基于UG/OPEN的PDC钻头切削参数仿真方法

况雨春, 陈玉中, 屠俊文, 张智

况雨春, 陈玉中, 屠俊文, 张智. 基于UG/OPEN的PDC钻头切削参数仿真方法[J]. 石油钻探技术, 2014, 42(4): 111-115. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.04.021
引用本文: 况雨春, 陈玉中, 屠俊文, 张智. 基于UG/OPEN的PDC钻头切削参数仿真方法[J]. 石油钻探技术, 2014, 42(4): 111-115. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.04.021
Kuang Yuchun, Chen Yuzhong, Tu Junwen, Zhang Zhi. Simulation of Cutting Parameters of PDC Bit Based on UG/OPEN[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2014, 42(4): 111-115. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.04.021
Citation: Kuang Yuchun, Chen Yuzhong, Tu Junwen, Zhang Zhi. Simulation of Cutting Parameters of PDC Bit Based on UG/OPEN[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2014, 42(4): 111-115. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.04.021

基于UG/OPEN的PDC钻头切削参数仿真方法

基金项目: 

国家自然科学“单次冲击加卸载后岩石全程动态本构特性及应用研究”(编号:51174173)资助。

详细信息
    作者简介:

    况雨春(1971- ),男,四川达州人,1994年毕业于西南石油学院机械工程专业,1999年获西南石油学院机械设计及理论专业博士学位,教授,主要从事计算机仿真、CAD/CAE/CFD技术在机械及石油工程中的应用等教学及科研工作。

  • 中图分类号: TE921+.1

Simulation of Cutting Parameters of PDC Bit Based on UG/OPEN

  • 摘要: 采用仿真方法进行PDC钻头切削参数的量化是钻头个性化设计的重要技术手段。为提高PDC钻头钻进仿真的效率及精度,并与钻头三维设计系统实现无缝连接,在PDC钻头切削参数理论及切削量计算方法的基础上,利用UG软件的布尔运算功能进行了二次开发,基于UG/OPEN快速获取切削量的原理建立了PDC钻头井底模型,将钻头的切削过程等效为几何结构的布尔减运算,通过数值运算获取切削体积、接触面积、切削力等参数。研究结果表明,切削参数仿真结果与既有数值方法仿真结果的变化趋势相同,并且具有更高的精度和仿真效率。基于UG/OPEN的PDC钻头切削参数仿真方法为切削参数获取提供了一种新的方法,可以为个性化PDC钻头的快速设计提供参考。
    Abstract: The quantification of PDC bit cutting parameters using simulation method is an important technique for drill bit customization.To improve the efficiency and accuracy of PDC bit drilling simulation and realize a seamless connection with 3D design system of drill bit,UG/OPEN was imported in the study.Based on PDC bit cutting parameters theory and original computing method of cutting volume,the Boolean operation of UG software was used for redevelopment.Meanwhile,the principle of UG/OPEN quick access to the cutting volume was utilized to build the bottomhole PDC bit model,In this way,the cutting process was simulated equivalent to the geometric Boolean subtraction,and numerical computation was made to obtain cutting volume,contact area,cutting force and other parameters.The study showed that the simulation of cutting parameters revealed the same tendency as the existing numerical simulation,and has higher accuracy and simulation efficiency.Therefore,the new method of cutting parameters simulation based on UG/OPEN provided a technical foundation for rapid customization of PDC bit.
  • [1] 陈国庆.PDC钻头的发展趋势[J].石油机械, 2003, 31(增刊1):103-106. Chen Guoqing.The development trend of PDC bit[J].China Petroleum Machinery, 2003, 31(supplement 1):103-106.
    [2] 田丰, 杨迎新, 任海涛, 等.PDC钻头切削齿工作区域及切削量的分析理论和计算方法[J].钻采工艺, 2009, 32(2):51-53. Tian Feng, Yang Yingxin, Ren Haitao, et al.Analytical theory and computational method of contact area and cutting volume of PDC bit cutters[J].Drilling Production Technology, 2009, 32(2):51-53.
    [3] 王亚萍, 况雨春, 杨高.基于MATLAB的PDC钻头几何学仿真模型[J].西南石油大学学报, 2007, 29(增刊2):116-118. Wang Yaping, Kuang Yuchun, Yang Gao.The geometry emulation model of PDC bit by using MATLAB[J].Journal of Southwest Petroleum University, 2007, 29(supplement 2):116-118.
    [4] 任海涛, 杨迎新, 陈炼, 等.PDC钻头钻进仿真系统数字化方法研究[J].西南石油大学学报:自然科学版, 2010, 32(5):26-29. Ren Haitao, Yang Yingxin, Chen Lian, et al.Research on the digital method of the PDC bit drilling progress simulation system[J].Journal of Southwest Petroleum University:Science Technology Edition, 2010, 32(5):26-29.
    [5] 廖忠民, 吴泽兵, 魏秦文.利用Pro/TOOLKIT计算PDC齿切削量参数[J].石油矿场机械, 2005, 34(1):47-50. Liao Zhongmin, Wu Zebing, Wei Qinwen.Calculating the cutting parameters of PDC bit with Pro/TOOLKIT[J].Oil Field Equipment, 2005, 34(1):47-50.
    [6] 刘凯, 夏继强, 石侃.基于UG的椭圆锥齿轮的仿真加工[J].机械传动, 2012, 36(8):112-115, 118. Liu Kai, Xia Jiqiang, Shi Kan.Simulation processing of elliptic bevel gear based on UG[J].Journal of Mechanical Transmission, 2012, 36(8):112-115, 118.
    [7] 邹德永, 张将海, 王瑞和.PDC钻头力学模型的试验研究[J].石油钻探技术, 2005, 33(2):41-43. Zou Deyong, Zhang Jianghai, Wang Ruihe.The experiment study on mechanical model of PDC bits[J].Petroleum Drilling Techniques, 2005, 33(2):41-43.
  • 期刊类型引用(6)

    1. 李东升,盖海峰,程鹏,李腾飞,樊祺章,孟广明,高平,肖贤明. 通过沥青含量定量评估过成熟页岩排油效率:以丁页5井龙马溪组页岩为例. 地球化学. 2023(04): 416-427 . 百度学术
    2. 谢鑫,付成林,丁少华,金晶,徐浩. 江苏油田联38块高效开发技术集成. 石油石化节能. 2021(06): 21-23+8-9 . 百度学术
    3. 李翔,周小庆,贺亚琼,徐文轩,高登启. 柯中107井提速工具优选与应用. 石化技术. 2020(07): 27+33 . 百度学术
    4. 方勇. 定向钻井提速技术分析及应用. 中国石油和化工标准与质量. 2019(01): 206-207 . 百度学术
    5. 汪伟,柳贡慧,李军,查春青,黄涛. 扭转冲击钻井工具的工作特性. 断块油气田. 2019(03): 385-388 . 百度学术
    6. 焦小光. 哈萨克斯坦北特鲁瓦油田“一体化”井钻井液技术. 钻井液与完井液. 2018(03): 79-83 . 百度学术

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-16
  • 修回日期:  2014-05-24
  • 刊出日期:  1899-12-31

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