科学技术与应用

高温环境下单齿破岩特性研究

高 清亮

中国石油集团长城钻探工程有限公司

叶 西安

中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院

张 弦

中国石油天然气股份有限公司辽河油田庆阳勘探开发分公司

刘 生旭

中国石油集团冀东油田新能源事业部

DOI: https://doi.org/10.59429/kxjsyy.v2i6.12231

Keywords: 高温地热井；单齿破岩；数值模拟；破岩效率

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Abstract

地热资源作为兼具清洁性与可再生性的新型能源，正受到世界各国的高度关注，地热钻井是地热资源开发的 核心环节。而 PDC 钻头在地热井开采中，由于地层硬度高和耐磨性极强的特点，容易出现 PDC 齿磨损、脱落等热 磨损失效现象，钻头进尺量不高，严重影响开采成本。为了探究 PDC 齿在高温环境下切削齿与岩石的相互作用规 律，进行 PDC 圆形齿刮切不同温度条件的花岗岩和砂岩试验和仿真。发现对于花岗岩和砂岩，温度升高会改变花岗 岩和砂岩内部结构，使岩石更容易破碎，同时齿面上的应力更均匀。对比不同齿面结构齿刃 Cpress 应力分布发现奔 驰齿与屋脊齿的应力波动更小，这使得切削齿的不平衡磨损程度更低，工作寿命更长。研究对于地热井钻头研制有 一定指导意义。

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References

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