【摘 要】
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双级牙轮式扩孔器作为水平定向穿越扩孔过程中最新出现的扩孔钻具类型,其与常规扩孔器相比,它通过改变井底岩石的应力场而提高扩孔效率、减少事故发生率,而合理的结构设计是
【机 构】
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西南石油大学机电工程学院,四川成都,610500;中国石油西南油气分公司采气四厂,重庆,402160
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双级牙轮式扩孔器作为水平定向穿越扩孔过程中最新出现的扩孔钻具类型,其与常规扩孔器相比,它通过改变井底岩石的应力场而提高扩孔效率、减少事故发生率,而合理的结构设计是确保发挥其技术优势的前提.本文基于有限元理论建立了双级牙轮式扩孔器破岩的数值仿真模型,分析了级差比、切削角度和切削距离对井底应力场的影响.研究表明:领眼井壁与扩眼井壁的破岩难度最大,较小级差比有利于领眼面岩石的破碎,较大级差比有利于扩眼面岩石的破碎;切削角度大于0°时,随着切削角度的增大,井底岩石破碎难度先减小后增大;切削距离的增大使岩石的破碎难度增加,破碎效率降低;最后对不同结构参数进行敏感性评价,得到切削角度对破碎井底岩石的影响最大,其次为级差比,影响因素最小的为切削距离.本文的研究工作对于正确认识双级牙轮式扩孔器的破碎机理以及指导其结构设计都具有重要价值.
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