車家琪 王旱祥 張硯雯 劉延鑫 王雨婷 杜明超 馬少華, 趙玉明

1.中國石油大學（華東）海洋物探及勘探設備國家工程實驗室 2.中國石油大學（華東）機電工程學院 3.中國石油集團海洋工程（青島）有限公司 4.中國石油大學（華東）石油工業(yè)訓練中心

0 引言

隨著油氣勘探開發(fā)向深海領域邁進[1-3]，井筒結構越來越復雜，修井作業(yè)面臨著越來越多的新挑戰(zhàn)，對修井工具的工作性能也提出了更高的要求[4-6]。其中當深海油氣井筒發(fā)生堵塞時，需下入磨銑工具鉆除障礙物，實現(xiàn)后期大通徑生產。而海上鉆井平臺空間狹小、環(huán)境惡劣、操作不便、施工成本高。目前深海油氣井磨銑工具普遍存在著進尺慢、易打滑、磨不動等問題，亟待對其工作性能進行優(yōu)化，以滿足深海油氣井高效安全的施工需求。

通過有限元法對鉆磨銑工具的工作過程進行模擬，并結合實驗進行結果驗證，是目前鉆磨銑工具工作性能分析和評價的重要方法。2015 年祝效華等[7]建立了單切削齒動態(tài)破巖的三維仿真模型，分析了不同因素對破巖能效的影響；楊勇等[8]運用Lagrange顯式算法建立鉆頭—井壁—鉆井液相互作用的瞬態(tài)顯式有限元模型，研究鉆頭旋轉沖擊破巖過程；況雨春等[9]建立PDC 全鉆頭破巖有限元模型，研究布齒參數(shù)變化對切削工作載荷分布的影響。2016 年Akbari 等[10]對單切削齒進行了測試和分析，以了解切削齒幾何形狀對其摩擦響應的影響。2017 年祝效華等[11]基于有限元法建立了單齒扭轉沖擊切削巖石的擬三維數(shù)值仿真模型。2018 年孫林平等[12]進行了磨鞋單齒正交切削三維力學模型分析；Yari 等[13]通過仿真和試驗對單齒線性切削進行切削力分析。2019年Cheng 等[14]針對單切削齒提出了一種新的巖石切削力和破壞面解析模型；Sheng 等[15]通過單切削齒實驗分析頁巖層對切屑形成行為的影響；祝效華等[16]建立了PDC 切削齒動態(tài)破巖的三維數(shù)值仿真模型，研究了不同因素對切削齒破碎干熱巖效率的影響。2020 年吳澤兵等[17]基于有限元法、彈塑性力學等建立了牙輪—PDC 混合鉆頭破巖仿真模型，并研究了破巖過程中的溫度場變化規(guī)律和破巖特性；Zhang 等[18]建立了全尺寸的PDC 仿真模型來研究巖石破壞過程中溫度和應力場的分布狀況，以驗證有限元模型仿真分析方法的準確性；Yang 等[19]建立了復合鉆進工況條件下PDC 鉆頭的動力學模型，通過數(shù)值仿真來研究PDC 鉆頭的運動和鉆進規(guī)律；Liu 等[20]通過鉆進響應特性實驗研究了雙翼PDC 鉆頭的工作性能，發(fā)現(xiàn)通過優(yōu)化鉆頭結構參數(shù)可以有效提高雙翼PDC鉆頭的鉆進效率?？偨Y來說，目前鉆磨銑工具的性能分析以規(guī)則的單切削齒為主，而對整個鉆磨銑工具的性能分析則是重要的發(fā)展方向。但是相對于規(guī)則的PDC 鉆頭，深海油氣井修井常用的磨銑工具底面通常由硬質合金顆粒堆焊而成，結構非常不規(guī)則，而且種類繁多，導致無法對整個磨銑工具進行仿真分析。這也為深海油氣井磨銑工具工作性能系統(tǒng)評價與優(yōu)化帶來了巨大的困難。

筆者前期針對磨銑工具的工作性能開展了大量的研究工作。首先對不同結構類型的磨銑工具的工作性能進行實驗測試，從工作安全、工作效率和工具耐磨性等不同角度完成磨銑工具工作性能的定量評價[21]；之后特制了單磨粒磨銑工具，從切屑形成過程、熱場分布狀態(tài)等方面研究了磨銑工具的工作機理[22]；然后提出了一種基于分級圖版的磨銑工作參數(shù)優(yōu)選方法，并以鍛銑工具為例，通過現(xiàn)場試驗驗證磨銑工作參數(shù)優(yōu)選方法的現(xiàn)場應用效果[23]；最后提出了一種基于逆向工程的磨銑工具工作性能分析方法[24]，可以通過建立全尺寸磨銑工具仿真模型，實現(xiàn)對整個磨銑工具工作性能的仿真分析。前期研究工作可為深海油氣井磨銑工具性能評價及工作參數(shù)優(yōu)選提供參考。

為了滿足深海油氣井安全高效的施工需求，筆者針對目前深海油氣井磨銑工具存在的進尺慢、易打滑、磨不動等問題，同時考慮磨銑工具結構不規(guī)則、種類繁多、建模難度大等因素，通過基于逆向工程的磨銑工具性能分析方法，可以對整個磨銑工具的工作性能進行評價與優(yōu)化，以期在保障施工安全的前提下提高工作效率。

1 全尺寸磨銑工具仿真模型

1.1 磨銑工具三維掃描模型

考慮到磨銑工具底面通常由硬質合金顆粒堆焊而成，結構非常不規(guī)則，無法通過常規(guī)建模方法建立全尺寸三維模型，故采用基于逆向工程的方法，獲得磨銑工具的三維掃描模型。以深海油氣井修井作業(yè)常用的M97 斜坡式磨銑工具為研究對象，進行基于逆向工程的磨銑工具性能分析。首先通過三維激光掃描儀獲得磨銑工具的三維掃描模型，之后對磨銑工具表面的點云數(shù)據(jù)進行處理，得到磨銑工具三維掃描模型。本次測量通過型號為EinScan Pro 的三維激光掃描儀完成，該掃描儀在精細模式下掃描精度最高可達0.05 mm，利用標志點拼接定位，體積精度可達0.3 mm/m，滿足工程分析需求。之后對磨銑工具表面的點云數(shù)據(jù)進行處理，通過模型重構技術得到磨銑工具全尺寸三維掃描模型，便于后續(xù)的有限元分析。

1.2 材料本構模型

由于深海油氣井的井下工具往往承受較大的流體流速和砂礫的沖蝕磨損，故通常選用耐磨材料。QT500-7 材料耐磨性好，價格便宜，強度與韌性中等，同時可加工性較好，因此廣泛應用到井下工具的加工制造中。故選擇耐磨材料QT500-7 為落物材料，進行磨銑工具工作性能分析。QT500-7 是一種鐵素體型球墨鑄鐵，其密度為7 872 kg/m3，彈性模量209 GPa，泊松比0.3?？紤]到磨銑過程中落物會產生大變形，故采用Johnson-Cook 模型[25]作為材料的本構模型。Johnson-Cook 模型是一種常用的金屬材料本構模型，它綜合考慮了應變硬化、應變率強化和熱軟化效應，對于磨銑過程中金屬材料變形具有較好的擬合效果。Johnson-Cook 模型的具體形式為：

QT500-7 主要成分鐵素體的Johnson-Cook 本構模型參數(shù)如表1 所示[26]。

表1 鐵素體的Johnson-Cook 本構模型參數(shù)表

1.3 材料失效準則

需要在模型中加入Johnson-Cook 損傷準則，它考慮變形區(qū)域應變率、壓應力狀態(tài)和溫度的等效失效應變[27]，在該失效準則下，用落物材料的單元積分點的等效塑性應變來定義是否失效，其表達式為：

在仿真過程中，當磨銑工具上的磨粒開始與工件上的第一個網格單元開始接觸時，此位置的工件材料開始發(fā)生彈塑性變形。隨著磨粒的繼續(xù)向前移動，此位置的網格單元變形會更加嚴重。當網格材料的損傷參數(shù)D 超過1 時，此處網格單元因失效而被刪除。隨著磨粒的繼續(xù)向前移動，以相同的方式刪除下一個網格單元。QT500-7 主要成分鐵素體的Johnson-Cook 損傷模型參數(shù)如表2 所示[26]。

表2 鐵素體的Johnson-Cook 損傷模型參數(shù)表

1.4 建立全尺寸磨銑工具仿真模型

將磨銑工具三維掃描模型導入ABAQUS 軟件，建立全尺寸磨銑工具仿真模型如圖1 所示。以尺寸為120 mm×120 mm×10 mm、材料為QT500-7 的工件來模擬落物，工件四周完全約束。磨銑工具設置為剛體，限制磨銑工具在X 和Z 方向的運動，同時在磨銑工具內部設置參考點，并在參考點上施加-Y 方向的載荷F 來模擬鉆壓，在參考點上施加沿Y 軸的轉動n 來模擬轉速，從而完成全尺寸磨銑工具仿真模型的建立。工件與磨銑工具之間設置為通用接觸，工件中心區(qū)域的網格進行局部加密，以保證較好的擬合效果。

圖1 全尺寸磨銑工具仿真模型圖

2 仿真結果實驗驗證

2.1 實驗設備及方法

為了驗證分析方法的準確性，開發(fā)了磨銑工具實驗系統(tǒng)，對磨銑工具進行實驗測試，從而驗證仿真結果。磨銑工具實驗系統(tǒng)如圖2 所示，該系統(tǒng)主要由磨銑工具實驗平臺、變頻調速模塊、推力控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊組成。

其中磨銑工具實驗平臺主要包括動力模塊、傳動模塊和磨銑模塊。動力模塊包括變頻電機，主要為磨銑工具提供動力，通過變頻調速模塊中的變頻器控制變頻電機的轉速，調速范圍為20 ～200 r/min。傳動模塊包括減速器和聯(lián)軸器，減速器將電機輸出的高轉速轉化為低轉速，并增大扭矩。磨銑模塊配置NC26 螺紋接頭，可以連接不同的磨銑工具，磨銑工具下方為四爪卡盤夾具，用來夾持工件。磨銑模塊下方為電動缸，可以通過推力控制模塊輸出不同大小的推力，來模擬不同鉆壓對磨銑工具工作性能的影響。另外電動缸的活塞桿外端通過螺紋連接壓力傳感器，壓力傳感器可以顯示活塞桿外端的載荷，也就是電動缸的輸出推力。電動缸輸出推力可調范圍為0 ～20 kN，輸出速度可調范圍為0 ～50 mm/s，調節(jié)行程為200 mm，速度和壓力的輸出值與設定值誤差在1%以內。數(shù)據(jù)采集模塊包括扭矩轉速傳感器、壓力傳感器和M400 數(shù)據(jù)采集管理軟件，扭矩轉速傳感器和壓力傳感器用于實時測量磨銑過程中的扭矩、轉速和鉆壓數(shù)據(jù)。

實驗工件選擇與仿真模型相同的材料QT500-7，對M97 斜坡式磨銑工具進行實驗測試，工作參數(shù)設置與仿真模型一致，轉速設置為70 r/min，鉆壓設置為12 kN，并對仿真與實驗后的工件表面形貌和磨銑工具工作扭矩進行比較。

圖2 磨銑工具實驗系統(tǒng)照片

2.2 工件表面形貌分析

首先對仿真和實驗后的工件表面進行定性分析，得到工件表面形貌如圖3 所示。

圖3 工件表面形貌圖

由圖3 可知，仿真和實驗后的工件表面形貌基本一致。具體來說，工件表面為環(huán)形切痕，并且不同位置的切痕具有不同的切削深度。說明磨銑工具的硬質合金磨粒不在同一平面上，導致每個硬質合金磨粒的受力情況不一樣，因而產生不同的切削深度。另外工件表面中心位置出現(xiàn)未參與切削的圓心，進而形成中心支點，阻礙磨銑工具向下鉆進，最終影響磨銑工具的工作效率。這是因為磨銑工具中心位置出現(xiàn)零切削速度點，導致該位置的材料始終無法切除。所以磨銑工具的底面應設計為偏心結構，以避免出現(xiàn)零切削速度點，進而最終影響工作效率。

2.3 磨銑工具工作扭矩分析

為了更好地驗證分析方法的準確性，對仿真和實驗結果進行定量分析，得到磨銑工具工作扭矩如圖4 所示。其中磨銑工具扭矩實驗結果的平均值為213.4 N·m，仿真結果的平均值為196.8 N·m，仿真結果與實驗結果的誤差僅為7.78%，說明該分析方法準確性較好，滿足基本工程分析精度需求。另外，磨銑工具的工作扭矩曲線整體呈現(xiàn)先迅速增大、后逐漸趨于平穩(wěn)的特點，這是因為在鉆壓的作用下，磨銑工具底面的硬質合金磨粒逐漸壓入工件材料表面，此時硬質合金磨粒的切削深度和切削寬度也逐漸增大，所以在開始階段磨銑工具的扭矩迅速增大。隨著硬質合金磨粒進一步壓入工件材料表面，磨粒受到的阻力，也就是工件材料發(fā)生彈性與塑性變形時表現(xiàn)出的抗力以及接觸段的摩擦力也迅速增大，從而阻止硬質合金磨粒繼續(xù)壓入工件材料表面，此時硬質合金磨粒的切削深度和切削寬度不再增大。因此在后面階段，磨銑工具的扭矩逐漸趨于平穩(wěn)。

圖4 磨銑工具工作扭矩圖

3 結果分析與討論

3.1 磨銑工具工作過程分析

由于全尺寸磨銑工具仿真模型具有較好的分析精度，因此可采用該仿真模型研究磨銑工具的工作過程，磨銑工具的工作過程如圖5 所示。磨銑工具工作過程總仿真時間為20 s，具體可依次分為單磨粒切削、平面切削和深度切削3 個階段。單磨粒切削階段主要由單個磨粒參與切削過程，并產生單獨的環(huán)形切痕。其中在1.2 s 時，磨銑工具底面的第1 個磨粒與工件表面開始接觸，在鉆壓的作用下磨粒逐漸壓入工件表面，由于磨銑工具的旋轉而產生了半圓切痕。在2.6 s 時，磨銑工具底面外圍的第2 個磨粒開始參與切削過程，并產生半圓切痕，此時第1 個磨粒已形成完整的環(huán)形切痕。在3.1 s 時，磨銑工具底面中心的第3 個磨料開始參與切削過程，并在工件中心位置產生環(huán)形切痕。平面切削階段主要由多個磨粒參與切削過程，并產生完整的切削平面。其中在3.6 s 時，多個磨粒開始參與切削過程，并在6.0 s 時形成完整的圓形切削平面。深度切削階段為磨銑工具正常工作的主要階段，隨著切削的進行，磨銑工具在鉆壓的作用下切削深度不斷增加。其中在7.0 s 時開始進入深度切削階段，并且在磨銑工具鉆進方向的切削深度不斷增加。在20 s 時切削深度為3.64 mm。由磨銑工具的工作過程可知，單磨粒切削階段主要由單個磨粒承受整個磨銑工具的鉆壓，極易由于磨粒過載而出現(xiàn)斷裂、破碎等失效問題。所以磨銑工具的磨粒應盡量布置在鉆進方向的同一平面，避免出現(xiàn)單磨粒切削階段，防止單個磨粒過載而導致失效問題，最終影響磨銑工具的使用壽命和施工安全。

3.2 鉆壓影響規(guī)律分析

根據(jù)中國石油集團海洋工程（青島）有限公司深海油氣田修井現(xiàn)場提供的數(shù)據(jù)，磨銑工具正常鉆進的鉆壓通?？刂圃?0 kN 以內，故基于上述方法，研究鉆壓在0 ～20 kN 范圍內對磨銑工具工作性能的影響規(guī)律，得到鉆壓影響規(guī)律曲線如圖6 所示。

鉆壓對磨銑工具進尺量的影響規(guī)律曲線如圖6-a所示，隨著鉆壓的增大，不同轉速下磨銑工具的進尺呈現(xiàn)先增大后趨于平穩(wěn)的特點。具體來說，在2～10 kN 范圍內隨著鉆壓增大，磨銑工具的進尺逐漸增大，同時隨著轉速的增大，進尺的增長幅度也在迅速增大。當轉速為100 r/min 時，進尺的增長幅度最大，進尺由0.036 mm/r 增大到0.228 mm/r，增長幅度為533.3%。當轉速為60 r/min 時，進尺增長幅度最小，進尺由0.052 mm/r 增大到0.153 mm/r，增長幅度為194.2%。在10 ～20 kN 范圍內隨著鉆壓增大，磨銑工具的進尺量逐漸趨于平穩(wěn)，進尺的波動范圍在0.058 mm/r 以內。說明通過調整磨銑工具的鉆壓，可有效提高磨銑工具的進尺，最大提高幅度可達533.3%，從而有利于提高磨銑工具的工作效率。

鉆壓對扭矩的影響規(guī)律曲線如圖6-b 所示，隨著鉆壓的增大，不同轉速下磨銑工具的扭矩呈現(xiàn)先增大后趨于平穩(wěn)的特點。具體來說，在2 ～10 kN 范圍內隨著鉆壓增大，磨銑工具的扭矩逐漸增大，并且隨著轉速的增大，磨銑工具扭矩的增長幅度也在緩慢增大。當轉速為100 r/min 時，扭矩的增長幅度最大，扭矩由80.6 N·m 增大到188.9 N·m，增長幅度為134.4%，當轉速為60 r/min 時扭矩的增長幅度最小，扭矩由122.8 N·m 增大到193.6 N·m，增長幅度為57.65%。在10 ～20 kN 范圍內隨著鉆壓增大，磨銑工具的扭矩逐漸趨于平穩(wěn)，扭矩的波動范圍在169.2 ～241.8 N·m 之間。說明通過調整磨銑工具的鉆壓，可以減小磨銑工具的工作扭矩，最大減小幅度可達134.4%，從而有利于提高磨銑工具使用壽命，并保障施工安全。

3.3 轉速影響規(guī)律分析

同樣根據(jù)深海油氣田修井現(xiàn)場提供數(shù)據(jù)，磨銑工具正常鉆進的轉速通?？刂圃?0～100 r/min之間，故基于上述分析方法，研究轉速在60 ～100 r/min 范圍內對磨銑工具工作性能的影響規(guī)律，得到轉速影響規(guī)律曲線如圖7 所示。

轉速對磨銑工具進尺量的影響規(guī)律曲線如圖7-a所示，隨著轉速的增大，磨銑工具進尺量變化趨勢與鉆壓有關。具體來說，隨著轉速在60 ～100 r/min范圍內逐漸增大，當鉆壓為4 ～8 kN 時，磨銑工具進尺量呈波動狀態(tài)，波動范圍最大為0.094 ～0.129 mm/r，波動幅度最大為37.2%。當鉆壓為12 ～20 kN 時，磨銑工具的進尺量近似線性增長，進尺量可由0.153 mm/r 提高到0.228 mm/r，最大增長幅度為49.0%。說明通過調整磨銑工具的轉速，可以提高磨銑工具的進尺量，最大增長幅度可達49.0%，從而有利于提高磨銑工具的工作效率，縮短施工時間。

圖6 鉆壓影響規(guī)律曲線圖

圖7 轉速影響規(guī)律曲線圖

轉速對扭矩的影響規(guī)律曲線如圖7-b 所示，隨著轉速的增大，不同鉆壓下磨銑工具的扭矩均呈現(xiàn)平穩(wěn)波動的特點，波動幅度隨著鉆壓增大而逐漸減小。具體來說，隨著轉速在60 ～100 r/min 范圍內逐漸增大，當鉆壓為4 kN 時，磨銑工具扭矩波動比較劇烈，波動范圍可以達到96.0 ～153.3 N·m，最大波動幅度為59.7%。當鉆壓為20 kN 時，磨銑工具扭矩的波動比較平穩(wěn)，波動范圍為169.2 ～221.9 N·m，最大波動幅度為31.1%。說明通過調整磨銑工具的轉速，可以減小磨銑工具的扭矩，最大減小幅度可達59.7%，同時可以減少扭矩的波動幅度，從而有利于避免磨銑工具的失效，延長使用壽命，進而減少井下故障，保障施工安全。并且在調整磨銑工具轉速的同時，需要考慮鉆壓的影響規(guī)律。

3.4 磨銑工具工作性能評價

由上述鉆壓及轉速影響規(guī)律分析結果可知，磨銑工具的鉆壓和轉速相互影響、相互作用，共同決定了磨銑工具的工作性能。故有必要依托全尺寸磨銑工具仿真模型，系統(tǒng)的分析不同鉆壓和轉速下磨銑工具的工作性能。以鉆速為工作效率評價指標，以扭矩為工作安全評價指標，對磨銑工具工作性能進行定量評價，制作評價圖版如圖8 所示。

圖8 磨銑工具工作性能評價圖版

工作效率評價圖版如圖8-a 所示，根據(jù)鉆速的大小，可將磨銑工具的工作效率分為Ⅰ～Ⅴ5 個等級。紅色區(qū)域為Ⅴ級，鉆速范圍介于18.9 ～22.9 mm/min，此時磨銑工具的鉆速最大、工作效率最高。而紫色區(qū)域為Ⅰ級，鉆速范圍介于2.70 ～6.74 mm/min，此時磨銑工具的鉆速最小、工作效率最低。工作安全評價圖版如圖8-b 所示，根據(jù)扭矩的大小，可將磨銑工具的工作安全分為Ⅰ～Ⅴ5 個等級。紅色區(qū)域為Ⅴ級，扭矩范圍介于80.5 ～112.8 N·m，此時磨銑工具的扭矩最小、安全性最好。而紫色區(qū)域為Ⅰ級，扭矩范圍介于209.7 ～242.0 N·m，此時磨銑工具的扭矩最大、安全性最差。所以可以綜合使用工作效率評價圖版和工作安全評價圖版，對不同鉆壓和轉速下磨銑工具工作性能進行系統(tǒng)評價，在保障工作安全的前提下，提高工作效率。

3.5 磨銑工具工作參數(shù)優(yōu)選

根據(jù)如圖8 所示的磨銑工具工作性能評價圖版，可通過優(yōu)選工作參數(shù)，對磨銑工具的工作性能進行改善。磨銑工具優(yōu)選工作參數(shù)如表3 所示。

表3 磨銑工具優(yōu)選工作參數(shù)表

由于現(xiàn)場施工的具體要求不同，磨銑工具優(yōu)選的工作參數(shù)也不一樣。具體來說，當現(xiàn)場要求效率優(yōu)先時，優(yōu)選轉速80 r/min、鉆壓18 kN，或者轉速80 r/min、鉆壓20 kN 作為磨銑工具的工作參數(shù)，此時效率等級為Ⅴ級、安全等級為Ⅱ級，說明磨銑工具在避開危險工況的前提下，工作效率最高；當現(xiàn)場要求安全優(yōu)先時，優(yōu)選轉速70 r/min、鉆壓6 kN，轉速80 r/min、鉆壓6 kN，或者轉速100 r/min、鉆壓6 kN 作為磨銑工具的工作參數(shù)，此時效率等級為Ⅱ級、安全等級為Ⅳ級，說明磨銑工具在避開低效工況的前提下，工作安全性最好。當現(xiàn)場要求平衡安全與效率的關系時，優(yōu)選轉速90 r/min、鉆壓8 kN，或者轉速100 r/min、鉆壓8 kN 作為磨銑工具的工作參數(shù)，此時效率等級與安全等級均為Ⅲ級，說明磨銑工具可以在保障工作安全的前提下，提高工作效率。所以根據(jù)現(xiàn)場施工的具體需求，通過磨銑工具優(yōu)選工作參數(shù)表優(yōu)選不同的工作參數(shù)，進而改善磨銑工具的工作性能，以滿足油氣井高效安全的開發(fā)需求。

4 結論

針對目前油氣井磨銑工具存在的進尺慢、易打滑、磨不動等問題，同時考慮磨銑工具結構不規(guī)則、種類繁多、建模難度大等因素，以M97 斜坡式磨銑工具為研究對象，通過基于逆向工程的磨銑工具性能分析方法，完成了磨銑工具性能評價及工作參數(shù)優(yōu)選，主要得到以下結論：

1）通過三維激光掃描儀獲得三維掃描模型，并基于逆向工程建立全尺寸磨銑工具仿真模型，同時開發(fā)磨銑工具實驗系統(tǒng)進行結果驗證，仿真和實驗后的工件表面均為帶有中心支點的環(huán)形切痕，工作扭矩仿真誤差為7.78%，滿足工程分析精度需求。

2）磨銑工具工作過程可依次分為單磨粒切削、平面切削和深度切削三個階段。磨粒應盡量布置在鉆進方向的同一平面，避免出現(xiàn)單磨粒切削階段，防止單個磨粒過載而導致失效問題，最終影響磨銑工具的使用壽命和施工安全。

3）鉆壓和轉速相互影響，共同決定了磨銑工具的工作效率和工作安全。當磨銑工具的鉆壓在2 ～20 kN、轉速在60 ～100 r/min 范圍內時，通過調整鉆壓可提高進尺量533.3%，減小扭矩134.4%。通過調整轉速可提高進尺量49.0%，減小扭矩59.7%。

4）建立了磨銑工具工作性能評價圖版及優(yōu)選工作參數(shù)表，可根據(jù)現(xiàn)場施工的具體需求，優(yōu)選不同的工作參數(shù)，進而改善磨銑工具工作性能，以滿足深海油氣井高效安全的開發(fā)需求。