基于钻柱振动特性的各向异性页岩破碎机理研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 论文的研究背景和意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-14页 |
| 1.2.1 PDC钻头破碎岩石机理研究现状 | 第10-11页 |
| 1.2.2 页岩破碎机理及力学特性研究 | 第11-13页 |
| 1.2.3 钻柱动力学研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 论文的研究内容、技术路线及创新点 | 第14-17页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第14-15页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第15-16页 |
| 1.3.3 创新点 | 第16-17页 |
| 第2章 四川龙马溪组页岩力学特性研究 | 第17-30页 |
| 2.1 岩样制备 | 第17-18页 |
| 2.2 岩石强度实验研究 | 第18-23页 |
| 2.2.1 岩石抗拉强度 | 第18-20页 |
| 2.2.2 岩石抗压强度 | 第20页 |
| 2.2.3 页岩应力应变实验测试 | 第20-23页 |
| 2.3 岩石弹塑性本构 | 第23-29页 |
| 2.3.1 弹性阶段本构关系 | 第23-27页 |
| 2.3.2 弹塑性参数测试方法 | 第27-29页 |
| 2.4 本章小结 | 第29-30页 |
| 第3章 钻柱系统动力学理论及相似准则 | 第30-37页 |
| 3.1 钻柱受力特征 | 第30-32页 |
| 3.1.1 钻柱轴向受力分析 | 第30页 |
| 3.1.2 钻柱扭矩分析 | 第30-31页 |
| 3.1.3 钻柱弯矩分析 | 第31页 |
| 3.1.4 钻柱受力的静力学模型 | 第31-32页 |
| 3.2 直线梁模型的钻柱动力学研究 | 第32-34页 |
| 3.2.1 基本假设及边界条件 | 第32页 |
| 3.2.2 直线梁模型 | 第32-34页 |
| 3.3 相似准则 | 第34-36页 |
| 3.4 本章小结 | 第36-37页 |
| 第4章 页岩破碎机理室内实验研究 | 第37-57页 |
| 4.1 室内实验设计原理 | 第37-38页 |
| 4.2 实验台架 | 第38-43页 |
| 4.2.1 台架总体结构 | 第38-41页 |
| 4.2.2 模拟钻进装置 | 第41-42页 |
| 4.2.3 岩样制备 | 第42-43页 |
| 4.3 实验方案 | 第43-44页 |
| 4.3.1 实验方法及步骤 | 第43-44页 |
| 4.3.2 实验参数组合方案 | 第44页 |
| 4.4 钻头-页岩破碎实验结果分析 | 第44-49页 |
| 4.4.1 不同节理倾角时钻压的变化特征 | 第44-46页 |
| 4.4.2 不同节理倾角时钻柱扭矩的变化特征 | 第46-48页 |
| 4.4.3 不同节理倾角时岩样切削量的变化特征 | 第48-49页 |
| 4.5 钻杆-钻头-页岩破碎实验结果分析 | 第49-56页 |
| 4.5.1 转速对钻井参数大小的影响分析 | 第49页 |
| 4.5.2 节理倾角对钻井参数大小的影响分析 | 第49-51页 |
| 4.5.3 节理倾角对钻井参数振动特性的影响分析 | 第51-53页 |
| 4.5.4 节理倾角对岩屑量的影响分析 | 第53-55页 |
| 4.5.5 钻头位移的变化特征分析 | 第55-56页 |
| 4.6 本章小结 | 第56-57页 |
| 第5章 微型PDC钻头破岩数值模拟研究 | 第57-73页 |
| 5.1 钻头-岩石有限元模型建立 | 第57-60页 |
| 5.1.1 建立几何模型 | 第57-58页 |
| 5.1.2 设置材料属性 | 第58页 |
| 5.1.3 划分网格 | 第58-59页 |
| 5.1.4 设置约束及边界条件 | 第59-60页 |
| 5.2 钻头-岩石仿真结果分析 | 第60-67页 |
| 5.2.1 钻压基本变化特征分析 | 第61-64页 |
| 5.2.2 扭矩基本变化特征分析 | 第64-67页 |
| 5.3 钻柱-钻头-岩石有限元模型建立 | 第67-68页 |
| 5.3.1 建立几何模型 | 第67页 |
| 5.3.2 设置材料属性 | 第67页 |
| 5.3.3 划分网格 | 第67-68页 |
| 5.3.4 设置约束及边界条件 | 第68页 |
| 5.4 钻柱-钻头-岩石仿真结果分析 | 第68-72页 |
| 5.4.1 钻柱上结点受力特征分析 | 第70-71页 |
| 5.4.2 钻头本体运动特征分析 | 第71-72页 |
| 5.5 本章小结 | 第72-73页 |
| 第6章 结论 | 第73-75页 |
| 6.1 研究成果 | 第73-74页 |
| 6.2 展望 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
| 附录 | 第76-81页 |
| 参考文献 | 第81-85页 |
| 攻读硕士期间发表的论文及科研成果 | 第85页 |
