金刚石钻头样品分析与切削过程仿真

发布时间：2018-02-04 21:57

  本文关键词： 钎焊 金刚石钻头 切削岩石 仿真　出处：《中国地质大学(北京)》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着勘探领域的发展,钻进深度越来越大,井底工作环境趋于复杂,钻头磨损消耗严重、起下钻次数频繁成为了亟待解决的问题,因此对长寿命钻头的需求也越来越迫切。钎焊金刚石钻头实现了金刚石界面上的化学键连接,增强了胎体对金刚石的把持力,从根本上提高了金刚石钻头的使用性能和工作寿命,具有极其广阔的应用前景。为了推进长寿命钎焊金刚石钻头的研究,并加速其工业化应用,本文围绕钎焊金刚石钻头开展了一系列的研究工作,主要内容如下:(1)选取普通烧结钻头和钎焊钻头的工艺样品作为试验对象,进行了气流喷砂型冲蚀试验和扫描电镜试验,结果表明相比于该普通烧结钻头,该钎焊钻头采取了高浓度金刚石搭配低耐磨性胎体材料的选择。另外,钎焊钻头的胎体与金刚石之间实现了化学键连接,钎缝宽度比烧结钻头的要小得多,证明了钎焊钻头的优势。(2)根据金刚石钻头的工作特点,对单颗粒金刚石碎岩进行了理论分析,并根据钻头唇面上金刚石的分布规律得到了单颗金刚石的均压载荷和切削力公式。(3)在微钻试验的基础上,结合前人的研究结果,得到了简化后的单颗金刚石切削模型。利用LS-DYNA软件模拟了金刚石切削岩石的过程,得到了在不同钻进压力、转速下的钻进规律,并利用重启动分析研究了岩石被金刚石反复切削时的响应规律,对金刚石切削岩石的机理进行了进一步的分析。
[Abstract]:With the development of the exploration field , the drilling depth becomes more and more serious , the working environment of the well bottom tends to be complicated , the wear of the drill bit is serious , the drilling times of the drill bit are more and more urgent .

【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P634.41

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本文编号：1491251