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题名三棱形PDC齿破岩特性数值模拟研究
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作者
程伟
幸雪松
楼一珊
朱亮
尹彪
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机构
长江大学石油工程学院
油气钻采工程湖北省重点实验室
中海油研究总院有限责任公司
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出处
《石油机械》
北大核心
2024年第11期21-28,共8页
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基金
油气钻完井技术国家工程研究中心科学研究基金项目“深层超深层岩石力学抗钻特性描述及智能演算方法”(NERCDCT202319)。
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文摘
常规PDC钻头在研磨性地层中面临磨损严重、吃入困难、机械钻速低等问题。三棱形PDC齿较常规平面PDC齿具有更好的破岩效果,但是关于三棱形PDC齿的布齿参数、齿形参数的优选缺乏依据。为此,通过有限元仿真分析软件建立了破岩仿真模型,开展了三棱形PDC齿破岩机理研究,剖析了在垂向压入和刮切破岩时三棱形PDC齿的力学特性和破岩规律。研究结果表明:垂直压入破岩时,在相同压力作用下,三棱形PDC齿吃入岩石的深度大于常规平面PDC齿,当前倾角γ<15°时,三棱形PDC齿的破岩效果优于常规平面PDC齿;刮切破岩时,三棱形PDC齿的最优前倾角为10°,最优脊面倾角为3°,最优侧转角为2°。现场试验结果表明,在研磨性地层中三棱形PDC齿比常规平面PDC齿表现出更好的耐磨性和耐冲击性,三棱形齿PDC钻头的机械钻速达到常规平面齿PDC钻头的2.37倍。研究结果可为高研磨性地层的PDC钻头优选提供指导和参考。
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关键词
三棱形PDC齿
布齿参数
齿形参数
仿真模型
破岩规律
钻头优选
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Keywords
prismatic PDC cutter
cutter arrangement parameter
cutter form parameter
simulation model
rock-breaking pattern
optimal selection of bit
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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