泥包对破岩效率影响的PDC 单齿切削模型研究

PDC 钻头泥页岩地层钻进易发生泥包，严重影响机械钻速。钻进性能的变化归根结底源于切削齿与地层的 相互作用，但是目前建立的单齿切削模型考虑的因素不全面，并不适用于钻头发生泥包的情况。建立了PDC 钻头分 别发生切削齿泥包和钻头整体泥包时的单齿切削模型，模型全面考虑了围压、切削齿倒角面、切削齿后底面、岩屑破碎 带等因素，通过实例计算、利用前人实验数据验证了模型计算结果的可靠性。最后利用模型量化分析了泥包对破岩效 率的影响规律，结果发现切削齿泥包和钻头泥包均严重影响破岩效率，且后者影响程度更大；切削齿泥包中，围压和 “泥包团”长度对破岩效率影响显著，破岩效率均随两者的增大而减小；钻头泥包中，泥包面积对破岩效率影响显著， 破岩效率随泥包面积的增大而减小。