摘要：空气钻井钻头失效主要体现在钻齿断裂和脱落、本体缩径以及花键的断裂.对钻头结构做了相关设计与优化,考虑地层岩石的水平应力和上覆岩层压力状态,建立了活塞-钻头-岩石的全尺寸互作用模型.在实际测试的岩石力学参数的基础上,利用显示动力学非线性分析方法,对2种钻头结构进行了数值模拟计算,同时对钻头侵入能、冲击合力以及扭矩进行对比分析.分析结果表明,改进后的钻头结构有助于提高机械钻速,延长钻头寿命.该项研究结果对空气锤钻头的优化设计具有一定的参考价值.

关键词：空气锤 钻头失效 失效分析 结构优化 数值计算 

单位：川庆钻探工程公司油建公司 西南石油大学机电工程学院 西南管道公司兰州输油气分公司