摘要： 准确获取岩石钻进细观参数是评价研磨和可钻性的有效方法。 针对圆柱平底刚性钻头,利用 ABAQUS 软件建立钻头旋压岩石的相互作用模型。 基于 Drucker-Prager 本构模型以及岩石的试验力学参数,分析了岩石表面单 元发生破坏时钻头对岩石径向应力和轴向应力分布规律,对钻头与岩石接触的中心位置和边缘位置的应力变化进行 分析。 结果表明:岩石与圆柱形钻头接触部分的边缘点失效早于中心点,中心点破坏时的峰值应力大于边缘点,钻头 进尺位移达到 0. 060 3 mm 时岩石中心点发生破坏,岩石在旋压作用下的应力是静态压入时的 5 倍,岩石轴向应力有 效传递范围为 16 mm,径向应力呈对称性分布,中心点处应力最小为 17. 74 ~ 23. 55 MPa,0. 533 倍的应力半径达到峰 值为 51. 31 MPa,约为砂岩抗压强度的三分之二。 研究成果为圆柱平底刚性钻头旋压钻进岩石的耐磨性和可钻性评 价提供理论基础。

关键词: 旋压钻进 破岩规律 应力分布 ABAQUS 峰值应力