混合钻头破岩特性研究

发布时间：2022-12-23 02:24

　　现有的常规PDC钻头和牙轮钻头均无法满足深硬地层、难钻性地层以及软硬交错地层的破岩要求。混合钻头在国内外的成功应用证明其具有较好的破岩效果,但对其破岩特性的研究还不够深入,导致混合钻头设计优化和推广受限。鉴于此,基于有限元分析法和弹塑性力学理论,以Drucker-Prager准则为岩石的本构关系,建立了混合钻头破岩仿真模型,开展了混合钻头破岩特性研究。研究结果表明:混合钻头破岩量大于单个PDC钻头和单个牙轮钻头破岩总量之和,这与现场结论一致;牙轮主导型混合钻头适用于硬地层,PDC主导型混合钻头适用于软地层;混合钻头破岩特性与其自身结构有关。混合钻头破特性研究为促进混合钻头的优化设计和混合钻头的现场应用奠定了基础。 

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
0 引言
1 有限元模型建立
    1.1 三维模型建立
    1.2 基本假设
    1.3 岩石动态本构模型
    1.4 非线性接触模型
    1.5 材料属性及网格划分
        1.5.1 材料属性
        1.5.2 网格划分
    1.6 约束条件
2 分析结果
    2.1 破岩量分析
    2.2 钻压分析
    2.3 钻速分析
    2.4 井底分析
    2.5 破岩特性分析
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]牙轮钻头滑动轴承失效分析[J]. 王国荣,郑家伟,亢旗军.  润滑与密封. 2006(10)
[2]贝克休斯的“狮虎兽”复合钻头成功应用于Logan油田[J].   石油机械. 2013(12)
[3]牙轮钻头牙齿破岩机理研究进展[J]. 石祥超,陶祖文,孟英峰,李皋,张涛,赵向阳.  地质科技情报. 2014(04)
[4]PDC全钻头破岩数值模拟及试验研究[J]. 况雨春,彭亚洲,张雨婷.  石油机械. 2015(09)
[5]牙轮-PDC混合钻头在迪北103井的应用试验[J]. 许京国,陶瑞东,郑智冬,杨静,张建荣.  天然气工业. 2014(10)
[6]混合钻头在斜井段的应用[J]. 韩佩章,侯博,王凯.  化工管理. 2017(15)
[7]硬地层复合钻头破岩特性与提速机理研究[J]. 李琴,谢豆,黄志强,邓嵘,于德良,袁媛.  机械科学与技术. 2017(03)
[8]复合钻头钻进过程的有限元模拟[J]. 邓嵘,安美,唐东.  西南石油大学学报(自然科学版). 2017(02)
[9]川中须家河组牙轮-PDC混合钻头钻井提速实践[J]. 刘强,贺明敏,黄媚.  钻采工艺. 2016(06)
[10]混合式单牙轮钻头破岩性能研究[J]. 邓嵘,侯凯,李孟华,李向东.  工程设计学报. 2018(03)

硕士论文
[1]PDC-牙轮复合钻头布齿设计技术研究[D]. 程伟.西南石油大学 2015
[2]深部硬地层PDC-牙轮复合钻头破岩机理研究[D]. 谢豆.西南石油大学 2016



本文编号：3724520