三轴应力下三棱形PDC齿破岩特性数值模拟研究

作     者：魏秀艳 赫文豪 史怀忠 陈振良 熊超 李硕文 Wei Xiuyan;He Wenhao;Shi Huaizhong;Chen Zhenliang;Xiong Chao;Li Shuowen

作者机构：中国石油集团长城钻探工程有限公司 中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目“三轴应力条件下奔驰形PDC齿压剪耦合破岩机理研究”(52004296) 中国石油大学(北京)科研基金资助项目“奔驰形PDC齿破岩性能和布齿方法研究”(2462020YJRC004) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2021年第49卷第9期

页      码：17-23,32页

摘      要：异形非平面PDC切削齿破岩机理研究相对稀缺,关于国产三棱形PDC齿的相关研究更加匮乏。为此,利用数值模拟研究方法,揭示了三轴应力条件下非平面三棱形PDC切削齿破岩特性。研究结果表明:三棱形PDC齿更易吃入地层,与岩石接触更加均匀,切削力波动小,且破碎地层平均切削力小,攻击性强;在硬质研磨性地层中,破岩机械比能显著降低,破岩机械效率高;对比地层岩石单轴抗压强度对切削齿破岩效率的影响结果,地层岩石密度变化对三棱形和平面形PDC切削齿破岩效率影响较小;随着岩石单轴抗压强度的增加,三棱形PDC切削齿的破岩优势逐渐被削弱,其切削结构设计需进一步优化。所得结论可以为异形非平面PDC切削齿的布齿设计提供理论依据。

主 题 词：三棱形PDC齿 切削齿 三轴应力 数值模拟 破岩效率 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2021.09.003

馆 藏 号：203104860...