粒子鉆井數(shù)值模擬與破巖機理研究.pdf

1、本文研究內(nèi)容主要分為兩大部分，含粒子鉆井液射流井底流場數(shù)值模擬和含初始裂紋巖石破壞過程數(shù)值模擬。
　　 含粒子鉆井液射流流場分析分為噴射性能分析和入射參數(shù)分析兩個部分。本文使用ANSYS Workbench14.0建立井底流場模型、并采用離散相方法進行流場的數(shù)值模擬。首先通過觀察粒子軌跡、速度矢量和壓力分布等參數(shù)變化，分別針對自然射流區(qū)、沖擊區(qū)、上返區(qū)、渦流區(qū)和漫流區(qū)進行分析;然后通過研究井底流場粒子排出情況、井底壓力分布情況和

2、井底流場分布情況，分析并總結(jié)小鋼珠直徑、小鋼珠所占體積分數(shù)、泵壓和圍壓這四個基本參數(shù)變化對粒子鉆井效果產(chǎn)生的影響;最后對井底流場模型進行適當?shù)男薷?，通過對井底流場壓力、速度和粒子軌跡等參數(shù)的研究，分析鉆頭轉(zhuǎn)速對射流性能的影響，進而優(yōu)化目標鉆進參數(shù)。
　　 對含初始裂紋巖石破壞過程數(shù)值模擬是使用ABAQUS非線性有限元軟件進行數(shù)值模擬的。通過模擬XFEM裂紋隨著時間變化而發(fā)生破壞的過程，發(fā)現(xiàn)巖石模型在壓縮載荷作用下主要破壞形式是裂