单个磨料颗粒冲击岩石过程的数值模拟研究

王明波 王瑞和 陈炜卿

中国石油大学（华东）石油工程学院，山东东营257061；2.川庆钻探工程有限公司钻采工艺技术研究院，四川德阳618300

根据连续介质力学和有限元理论，给出了磨料水射流破岩系统中磨料颗粒和岩石的控制方程及相应的有限元列式，建立了适用于磨料水射流破岩全过程分析的岩石损伤模型。数值计算的结果较真实地反映了磨料水射流破岩过程中岩石动态响应特性的演化过程，普通磨料水射流破碎岩石的主要形式是磨料颗粒冲击压力波所产生的拉伸破坏。数值计算与相关试验结果基本吻合，表明该分析方法是可行的，可用来指导磨料水射流破岩理论的进一步研究及应用。