气动冲旋钻头破岩过程仿真研究

【摘要】 运用有限元软件LS-DYNA对气动冲旋钻头一次冲击情况下的破岩过程进行了仿真研究,阐述了冲旋钻井过程中钻头与岩石互作用数值研究的相关问题,并对钻头破碎岩石的几个阶段进行了详细的描述。研究表明:钻头破碎岩石的过程分为四个阶段:①中心齿破碎岩石,形成破碎坑阶段。②第二排齿破碎岩石,形成破碎坑阶段。③边齿破碎岩石,形成破碎坑阶段。④整体破碎坑形成阶段。在冲击旋转作用下岩石破碎形态主要有三种:破碎坑、损伤区和无损伤区。钻头产生破碎坑区域越大,钻头破岩效率就越高;损伤区能不同程度地降低了岩石的强度,有利于旋转刮削破岩和下一次冲击破岩,文中所示钻头破碎岩石形成的破碎坑脊部过宽,不利于钻头刮削破碎岩石,原因是钻头部分牙齿之间距离过大。更多还原