文章目录

0 引 言

1 PDC切削齿破岩有限元模型

1.1 模型参数设置

1.2 模型假设

2 单齿破岩机理分析

2.1 单齿破岩结果分析

2.2 单齿破岩力学分析

3 单齿破岩试验研究

3.1 试验方案

3.2 试验结果分析

4 结 论

文章摘要:斧形PDC切削齿比常规PDC齿具有更明显的破岩优势。为了分析斧形PDC齿的破岩机理,利用有限元仿真模拟与试验相结合的方法,通过斧形PDC齿与常规PDC齿破岩过程的对比与受力分析,揭示了斧形PDC齿破岩过程的力学机制。分析结果表明:斧形PDC切削齿破碎岩石时,斧刃会使其前方岩石内部形成一个剪应力集中区,岩石更易发生剪切破坏;切削齿斧刃吃入岩石后,屋脊形的斧形齿逐渐楔入岩石,从侧向上使岩石发生拉伸破坏,提高了其破岩效率;斧形齿破岩时所受轴向力和切向力小,更易吃入岩石,所受切向力及轴向力波动幅度更小,具有攻击性及稳定性强的优点,不易发生冲击损坏,在井下使用寿命更长。研究结果可以为新型PDC切削齿的研发和高效PDC钻头的设计及应用提供指导。

文章关键词:

论文DOI:10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2022.01.005

论文分类号:TE921.1