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  ·空氣鉆井中動態(tài)破巖有限元仿真研究


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上傳時(shí)間:2010-12-19 16:38:33

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:空氣鉆井技術(shù)是以空氣作為循環(huán)介質(zhì)的欠平衡鉆井技術(shù),其鉆頭的破巖形式與常規(guī)泥漿鉆井有很大的區(qū)別。
在巖石力學(xué)和彈塑性力學(xué)的基礎(chǔ)上,考慮巖石材料的各項(xiàng)異性、地層傾角、鉆頭與巖石間摩擦因數(shù)等影響因素,
采用有限元方法建立空氣鉆井中全尺寸PDC 鉆頭動態(tài)破巖的非線性動力學(xué)三維模型。通過對空氣鉆井中巖石的破
壞機(jī)制和鉆頭動態(tài)破巖過程的研究以及對破巖后形成井眼、井壁和井底巖石應(yīng)力應(yīng)變的分析。結(jié)果表明:井底巖
石受到較大拉應(yīng)力的作用,使得空氣鉆井中破巖速度更快;干燥空氣鉆成的井眼井壁穩(wěn)定性較好,但是一旦發(fā)生
井壁不穩(wěn)定性,井壁巖石將成塊掉落。最后通過對鉆頭上隨時(shí)間變化的位移分析,得到鉆進(jìn)各向異性地層巖石的
井斜和方位的變化規(guī)律。本模型為空氣鉆井的破巖機(jī)制、井斜變化規(guī)律以及井壁穩(wěn)定性研究提供一種新的方法,
為鉆頭和鉆具設(shè)備的研制、優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
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