冲击作用下岩石破碎的动力学特性及能耗特征研究

发布时间：2017-09-28 08:09

  本文关键词：冲击作用下岩石破碎的动力学特性及能耗特征研究

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【摘要】：为了研究冲击钻井中岩石破碎的难易程度及动态破碎规律,基于固有缺陷的损伤原理,建立了岩石动态破裂强度、破碎时间和破碎能耗的理论模型,通过砂岩的霍普金森压杆冲击压缩试验分析了其破坏强度、破坏时间及破坏过程中的能量耗散特征。分析研究发现,试验结果与模型计算结果基本吻合,砂岩的动载强度、破碎时间和破碎能耗均与应变率之间呈幂函数关系,随着应变率在60~115s~(-1)范围内增加,砂岩的动载强度与静载强度相比增大了1.33~1.83倍,破碎时间从84μs迅速缩短至52μs,且应变率越大,岩石破坏后的碎块尺度越小、破碎能耗值越大。研究结果可为衡量岩石动力破碎的难易程度及提高冲击破岩效率提供参考。
【作者单位】： 中国石油大学(北京)石油工程学院;油气资源与探测国家重点实验室(中国石油大学(北京));
【关键词】： 冲击钻井 岩石破碎 动力学特性 动载强度 能耗
【基金】：国家杰出青年科学基金项目“石油工程岩石力学”(编号:51325402)资助
【分类号】：TE21
【正文快照】： 冲击破碎岩石,靠冲击力的冲击压碎作用达到破碎岩石的目的,具有速度快、效率高的特点[1-3]。岩石的静压强度既能定量描述岩石破碎的难易程度,又具有应用简单、适应性广的优点,所以长期作为岩石可钻性评价的重要依据[4-7]。然而,越来越多的研究表明[7-12],在冲击力作用下,由于

【参考文献】

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1 平琦;骆轩;马芹永;袁璞;;冲击载荷作用下砂岩试件破碎能耗特征[J];岩石力学与工程学报;2015年S2期

2 李玮;闫铁;张志超;李连群;;高频振动钻具冲击下岩石响应机理及破岩试验分析[J];石油钻探技术;2013年06期

3 许京国;尤军;陶瑞东;张建荣;柳耀泉;杨静;;自激振荡式冲击钻井工具在大港油田的应用[J];石油钻探技术;2013年04期

4 许金余;吕晓聪;张军;王泽东;白二雷;;围压条件下岩石循环冲击损伤的能量特性研究[J];岩石力学与工程学报;2010年S2期

5 马清明;水力脉冲诱发井下振动钻井技术[J];石油钻探技术;2005年01期

6 高文学,刘运通;冲击载荷作用下岩石损伤的能量耗散[J];岩石力学与工程学报;2003年11期

7 张宗贤,寇绍全;关于岩石的动静态侵入断裂[J];北京科技大学学报;1990年05期

8 李夕兵;赖海辉;朱成忠;;岩石动载强度与岩石可钻性[J];湖南有色金属;1990年05期

9 李夕兵,赖海辉,朱成忠;冲击载荷下岩石破碎能耗及其力学性质的探讨[J];矿冶工程;1988年01期

【共引文献】

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1 李根生;盛茂;田守]，

本文编号：934721