基于开挖方法的井底应力场有限元模型.pdf

第 卷 第 期 石 油 学 报 ! # ,-./! +-/# ! ! ! 年 月 ! !$$# %% !#! $%#’(%)*)+)! +-0/ !$$# 文章编号! # $ $!)!#(!$$# $#$%$’ 基于开挖方法的井底应力场有限元模型 ! %! % ! 彭 烨 沈忠厚 樊胜华 ! ! ! # 中国石油大学石油工程学院 山东东营 胜利石油管理局钻井工艺研究院 山东东营 $ %/ !)$#! !/ !)$% ! ! ! ! ! 摘要!基于开挖方法的基本思想卸载过程的实现方法和有限元理论#采用三维八节点单元类型适合岩土材料的脆性非线性材料 模型#利用井底模型的 $ 作为井底有限元模型#用 个时间步模拟开钻前钻进和井底形成后的 种状态%分析结果表明#井壁 %’ 外岩石的径向应力和周向应力都随着半径的增大逐渐变为地层的原始地应力#它们的曲线形成喇叭形’ (型井底中心区域存在卸 5 载效应#适当利用卸载效应有利于提高破岩工具的破岩效率和机械钻速%靠近井壁区域存在应力集中现象#岩石可钻性变差#这是 $B钻头外侧易损坏的原因%钻头外侧布齿应加强#以提高钻头的寿命和进尺% 关键词!钻井井底应力场有限元法数值分析开挖方法钻头设计 中图分类号! 文献标识码! #%!% ! ! ! ! ! ’#’$)))4)#$47).%0#0W’# 1$%)11.’)7. : ( 3$$4 +)301)7#)T*020$’# 4)$+7 ( # %! % ! $=8 C= *=8?-8 -A @48*=8 A4 9 ! 9 ! 9 ) # # # %!3),,)