旋冲钻井破岩力学模型的研究

蒋宏伟 刘永胜 翟应虎 潘　洁

中国石油大学（北京）石油与天然气工程学院，北京　102249；2．长庆石油勘探局工程技术研究院，陕西西安　710021

旋冲钻井技术可有效提高硬地层、易斜地层的机械钻速。以弹性力学、波动理论和冲击动力学为基础，采用室内试验和力学理论相结合的研究方法，建立了旋冲钻井破岩力学模型。在该模型的建立过程中，首先根据冲击器的工作原理，结合冲击动力学，对旋冲钻井中冲击动载作用下的破岩过程进行了简化；假设岩石为弹性介质，根据弹性力理论，分析了轴向力和剪切力作用下岩石的受力状态；对在室内进行的载荷侵入深度曲线的试验结果进行分析，得出岩石所受外载荷与侵入深度成一定的线性关系；结合波动理论，分析了冲击动载作用下岩石的应力状态。建立的破岩力学模型对旋冲钻井的进一步发展具有重要的现实意义。