| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-24页 |
| 1.1 研究背景 | 第9页 |
| 1.2 研究目的与意义 | 第9-10页 |
| 1.2.1 研究目的 | 第9-10页 |
| 1.2.2 研究意义 | 第10页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第10-19页 |
| 1.3.1 单牙轮钻头国内外发展现状 | 第11-14页 |
| 1.3.2 PDC钻头国内外发展现状 | 第14-15页 |
| 1.3.3 单牙轮-PDC双级钻头国内外研究现状 | 第15-19页 |
| 1.3.4 小结 | 第19页 |
| 1.4 岩石破碎机理研究的现状分析 | 第19-20页 |
| 1.5 主要研究内容和技术路线 | 第20-23页 |
| 1.5.1 主要研究内容 | 第20-21页 |
| 1.5.2 本文创新点 | 第21-22页 |
| 1.5.3 技术路线 | 第22-23页 |
| 1.6 本章小结 | 第23-24页 |
| 第2章 双级钻头破岩机理与切削结构受力分析 | 第24-37页 |
| 2.1 单牙轮-PDC双级钻头的提出与结构简介 | 第24-25页 |
| 2.2 双级钻头破岩机理研究 | 第25-31页 |
| 2.2.1 牙轮切削结构的破岩机理 | 第25-28页 |
| 2.2.2 PDC切削结构的破岩机理 | 第28-30页 |
| 2.2.3 双级钻头的破岩机理 | 第30-31页 |
| 2.3 双级钻头切削结构受力分析 | 第31-36页 |
| 2.3.1 破岩时双级钻头牙轮切削结构的受力分析 | 第31-34页 |
| 2.3.2 破岩时双级钻头PDC切削结构的受力分析 | 第34-36页 |
| 2.4 本章小结 | 第36-37页 |
| 第3章 单牙轮-PDC双级钻头的井底应力场仿真分析 | 第37-51页 |
| 3.1 阶梯井底岩石的有限元建模 | 第37-41页 |
| 3.1.1 有限元软件简介 | 第37-38页 |
| 3.1.2 阶梯井底与常规井底模型建立 | 第38-39页 |
| 3.1.3 岩石材料本构模型 | 第39-40页 |
| 3.1.4 仿真基本假设 | 第40页 |
| 3.1.5 边界条件设置 | 第40-41页 |
| 3.2 阶梯井底应力场分析 | 第41-46页 |
| 3.2.1 阶梯井底应力云图 | 第41页 |
| 3.2.2 阶梯井底应力场应力曲线 | 第41-44页 |
| 3.2.3 阶梯井底与常规井底等效应力对比分析 | 第44-46页 |
| 3.3 钻扩比对阶梯井底应力场的影响 | 第46-48页 |
| 3.3.1 钻扩比的定义 | 第46页 |
| 3.3.2 不同钻扩比条件下井底应力场对比分析 | 第46-47页 |
| 3.3.3 不同钻扩比条件下领眼井壁夹心损伤现象及应力影响范围分析 | 第47-48页 |
| 3.4 两级破岩结构相对高度对井底应力场的影响 | 第48-50页 |
| 3.4.1 双级破岩结构相对高度的定义 | 第48页 |
| 3.4.2 井底应力场对比分析 | 第48-49页 |
| 3.4.3 领眼井壁夹心损伤现象及应力影响范围对比分析 | 第49-50页 |
| 3.5 本章小结 | 第50-51页 |
| 第4章 单牙轮-PDC双级钻头与PDC钻头的破岩对比分析 | 第51-66页 |
| 4.1 双级钻头和PDC钻头的破岩仿真模型建立 | 第51-55页 |
| 4.1.1 三维模型和有限元模型 | 第51-53页 |
| 4.1.2 仿真基本假设 | 第53页 |
| 4.1.3 硬地层岩石参数 | 第53页 |
| 4.1.4 约束与载荷 | 第53-55页 |
| 4.1.5 单牙轮-PDC双级钻头多体连接设置 | 第55页 |
| 4.2 单牙轮-PDC双级钻头破岩钻进的仿真结果分析 | 第55-58页 |
| 4.2.1 轴向位移分析 | 第55-56页 |
| 4.2.2 钻进瞬时速度分析 | 第56-57页 |
| 4.2.3 扭矩分析 | 第57-58页 |
| 4.3 单牙轮-PDC双级钻头与常规PDC钻头仿真对比分析 | 第58-63页 |
| 4.3.1 岩石应力场与应变对比分析 | 第58-60页 |
| 4.3.2 轴向位移对比分析 | 第60-61页 |
| 4.3.3 扭矩对比分析 | 第61-62页 |
| 4.3.4 加速度对比分析 | 第62-63页 |
| 4.4 单牙轮-PDC双级钻头与双级PDC钻头仿真结果对比分析 | 第63-64页 |
| 4.4.1 扭矩对比分析 | 第63-64页 |
| 4.4.2 加速度对比分析 | 第64页 |
| 4.5 本章小结 | 第64-66页 |
| 第5章 钻扩比和相对高度对双级钻头破岩特性的影响分析 | 第66-75页 |
| 5.1 钻扩比不同对破岩特性影响 | 第66-70页 |
| 5.1.1 几何模型及有限元模型的建立 | 第66-68页 |
| 5.1.2 仿真结果对比分析 | 第68-70页 |
| 5.2 两级破岩结构相对高度对破岩特性影响 | 第70-73页 |
| 5.2.1 几何模型及有限元模型的建立 | 第70-71页 |
| 5.2.2 仿真结果对比分析 | 第71-73页 |
| 5.3 本章小结 | 第73-75页 |
| 第6章 结论与展望 | 第75-78页 |
| 6.1 结论和成果 | 第75-76页 |
| 6.2 思考和展望 | 第76-78页 |
| 致谢 | 第78-79页 |
| 参考文献 | 第79-83页 |
| 附录A: 仿真分析主要INPUT下文件 | 第83-88页 |
| 附录B: 攻读硕士期间的科研成果及参加科研项目 | 第88页 |
