混合钻头破岩特性研究

作者：吴泽兵; 吕澜涛; 张帅; 王勇勇; 潘玉杰

来源：石油机械, 2020, 48(02): 35-41.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2020.02.006

• 混合钻头
• PDC钻头
• 牙轮钻头
• Drucker-Prager
• 破岩量
• 破岩特性
• 有限元分析

现有的常规PDC钻头和牙轮钻头均无法满足深硬地层、难钻性地层以及软硬交错地层的破岩要求。混合钻头在国内外的成功应用证明其具有较好的破岩效果,但对其破岩特性的研究还不够深入,导致混合钻头设计优化和推广受限。鉴于此,基于有限元分析法和弹塑性力学理论,以Drucker-Prager准则为岩石的本构关系,建立了混合钻头破岩仿真模型,开展了混合钻头破岩特性研究。研究结果表明:混合钻头破岩量大于单个PDC钻头和单个牙轮钻头破岩总量之和,这与现场结论一致;牙轮主导型混合钻头适用于硬地层,PDC主导型混合钻头适用于软地层;混合钻头破岩特性与其自身结构有关。混合钻头破特性研究为促进混合钻头的优化设计和混合钻头的现场应用奠定了基础。

• 单位
  西安石油大学