牙轮钻头牙齿磨损的数值模拟

采用拉宾诺维奇磨粒磨损模型,通过实验确定了模型中牙齿磨粒磨损系数Kε。运用有限元软件建立了牙轮钻头与岩石互作用模型。用网格重划分法和并行计算技术解决了岩石网格变形大、求解速度慢等问题。分析了3种齿形的牙齿磨损、牙齿磨损形貌,并与现场实验钻头磨损情况进行了对比。结果表明所建立的有限元模型能比较准确地预测牙齿寿命及其磨损形貌;探索了机械钻速、转速和岩石与牙齿磨损量之间的关系,为合理选择钻头型号、推荐钻井参数提供了依据。