高围压条件下PDC异形齿切削硅质白云岩数值模拟研究OA
为进一步提高PDC钻头在白云岩地层中的钻进性能,以硅质白云岩为实验对象,利用有限元方法建立了非均质硅质白云岩模型,建立了围压条件下的单齿切削模型,开展了高围压条件下平面齿、斧形齿与多棱齿切削破碎硅质白云岩的数值模拟实验,并对3种PDC齿的切削性能进行了研究。通过模拟结果可知,斧形齿与多棱齿的切削力曲线更平稳、波动小,切削力的峰值也更小,即斧形齿与多棱齿的抗冲击能力更强;切削齿的切削力会随围压的增大而增大,但围压的增大只会增加切削齿破坏岩石的能量需求,而不会改变切削力的波峰与波谷的分布区间;斧形齿在钻进硅质白云岩地层时需要的钻压更小,并且其受到的轴向冲击更小,侵入硅质白云岩地层更为容易。该结论能为兼备攻击性、抗冲击性强、适用于白云岩地层的PDC钻头布齿设计提供理论基础。
张志;刘伟吉;梁红军;田万顷;刘会良;周保成;胡海
中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术中心,新疆库尔勒841000 新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心,新疆库尔勒841000 中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000 新疆超深油气重点实验室,新疆库尔勒841000西南石油大学机电工程学院,四川成都610500中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术中心,新疆库尔勒841000 新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心,新疆库尔勒841000 中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000 新疆超深油气重点实验室,新疆库尔勒841000中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术中心,新疆库尔勒841000 新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心,新疆库尔勒841000 中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000 新疆超深油气重点实验室,新疆库尔勒841000中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术中心,新疆库尔勒841000 新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心,新疆库尔勒841000 中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000 新疆超深油气重点实验室,新疆库尔勒841000中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术中心,新疆库尔勒841000 新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心,新疆库尔勒841000 中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000 新疆超深油气重点实验室,新疆库尔勒841000西南石油大学机电工程学院,四川成都610500
能源科技
白云岩PDC异形齿围压破岩效率
《西安石油大学学报(自然科学版)》 2026 (1)
P.125-133,9
中国石油天然气股份有限公司2023年第二批科技项目“复杂超深井钻井关键配套技术研究与应用”(T202315)。
评论