基于UGoPEN的PDC钻头切削参数仿真方法.pdf

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1、第42卷第4期石油钻探技术Vo1．42No．42014年7月PETR0LEUMDRILLINGTECHNIQUESJu1．，2014．_钻采机械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况雨春，陈玉中，屠俊文，张智。(1．西南石油大学机电工程学院，四川成都610500；2．中国石油技术开发公司，北京100009；3．中国石油西南油气田分公司采气工程研究院，四川广汉61830O)摘要：采用仿真方法进行PDC钻头切削参数的量化是钻头个

2、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PIN；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

3、的方法，可以为个性化PDC钻头的快速设计提供参考。关键词：PDC钻头切削参数仿真中图分类号：TE921．1文献标识码：A文章编号：1001—0890(2014)04—0111—05SimulationofCuttingParametersofPDCBitBasedonUG／OPENKuangYuchun，ChenYuzhong1，TuJunwen2，ZhangZhi。(1．School0fMechatronicEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，Cengdu，Sich

4、uan，610500，China；2．ChinaPetroleumTechnologyandDevelopmentCorporation，Beijing，100009，China；3．GasPr0一ductionEngineeringResearchInstitute，PetroChinaSouthwestOZ＆GasFieldCompany，Guanghan，Si—chuan，618300，Cina)Abstract：ThequantificationofPDCbitcuttingparametersusing

5、simulationmethodiSanimportanttechniquefordrillbitcustomization．ToimprovetheefficiencyandaccuracyofPDCbitdrillingsimulationandrealizeaseamlessconnectionwith3Ddesignsystemofdrillbit，UG／OPENwasimportedinthestudy．BasedonPDCbitcuttingparameterstheoryandorigina1com

6、putingmethodofcuttingvolume，theBooleanoperationofUGsoftwarewasusedforredevelopment．Meanwhile，theprincipleofUG／OPENquickaccesstothecuttingvolumewasutilizedtobuildthebottomholePDCbitmodel，Inthisway，thecuttingprocesswassimulatedequivalenttothegeometricBooleansub

7、traction，andnumericalcomputationwasmadetoob—raincuttingvolume，contactarea，cuttingforceandotherparameters．Thestudyshowedthatthesimulationofcuttingparametersrevealedthesametendencyastheexistingnumericalsimulation，andhashigheraccu—racyandsimulationefficiency．The

8、refore，thenewmethodofcuttingparameterssimulationbasedonUG／OPENprovidedatechnica1foundationforrapidcustomizationofPDCbit．Keywords：PDCbit；cuttingparameters；simulationPIN；钻头因具有机械钻速高，经济效益好的特点