山东大学齐鲁交通学院钻进模拟取得进展

近日，山东大学齐鲁交通学院采用数值仿真软件GDEM-BlockDyna和整机试验对钻进提速中的钻进参数控制进行了研究并取得进展。

在隧道钻探等工程中，钻进提速是工程领域的永恒话题。然而，传统钻进技术受限于钻进参数组合规律不明、地层变化复杂等多重因素，钻进速度的提升始终面临严峻挑战。尤其在复杂和极端的地质条件下，地层结构复杂多变，存在大量地质不确定性，穿越硬岩、软硬岩交错地层时，需更精细的钻进参数控制。

 

为提高钻进效率，探究不同地层条件下的钻进参数组合规律，基于连续-非连续单元法（CDEM），建立了PDC钻头破岩数值计算模型。模型中，PDC钻头直径为216mm，岩体尺寸为350mm×350mm×350mm，总计384446个离散单元，通过整机试验验证了计算模型的合理性。 基于该计算模型，探究了不同转速、钻压、冲击参数等对岩体应力状态、破坏模式、损伤形态等影响规律及对应的破岩机理，并利用正交试验和极差分析法计算出最优组合参数，为优化钻进效率，降低施工成本提供了理论依据。