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摘要
准确获取岩石钻进细观参数是评价研磨和可钻性的有效方法。针对圆柱平底刚性钻头,利用ABAQUS软件建立钻头旋压岩石的相互作用模型。基于Drucker-Prager本构模型以及岩石的试验力学参数,分析了岩石表面单元发生破坏时钻头对岩石径向应力和轴向应力分布规律,对钻头与岩石接触的中心位置和边缘位置的应力变化进行分析。结果表明:岩石与圆柱形钻头接触部分的边缘点失效早于中心点,中心点破坏时的峰值应力大于边缘点,钻头进尺位移达到0.060 3 mm时岩石中心点发生破坏,岩石在旋压作用下的应力是静态压入时的5倍,岩石轴向应力有效传递范围为16 mm,径向应力呈对称性分布,中心点处应力最小为17.74～23.55 MPa,0.533倍的应力半径达到峰值为51.31 MPa,约为砂岩抗压强度的三分之二。研究成果为圆柱平底刚性钻头旋压钻进岩石的耐磨性和可钻性评价提供理论基础。
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