基于岩屑分形破碎特征的钻井工程能效评价模型

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摘要通过分析岩屑的分形破碎特征及钻井工况特点，应用分形岩石力学理论建立钻井工程能效评价模型，模型包括能耗评价模型和能效评价模型2个部分，目的在于研究钻井工程中破岩能耗及能效与岩屑分形破碎特征的关系。研究表明：岩屑粒度分布分形维数、最大粒径尺寸及岩石特性常数是破碎能耗的主要影响因素；水力净化系数、岩屑粒度分布分形维数是破岩能效的主要影响因素，分形维数越大能效就越高，水力净化系数越高能效就越高，影响规律呈现指数变化趋势，岩屑相邻粒度相似比对能效影响不大。

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关键词 ：钻井工程, 分形破碎特征, 破碎能耗, 能效, 分形维数

Abstract：According to the theory of fractal rock mechanics，energy efficiency evaluation model in drilling is established by analyzing fractal fragmentation characteristics on rock cuttings and drilling behavior characteristics，which contains crushing energy consumption model and energy efficiency model. The relationship between energy consumption and energy efficiency with fractal crushing characteristics of debris is studied. Results show that fractal dimension of particle-size distribution，maximum size and rock feature constant are dominant affecting factors for crushing energy consumption. And hydraulic decontamination coefficient and fractal dimension of particle-size distributionare are main affecting factors for energy efficiency. Energy efficiency is increasing with hydraulic decontamination and fractal dimension in exponential trend. Adjacent granularity similarity ration of rock cuttings has a little effect on energy efficiency.

Key words： drilling engineering fractal fragmentation characteristics crushing energy consumption energy efficiency fractal dimension

收稿日期: 2012-11-10

引用本文:

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YAN Tie1，ZHANG Yang2，DU Shuming3. ENERGY EFFICIENCY EVALUATION MODEL IN DRILLING BASED ON FRACTAL FRAGMENTATION CHARACTERISTICS OF ROCK CUTTINGS. , 2014, 33(sl): 3157-3163.

链接本文:

http://www.rockmech.org/CN/Y2014/V33/Isl/3157

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