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作者：张志;刘伟吉;梁红军;田万顷;刘会良;周保成;胡海;
单位：中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术中心;新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心;中国石油塔里木油田分公司;新疆超深油气重点实验室;西南石油大学机电工程学院;
摘要：为进一步提高PDC钻头在白云岩地层中的钻进性能，以硅质白云岩为实验对象，利用有限元方法建立了非均质硅质白云岩模型，建立了围压条件下的单齿切削模型，开展了高围压条件下平面齿、斧形齿与多棱齿切削破碎硅质白云岩的数值模拟实验，并对3种PDC齿的切削性能进行了研究。通过模拟结果可知，斧形齿与多棱齿的切削力曲线更平稳、波动小，切削力的峰值也更小，即斧形齿与多棱齿的抗冲击能力更强;切削齿的切削力会随围压的增大而增大，但围压的增大只会增加切削齿破坏岩石的能量需求，而不会改变切削力的波峰与波谷的分布区间;斧形齿在钻进硅质白云岩地层时需要的钻压更小，并且其受到的轴向冲击更小，侵入硅质白云岩地层更为容易。该结论能为兼备攻击性、抗冲击性强、适用于白云岩地层的PDC钻头布齿设计提供理论基础。
关键词：白云岩;;PDC异形齿;;围压;;破岩效率
基金资助：中国石油天然气股份有限公司2023年第二批科技项目“复杂超深井钻井关键配套技术研究与应用”(T202315)
