潜孔钻头端面切削齿载荷仿真研究

作     者：冯一璟 张来斌 郑文培 邓嵘 冯定 FENG Yijing;ZHANG Laibin;ZHENG Wenpei;DENG Rong;FENG Ding

作者机构：中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 西南石油大学机电工程学院四川成都610500 长江大学机械工程学院湖北荆州434023 

基　　金：高等学校博士学科点科研基金项目"高造斜率井眼轨迹控制工具主轴井下力学行为研究"(编号:20124220110003)资助 

出 版 物：《石油钻探技术》 (Petroleum Drilling Techniques)

年 卷 期：2016年第44卷第3期

页      码：77-82页

摘      要：为使潜孔钻头布齿更加合理及为钻头结构改进提供理论依据,达到提高潜孔钻头破岩效率、延长其使用寿命的目的,需要了解潜孔钻头端面切削齿的载荷分布。为此,建立了平面、凸面和凹面3种端面形式的潜孔钻头三维模型,以显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA中常用的H-J-C模型为材料模型,并利用H-J-C模型中的等效屈服强度、压力、积累损伤等函数对潜孔钻头的破岩过程进行仿真,分析不同齿圈上切削齿的载荷状态,并将切削齿载荷分解到轴向、径向及切向3个方向,运用控制变量的方法对3种不同端面形式潜孔钻头的切削齿进行力学分析。研究结果表明:凹面潜孔钻头的轴向载荷峰值最大且径向载荷峰值最小;潜孔钻头切削齿载荷的主要差别在边齿及其相邻齿圈的切削齿上,与其余齿圈上的切削齿关系不大;潜孔钻头边齿的载荷最大,易损坏。模拟结果可为切削齿的选择、切削齿的分布及潜孔钻头的结构设计提供依据。

主 题 词：潜孔钻头 切削齿载荷 岩石破碎 仿真 

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

D　O　I：10.11911/syztjs.201603014

馆 藏 号：203176904...