| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-20页 |
| 1.1 研究背景 | 第9-10页 |
| 1.2 研究目的与意义 | 第10页 |
| 1.3 PDC-牙轮复合钻头的国内外研究综述 | 第10-17页 |
| 1.3.1 PDC-牙轮复合钻头的结构设计 | 第10-14页 |
| 1.3.2 PDC-牙轮复合钻头的仿真研究 | 第14-15页 |
| 1.3.3 PDC-牙轮复合钻头现场应用情况 | 第15-16页 |
| 1.3.4 PDC-牙轮复合钻头国内外综述小结 | 第16-17页 |
| 1.4 岩石破碎机理研究的现状分析 | 第17-18页 |
| 1.5 主要研究内容和研究路线 | 第18-19页 |
| 1.5.1 主要研究内容 | 第18-19页 |
| 1.5.2 研究路线 | 第19页 |
| 1.6 本章小结 | 第19-20页 |
| 第2章 PDC-牙轮复合钻头破岩过程分析 | 第20-29页 |
| 2.1 PDC-牙轮复合钻头结构简介 | 第20-21页 |
| 2.2 PDC-牙轮复合钻头工作原理 | 第21-28页 |
| 2.2.1 PDC切削结构的破岩机理 | 第21-23页 |
| 2.2.2 牙轮切削结构的破岩机理 | 第23-26页 |
| 2.2.3 复合钻头中PDC和牙轮切削结构复合破岩 | 第26-28页 |
| 2.3 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 PDC-牙轮复合钻头破岩力学特性的理论研究 | 第29-44页 |
| 3.1 PDC-牙轮复合钻头切削齿接触压力分析 | 第29-32页 |
| 3.1.1 PDC切削齿接触压力分析 | 第29-31页 |
| 3.1.2 牙轮切削齿接触压力分析 | 第31-32页 |
| 3.2 PDC-牙轮复合钻头钻井系统模型 | 第32-33页 |
| 3.3 复合钻头破岩钻井系统模型简化 | 第33-34页 |
| 3.4 PDC-牙轮复合钻头破岩受力分析 | 第34-42页 |
| 3.4.1 复合钻头的PDC切削结构单独刮切岩石受力分析 | 第34-37页 |
| 3.4.2 复合钻头的牙轮切削结构单独破碎岩石受力分析 | 第37-39页 |
| 3.4.3 两种切削结构复合作用下钻头破岩的受力分析 | 第39-41页 |
| 3.4.4 复合钻头与PDC钻头破岩受力对比分析 | 第41-42页 |
| 3.5 PDC-牙轮复合钻头破岩钻进的控制方程 | 第42页 |
| 3.6 本章小结 | 第42-44页 |
| 第4章 PDC-牙轮复合钻头破岩有限元建模方法与验证 | 第44-60页 |
| 4.1 复合钻头破岩台架实验 | 第44-47页 |
| 4.1.1 台架实验装置及载荷测试原理 | 第44-46页 |
| 4.1.2 复合钻头破岩载荷测试 | 第46-47页 |
| 4.2 复合钻头破岩有限元建模 | 第47-55页 |
| 4.2.1 软件简介 | 第47-48页 |
| 4.2.2 有限元模型的建立 | 第48-49页 |
| 4.2.3 仿真基本假设 | 第49页 |
| 4.2.4 材料模型 | 第49-51页 |
| 4.2.5 非线性接触模型 | 第51-52页 |
| 4.2.6 边界条件 | 第52-54页 |
| 4.2.7 有限元模型求解算法 | 第54-55页 |
| 4.3 仿真分析结果与台架实验结果对比 | 第55-59页 |
| 4.3.1 机械钻速为1.43m/h时的结果验证 | 第55-56页 |
| 4.3.2 机械钻速为2.27m/h时的结果验证 | 第56-57页 |
| 4.3.3 机械钻速为4.12m/h时的结果验证 | 第57页 |
| 4.3.4 机械钻速为6.49m/h时的结果验证 | 第57-58页 |
| 4.3.5 有限元模型的验证 | 第58-59页 |
| 4.4 本章小结 | 第59-60页 |
| 第5章 深部硬地层复合钻头与PDC钻头破岩对比分析 | 第60-72页 |
| 5.1 深部硬地层复合钻头和PDC钻头破岩仿真模型建立 | 第60-63页 |
| 5.1.1 几何模型及有限元模型 | 第60-62页 |
| 5.1.2 仿真基本假设 | 第62页 |
| 5.1.3 硬地层岩石参数 | 第62页 |
| 5.1.4 边界条件 | 第62-63页 |
| 5.1.5 复合钻头多体连接设置 | 第63页 |
| 5.2 仿真结果对比分析 | 第63-70页 |
| 5.2.1 岩石应力场分析 | 第64-66页 |
| 5.2.2 扭矩分析 | 第66-68页 |
| 5.2.3 角速度和位移分析 | 第68-69页 |
| 5.2.4 加速度分析 | 第69-70页 |
| 5.5 本章小结 | 第70-72页 |
| 第6章 复合钻头复合结构相对高度对破岩的影响 | 第72-81页 |
| 6.1 复合结构相对高度的定义 | 第72-73页 |
| 6.2 相对高度匹配方式选择的理论分析 | 第73页 |
| 6.3 复合结构相对高度对复合钻头受力特性的影响 | 第73-75页 |
| 6.4 相对高度不同的复合钻头破碎硬地层仿真研究 | 第75-80页 |
| 6.4.1 几何模型的建立 | 第75-76页 |
| 6.4.2 有限元模型建立 | 第76页 |
| 6.4.3 破岩扭矩仿真结果分析 | 第76-78页 |
| 6.4.4 钻头纵向加速度仿真结果分析 | 第78-80页 |
| 6.5 本章小结 | 第80-81页 |
| 第7章 结论与展望 | 第81-83页 |
| 7.1 结论及成果 | 第81-82页 |
| 7.2 思考及展望 | 第82-83页 |
| 致谢 | 第83-84页 |
| 参考文献 | 第84-88页 |
| 附录A：仿真分析主要INPUT下文件 | 第88-93页 |
| 附录B：攻读硕士期间的科研成果及参加科研项目 | 第93页 |
