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模块化布齿的新型PDC钻头破岩特性
田家林1,2,付传红1,杨琳1,庞小林1,杨志1,李友1,朱永豪1
(1.西南石油大学机电工程学院,四川成都 610500;2.西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031)
摘要:
针对现有PDC钻头破岩过程中比压会随着磨损增加而迅速减小的特点,设计一种比压可控的模块化PDC钻头(模块钻头)。首先进行模块钻头切削单元布置方法设计,分析和优化钻头的有效切削刃长,在此基础上建立模块钻头切削齿破岩过程的力学模型,分析切削面积、切削深度、切削齿半径、载荷之间的关系。通过对比现场试验与算例结果,验证模块钻头的破岩特性。研究结果表明:模块钻头能减小有效切削刃长,保证切削单元的钻进比压,增加切削齿的切削深度、切削面积和切削载荷,提高钻头的有效破岩体积,增加钻头的总进尺。通过模块化布齿设计布置,模块钻头可填补常规PDC钻头与孕镶钻头之间的空白。
关键词:  钻井  PDC钻头  切削单元  破岩  机械钻速  使用寿命
DOI:10.3969/j.issn.1673-5005.2015.01.020
分类号::TE 921
基金项目:国家自然科学基金项目(51074202,3);四川省教育厅成果转化重大培育项目(12ZZ003);石油天然气装备教育部重点实验室项目(OGE10);西南石油大学研究生创新基金项目(CX2014SY26)
Rock-breaking characteristics of a new PDC drill bit with modular tooth-distribution
TIAN Jialin1,2, FU Chuanhong1, YANG Lin1, PANG Xiaolin1, YANG Zhi1, LI You1, ZHU Yonghao1
(1.College of Mechanical and Electrical Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China;2.College of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)
Abstract:
Key words:  
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