预测钻头刀片的磨损,对石油公司的钻探效率提高,成本和钻探周期降低,是非常重要的。该问题已经通过在钻探形成间隔处评估钻头的磨损率来解决。尽管此技术有时可以很好地说明钻头的磨损情况,但许多现象(例如钻头结球和钻头的高振动)可能会产生误导性的结果,从而影响这些技术的可靠性。因此,有必要通过建模和理论方法来开发一种有效的钻头磨耗率预测工具。本文结合了 PDC钻头磨损评估的案例研究和无因次钻孔参数方法,将其作为监测PDC钻头磨损的指示工具。将结果与钻头的定性齿磨损指数进行了比较,并在有限的情况下得到了一致的结论。案例研究不包括形成钻头的材料的机械性能,因此需要一个磨损模型来将钻孔参数与形成钻头的材料的机械性能结合起来。对多晶金刚石压片机和岩石进行了仿真建模,以研究两种不同的情况。首先是对硬岩切割进行有限元分析。为了优化使用多晶金刚石复合片(PDC)刀具的钻孔过程,了解切削工具与岩石之间的相互作用非常重要。为了解释刀具岩石接触的行为,岩石破裂和破碎,使用了 ANSYS2D-AUTODYN。对二维单PDC刀具和岩石进行建模,以模拟正交切削过程,并观察花岗岩和玄武岩岩石上的切削深度(DOC)和后倾角等不同参数的结果。第二种情况是钻硬岩时单多晶金刚石复合片(PDC)钻头刀具的磨损率。该项目旨在研究刀具后倾角和刀具尺寸对硬地层中PDC刀具磨损率的影响。因为地层的磨蚀性和冲击载荷损坏导致刀具过度磨损,常规的PDC钻头经常在坚硬的地层中失效。该研究的重点是使用13毫米和16毫米PDC刀具的单刀测试,以研究后倾角和刀形对硬质合金(花岗岩)的影响。在恒定的作用力和速度下模拟钻孔操作。PDC刀具的理论基础是根据刀具-岩石相互作用模型和Merchant的正交切削模型进行研究的。使用基于岩石力学的ANSYS,使用单个PDC刀具进行岩石破碎的3D模拟模型,以分析刀具下方的应力。使用磨损模型分析了后倾角和PDC刀具尺寸对刀具磨损率的影响。