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题名基于PFC的微波辅助PDC齿破岩数值模拟
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作者
李扬
叶一亨
刘勇
向杨
杨迎新
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机构
西南石油大学机电工程学院
油气钻完井技术国家工程研究中心
中国石油西南油气田物资分公司
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出处
《地下空间与工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第5期1634-1647,共14页
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基金
中国博士后科学基金(2019M653479)
四川省自然科学基金(2022NSFSC1007)。
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文摘
微波辅助机械破岩是近年来提出的一种破岩新方法,为探索该方法辅助PDC钻头破碎难钻地层的可行性,本文基于离散元软件PFC的黏结颗粒模型(BPM),建立了微波加热下PDC齿与岩石互作用模型,研究了不同微波照射条件对PDC齿切削破岩的影响。结果表明:在相同微波照射时间下,照射功率较低时,切削破岩模式以PDC齿的挤压刮切作用为主,随着功率的提升,岩石内部热裂纹逐渐增多,破坏模式转变为微波诱导热裂纹所主导的脆性块状破坏为主;微波损耗功率达到3.51 kW、照射90 s后,平均切削力和破岩比功分别较常规切削时降低56.77%和73.9%,微波损耗功率越大,照射时间越长,破岩效率越高;微波照射可减小切削力的波动幅度,使切削力的变化更平缓,有助于提高PDC齿的工作寿命。
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关键词
微波辅助破岩
PFC
切削破岩
PDC齿
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Keywords
microwave-assisted rock breaking
PFC
rock breaking
PDC cutter
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分类号
TE21
[石油与天然气工程—油气井工程]
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