式。按照国际钻井商协会(IADC)分类标准设计了14种钻头形状。设计了地层模型,给出了钻头尺寸、地层性质、网格划分方法和边界条件等。采用拟静态条件和质量缩放法以减少模拟时间、提高模拟精度。模拟结果表明,对于9种常用钻头形状,增加锥体高度高应力区面积会增大,而保径高度与产生的应力之间没有明显关系。减小保径高度,高应力区从鼻端和中心部位转移到保径区。对于非常用钻头形状,凸形钻头产生的应力场较大,双心钻头导眼体底部应力较集中。裂缝主要产生在保径区和鼻端,锥体高度和保径高度较大的钻头产生的垂直裂缝较长。使用平形和凸形钻头时没有产生较长的垂直裂缝。双心钻头可抑制保径区的垂直裂缝,却使地层更易出现水平裂缝,有中间段扩眼器的钻头造成的井壁损伤更小。
[Abstract]:The rock breaking effect of bits with different shapes is simulated by finite element method. The distribution of formation stress and fracture extension model are studied. According to the (IADC) classification standard of the International Association of drilling operators, 14 drill bit shapes were designed. The formation model is designed, and the bit size, stratigraphic properties, meshing method and boundary conditions are given. Quasi static condition and mass scaling method are used to reduce simulation time and improve simulation accuracy. The simulation results show that the area of high stress zone increases with the increase of cone height for nine common bit shapes, but there is no obvious relationship between the diameter preserving height and the stress generated. Reducing the diameter preserving height, the high stress region is transferred from the nasal end and the center to the diameter preserving area. For the non-common bit shape, the stress field of convex bit is larger, and the stress at the bottom of the guide hole of double core bit is more concentrated. The fractures mainly occur in the diameter preserving area and the nose end, and the vertical fractures of the drill bit with higher cone height and diameter preserving height are longer. Flat and convex bits are used without longer vertical cracks. The double core bit can restrain the vertical fracture in the diameter keeping area, but it makes the horizontal fracture appear more easily in the formation, and the hole wall damage caused by the hole reamer in the middle section is smaller.
【作者单位】: School
【分类号】:TE921.1

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 Pryhorovska T O;Chaplinskiy S S;Kudriavtsev I O;;聚晶金刚石钻头切削齿切削岩块过程的有限元模拟[J];石油勘探与开发;2015年06期

【共引文献】

相关期刊论文 前1条

1 HEYDARSHAHY Seyed Ali;KAREKAL Shivakumar;;钻头冠部形状对破岩效果的影响[J];石油勘探与开发;2017年04期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 高科;李梦;董博;孙友宏;孙阳;刘婧;;仿生耦合聚晶金刚石复合片钻头[J];石油勘探与开发;2014年04期

2 李夕兵 ,赵伏军;Failure modes of PDC cutters under different loads[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2002年03期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 江先雄;美国两种改进式可转向钻头[J];石油机械;2003年02期

2 卢芬芳,徐f ,申守庆;美国钻头技术最新进展[J];石油机械;2005年06期

3 黄志强;范永涛;谭力;;冲旋钻头的现状及发展趋势[J];矿山机械;2009年05期

4 沈桂英;人工合成金刚石柱状镶齿型钻头的基本性能[J];国外油田工程;1994年02期

5 王双忠,梁立民;煤岩钻头的合理修磨及经济效益[J];山西煤炭;1996年03期

6 申守庆,覃毅;美国钻头新技术[J];国外石油机械;1997年06期

7 黄建新,姜伏奎;四翼式钻头的应用[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1999年S1期

8 赵玉启,陈晓国,马彦德,乔国军;PDC钻头在勘探工程中的应用[J];中州煤炭;2002年02期

9 王宏;张虎;;掘进机钻头结构的优化设计研究[J];煤矿机械;2012年12期

10 Hakan Klang;王尔哲;;球齿钻头可否无需修磨[J];国外金属矿采矿;1981年09期

相关会议论文 前3条

1 马德坤;;钻头仿真-设计技术的发展历程及其启示[A];2004年石油装备年会暨庆祝江汉机械研究所建所40周年学术研讨会论文集[C];2004年

2 程温鸣;;关于特大直径潜孔锤钻头结构的探讨[A];第四届全国岩石破碎学术讨论会论文集[C];1989年

3 陈家河;;HAT127和PDC钻头在胜利油区的应用[A];山东石油学会钻井专业委员会论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前4条

1 本报记者 马琳;钻头“转型”助力非常规开发[N];中国石化报;2013年

2 张芳;抢占制高点“钻”出新天地[N];中国石化报;2002年

3 于银花 孙世高;世界首只仿生石油钻头试验成功[N];中国石化报;2010年

4 马献珍;让钻头在井眼内“急速冲刺”[N];中国石化报;2005年

相关博士学位论文 前5条

1 孟庆华;深植挖坑机钻头动态过程数学描述与仿真研究[D];东北林业大学;2007年

2 曹品鲁;潜孔锤冲击挤密钻进机理及挤密钻头的设计与实验研究[D];吉林大学;2007年

3 杨庆理;复杂地层PDC钻头个性化设计及应用研究[D];中国石油大学;2007年

4 彭烨;双级PDC钻头的理论及试验研究[D];中国石油大学;2008年

5 张永光;冲击挤密潜孔锤外表减阻结构优化设计及试验研究[D];吉林大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 张光辉;PDC钻头破岩机理及围岩状态识别技术研究[D];中国矿业大学;2015年

2 徐艳坤;扭转冲击PDC钻头的破岩机理及实验研究[D];东北石油大学;2015年

3 冯帆;海底绳索取芯钻具的设计与研究[D];湖南科技大学;2015年

4 文娟;连续管钻井PDC钻头切削结构及选型研究[D];长江大学;2016年

5 何勇;冲切分离式复合PDC钻头及工具技术研究[D];西南石油大学;2016年

6 王春华;提高徐家围子深井钻速的钻头参数评价和研制[D];东北石油大学;2010年

7 罗春红;凸轮型冲击回转挤压钻头成孔机理的研究[D];吉林大学;2009年

8 沈晓莹;新型硬质合金钻头及钻进硬岩实验研究[D];重庆大学;2011年

9 王雪;大型阶梯式冲击钻头破坏机理研究及优化设计[D];山东建筑大学;2011年

10 罗恒荣;定向PDC钻头的设计与应用[D];中国石油大学;2007年



本文编号:2393438

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/2393438.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户2bf33***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com