PDC钻头破碎岩石的力学分析与机理研究
| 摘要 | 第1-8页 |
| ABSTRACT | 第8-14页 |
| 第一章 绪论 | 第14-20页 |
| §1.1 研究的目的和意义 | 第14-15页 |
| §1.2 国内外研究现状和发展趋势 | 第15-17页 |
| ·岩石破碎机理研究的现状分析 | 第15页 |
| ·PDC与岩石作用的现状分析 | 第15-16页 |
| ·PDC钻头钻进能力研究的现状分析 | 第16-17页 |
| ·发展趋势及存在问题 | 第17页 |
| §1.3 论文主要研究内容和方法 | 第17-20页 |
| ·研究内容 | 第17-18页 |
| ·研究目标 | 第18页 |
| ·拟解决的关键科学问题 | 第18页 |
| ·研究方法 | 第18-19页 |
| ·技术路线 | 第19-20页 |
| 第二章 PDC钻头受力分析 | 第20-40页 |
| §2.1 表面力作用下弹性半空间体的应力和变形 | 第20-23页 |
| ·弹性半空间体表面受法向集中力作用 | 第20-22页 |
| ·弹性半空间体表面受水平向集中力作用 | 第22-23页 |
| §2.2 圆柱体压入岩石的接触压力 | 第23-28页 |
| ·法向载荷与位移的关系 | 第23-24页 |
| ·刚性圆柱体平底压入岩石的接触压力 | 第24-26页 |
| ·刚性圆柱体柱面压入岩石的接触压力 | 第26-28页 |
| §2.3 单个PDC与岩石作用的受力分析 | 第28-35页 |
| ·斜镶圆柱体PDC垂直压入岩石的受力分析 | 第28-33页 |
| ·斜镶圆柱体PDC水平压入岩石的受力分析 | 第33页 |
| ·单个PDC斜向压入岩石的受力分析 | 第33-35页 |
| §2.4 PDC钻头的受力分析 | 第35-39页 |
| ·绳索取心PDC钻头的受力分析 | 第36-37页 |
| ·全面PDC钻头的受力分析 | 第37-39页 |
| 本章小结 | 第39-40页 |
| 第三章 PDC岩石破碎机理分析 | 第40-65页 |
| §3.1 岩石力学性质概述 | 第40-43页 |
| ·岩石的单轴抗压强度 | 第40-41页 |
| ·岩石的硬度 | 第41-42页 |
| ·岩石的脆塑性 | 第42-43页 |
| §3.2 PDC钻进的岩石破碎机理分析 | 第43-48页 |
| ·PDC钻进的岩石破碎特点分析 | 第43-44页 |
| ·PDC片在垂直压力作用下的岩石破碎过程分析 | 第44-45页 |
| ·PDC片在水平力作用下的岩石破碎过程分析 | 第45页 |
| ·PDC片在双向力作用下的岩石破碎过程分析 | 第45-46页 |
| ·PDC片的破岩功耗分析 | 第46-48页 |
| ·组合PDC作用下的岩石破碎过程分析 | 第48页 |
| §3.3 PDC钻进的岩石破碎条件 | 第48-56页 |
| ·PDC压入时的岩石破碎条件 | 第49-51页 |
| ·PDC切削时的岩石破碎条件 | 第51-55页 |
| ·切削系数 | 第55-56页 |
| §3.4 PDC几何特性对岩石破碎效果的影响 | 第56-63页 |
| ·非整形PDC几何形状的影响 | 第56-60页 |
| ·PDC磨损的影响 | 第60-62页 |
| ·PDC几何布置方式的影响 | 第62-63页 |
| 本章小结 | 第63-65页 |
| 第四章 PDC钻头钻进岩石的试验研究 | 第65-80页 |
| §4.1 PDC和岩石的性能测试 | 第65-68页 |
| ·试验用PDC的性能测试 | 第65-66页 |
| ·试验用岩石的性能测试 | 第66-68页 |
| §4.2 PDC片破碎岩石的室内试验研究 | 第68-74页 |
| ·试验仪器装置与材料 | 第68页 |
| ·PDC几何形状的影响 | 第68-71页 |
| ·PDC组合数量的影响 | 第71-72页 |
| ·PDC排列结构特性的影响 | 第72-74页 |
| §4.3 PDC钻头钻进岩石的台架试验研究 | 第74-76页 |
| §4.4 PDC钻头钻进岩石的生产试验研究 | 第76-78页 |
| 本章小结 | 第78-80页 |
| 第五章 PDC钻进岩石破碎机理的数值分析 | 第80-98页 |
| §5.1 概述 | 第80-82页 |
| §5.2 单个PDC压入切削岩石过程的模拟仿真 | 第82-88页 |
| ·几何模型与材料模型 | 第82-83页 |
| ·接触分析与网格划分 | 第83页 |
| ·载荷设置 | 第83-84页 |
| ·结果分析 | 第84-85页 |
| ·压入深度对接触压力的影响 | 第85-88页 |
| §5.3 PDC几何特性对岩石破碎效果的影响 | 第88-93页 |
| ·非整形PDC尺寸的影响 | 第88-90页 |
| ·PDC磨损高度的影响 | 第90-93页 |
| §5.4 组合PDC数量和预破碎对钻进效果的影响 | 第93-97页 |
| ·PDC压入深度对岩石预破碎效果的影响 | 第93-94页 |
| ·组合PDC压入岩石对预破碎区的影响 | 第94-95页 |
| ·组合PDC数量对岩石破碎效果的影响 | 第95-97页 |
| 本章小结 | 第97-98页 |
| 第六章 结论与展望 | 第98-101页 |
| §6.1 主要结论 | 第98-99页 |
| §6.2 特色与创新点 | 第99页 |
| §6.3 研究展望 | 第99-101页 |
| 致谢 | 第101-102页 |
| 参考文献 | 第102-106页 |
