【摘 要】
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基于扭转冲击钻井工程实际,考虑岩石RHT材料本构模型动力学参数,建立了PDC钻头单齿破岩数值模型,分析了扭转冲击过程中冲击载荷、冲击频率、时间参数对于钻齿侵入深度的影响.研究结果表明:与室内单齿切削物理实验结果相比,岩石切削形态上具有较好的一致性;扭转冲击钻齿侵彻深度相比常规钻井提升25.0％,且切削岩屑颗粒更小,有利于降低黏滑振动、提升机械钻速;随着扭转冲击动载峰值的不断增加,钻头侵入深度先增加、后减小;当扭转冲击载荷与轴向静载的比值为1.0时,钻齿侵入深度为最优值;扭转冲击频率为40～100 Hz时,
【机 构】
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北京工业大学建筑工程学院;中国石油西部钻探工程有限公司吐哈钻井公司;大庆钻探工程公司工程技术部
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基于扭转冲击钻井工程实际,考虑岩石RHT材料本构模型动力学参数,建立了PDC钻头单齿破岩数值模型,分析了扭转冲击过程中冲击载荷、冲击频率、时间参数对于钻齿侵入深度的影响.研究结果表明:与室内单齿切削物理实验结果相比,岩石切削形态上具有较好的一致性;扭转冲击钻齿侵彻深度相比常规钻井提升25.0％,且切削岩屑颗粒更小,有利于降低黏滑振动、提升机械钻速;随着扭转冲击动载峰值的不断增加,钻头侵入深度先增加、后减小;当扭转冲击载荷与轴向静载的比值为1.0时,钻齿侵入深度为最优值;扭转冲击频率为40～100 Hz时,随着冲击频率的不断增大,钻齿侵彻深度不断减小,但是岩屑颗粒直径越来越小.研究结果可为扭转冲击钻具在硬岩地层使用过程中工程参数的优选提供有效参考.
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