旋切式PDC钻头切削结构设计研究

发布时间：2021-02-27 13:59

　　旋切式PDC钻头能很好地适应深部高塑性地层。为了研究旋切式PDC钻头的切削性能,基于试验和仿真方法,通过旋切式PDC钻头单齿破岩试验,分析了单齿切削过程中切削深度、切削角度和切削速度对切削力的影响,并通过数值仿真对单齿破岩试验所得结果进行验证,通过仿真分析了齿间距和齿形（锥形齿和圆柱形齿）对切削力的影响。分析结果表明:锥形齿最佳切削角度为20°,切削力和轴向力会随着切削深度的增大而变大;随着齿间距的增大,两齿之间的相互作用会减弱,切削力会逐渐与单齿破岩切削力相同,切削比功的变化规律与切削力的变化规律相同;锥形齿的切削力小于圆柱形齿的切削力,在切削过程中更易破岩。所得结果对旋切式PDC钻头切削齿的设计有一定的指导意义。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(07)北大核心

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
0 引言
1 单齿切削模型及设计方法
    1.1 单齿切削数学模型
    1.2 旋切式PDC钻头布齿设计
        1.2.1 切削齿尺寸选择
        1.2.2 切削齿的工作角度
        1.2.3 径向布齿
        1.2.4 周向布齿
2 旋切式PDC钻头单齿破岩试验
    2.1 试验装置
    2.2 试验原理
    2.3 三轴力传感器标定
    2.4 试验方案与步骤
        2.4.1 切削深度对切削力的影响
        2.4.2 切削角度对切削力的影响
        2.4.3 切削速度对切削力的影响
    2.5 试验数据分析
3 锥形齿破岩规律仿真模拟
    3.1 锥形齿有限元模型建立及参数设置
    3.2 有限元仿真方案
    3.3 有限元仿真结果分析
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]围压下牙轮钻头单齿对不同岩石的破岩试验[J]. 蒋宏伟,王克雄,翟应虎,王少春,冯举涛,潘洁.  天然气工业. 2007(10)
[2]刀具前角对金属切削影响的数值仿真[J]. 刘胜永,万晓航,董兆伟.  工具技术. 2007(04)
[3]PDC钻头布齿方法研究[J]. 杨丽,陈康民.  石油机械. 2005(04)
[4]PDC钻头等功率在齿的方法[J]. 须志刚,杨宝德,刘钢.  石油钻探技术. 1994(01)



本文编号：3054335