硬地层中新型PDC齿破岩机理及试验研究

作     者：李琴 傅文韬 黄志强 徐子扬 陈奔 LI Qin;FU Wen-tao;HUANG Zhi-qiang;XU Zi-yang;CHEN Ben

作者机构：西南石油大学机电工程学院 

基　　金：国家科技重大专项资金资助项目(2016ZX05040-006) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2019年第26卷第6期

页      码：635-644页

摘      要：随着油气开采不断向深部硬地层发展,常规PDC(polycrystalline diamond compact,聚晶金刚石复合片)钻头出现破岩速度慢、易损坏、效率低等问题,难以满足当下提速增效的钻井需求。PDC切削齿结构是提高PDC钻头破岩效率的关键因素,针对不同岩石地层进行不同结构切削齿的设计具有重大意义。针对深部硬地层钻井,设计了一种非平面结构的新型PDC齿,该PDC齿具有脊形切削结构且可分层破碎岩石。为掌握此新型PDC齿的破岩机理和各项性能,采用有限元仿真模拟与试验相结合的方法,开展了新型PDC齿与常规PDC齿破岩过程的对比研究。结果表明:新型PDC齿在水平方向、横向和纵向三个方向所受切削力的均值及波动幅度均较小,因此新型PDC齿在破岩过程中有更稳定的切削能力;新型PDC齿受剧烈磨损和冲击崩断的可能性更小,使用寿命更长,且具有更高的破岩效率。研究结果可为新型PDC齿的研发和推广提供理论依据,为PDC钻头在硬地层钻井过程中实现提速增效提供支撑。

主 题 词：硬地层 新型PDC齿 破岩机理 对比研究 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1006-754X.2019.00.015

馆 藏 号：203878770...